O básico que quase ninguém explica direito sobre a hidrografia dos Estados Unidos
A hidrografia do estados unidos é mais complicada do que parece à primeira vista. O país tem uma rede de bacias que se sobrepõem, cruzam fronteiras estaduais e muitas vezes não respeitam divisões políticas óbvias. A principal coisa que você precisa entender é que o fluxo de água aqui é governado por bacias hidrográficas definidas pelo USGS (United States Geological Survey), não por estados. Cada bacia tem um código HUC (Hydrologic Unit Code) que vai de 2 a 12 dígitos. Os dois primeiros dígitos identificam a região hidrográfica principal. Os dois seguintes, a sub-região. E assim por diante, até o nível mais detalhado. Isso parece burocracia gratuita até você precisar cruzar dados de múltiplos estados e perceber que sem esse sistema teria que montar tudo do zero.
Como navegar a hidrografia do estados unidos na prática
O ponto de partida realista é o site do USGS Water Data for the Nation. Lá você encontra dados de estações fluviométricas espalhadas pelo país inteiro. Mas o problema é que a interface é antiga e a navegação não é intuitiva. Eu perdi horas tentando encontrar dados de uma bacia específica no Missouri porque o filtro por HUC não funciona bem com códigos de 8 ou 10 dígitos. A solução foi baixar a planilha completa de estações e filtrar manualmente usando o código da bacia no Excel. Outra ferramenta que vale a pena é o National Map do USGS. Ele mostra camadas hidrográficas sobrepostas a mapas topográficos e permite exportar dados em Shapefile. O problema é que a exportação trava com frequência quando você seleciona áreas grandes. Funciona melhor quando você delimita regiões menores, algo em torno de dois ou três condados por vez.
Se você precisa de dados históricos de longo prazo, o NWIS (National Water Information System) tem séries que começam nos anos 1900 para algumas estações. Para outras, só a partir dos anos 1960 ou 1970. Não adianta reclamar disso. A infraestrutura de medição do país é velha e muitos postos foram desativados ou relocados sem aviso prévio. Você precisa verificar a historiografia de cada estação antes de confiar nos dados.
Sistemas principais que formam a rede hidrográfica
Os Estados Unidos têm cinco grandes drenagens que definem a maior parte do escoamento superficial. O sistema do Mississippi é o maior de todos, drenando cerca de 40% do território continental. Ele recebe contribuições do Missouri, Ohio, Arkansas e vários outros rios. A bacia do Mississippi sozinho cobre 31 estados inteiros ou partes deles. A bacia do rio Colorado é diferente porque é altamente explorada e disputada. Sete estados assinaram o Colorado River Compact de 1922 para dividir a água entre eles. O problema é que o acordo foi baseado em períodos de chuva excepcionalmente altos, então a divisão superestimou a disponibilidade real. Hoje o rio frequentemente seca antes de chegar ao mar no México. Isso é um exemplo claro de como dados hidrográficos desatualizados podem gerar conflitos reais.
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O sistema do São Lourenço-direcional, que drena para o Atlântico norte através do rio São Lourenço, inclui o Lago Superior, Lago Michigan, Lago Huron, Lago Erie e Lago Ontário. Esses lagos contêm cerca de 21% da água doce superficial do mundo. A gestão compartilhada com o Canadá adiciona outra camada de complexidade que muitos profissionais ignoram. A costa leste tem uma característica hidrológica interessante. Os rios são curtos, de queda rápida e com bacias pequenas comparados aos da região central. Isso significa que respostas a eventos de chuva são muito rápidas. Enchentes-relâmpago são comuns no trecho entre o Apalachicola e o Penobscot, especialmente durante passage de furacões.
Já a costa oeste, especificamente a do Pacífico noroeste, tem regime nival dominante. A água fica estocada como neve durante o inverno e é liberada na primavera e verão. Isso cria uma janela de disponibilidade muito previsível, mas qualquer variação na linha de neve afeta todo o abastecimento a jusante. Secas recentes na Califórnia mostraram que quando a neve não acumula como deveria, não há reserva para os meses secos.
Pegadinhas que quem trabalha com hidrografia americana aprende na marra
Uma das coisas que mais causa erro é confundir dados de superfície com dados de águas subterrâneas. O USGS também monitora aquíferos através do programa National Ground Water Monitoring Network, mas os conjuntos de dados são completamente separados. Quando você puxa informações de um, o outro não entra automaticamente. Eu já vi projeto inteiro ser comprometido porque alguém assumiu que o nível freático estava estável sem consultar o poço de monitoramento correspondente. Outro ponto cego é a questão dos direitos de água. Nos estados ocidentais, o princípio do prior appropriation rege quem tem direito a quanto de água. "First in time, first in right". Isso significa que um agricultor com um direito de 1902 tem precedência sobre uma cidade que conseguiu um direito em 1950. A hidrografia física e a hidrografia legal são coisas distintas. Consultar apenas os dados de vazão sem entender o regime de outorgas leva a conclusões erradas sobre disponibilidade real.
Uma limitação importante dos dados do USGS é que estações em rios pequenos e ribeirões frequentemente têm manutenção irregular. Algumas param de reportar por meses sem aviso. Se você está fazendo modelagem de bacias pequenas, considere complementar com dados do NOAA para precipitação e com imagens de satélite do NASA Earthdata para validar o que as estações estão (ou não) registrando. Também é útil saber que o Army Corps of Engineers mantém seu próprio sistema de medição, especialmente em rios navegáveis e áreas de controle de inundação. Esses dados às vezes divergem dos do USGS porque usam metodologias diferentes. Quando os números não batem, não é necessariamente erro. Pode ser diferença de como a seção transversal foi considerada no cálculo da vazão.
Se você for trabalhar regularmente com esses dados, instale o pacote R hydroTSM ou o streammetics. Eles facilitam bastante o tratamento de séries temporais hidrológicas americanas. Leva cerca de 20 minutos para configurar o ambiente da primeira vez, depois os fluxos de processamento ficam bem mais rápidos.
