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DPM/SEDEC · Projetos · Tendências Hidrológicas

Projeto DPM/SEDEC · Hidrologia e risco de desastres

Tendências Hidrológicas rios e chuvas estão mudando?

Ferramenta web que verifica se as séries históricas de vazão e de chuva do Brasil mudaram ao longo do tempo — por tendência gradual, por mudança abrupta ou no regime de secas — e controla os falsos positivos quando milhares de estações são analisadas ao mesmo tempo.

Estágio: em validação Atualização editorial:
Conhecer o projeto Ver as telas

Acesso ao sistema restrito à equipe técnica: a ferramenta roda em ambiente de testes e ainda não tem controle de acesso para uso aberto.

Tela de resultados. Tendência da vazão média anual nas estações fluviométricas com ao menos 30 anos de dados, após a correção da autocorrelação e o controle da taxa de falsas descobertas por região hidrográfica. A forma do símbolo indica o tamanho da série. tons de azul: crescente tons de vermelho: decrescente cinza: sem tendência significativa Interface em desenvolvimentoResultado preliminar · dados ANA até 2025
15 testesde tendência, salto e independência, incluindo o conjunto da Nota Técnica ANA nº 031/2013 e o teste de Pettitt.
1.180 de 1.180estações em que o novo motor reproduziu o resultado do sistema anterior na verificação de equivalência.
18 índicesanuais calculados das séries diárias da ANA: 8 de vazão e 10 de chuva.
SPI e SDIíndices padronizados de seca de chuva e de vazão, nas escalas de 1, 3, 6 e 12 meses.

O problema

Quando o passado deixa de ser uma boa referência

Projetos de obras hidráulicas, outorgas de água, planos de contingência e estudos da ameaça de cheias e secas usam estatísticas do passado — médias, mínimas e máximas — como se o comportamento de rios e chuvas fosse estável ao longo do tempo. Essa hipótese se chama estacionariedade.

Mudanças no clima, no uso do solo e na operação de reservatórios podem torná-la inadequada. Se a vazão mínima de um rio vem caindo, um valor de referência calculado com dados antigos pode subestimar a ameaça de desabastecimento em uma seca.

Detectar essas mudanças exige cuidado. Três armadilhas conhecidas distorcem os testes estatísticos, e a tese que fundamenta o projeto trata delas em conjunto:

  1. Autocorrelação. Anos secos tendem a vir seguidos de anos secos. Sem correção, os testes apontam tendência onde ela não existe.
  2. Muitos testes ao mesmo tempo. Ao examinar milhares de estações, algumas darão resultado “significativo” por acaso. É preciso controlar essa proporção por região.
  3. Escolha do período. A mesma estação pode mostrar tendência em um recorte de anos e não em outro. O resultado precisa vir acompanhado do período e da configuração usados.
Relação com a prevenção
A lei define a prevenção como ações destinadas a reduzir a vulnerabilidade e a evitar ou minimizar desastres “por meio da identificação, do mapeamento e do monitoramento de riscos”.

Lei nº 12.608/2012, art. 1º, parágrafo único, inciso VIII (incluído pela Lei nº 14.750/2023). Saber onde e como as séries de água estão mudando é parte dessa identificação.

O que diz a literatura

Um estudo com 1.106 estações fluviométricas brasileiras encontrou tendência significativa em cerca de 23% delas nas vazões mínimas e 15% nas máximas, após corrigir a autocorrelação e a multiplicidade de testes.

Souza e Reis (2022), Water. Resultado publicado, anterior a este projeto.

O que o projeto oferece

Da série diária ao mapa regional, em uma só ferramenta

Os módulos abaixo já funcionam no sistema. O conjunto está em validação: o motor estatístico foi conferido com o sistema anterior e com bibliotecas científicas de referência, e os primeiros resultados nacionais estão em revisão técnica.

