Water Level Dynamics in Rio Grande City (RS) During the Major Flood of May 2024 Assessed Using a GNSS-R Sensor and Conventional Tide Gauges

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Manuella Anaís Rodrigues Fagundes
https://orcid.org/0000-0003-3447-8582
Felipe Geremia-Nievinski
https://orcid.org/0000-0002-3325-1987

Abstract

The city of Rio Grande (RS) was partially flooded in May 2024, when an extreme weather event significantly increased the water level of the Patos Lagoon. In this context, we analyzed the water-level dynamics in the Rio Grande estuary during the event by comparing data obtained from a reflectometric tide gauge based on navigation satellites (GNSS-R) with measurements from five conventional tide gauges: a staff gauge, three radar sensors, and a pressure sensor. The comparison between the GNSS-R sensor and the co-located staff gauge showed a strong coefficient of determination (0.99) and a centimeter-level standard deviation (3.8 cm). In contrast, the comparison between the GNSS-R sensor and the most distant gauge (20 km) resulted in a lower coefficient of determination (0.6) and a decimeter-level standard deviation, because of the spatial variability in water level between the estuary and the breakwater region. To better understand the water-level dynamics, a harmonic analysis was conducted considering the main diurnal tidal constituents, K1 and O1. The harmonic analyses highlighted the complexity of the water-level dynamics in terms of amplitude and phase. Finally, the results indicated a strong coefficient of determination between the GNSS-R measurements and those of the conventional sensors, demonstrating that agreement is inversely proportional to the distance between sensors.

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Article Details

Section

Geodesy

Author Biographies

Manuella Anaís Rodrigues Fagundes, UFRGS

Manuella Anaís Rodrigues Fagundes is a Cartographic Engineer and Ph.D. in Remote Sensing and Geoprocessing from Federal University of Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS, Brazil. She is currently an Assistant Professor at the Federal University of Recife, PE, Brazil. Her research interests include GNSS Reflectometry (GNSS-R) and Cartography.

Felipe Geremia-Nievinski, Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Professor no Departamento de Geodésia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), onde também atua como orientador na linha de pesquisa em geodésia por satélites do Programa de Pós-Graduação em Sensoriamento Remoto (2017-). Foi coordenador do curso de graduação em Engenharia Cartográfica (2016-2020) e diretor do Centro Estadual de Pesquisas em Sensoriamento Remoto e Meteorologia (2021-2023). Tem graduação em Engenharia Cartográfica pela UFRGS (2004), mestrado em Engenharia Geomática pela UNB (Canadá, 2009) e PhD em Engenharia Aeroespacial pela Universidade do Colorado Boulder (EUA, 2013), com estágio pós-doutoral na Universidade Estadual Paulista (2015). É membro acadêmico (fellow) da Associação Internacional de Geodésia.

How to Cite

FAGUNDES, Manuella Anaís Rodrigues; GEREMIA-NIEVINSKI, Felipe. Water Level Dynamics in Rio Grande City (RS) During the Major Flood of May 2024 Assessed Using a GNSS-R Sensor and Conventional Tide Gauges. Brazilian Journal of Cartography, [S. l.], v. 78, 2026. DOI: 10.14393/rbcv78n-77256. Disponível em: https://seer.ufu.br/index.php/revistabrasileiracartografia/article/view/77256. Acesso em: 26 jan. 2026.

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