Delimitation of Flood Areas Based on Calibrated DEM and Geoprocessing: Case Study on Uruguay River, Itaqui City, Southern Brazil

Abstract

Abstract. Flooding is a natural disaster which affects thousands of riversides, coastal and/or urban communities causing severe damages. River flood mapping is the process of determining inundation extents and depth by comparing historic river water levels with ground surface elevation referenced. This paper aims to map flood geohazard areas under the influence of the Uruguay River, Itaqui city (Southern Brazil), using calibration Digital Elevation Model (DEM), historic river level data and Geoprocessing techniques. The annual maximum for years of 1942 to 2017, of fluviometric temporal series records of Uruguay 15River were linked to Brazilian Geodetic System using geometric levelling and submitted the statistical analysis. The DEM was calibrated with Ground Control Points (GCP) of high vertical accuracy based on post-processed high-precision GNSS surveys.Using the temporal series statistical analysis results, was assessed the spatialisation of flood hazard classes on the calibrated DEM and validated. Finally, was visually compared the modelling of the simulated flood level versus flood area on satellite image, which both were registered on the same date. The free DEM calibration model indicated high correspondence with 20 GCPs (R² = 0.81; p < 0.001). The calibrated DEM showed a 68.15% improvement in vertical accuracy (RMSE = 1.00 m).Were determinate 5 classes of flood hazards: extremely high flood hazard; high flood hazard; moderate flood hazard; low flood hazard; and non-floodable. The flood episodes with return time of 100 years were modelled with 57.24 m altimetric level.Altimetric levels above 51.66 m have high potential of damaging, mainly affecting properties and public facilities in the city northern and western peripheries. The assessment of the areas that can potentially be flooded can help to reduce the negative 25 impact of flood events by supporting the process of land use planning in areas exposed to flood geohazard.

Proposta Metodológica de Alta Acurácia para Delimitação de Áreas de Inundação Urbana: Um Estudo de Caso em Itaqui-RS, Brasil

“…Tais observações permitem inferir que o modelo se aproxima da realidade do terreno da área estudada. Em consonância com o trabalho realizado por Araújo et al (2019), aplicando-se o teste de Mann-Kendall à série histórica, obtém-se um valor p de significância que demonstra que há uma tendência crescente nos valores de máxima anual das cotas do rio Uruguai (p = 0,033 e Z = 0,147), o que consequentemente implicará em um maior número de moradias e famílias sendo afetadas no decorrer do tempo e um maior valor a ser investido pelos gestores públicos para sanar os danos.…”

“…Na maioria dos trabalhos desenvolvidos no Brasil para realizar os estudos acerca das inundações, não se determinou as altitudes de inundação referenciadas ao sistema de referência nacional e nem se avaliou a qualidade do produto cartográfico resultante da pesquisa, dentro das normas reguladoras da qualidade de produtos cartográficos nacionais, podendo citar os trabalhos de (Da Silva & Afonso, 2007;Saueressig, 2013;Borges et al, 2015;Prina, 2015;Reis, 2015;), por outro lado Araújo et al (2019) realizaram a calibração de um Modelo Digital de Elevação (MDE) gerado apartir do Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) utilizando pontos de controle de terreno (GCP) vinculados ao sistema de referência e obtendo resultados satisfatórios. Já Aguiar et al (2019), utilizaram Aeronave Remotamente Pilotada (RPA -Remotely Piloted Aircraft) e pontos de controle de terreno para construção de um MDE em estudo a risco de inundação costeira.…”

Uso da plataforma Mohid como ferramenta de apoio à tomada de decisão: um exemplo na região de Nova Friburgo

“…No Brasil destacam-se os trabalhos de [Speckhann et al 2018] que avaliou os casos de enchentes na região sul do Brasil, especificamente a região do rio Itajaí. Já o trabalho de [Araújo et al 2018] delimitou regiões de enchentes no vale do rio Uruguai, também no sul do Brasil. Por outro lado, os trabalhos de [Alfieri et al 2016, Arnbjerg-Nielsen et al 2015, Moore et al 2016, Poussin et al 2012] investigam as influências das mudanças climáticas devido ao fenômeno de aquecimento global nos casos de enchentes.…”