Aquisição de dados da ANA

Baixa as séries diárias do HidroWeb, estação por estação, e calcula índices anuais: vazão média, máximas, mínimas (como a mínima de 7 dias) e índices de chuva do padrão internacional ETCCDI, como total anual, máxima de 1 e de 5 dias e dias secos consecutivos. Guarda só os índices e exporta em planilha ou no formato .dat.

Implementado

Testes de tendência, salto e independência

São 15 testes: o de Mann-Kendall e a declividade de Sen medem a tendência, e o de Pettitt localiza o ano de mudança. Há dez abordagens para lidar com a autocorrelação, incluindo a família de pré-branqueamento (pre-whitening) e a variante UMTFPW adotada por padrão.

Implementadoequivalência com o sistema anterior verificada

Controle regional de falsos positivos

Aplica a taxa de falsas descobertas (FDR, procedimento de Benjamini-Hochberg) por região hidrográfica, bioma, bacia ou qualquer polígono importado, e informa quantos resultados locais foram descartados.

Implementado

Mapas, resumos e relatórios

Mapa por sentido, magnitude e tamanho da série; tabelas filtráveis; resumos por região; relatório pronto para impressão; exportação em planilha, CSV, GeoJSON e shapefile.

Implementado

Índices de seca SPI e SDI

Índice de Precipitação Padronizado (SPI) e Índice de Seca de Vazão (SDI) em escalas de 1, 3, 6 e 12 meses, com identificação dos eventos de seca: início, fim, duração, valor mínimo e severidade.

ImplementadoEm validação

Análises de robustez

Repete o mesmo teste sob várias configurações (correção da autocorrelação, FDR, nível de significância e tamanho mínimo da série) e separa as estações cujo resultado se mantém daquelas que dependem da escolha de método. Inclui aglomerados espaciais (Getis-Ord Gi*) e busca de múltiplos pontos de mudança.

Implementadoanálise complementar

Primeiro processamento nacional

Rodada com índices anuais de vazão e de chuva de todo o país, analisados por região hidrográfica, para compor um relatório técnico. Os números mostrados nesta página vêm dessa rodada e ainda podem mudar com a revisão.

Em revisão técnica

Conheça o sistema

Telas reais da ferramenta

Capturas feitas em 30/09/2026 na versão 1.0.3 do sistema, no tema institucional da própria ferramenta. Os dados vêm da rede hidrometeorológica da ANA. Clique em uma imagem para ampliá-la.

Aquisição de dados. Escolha das estações por lista de códigos, rio ou município, filtro ou polígono, e dos índices e regras de falha. Cada aquisição fica salva, pode ser completada depois e exportada. No exemplo, três estações fluviométricas com três índices.
Detalhe de uma estação. Série anual de vazão média da estação Gameleira (região hidrográfica do São Francisco), correlograma que justifica a correção da autocorrelação, trechos separados pelos pontos de mudança e decisão de cada teste antes e depois do controle regional.
Robustez. O teste de Mann-Kendall repetido em 12 configurações. As estações são classificadas como significativas sempre, na maioria, na minoria ou nunca; as barras mostram quanto cada escolha de método altera o total.
Índice de seca. SPI de 12 meses da estação pluviométrica de Brasília (INMET 1547004), calibrado em 1961–2024. Os eventos de seca aparecem sombreados e listados com duração, valor mínimo e severidade. O evento de fev./2016 a mar./2018 coincide com a crise de abastecimento de água do Distrito Federal.
Aglomerados espaciais. Estatística Getis-Ord Gi*: regiões onde estações vizinhas mostram tendência no mesmo sentido. Azul indica aglomerado crescente; vermelho, decrescente. Resultado preliminar.
Resumos por região. Quantas estações têm tendência significativa em cada região hidrográfica e em que sentido, a matriz magnitude × tamanho da série e a distribuição da magnitude em porcentagem por década. Resultado preliminar da vazão média anual.

