Métodos de modelagem de áreas inundadas utilizando técnicas de escala local, regional e global para uma cheia no rio Uruguai

Resumo

A delimitação de áreas inundadas é uma informação importante para a gestão de desastres naturais, previsão de impactos ambientais e planejamento territorial. Inundações ocorrem quando uma cheia ultrapassa os limites da calha de um rio e escoa para as planícies de inundação. Quando estas atingem pessoas, elas são consideradas um desastre natural. A delimitação da cheia observada dada a ocorrência de um evento extremo pode ser feita através de técnicas de campo, como o mapeamento percorrendo a área afetada ou utilizando aerofotos. Todavia, o levantamento em campo não é trivial e nem sempre permite a obtenção do dado necessário para um projeto específico. Para este fim, existem múltiplas técnicas para estimativa de manchas de inundação. Algumas são técnicas mais simplificadas, baseadas apenas em um Modelo Digital de Elevação (MDE). Este é o caso do modelo HAND (Height Above Nearest Drainage), que tem ganhado muita fama recentemente na aplicação de delimitação de áreas possivelmente inundadas. Outras técnicas são mais complexas, como o uso de modelagem hidrodinâmica. Nesta linha, existem modelos hidrológico-hidrodinâmicos de grande escala que simulam processos de geração de escoamento e de transporte de água na bacia hidrográfica a partir de dados de chuva, meteorológicos e de características da bacia hidrográfica. Este é o caso do MGB (Modelo de Grandes Bacias), que vem sendo desenvolvido e aplicado para estes tipos de caso. Todavia, não existem trabalhos na literatura que comparem resultados gerados por estas múltiplas abordagens com diferentes graus de complexidade e diferentes escalas espaciais. Exatamente para preencher esta lacuna existente na literatura científica que este trabalho foi desenvolvido. É apresentada aqui, pela primeira vez, a verificação do desempenho do modelo MGB em duas versões, uma de escala regional e outra de escala continental para a delimitação de áreas inundadas, em comparação com uma imagem de satélite observada da cheia e com duas versões do modelo HAND, uma gerada por um estudo local e outra gerada por um estudo global. O estudo de caso utilizado na verificação foi uma cheia que ocorreu no Rio Uruguai, nas proximidades da cidade de Itaqui (RS), que faz divisa entre os países Brasil e Argentina, em outubro de 1997. Os resultados mostraram que tanto o modelo MGB aplicado em escala regional quando o modelo MGB em escala continental foram capazes de delimitar a área inundada, com algumas superestimativas na porção norte da imagem. O método HAND de escala local também permitiu um mapeamento da área inundada, com áreas mais de cabeceira de pequenos afluentes superestimadas. Já o método HAND em escala global demonstrou ser inadequado para aplicação para a delimitação de áreas inundadas nesta região. Acredita-se que a principal causa seja o pequeno limiar de área de drenagem relacionado com o produto HAND global utilizado. Verificou-se também, a partir do cálculo de métricas de desempenho, como taxa de acerto, de falso alarme e índice crítico, que o MGB Regional representou de maneira mais adequada a extensão da inundação observada na imagem Landsat 5 em comparação as demais metodologias, seguida pelo MGB AS