Os sistemas fluviais são recursos essenciais para tudo, desde o abastecimento de água potável à geração de energia, mas esses sistemas também são hidrologicamente complexos, e nem sempre está claro como os dados de fluxo de água de vários pontos de monitoramento se relacionam a qualquer parte específica da infraestrutura. Pesquisadores da Cornell University e da North Carolina State University desenvolveram agora uma ferramenta que utiliza vários bancos de dados para fornecer aos gerentes de recursos hídricos e aos usuários de infraestrutura as informações de que precisam para tomar decisões informadas sobre o uso da água em redes fluviais.

"Um streamgage diz a você qual é o nível da água em um ponto específico do rio, mas isso não é realmente informação suficiente, "diz Sankar Arumugam, coautor de um artigo sobre a obra e professor de engenharia civil da NC State. “Se você é um operador de infraestrutura, o que você realmente precisa saber é quanto tempo levará para que as informações sobre o nível da água sejam relevantes para sua infraestrutura. A que distância está o fluxo de sua tomada de água ao longo do caminho do rio, não apenas quando o corvo voa? Quão intimamente conectadas estão essas duas coisas, hidrologicamente? "

“Esta informação é importante para a gestão eficiente dos sistemas de água, para garantir que a infraestrutura, como usinas de energia, sejam capazes de continuar operando, e para proteger a infraestrutura, "diz Sudarshana Mukhopadhyay, primeiro autor do artigo e atualmente pesquisador de pós-doutorado na Cornell University. "A informação é particularmente importante durante condições extremas, como inundações ou secas.

"Todos esses dados já existem, está apenas espalhado por bancos de dados separados. Desenvolvemos um algoritmo que reúne de forma eficiente todas essas informações em um único lugar e considera como os cursos d'água e os vários locais de infraestrutura estão hidrologicamente conectados ao longo de uma grande bacia hidrográfica, "diz Mukhopadhyay, que trabalhou na pesquisa como um Ph.D. estudante na NC State.

Para demonstrar a utilidade da ferramenta, os pesquisadores usaram o algoritmo para criar uma rede de conectividade demonstrando a interconexão de cerca de 1, 400 reservatórios e 1, 600 canais nas bacias superior e inferior do rio Colorado.

Para esta rede, o algoritmo usou dados de três fontes:informações topográficas do conjunto de dados hidrográficos nacionais do U.S. Geological Survey (USGS); streamgages do USGS National Water Information System; e dados de reservatórios do Inventário Nacional de Barragens.

“Esta é uma ferramenta que pode ser usada por operadores de usinas, operadores de reservatório, gestores de recursos hídricos - na verdade, é para quem tira água do sistema fluvial, "Mukhopadhyay diz." Pode informá-los sobre as condições do rio a montante e a jusante, e ajudá-los a tomar decisões sobre onde retirar água do sistema. "

Os pesquisadores também disponibilizaram um modelo publicamente, permitindo que qualquer pessoa desenvolva redes de conectividade semelhantes para outras bacias hidrográficas.

"Deve ser bastante fácil para os profissionais de recursos hídricos, "Mukhopadhyay diz.

“Atualmente estamos trabalhando em uma versão nacional, que acreditamos que nos ajudará a entender melhor todas as formas como as bacias hidrográficas conectam as infraestruturas em todo o país, "Arumugam diz.

O papel, “Desenvolvendo a estrutura de dependência hidrológica entre riachos e redes de reservatórios, "é publicado em acesso aberto na revista Scientific Data. O artigo foi co-autoria de Chandramauli Awasthi, um Ph.D. estudante na NC State.

O trabalho foi feito com o apoio da National Science Foundation, sob concessões 1823111 e 1442909; e do Projeto do Grupo de Trabalho do USGS Powell Center "Uma síntese global dos fluxos da superfície da terra em bacias hidrográficas naturais e alteradas pelo homem usando a estrutura de Budyko."