Interface em desenvolvimentoResultados preliminaresCores dos mapas: azul = crescente, vermelho = decrescente, cinza = não significativo — mantidas como no sistema.

Como funciona

Cinco etapas, com registro de cada escolha

Cada análise guarda a configuração usada (testes, correção, nível de significância, tamanho mínimo, agrupamento e versão do motor), para que o resultado possa ser reproduzido e comparado.

  1. Dados de entrada

    Séries diárias de vazão e de chuva da ANA (HidroWeb) ou arquivos no formato do sistema anterior.

  2. Índices

    Cálculo dos índices anuais (ou mensais, no caso das secas), com regra de falhas por ano e escolha entre ano civil e hidrológico.

  3. Preparação

    Seleção pelo tamanho mínimo da série (padrão de 20 anos) e correção da autocorrelação.

  4. Testes e controle regional

    Testes em cada estação e controle da taxa de falsas descobertas por região ou polígono.

  5. Produtos

    Mapas, tabelas, resumos, relatório e arquivos para outros sistemas.

Modo padrão. Usa os procedimentos corrigidos e canônicos recomendados pela literatura e pela tese.
Modo de compatibilidade. Reproduz exatamente o sistema anterior, para comparação com resultados já publicados.

Aplicações na prevenção e mitigação

Um diagnóstico para apoiar decisões técnicas

A ferramenta indica onde e em que sentido as séries mudaram. Os usos abaixo são compatíveis com os produtos existentes, mas ainda não foram avaliados em rotina operacional, com exceção do apoio a relatórios técnicos.

Revisar valores de referência

Identificar estações e regiões em que médias, mínimas ou máximas do passado podem não representar o presente, antes de usá-las em estudos de ameaça, projetos ou planos.

Uso potencial

Priorizar áreas para estudos de seca e estiagem

Cruzar tendências de vazões mínimas e de dias secos consecutivos com o histórico de eventos de seca (SPI e SDI) para escolher onde aprofundar a análise.

Uso potencial

Contextualizar eventos

Mostrar a duração e a severidade de secas passadas em uma estação, como referência histórica para planos de contingência e para a comunicação com gestores.

Uso potencial

Subsidiar relatórios técnicos

Gerar mapas, tabelas e o registro do método para relatórios de avaliação de recursos hídricos e notas técnicas. A ferramenta anterior foi usada em análises da publicação Conjuntura dos Recursos Hídricos no Brasil, da ANA.

Em uso preliminar
O que a ferramenta não faz
  • Não prevê eventos nem emite alertas.
  • Não substitui a análise de um especialista nem toma decisões automaticamente.
  • Não identifica a causa de uma tendência.
Tendência estatística não é causa

Uma tendência significativa pode refletir o clima, o uso do solo, a operação de reservatórios, mudanças na medição ou falhas nos dados. A interpretação de cada caso exige análise técnica.

Método, dados e limitações

Métodos consagrados, verificação independente

O projeto migra para a web uma ferramenta desktop em Java usada pela ANA e incorpora a metodologia da tese de doutorado de Souza (2022), da Universidade de Brasília, e do artigo de Souza e Reis (2022).

Dados

  • Fonte: séries diárias de vazão e de chuva da rede hidrometeorológica nacional, obtidas no HidroWeb da ANA. Os dados consistidos são preferidos quando existem.
  • Recorte espacial: as 12 regiões hidrográficas da ANA ou outros polígonos, como biomas e bacias.
  • Período das telas: séries com dados entre 1901 e 2025. Na rodada nacional, só entram estações com ao menos 30 anos de dados.

Métodos centrais

  • Tendência: teste de Mann-Kendall e declividade de Sen.
  • Ponto de mudança: teste de Pettitt (1979).
  • Autocorrelação: pré-branqueamento livre de tendência (TFPW; Yue et al., 2002) e variantes, com a UMTFPW como padrão.
  • Multiplicidade: taxa de falsas descobertas (Benjamini e Hochberg, 1995) por grupo espacial.
  • Secas: SPI conforme o guia da OMM (2012) e SDI (Nalbantis e Tsakiris, 2009).

