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À medida que o aumento das temperaturas globais tornar tempestades extremas mais comuns, as barragens e reservatórios do país – cruciais para manter as comunidades secas – estão sendo testados.
Tempestades nos EUANordeste esticou os sistemas de controlo de cheias da região quase ao ponto de ruptura em Julho de 2023. Califórnia e estados ao longo do rio Mississipi enfrentou desafios semelhantes de controle de enchentes em 2023.
Gerenciar esses sistemas de controle de enchentes é um ato de equilíbrio cuidadoso.Os gestores libertam água para dar espaço ao escoamento da tempestade, aumentando o risco de inundações a jusante, ou retém o máximo possível para proteger as explorações agrícolas e as comunidades a jusante, o que poderia aumentar a probabilidade de inundações maiores se ocorrer outra tempestade?
Quanto mais cedo as decisões puderem ser tomadas, maiores serão as chances de evitar danos posteriores.Mas as previsões nem sempre são fiáveis e esperar que a chuva caia pode significar agir tarde demais.
Gerenciei reservatórios de controle de enchentes em Iowa e eclusas e represas ao longo dos rios Mississippi e Illinois por uma década, e agora pesquiso a operação de grandes sistemas de reservatórios para controle de enchentes na Universidade de Iowa. Centro de inundação de Iowa.Aqui está o que os gestores de reservatórios pensam durante as tempestades e como os esforços para melhorar a previsão poderão em breve reduzir os danos causados pelas inundações:
As muitas funções das barragens
Os Estados Unidos são o lar de mais de 50.000 reservatórios operáveis que são supervisionados por dezenas de agências estaduais e federais.Cumulativamente, essas barragens armazenam mais água do que os Lagos Erie e Tahoe juntos.Milhares de quilômetros quadrados de chuva podem escorrer da paisagem para rios e córregos e, por fim, drenar para um único reservatório.
Usando uma saída fechada, os reservatórios suavizam o fluxo ao longo do ano, armazenando água durante chuvas fortes e liberando-a para compensar os efeitos da seca.Isto ajuda a garantir um abastecimento de água confiável para a agricultura, geração de energia e uso residencial.
É importante ressaltar que os reservatórios também fornecem proteção contra enchentes para as comunidades a jusante.
Tempestades extremas podem significar compensações difíceis
A gestão de reservatórios pode ser drasticamente complicada quando as chuvas ocorrem em rajadas concentradas.
Os operadores dos reservatórios estão prontos 24 horas por dia para responder às fortes chuvas.Ao ajustar as comportas na saída de um reservatório, a água pode ser armazenada atrás da barragem, como uma banheira com o ralo parcialmente bloqueado.Isso permite que os operadores liberem água lentamente, de forma controlada, para evitar inundações nas comunidades a jusante.
Os operadores também podem ajudar as comunidades a jusante em risco de inundações repentinas, limitando a quantidade de água que libertam do reservatório.Essa decisão tem que ser feito rapidamente, porém – a água leva tempo para se mover rio abaixo.Se o fluxo for cortado tarde demais, o gestor poderá desperdiçar a oportunidade de ajudar.
É quando toda a região sofre fortes chuvas – tanto a montante como a jusante do reservatório – que os operadores do reservatório enfrentam maior stress.
Quando as chuvas são fortes ou ocorrem múltiplas tempestades num curto período, muitas vezes não há tempo suficiente para libertar a água acumulada de um evento para abrir espaço para a próxima tempestade.Se um reservatório estiver cheio, um vertedouro provavelmente será ativado, direcionando água adicional ao redor da barragem para evitar danos à própria barragem.Embora isto mantenha a integridade estrutural da barragem, pode piorar drasticamente as inundações a jusante.
O que dizem os manuais
Para ajudar os gestores a tomar essas decisões difíceis, a maioria dos reservatórios de controle de enchentes possui um manual de regulamentação que descreve o processo de operação das comportas durante as enchentes.
Cada reservatório de controlo de cheias é único e estes documentos dão conta das prioridades específicas associadas a cada local.Um manual de controlo de cheias pode estipular vazões máximas permitidas à medida que os níveis dos reservatórios sobem.Também pode restringir os fluxos com base nas medições dos rios a jusante para reduzir os impactos das inundações.
Os gerentes ainda precisam fazer escolhas.Embora o manual possa fornecer metas específicas de armazenamento ou fluxo a jusante, não existem duas cheias iguais.Cabe aos operadores dos reservatórios determinar como atingir essas metas.A libertação de pouca água pode aumentar o risco de inundações ainda maiores no futuro, se mais tempestades estiverem a caminho.
Esta compensação entre o risco de inundação atual e futuro é conhecida como “cobertura.”
Anos de pesquisa com modelos computacionais complexos e simulação ajudou a otimizar esse processo de tomada de decisão.Infelizmente, o que parece bom no papel nem sempre é fácil de pôr em prática, especialmente quando muitas das barragens antigas do país exigem a abertura ou fecho manual das comportas.Além disso, estas decisões são frequentemente tomadas durante chuvas fortes, quando as condições mudam rapidamente e os operadores não têm o dom da visão retrospectiva.
Previsões precisas são essenciais
Para tomar as melhores decisões possíveis sobre as descargas de água, são essenciais previsões precisas.Esta é uma área madura para melhorias.
O valor de uma previsão de precipitação para a operação de um reservatório pode ser considerado como um banco de três pernas construído sobre onde, quando e quanta chuva cai.Uma previsão de precipitação que acerte apenas duas destas três variáveis pode fazer mais mal do que bem.Por exemplo, um gestor poderia libertar preventivamente água para uma tempestade que é esperada a montante de um reservatório – apenas para ver a tempestade atingir a jusante, potencialmente causando danos por inundação quando combinada com essas descargas preventivas.
Para mitigar este risco, muitos reservatórios de controlo de cheias são operados utilizando uma abordagem de “água no solo”.Em vez de utilizar uma previsão, esta abordagem espera para ver onde a chuva cai e depois reage.Embora isto muitas vezes resulte num atraso na resposta do reservatório, também reduz o risco de erros operacionais.
Projetos recentes usando “operação do reservatório informada pela previsão” mostraram como os avanços na previsão hidrológica podem levar a uma melhor gestão dos reservatórios.Embora muitos desses projetos estejam em fases iniciais, estudos mostram que pode haver potencial para utilizar a operação de reservatórios com base em previsões para ajudar a gerir inundações, ao mesmo tempo que maximiza o abastecimento de água em regiões propensas a secas.Este trade-off tem sido historicamente particularmente difícil de navegar.
Como as mudanças climáticas torna as chuvas extremas mais comuns, testará ainda mais as capacidades de combate a inundações do país e o armazenamento finito das redes de reservatórios.
Expandir o número e o tamanho dos reservatórios poderia ajudar, mas a impactos sociais e ecológicos tornar a construção de reservatórios uma tarefa política difícil.Otimizando armazenamento existente é a próxima melhor estratégia.Independentemente disso, os gestores de reservatórios e os meteorologistas estão posicionados na linha da frente de uma batalha que se tornará mais desafiante num futuro aquecido.