Gestão de recursos hídricos: análises estatísticas multivariadas em suporte à regionalização de vazões e proposta metodológica para avaliação, rearranjo e otimização de redes de monitoramento hidrométrico - Elesbon, Abrahão Alexandre Alden (2012)
Objetivou-se, neste trabalho, fornecer subsídios à gestão de recursos hídricos por meio da utilização de análises estatísticas multivariadas em suporte à regionalização de vazões e da proposição de metodologia para avaliação, rearranjoe otimização de redes de monitoramento fluviométrico e pluviométrico. Dividiu-se o trabalho em três artigos científicos, sendo que no Artigo I objetivou-se desenvolver uma metodologia baseada em análises estatísticas multivariadas de componentes principais e de agrupamento com intuito de identificar as variáveis explicativas mais representativas em estudos de regionalização hidrológica e otimizar a obtenção das regiões hidrologicamente homogêneas para a bacia hidrográfica do rio Doce. Neste artigo foram utilizadas 15 variáveis, individualizadas para as 61 estações fluviométricas adotadas, sendo oito variáveis dependentes (Q7,10, Q90, Q95, Qmld, Qmax10, Qmax20, Qmax50, Qmax100), referentes às vazões características, e sete independentes (Pa, Pss, Psc, Ad, Lp, Lt e SL), referentes às características climáticas e morfométricas da bacia. A partir da análise de componentes principais identificou-se a variável independente SL (declividade média da bacia) como a menos representativa, sendo excluída do estudo. Os dois primeiros componentes principais, Y1 e Y2, foram responsáveis por 77,92% da variação total dos dados, representando fisicamente as características morfométricas e as precipitações médias, respectivamente. As melhores divisões de regiões hidrologicamente homogêneas, para as oito vazões características estudadas, foram obtidas utilizando-se conjuntamente a matriz de similaridade de Mahalanobis e o método de agrupamento do vizinho mais distante. A análise de agrupamento possibilitou a identificação de quatro regiões hidrologicamente homogêneas na bacia hidrográfica do rio Doce. A metodologia proposta para identificação do número de regiões homogêneas apresentou bons resultados, possibilitando a eliminação da subjetividade nesta fase inicial dos estudos de regionalização de vazões. Nos Artigos II e III objetivou-se desenvolver uma metodologia baseada em Sistemas de Informações Geográficas e análise geoestatística para subsidiar projetos de redes fluviométricas e pluviométricas de monitoramento quantitativo em bacias hidrográficas, respectivamente. No Artigo II foram utilizadas oito vazões características (q7,10; q90; q95; qmld; qmax10; qmax20; qmax50 e qmax100) e verificou-se que a rede de monitoramento fluviométrico existente na bacia do rio Doce é quantitativamente satisfatória, porém, espacialmente mal distribuída. O semivariograma teórico do tipo esférico foi o que melhor se ajustou às semivariâncias experimentais, para as variáveis estudadas. A nova abordagem científica permitiu, em quatro etapas de desenvolvimento da metodologia, o reposicionamento de 18 estações e a exclusão de duas estações fluviométricas, totalizando 59 estações de monitoramento. A otimização e o rearranjo espacial da rede fluviométrica possibilitou a redução dos desvios padrão percentuais para sete vazões características analisadas na bacia hidrográfica do rio Doce. No Artigo III utilizou-se três variáveis de precipitação (Pa, Pss e Psc) e verificou-se que a rede de monitoramento pluviométrico da bacia do rio Doce é deficitária em número de estações e espacialmente mal distribuída. O modelo teórico de semivariograma esférico foi o que melhor se ajustou às semivariâncias experimentais para as precipitações estudadas. A nova abordagem científica permitiu, em quatro etapas de desenvolvimento da metodologia, o reposicionamento de 12 estações e a inclusão de 67 estações pluviométricas, totalizando 143 estações de monitoramento. O rearranjo e a inclusão das novas estações pluviométricas possibilitou a redução dos desvios padrão percentuais para as três variáveis analisadas em toda a bacia hidrográfica do rio Doce.