Verificação

ResultadoO que foi conferido
1.180/1.180Estações com estatística, p-valor, direção e decisão idênticas às do sistema anterior (12 regiões, séries com ao menos 30 anos).
238Verificações automáticas contra bibliotecas científicas de referência e casos sintéticos, cobrindo testes, índices e secas.
Cautelas de interpretação
  • “Não significativo” não quer dizer “sem mudança”. Séries curtas têm pouco poder estatístico para detectar tendências moderadas.
  • O período importa. Tendências podem aparecer ou desaparecer com o recorte de anos; por isso a ferramenta oferece análise por janelas móveis e de robustez.
  • Índices de contagem, como os dias secos consecutivos, têm muitos valores repetidos, o que exige cuidado com testes baseados em postos.
  • Rios intermitentes, com vazão mínima igual a zero em muitos anos, não se prestam a todos os testes.
  • Magnitude e significância são coisas diferentes: a magnitude (em % por década) indica o tamanho da mudança; a significância, a confiança de que ela não é acaso.
Limitações atuais do sistema
  • Sem controle de acesso. Por isso o sistema roda em ambiente de testes restrito e não tem endereço público.
  • Interface projetada para computador. As telas não foram adaptadas a celulares.
  • Cobertura de testes automatizados. A verificação numérica cobre o motor estatístico; a camada de serviços ainda não tem testes próprios.
  • Dependência do serviço da ANA. A aquisição direta depende da disponibilidade do serviço público, que pode ser lento ou instável.

Estágio e próximos passos

Funciona de ponta a ponta; resultados em revisão

Em validação

A ferramenta está completa em ambiente de testes e o motor estatístico foi verificado. O primeiro processamento nacional está em revisão técnica. Não há data definida para a abertura do sistema a outros usuários.

Datas por mês de conclusão, conforme o histórico do projeto.

  1. Jul/2026 · Concluído

    Motor estatístico verificado

    15 testes, 10 abordagens de autocorrelação e FDR, com equivalência ao sistema anterior em 1.180 estações.

  2. Jul/2026 · Concluído

    Interface web e aquisição de dados

    Telas de dados, análise, resultados, resumos, comparação, relatório e metodologia, em português e inglês; aquisição direta do HidroWeb.

  3. Jul/2026 · Concluído

    Índices de seca e análises complementares

    SPI e SDI, robustez multiconfiguração, aglomerados espaciais e múltiplos pontos de mudança.

  4. Ago/2026 · Concluído

    Implantação em servidor de testes

    Versão 1.0.3, com a verificação numérica repetida no ambiente implantado.

  5. Ago–set/2026 · Em revisão

    Primeiro processamento nacional e relatório técnico

    Índices de vazão e de chuva de todo o país; resultados preliminares, sujeitos a revisão técnica.

  6. Pendente · sem data

    Condições para uso ampliado

    Controle de acesso, adaptação da interface a telas pequenas e testes automatizados da camada de serviços.

Materiais e referências

Para saber mais

Documentos do projeto

  • Nota metodológica da ferramenta — dez seções, com fórmulas, figuras e referências, disponível dentro do sistema. Acesso restrito à equipe.
  • Relatório técnico do processamento nacional — em revisão, ainda não publicado.

