FERAH

1. Dados de entrada, todos públicos: rede hidrometeorológica da ANA (HidroWeb, telemetria, medições de descarga); Base Hidrográfica Ottocodificada 2017 e BHAE 2023; chuva e evapotranspiração em grade (Xavier/BR-DWGD desde 1961 e MERGE/CPTEC desde 2000); vazão natural dos reservatórios do ONS desde 1931 e cadastro do SAR/ANA; projeções climáticas NEX-GDDP-CMIP6 (25 modelos globais, quatro cenários); previsões meteorológicas de acesso gratuito (WeatherNext, GFS/GEFS, ECMWF, AIFS).
2. Núcleo de cálculo compartilhado, sem interface: topologia da rede de drenagem; tratamento de séries com as regras da ANA; sete modelos chuva-vazão com calibração automática por quatro funções objetivo; estatística hidrológica (curva de permanência, extremos, tempo de retorno); assimilação de estado por filtro de Kalman por conjunto.
3. Dez sistemas web independentes, cada um com sua interface e seu serviço; nenhum importa código de outro. Os lotes de cálculo são retomáveis e não sobrescrevem resultados.
4. Produtos: mapas interativos, séries e tabelas exportáveis, relatórios e laudos em PDF e Word, interface de programação documentada e, em todos, a incerteza declarada.

Sete modelos conceituais diários (SMAP-D, IPH-D, GR4J, HBV, AWBM, SAC-SMA e uma variante do AWBM para o semiárido) calibrados por busca automática (algoritmo DDS) sob quatro funções objetivo (KGE, NSE, NSE dos logaritmos e MAPE), com validação em período separado. A regionalização replica o protocolo comparativo de Qi et al. (2022): 14 esquemas de transferência avaliados por validação cruzada deixa-uma-fora e por dois testes espaciais mais rigorosos. O esquema vencedor combina similaridade física e proximidade, com média ponderada dos hidrogramas de cinco doadores. A incerteza é calibrada empiricamente (intervalo conformal de 80%) e resumida em classes de confiança de A a D, validadas contra estações reais e contra a regionalização estatística da ANA.

Cada posto é comparado com a sua própria série histórica, no ano hidrológico. A raridade é medida pela probabilidade empírica e pelo tempo de retorno ajustado por seis distribuições (momentos-L), com aderência exibida. Índices padronizados de chuva (SPI) e de vazão (SSI) em quatro escalas identificam eventos de seca com início, fim, duração e déficit. Um selo de estacionariedade (Mann-Kendall, Sen e Pettitt) avisa quando comparar com "a média histórica" pressupõe uma média que pode não existir.

Teste de Pettitt sobre as médias anuais para detectar mudança de patamar; decomposição de Budyko/Fu com bootstrap de 5.000 amostras e modelagem contrafactual com os modelos calibrados para separar a parcela climática (chuva e evapotranspiração) da parcela não climática; curva de dupla massa como verificação independente. A classe final exige concordância entre métodos e declara a confiança. O sistema não atribui a causas específicas (irrigação, reservatório, desmatamento): diz quanto o clima explica e quanto fica para a bacia e as atividades humanas.

Os modelos calibrados contra a vazão natural do ONS recebem chuva e evapotranspiração de 25 modelos climáticos globais em quatro cenários de emissão (SSP1-2.6, SSP2-4.5, SSP3-7.0 e SSP5-8.5), após correção de viés por mapeamento de quantis (com alternativas mantidas). O resultado é uma mudança relativa entre períodos futuros e o período de referência, resumida pela mediana do conjunto e pela sua dispersão. As vazões de projeto futuras são o quantil observado multiplicado pela mudança relativa projetada, porque os modelos reproduzem bem a média e as estiagens mas subestimam as cheias raras.

A mesma chuva prevista alimenta os mesmos modelos a partir do mesmo estado da bacia, atualizado por filtro de Kalman por conjunto com a telemetria da ANA; as diferenças entre provedores ficam, por construção, atribuíveis à chuva prevista. A verificação segue as práticas recomendadas para previsão por conjunto: sem vazamento de informação futura, comparação pareada, referência de persistência e de climatologia, métricas contínuas e probabilísticas por antecedência.

Ameaça (perigo), exposição, vulnerabilidade e risco

Na terminologia do Marco de Sendai (UNDRR, 2017), a ameaça é o processo ou fenômeno que pode causar danos; a exposição é a situação de pessoas e bens em áreas sujeitas a ameaças; a vulnerabilidade são as condições que aumentam a suscetibilidade a esses impactos; o risco de desastre é a perda potencial, função combinada dos três e da capacidade. O FERAH trabalha sobretudo com a caracterização da ameaça hidrológica (cheias e secas).

Previsão × projeção × cenário

Segundo o glossário do IPCC (2021), previsão é a estimativa da evolução real do sistema a partir de um estado inicial (dias a anos); projeção é a resposta simulada a um cenário de emissões; cenário é uma descrição plausível e coerente de um futuro possível, não uma predição.

Prevenção e mitigação

Duas das cinco ações da PNPDEC (Lei nº 12.608/2012), ao lado de preparação, resposta e recuperação. Prevenção busca evitar o desastre; mitigação reduz o impacto quando ele não pode ser evitado.

Ottobacia

Unidade de drenagem associada a cada trecho da rede na Base Hidrográfica Ottocodificada, codificada pelo método de Otto Pfafstetter, que permite navegar montante e jusante sem consultar a geometria.

Tempo de retorno

Intervalo médio, em anos, entre eventos que igualam ou superam determinada magnitude; uma vazão de 100 anos de tempo de retorno tem 1% de probabilidade de ser superada em um ano qualquer.

Q95, Q90, Q7,10

Vazões de estiagem: Q95 e Q90 são as vazões igualadas ou superadas em 95% e 90% do tempo; Q7,10 é a mínima média de sete dias consecutivos com 10 anos de tempo de retorno.

Curva-chave

Relação entre o nível da água (cota) e a vazão em uma seção do rio, ajustada a medições de descarga; é o que transforma a leitura da régua em vazão.

Regionalização

Transferência de informação hidrológica de bacias com medição para bacias sem medição, aqui pela transferência de parâmetros de modelos chuva-vazão.

Correção de viés

Ajuste estatístico das saídas de modelos climáticos para que reproduzam a distribuição observada no período de referência, antes de usá-las em modelos hidrológicos.

Assimilação de dados

Atualização do estado interno do modelo (umidade do solo, armazenamentos) com observações recentes, para que a previsão parta da condição real da bacia.