Projeto multicritério de redes de pluviômetros para previsão de inundações rápidas em bacias semiáridas com relevo complexo

Apesar da disponibilidade de dados de radar meteorológico com alta resolução espacial (1 km²) e temporal (5–15 min), os pluviômetros de solo continuam a ser necessários para a estimativa precisa da entrada de precipitação em bacias durante eventos de inundações rápidas, especialmente em bacias montanhosas. Dadas as considerações econômicas, um problema duradouro na hidrologia de bacias é estabelecer a colocação ideal de um pequeno número de pluviômetros para adquirir dados tanto sobre a profundidade da precipitação quanto sobre a variabilidade espaço-temporal da intensidade durante eventos extremos de tempestade. Usando observações de radar meteorológico e uma rede densa de 40 pluviômetros de balde tipo goteira, este estudo examina se é possível determinar um conjunto confiável de locais para os pluviômetros na bacia do Cânion Sabino perto de Tucson, Arizona, EUA, dada sua topografia complexa e padrão de trajetória de tempestade dominante. Dados de precipitação de alta qualidade são usados para avaliar todas as configurações possíveis de uma rede "prática" composta de um a quatro pluviômetros. Uma estratégia de design multicritério é utilizada para orientar a colocação dos pluviômetros, minimizando simultaneamente o viés percentual residual e maximizando o coeficiente de correlação entre a precipitação média estimada e verdadeira, e minimizando o erro médio quadrático espacial normalizado entre a distribuição de precipitação espaço-temporal estimada e verdadeira. O desempenho da rede de pluviômetros otimizada foi então comparado com conjuntos de redes projetadas aleatoriamente, avaliando a qualidade dos fluxos de água preditivos utilizando o modelo de chuva-escoamento baseado em eventos Kinematic Runoff and Erosion (KINEROS2). Nossos resultados indicam que a estratégia multicritério proporcionou um design robusto pelo qual uma rede esparsa, mas precisa, de pluviômetros poderia ser implementada para bacias semiáridas como a estudada.