Quando Jude Kastens estava desenvolvendo um novo modelo de mapeamento de várzea, mais de uma década atrás, como parte de sua tese de doutorado na Universidade de Kansas, ele teve como objetivo abordar uma lacuna de informação crítica que muitas vezes atrapalhava as autoridades durante grandes inundações:a falta de tempo real, previsões de área ampla para extensão e profundidade da água de inundação.

Confiável, estimativas detalhadas de inundações são vitais para os gerentes de emergência terem consciência situacional suficiente para obter rapidamente os recursos e informações corretos para as comunidades afetadas pelas enchentes. Em 2007, severas inundações no sudeste do Kansas destacaram a falta de tempo, projeções confiáveis ​​para a propagação da água de inundação.

Com fortes chuvas nesta primavera (maio de 2019 foi o mês mais chuvoso já registrado no Kansas), funcionários do Departamento de Água do Kansas e da Divisão de Gerenciamento de Emergências do Kansas trabalharam com Kastens, agora um professor associado de pesquisa da KU com o Programa de Sensoriamento Remoto Aplicado do Kansas no Kansas Biological Survey, para obter uma leitura mais precisa de onde as enchentes podem chegar, com base em sua abordagem para integrar dados de mapas de elevação, medidores de fluxo e previsões de fase do rio do Serviço Meteorológico Nacional.

"Trabalhei com o Kansas Water Office em maio, "Kastens disse." O solo estava saturado, e os reservatórios estavam ficando cheios, e com muito mais chuva na previsão, grandes inundações no centro e no leste do Kansas pareciam iminentes. Há alguns anos, desenvolvemos essa biblioteca de inundação em grande parte em colaboração com o Water Office e o Kansas GIS Policy Board, mas nunca tivemos a chance de colocá-la à prova em tempo real. Foi baseado na abordagem que desenvolvi para minha dissertação, e tínhamos bibliotecas de inundação para a grande metade oriental do Kansas, com base na rede de fluxo medido. Por exemplo, se você dirigir ao sul de Lawrence na Highway 59, você verá uma caixa de medidor de fluxo USGS na ponte sobre o rio Wakarusa. Existem cerca de 200 medidores no Kansas que coletam informações do estágio do fluxo em tempo real, e em tempos de inundação, o Serviço Meteorológico Nacional fornece previsões de estágios com vários dias de antecedência para muitos deles. Podemos pegar esses dados e mapear as inundações estimadas atuais ou futuras, entre medidores ou em torno de um. "

Modelo de Kastens (chamado FLDPLN, ou "planície de inundação") mapeia a inundação potencial em função da altura do estágio usando princípios hidrológicos básicos e dados de elevação em grade. Como a abordagem requer tão poucas entradas e pouca supervisão, ele tem vantagens significativas para o mapeamento em tempo real sobre os métodos existentes, como os modelos hidrodinâmicos mais precisos, porém mais complicados, que a FEMA usa para mapear planícies de inundação de 100 anos.

Trabalhar com funcionários do Kansas enquanto chuvas históricas de 2019 ameaçaram várias áreas do Kansas com inundações, os esforços de mapeamento concentraram-se em três locais críticos.

"Modelamos o rio Neosho ao sul do reservatório John Redmond no condado de Coffey até Oklahoma, que é um trecho de cerca de 160 quilômetros, "Kastens disse." Nós também modelamos os rios Neosho e Cottonwood acima de John Redmond, centralizado em torno de Emporia, perto de onde esses dois rios se unem no Condado de Lyon. A terceira área foi em torno de Salina, onde as inundações ao longo do rio Saline e Mulberry Creek estavam se aproximando dos níveis históricos. "

Quando o reservatório John Redmond, logo acima de Burlington, no rio Neosho, estava quase no limite e o Corpo de Engenheiros do Exército planejava o lançamento de grandes volumes de água, Os esforços de Kastens ajudaram a informar os líderes locais sobre a extensão potencial das enchentes - e eles compartilharam seus mapas de enchentes com o público.

"Usando a descarga projetada e informações de estágio do Corpo, modelamos a inundação do rio Neosho em Burlington e no resto do condado de Coffey, "Kastens disse." John Redmond foi construído pelo Corpo de exército no início dos anos 1960 para fornecer controle de enchentes ao longo do Neosho, mas o reservatório de inundação atingiu sua capacidade e precisava ter alguma pressão liberada para evitar o comprometimento da barragem. Com o Neosho já em alta, os gerentes e comissários da cidade estavam muito preocupados com o quão ruim isso iria ficar, porque o Corpo do Exército iria começar a liberar uma quantidade muito grande de água do reservatório. Fiz alguns mapas usando as projeções do Corps fornecidas pelo Kansas Water Office e também pelo coordenador de GIS do condado de Coffey, Cara Mays. Ajudou muito o fato de Cara ter concluído recentemente sua tese de mestrado na KU usando o modelo FLDPLN para simular a enchente histórica de 1951 em Burlington, então ela estava bem ciente de suas capacidades. "

Daqui para frente, Kastens - que fazia muito desse trabalho durante seu tempo livre à noite e nos fins de semana como serviço público - espera automatizar a tarefa de gerar mapas de enchentes para diminuir a carga de trabalho quando riachos e rios ameaçam transbordar de suas margens.

"Com minhas outras obrigações na KBS, muito esforço fora do horário foi necessário para ver isso, "disse ele." O tempo é essencial durante grandes inundações. Precisamos desenvolver ferramentas de software para ajudar a automatizar o processo de mapeamento e repassá-lo a essas outras agências para que tenham a liberdade de mapear quaisquer cenários que desejem. Acho que nosso trabalho em maio demonstrou o valor de nossa abordagem de mapeamento, e esperamos que possamos montar um projeto para nos ajudar a seguir em frente com a automação. Então, quando a próxima inundação chegar, o pessoal de resposta a emergências pode simplesmente executar os modelos como acharem adequado. É assim que sempre imaginamos isso - construímos as bibliotecas de inundação para outras pessoas usarem durante emergências de enchentes ou simulações. "

A nova abordagem de Kastens para o mapeamento de enchentes provou ser uma grande melhoria, recentemente, ele trabalhou com uma empresa privada para comercializar a tecnologia e fornecer serviços fora do Kansas para funcionários de gerenciamento de emergência e entidades com propriedades em áreas propensas a inundações.

“Em 2015, firmamos um contrato com a Riverside Technology Inc. com sede em Fort Collins, Colorado, trabalhando por meio do Centro de Comercialização de Tecnologia KU para tentar comercializar essas coisas, "Kastens disse." Eles fizeram seu dever de casa e pesquisa de mercado e viram uma oportunidade real de desenvolver soluções de mapeamento de inundação construídas em torno de nossas bibliotecas de inundação. Nosso contrato com a Riverside expira no próximo ano, então teremos que ver o que acontece depois disso. Asseguramos que separamos o Kansas do acordo, o que nos dá a liberdade de fornecer assistência direta durante as enchentes, como fizemos em maio. "

Kastens compara os mapas de inundação projetados a trilhas de tempestades previstas ou mapas de alerta ou observação de tornados.

"Eles nunca são perfeitamente precisos, but then again neither are more sophisticated models. No two floods are the same, and a lot of resources are being expended in the public and private sectors to do what we are already capable of doing cheaply and efficiently right now here in Kansas."