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Tese

Open-source tools for flood risk assessment for multiple spatio-temporal scales under scenarios of change (2024)

  • Authors:
  • Autor USP: RÁPALO, LUIS MIGUEL CASTILLO - EESC
  • Unidade: EESC
  • Sigla do Departamento: SHS
  • DOI: 10.11606/T.18.2024.tde-07102024-094249
  • Subjects: ENCHENTES URBANAS; RISCO AMBIENTAL; FERRAMENTAS; GEOMETRIA E MODELAGEM COMPUTACIONAL; MONITORAMENTO
  • Keywords: Correção de modelos digitais de elevação.; Gêmeo digital.; Modelagem espacialmente distribuída de inundações.; Risco de inestabilidade humana.; Sistemas de alerta antecipada.
  • Agências de fomento:
  • Language: Inglês
  • Abstract: As inundações representam uma ameaça significativa para as comunidades em todo o mundo, sendo esperado que as Mudanças climáticas exacerbem a frequência e intensidade desses eventos, destacando a necessidade de aumentar a resiliência para lidar com os riscos futuros. Para esse fim, o principal objetivo deste trabalho é desenvolver múltiplas ferramentas de código aberto inovadoras para avançar nas capacidades de avaliação e previsão de risco de inundações em múltiplas escalas espaço-temporais sob cenários de mudanças climáticas em áreas com poucos dados hidrológicos. As ferramentas desenvolvidas estão relacionadas a um esquema acoplado de modelos hidrológicos e hidrodinâmicos (HydroPol2D) baseado em uma abordagem de celular autômata, capaz de computação paralela, permitindo superar limitações de escala espacial para simular desde uma bacia hidrográfica até uma escala continental. Esta tese está dividida em um capítulo introdutório, quatro artigos de pesquisa (Capítulos 2 a 5) e um capítulo de conclusões gerais. O Capítulo 2 apresenta um algoritmo de código aberto inovador, Forward Moles, para aprimorar a modelagem hidrodinâmica por meio da correção de modelo digital de elevação (MDE) realizando "stream burning" para melhor representar redes de drenagem, superando descontinuidades hidráulicas para uma melhor representação do terreno e maior precisão na modelagem espacialmente distribuída de inundações. Com a aplicação do modelo hidrodinâmico 2D totalmente distribuídoHydroPol2D, o Capítulo 3 mostra métodos para avaliar o risco de instabilidade humana em inundações (HIFR) em uma bacia hidrográfica urbana, comparando abordagens teóricas e empíricas, onde o método empírico identifica criticamente zonas de HIFR negligenciadas pelas avaliações convencionais de inundação. Além disso, as mudanças climáticas tendem a aumentar essas áreas de risco e potenciais lesões/fatalidades. Seguindo essa linha, o Capítulo 4 inclui múltiplos graus de vulnerabilidade para análise de HIFR, bem como um método de downscaling para dados de mudanças climáticas, que revela que crianças são o grupo mais vulnerável com base em idade, gênero, peso e altura, com sua instabilidade altamente sensível mesmo a pulsos localizados de chuva intensa, auxiliando o planejamento urbano e os esforços de comunicação de risco. No Capítulo 5, desenvolvemos um sistema acoplado de código aberto integrando modelagem hidrodinâmica, dados de chuva por satélite e previsões numéricas do tempo como um Digital Twin e um sistema de alerta antecipado (EWS), captando com sucesso eventos extremos como furacões para previsão em tempo quase real em regiões com escassez de dados e monitoramento de condições hidrológicas para aprimorar a preparação para desastres. Finalmente, o Capítulo 6 apresenta as conclusões gerais e delineia etapas futuras ou desafios que poderiam ser abordados para aprimorar as ferramentas desenvolvidas nesta tese
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 21.08.2024
    • Acesso à fonteAcesso à fonteDOI
    Informações sobre o DOI: 10.11606/T.18.2024.tde-07102024-094249 (Fonte: oaDOI API)
    • Este periódico é de acesso aberto
    • Este artigo é de acesso aberto
    • URL de acesso aberto
    • Cor do Acesso Aberto: gold
    • Licença: cc-by-nc-sa
    How to cite
    A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas

    • ABNT

      RÁPALO, Luis Miguel Castillo. Open-source tools for flood risk assessment for multiple spatio-temporal scales under scenarios of change. 2024. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2024. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-07102024-094249/. Acesso em: 26 dez. 2025.

    • APA

      Rápalo, L. M. C. (2024). Open-source tools for flood risk assessment for multiple spatio-temporal scales under scenarios of change (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-07102024-094249/

    • NLM

      Rápalo LMC. Open-source tools for flood risk assessment for multiple spatio-temporal scales under scenarios of change [Internet]. 2024 ;[citado 2025 dez. 26 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-07102024-094249/

    • Vancouver

      Rápalo LMC. Open-source tools for flood risk assessment for multiple spatio-temporal scales under scenarios of change [Internet]. 2024 ;[citado 2025 dez. 26 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-07102024-094249/

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