Referências

  1. SOUZA, S. A. Incertezas em testes de tendências hidrometeorológicas na tomada de decisão em medidas de adaptação. Tese (Doutorado em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos) — Universidade de Brasília, 2022. repositorio.unb.br/handle/10482/44890 fundamentação
  2. SOUZA, S. A.; REIS JR., D. S. Trend detection in annual streamflow extremes in Brazil. Water, v. 14, n. 11, 1805, 2022. doi.org/10.3390/w14111805 fundamentação
  3. ANA. Implementação de funções para análise estatística e de estacionariedade de séries hidrológicas em uma ferramenta integrada para apoio a estudos hidrológicos. Nota Técnica nº 031/2013/SPR-ANA. Brasília, 2013. Documento sem versão pública disponível. método
  4. MILLY, P. C. D. et al. Stationarity is dead: whither water management? Science, v. 319, n. 5863, p. 573–574, 2008. doi.org/10.1126/science.1151915 contexto
  5. YUE, S.; PILON, P.; PHINNEY, B.; CAVADIAS, G. The influence of autocorrelation on the ability to detect trend in hydrological series. Hydrological Processes, v. 16, n. 9, p. 1807–1829, 2002. doi.org/10.1002/hyp.1095 método
  6. BENJAMINI, Y.; HOCHBERG, Y. Controlling the false discovery rate: a practical and powerful approach to multiple testing. Journal of the Royal Statistical Society B, v. 57, n. 1, p. 289–300, 1995. doi.org/10.1111/j.2517-6161.1995.tb02031.x método
  7. PETTITT, A. N. A non-parametric approach to the change-point problem. Applied Statistics, v. 28, n. 2, p. 126–135, 1979. doi.org/10.2307/2346729 método
  8. WMO. Standardized Precipitation Index user guide. WMO-No. 1090. Genebra: Organização Meteorológica Mundial, 2012. library.wmo.int método
  9. NALBANTIS, I.; TSAKIRIS, G. Assessment of hydrological drought revisited. Water Resources Management, v. 23, n. 5, p. 881–897, 2009. doi.org/10.1007/s11269-008-9305-1 método
  10. CHAGAS, V. B. P.; CHAFFE, P. L. B.; BLÖSCHL, G. Climate and land management accelerate the Brazilian water cycle. Nature Communications, v. 13, 5136, 2022. doi.org/10.1038/s41467-022-32580-x contexto
  11. BRASIL. Lei nº 12.608, de 10 de abril de 2012. Institui a Política Nacional de Proteção e Defesa Civil (PNPDEC). planalto.gov.br marco legal
  12. UNITED NATIONS. Report of the open-ended intergovernmental expert working group on indicators and terminology relating to disaster risk reduction (A/71/644). 2016. undrr.org/terminology terminologia
  13. ANA. Conjuntura dos Recursos Hídricos no Brasil — edições. snirh.gov.br · Monitor de Secas do Brasil: monitordesecas.ana.gov.br contexto

Glossário breve

Estacionariedade
Propriedade de uma série cujas características estatísticas (média, variância, extremos) não mudam ao longo do tempo.
Tendência (Mann-Kendall)
Aumento ou diminuição gradual e persistente. O teste de Mann-Kendall verifica se ela é estatisticamente significativa sem supor uma distribuição dos dados.
Declividade de Sen
Estimativa robusta da magnitude da tendência: a mediana das inclinações entre todos os pares de anos. Aqui é expressa em % por década.
Ponto de mudança
Ano em que a série muda de patamar de forma abrupta. O teste de Pettitt estima o ano mais provável.
Autocorrelação e pré-branqueamento
Dependência entre anos consecutivos, que infla os falsos positivos. O pré-branqueamento (pre-whitening) remove essa dependência antes do teste.
Taxa de falsas descobertas (FDR)
Proporção esperada de falsos positivos entre os resultados declarados significativos quando muitas estações são testadas juntas.
SPI e SDI
Índices padronizados de seca: o SPI usa a chuva acumulada e o SDI, o volume escoado. Valores negativos indicam condição mais seca que o normal para o mês.
Ameaça
Processo ou fenômeno que pode causar perda de vidas, danos materiais ou impactos sociais, econômicos e ambientais. Combinada com exposição e vulnerabilidade, compõe o risco de desastre (UNDRR).

Tela
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