A novel framework for flood vulnerability assessment and fuzzy-controlled reservoir optimization in data-scarce urban watersheds (2025)
- Authors:
- Autor USP: SÁNCHEZ, MATEO HERNÁNDEZ - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SHS
- DOI: 10.11606/D.18.2025.tde-30072025-105642
- Subjects: ENCHENTES URBANAS; MUDANÇA CLIMÁTICA; LÓGICA FUZZY; BACIA HIDROGRÁFICA; MONITORAMENTO AMBIENTAL
- Keywords: Controle em tempo real.; Redução do risco de desastre.; Vulnerabilidade às enchentes.
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: A magnitude e a frequência crescentes de eventos climáticos extremos devido às mudanças climáticas em áreas urbanas levaram a impactos significativos relacionados a inundações. A expansão urbana e a alta densidade populacional, combinadas com o planejamento urbano inadequado, aumentaram a vulnerabilidade a inundações nessas áreas. Apesar dos avanços na modelagem matemática para estudar esses fenômenos, gaps metodológicos e conceituais permanecem na avaliação da vulnerabilidade a inundações em bacias urbanas com disponibilidade limitada de dados. Alguns desses gaps incluem integrar dados heterogêneos de diferentes sensores operando em várias resoluções espaciais e temporais, a aplicabilidade de modelos baseados em processos e a previsão de cenários futuros sem dados históricos suficientes. Este estudo aborda alguns desses desafios principais, propondo uma nova abordagem para avaliar a vulnerabilidade humana a inundações, a fim de melhorar a precisão das análises hidrológicas e habilitar soluções mais eficientes para a mitigação do risco de inundação, especialmente em regiões com escassez de dados. Esta abordagem é versátil, sendo utilizada para avaliar a vulnerabilidade a inundações de uma bacia urbana com escassez de dados de duas maneiras. Primeiro, comparando a vulnerabilidade a inundações em cenários atuais e futuros, utilizando informações dos Representative Concentration Pathways (RCPs); e segundo, simulando eventos registrados e abordando a eficiência da implementação de controladores fuzzy para otimizar a operação de reservatórios de controle de inundações em um cenário de Controle em Tempo Real (RTC). Este sistema RTC visa automatizar dispositivos hidráulicos de saída em reservatórios de linha através da implementação da Teoria de Controle Lógico Fuzzy (FLC), para mitigar os impactos relacionados a inundações e aumentar a resiliência em áreas urbanas, utilizando abordagens baseadasem regras fuzzy. Esta pesquisa é dividida em três fases principais: (i) O desenvolvimento do modelo hidrológico da bacia urbana, utilizando um modelo hidráulico-hidrológico acoplado, seguido de calibração e validação para avaliar as respostas de macro-drenagem em diferentes seções do canal principal (Rio Aricanduva, São Paulo). (ii) O desenvolvimento de uma metodologia para avaliar a vulnerabilidade humana a inundações em áreas de bacias urbanas com escassez de dados em cenários atuais e futuros. (iii) A definição e formulação matemática de um sistema de controle fuzzy para dispositivos de saída de reservatórios, incluindo a transmissão de sinais de controle para futuros sistemas de alerta de desastres. Esta pesquisa visa fornecer: (i) uma ferramenta de modelagem hidrodinâmica para mapeamentode risco de inundações e estratégias de mitigação direcionadas; e (ii) um sistema integrado que fornece soluções de controle de inundações através do armazenamento de águas pluviais para várias aplicações. Ao adotar uma metodologia replicável, aplicável a diversas bacias e aproveitando dados FAIR de acesso aberto, essa abordagem pode ser generalizada para outras regiões, particularmente em países que enfrentam inundações urbanas com informações hidrológicas limitadas. Por fim, espera-se que este estudo contribua para a Redução do Risco de Desastres (RRD), oferecendo uma ferramenta robusta para melhorar o planejamento e a gestão urbana, além de facilitar estratégias de adaptação e mitigação contra eventos climáticos extremos em ambientes urbanos
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2025
- Data da defesa: 22.04.2025
- 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
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ABNT
SÁNCHEZ, Mateo Hernández. A novel framework for flood vulnerability assessment and fuzzy-controlled reservoir optimization in data-scarce urban watersheds. 2025. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2025. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-30072025-105642/. Acesso em: 08 jan. 2026. -
APA
Sánchez, M. H. (2025). A novel framework for flood vulnerability assessment and fuzzy-controlled reservoir optimization in data-scarce urban watersheds (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-30072025-105642/ -
NLM
Sánchez MH. A novel framework for flood vulnerability assessment and fuzzy-controlled reservoir optimization in data-scarce urban watersheds [Internet]. 2025 ;[citado 2026 jan. 08 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-30072025-105642/ -
Vancouver
Sánchez MH. A novel framework for flood vulnerability assessment and fuzzy-controlled reservoir optimization in data-scarce urban watersheds [Internet]. 2025 ;[citado 2026 jan. 08 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-30072025-105642/
Informações sobre o DOI: 10.11606/D.18.2025.tde-30072025-105642 (Fonte: oaDOI API)
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