Spatio-Temporal Flood Dynamics of the Pantanal

A variabilidade espaçotemporal das inundações determinam os processos ecológicos e influenciam as atividades humanas no Pantanal. O entendimento da dinâmica das inundações é a chave para melhores práticas de gerenciamento e reação no caso de eventos extremos. Nesse estudo, métodos de quantificação de água e extração de sazonalidade foram aplicados numa série temporal de dez anos (2000 a 2009) das imagens MODIS13Q1 para a modelagem contínua das inundações. Foram determinadas 25 sub-regiões, totalizando 150.502 km2, baseado no regime das inundações e na geomorfologia. A área inundada variou de 5.539 km2 até 52.894 km2, com média de 18.329 km2, refletindo um período seco comparado às décadas anteriores. A maior parte do Pantanal (86.841 km2) inundou pelo menos uma vez no período, mas uma área relativamente grande permaneceu não inundada ou inundou por um período curto de tempo. Áreas não inundadas ou inundadas por curtos períodos de tempo ficaram espalhadas por todo o Pantanal, enquanto que áreas que inundam por longos períodos de tempo ou permanentemente inundadas se concentraram apenas em alguns locais. Quatro estágios principais de inundação foram determinados e os principais fluxos e armazenagem de água foram mapeados embora tenha ocorrido uma alta variabilidade interanual. Apesar das limitações de escala e problemas de sobreposição dos mapas, foi obtida uma boa concordância entre o mapa de frequência de inundação e os mapas de vegetação e solos. Modelos estatísticos logísticos não lineares foram determinados para as relações entre os principais compartimentos hidrológicos e foi possível estimar cenários passados de inundação baseado na relação entre a área inundada total do Pantanal e o nível do rio Paraguai. Relações de similaridade e de fluxos de água foram determinados entre os sub-compartimentos, caracterizando o comportamento espacial e temporal da água. Baseado nos dados e informações gerados foi proposto um sistema de alerta de inundações e secas para o Pantanal (SISMONPAN).The flood variability in space and time determine the ecological process and influences human activities in the Pantanal wetland. The understanding of the flood dynamics is the key for better management practices and reaction in case of extreme events. In this study, methods for water quantification and seasonality extraction were applied to a ten years time series (2000 to 2009) of MODIS13Q1 images for continuous modeling of floods. Based in flood regime and geomorphology an area of 150.502 Km2 distributed in 25 sub-regions was determined for the Pantanal. The flooded area varied from 5.539 km2 to 52.894 km2, averaging 18.329km2, reflecting a dry period compared with the previous decades. Most of the Pantanal (86.841 km2) flooded at least once in the period, but a relative big area keeps no flooded or flooded in a short period. No flooded or short time flooded areas was spread over all the Pantanal, while long time to permanent flooded areas were concentrated in just some spots. Four main stages of floods were determined and the main water fluxes and water storage areas were mapped, although a high inter annual variability has been occurred. Despite the limitations of scale and map matching, a good agreement between flood frequency map with vegetation and soils maps was obtained. Nonlinear Logistic statistical models were determined for the relationships between the main hydrological compartments. It was possible to estimate past flood scenarios based in the relationship between total flooded area and Paraguay River stage. Similarity and water fluxes relationships were determined between the sub-compartments, characterizing the spatial and temporal water behavior. Based on the data and information generated, an alert system for dry and flood events (SISMONPAN) was proposed for the Pantanal