Previsão hidrológica

A previsão de uma variável hidrológica num sistema hídrico envolve a estimativa antecipada num determinado período de tempo desta variável. Por exemplo, o alerta de inundações de uma cidade ou a vazão para operação de uma barragem, ou ainda os níveis de navegação.

Como é muito difícil prever com grande antecedência, podemos estimar o risco de ocorrência de uma variável hidrológica. A predição é a estimativa sem relação com tempo, mas com a probabilidade de ocorrência. Por exemplo, a inundação num determinado local tem a chance de 5% de ser superada numa ano qualquer. Não está sendo definido quando ocorrerá, mas podemos obter a sua probabilidade. O tempo de retorno é o inverso da probabilidade e, neste caso, igual a 20 anos. Isto significa que, em média, a cheia ocorrerá a cada 20 anos. Por exemplo, quando jogamos um dado o número 3 tem a chance de ocorrência de 1/6, e, em média, ocorrerá a cada 6 jogadas. Sabemos que não ocorre de seis em seis, mas se jogarmos milhares de vezes e tirarmos a média, a mesma será 6.

A previsão é classificada em curto prazo ou tempo real ou previsão de longo prazo ou sazonal. A previsão de curto prazo ou previsão em tempo real (tradução mais fiel seria previsão em tempo atual) é realizada para antecedência de horas e dias em função do tempo de resposta da bacia hidrográfica e do conhecimento antecipado da precipitação, sua distribuição temporal e espacial. Este tipo de previsão é utilizado para o alerta das inundações ribeirinhas e da população, operação de obras hidráulicas como barragens, sistemas de comportas, alerta de desastres ambientais, entre outros.

A previsão de longo prazo, denominada também de previsão sazonal, é realizada com antecedência de um até vários meses, com base em indicadores dos oceanos e variáveis hidrológicas ou modelos climáticos e hidrológicos. Este tipo de previsão é utilizado para o planejamento energético e formação de preço, para previsão de umidade do solo, condições básicas de navegação, inundações e secas em regiões críticas. Até poucos anos atrás este tipo de previsão praticamente não existia devido a dificuldade de se obter relações de causa – efeito com tanta antecedência.

Os modelos hidrológicos são métodos utilizados para qualquer uma destas previsões. Os modelos utilizados em previsão podem ser do tipo determinístico ou estocástico. Os modelos determinísticos retratam os processos relacionados com as variáveis hidrológicas por meio de equações conceituais que representem processos físicos do comportamento do ciclo hidrológico (ver matérias anteriores). Os modelos estocásticos (estatística no tempo ou séries temporais) procuram encontrar relações empíricas e estatísticas no funcionamento das séries temporais para a previsão. Quando o modelo estocástico utiliza somente vazões e mesmo precipitação, utilizam o conhecimento do passado para prever o futuro, dentro de um certo erro estatístico. O modelo determinístico tende a utilizar informações climáticas e hidrológicas recentes para prever a vazão, mesmo que o modelo não seja uma representação fiel de todos os processos. O modelo distribuído citados na semana passada é um tipo de modelo determinístico que retrata o comportamento da bacia hidrográfica e pode ser utilizado nos dois tipos de previsão.

O setor elétrico brasileiro atualmente utiliza preponderantemente modelos estocásticos para prever vazões de curto prazo e sazonais para operação dos reservatórios e estimar o preço do mercado livre de energia. Nas próximas semanas vamos mostrar alguns resultados de previsões de curto prazo e sazonais.

OBSERVAÇÃO: 1. A referência sobre a matéria da semana passada de Inundações no rio Paraguai está disponível para download em http://rhama.net/tese_adrianopaz.pdf) Também foi disponibilizado pelo autor um filme com as imagens de inundações mensais do Pantanal gerada pelo modelo para um período de 10 anos. Copie em http://rhama.net/filme_inundacao_adrianopaz.avi 2. Esta semana coloquei a matéria no sábado, pois no domingo viajarei para Tegucigalpa, Honduras para um projeto sobre Águas Urbanas de Regiões Metropolitanas em estudo para o Banco Mundial. Espero colocar alguma matéria sobre o assunto no futuro sobre esta cidade. 3. Gostaria de receber comentários sobre assuntos de interesse para matéria no blog. 4. Nos próximos dias deveremos atingir 100.000 entradas no blog, obrigado pelo interesse!