Regionalização hidrológica para o estado de Goiás e Distrito Federal

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Charles, Thaís da Silva
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Análise de cluster; Cluster analysis; Homogeneous hydrological regions; Hydrological modeling; Krigagem ordinária; Modelagem hidrológica; Ordinary kriging; Regiões hidrologicamente homogêneas
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-26112020-111327/

O gerenciamento dos recursos hídricos visa solucionar problemas decorrentes do uso intensivo da água, visto o crescimento populacional e o desenvolvimento econômico e, dessa forma, garantir e preservar esse recurso para esta e para as futuras gerações, possibilitando a disponibilidade e qualidade adequada da água, além da preservação ambiental. A gestão adequada desse recurso é baseada no conhecimento acerca da disponibilidade hídrica dos cursos d\'água, e para tal são utilizadas informações provenientes de estações hidrométricas distribuídas ao longo do território. No Brasil, devido à grande extensão territorial, a disponibilidade de informações por muitas vezes não é suficiente para todas as regiões de interesse. Para suprir essa problemática, há uma técnica denominada regionalização hidrológica, sendo uma alternativa na obtenção de informações da rede hídrica, como vazão, em regiões com ausência de dados, ou com dados insuficientes. Salienta-se que essa técnica consiste na transferência de informações entre locais monitorados e não monitorados, desde que esses possuam similaridade hidrológica. No Brasil, não são todas as regiões que já possuem modelos de regionalização hidrológica definidos, afetando o correto gerenciamento por falta de informações. Como acontece no estado de Goiás e no Distrito Federal, duas importantes regiões no que tange à conservação dos recursos hídricos, dado que englobam três grandes bacias hidrográficas do território nacional. Isso posto, o objetivo geral desse trabalho consistiu em desenvolver uma proposta de regionalização hidrológica de vazões de referência para o estado de Goiás e para o Distrito Federal, baseada em regiões hidrologicamente homogêneas e na regressão multivariada. A partir das séries históricas disponibilizadas pela Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico e posterior preenchimento das falhas existentes, foram calculadas as vazões: Q90, Q95 e Q̄ e as áreas de drenagem utilizadas para cálculo da Q̄esp, referentes às estações fluviométricas que compuseram o estudo. Já com os dados das estações pluviométricas foram calculadas a precipitação anual média, de cada uma delas, por meio da interpolação espacial por krigagem ordinária, sendo comparada aos dados obtidos com o satélite TRMM. Posteriormente, calculou-se as características fisiográficas de cada bacia: declividade média da bacia, densidade de drenagem e comprimento do talvegue principal. Em posse desses dados, foram delimitadas as regiões hidrologicamente homogêneas utilizando a análise de cluster com algoritmo k-means, obtendo-se 7 regiões. Desenvolveu-se, então, os modelos de regionalização das vazões de interesse (Q90, Q95 e Q̄) para cada uma dessas regiões por regressão linear múltipla, em que a variável dependente foi a Q̄esp e as variáveis independentes foram: declividade média da bacia, densidade de drenagem e comprimento do talvegue principal. Por fim, os modelos de regionalização foram avaliados pelos índices de performance: coeficiente de determinação (R2), teste de eficiência de Nash-Sutcliffe (NSE), percentual de viés (PBIAS), índice de concordância de Willmont (d), coeficiente de correlação (r) e índice de confiança (c). Os resultados obtidos comprovam que os modelos, de maneira geral, apresentaram um bom desempenho quanto aos índices de performance. Entretanto, quando analisado o índice PBIAS isoladamente, o modelo da região hidrologicamente homogênea 2 apresentou o pior desempenho, seguido pela região 6, que apresentou bom desempenho para os índices PBIAS, r, d e c. A região 6 apresentou valores apenas satisfatório dos índices R2 e NSE para Q90 e Q95 quando analisado os índices R2 e NSE. Graficamente, os modelos apresentaram boa correlação entre os dados regionalizados e calculados, representando uma importante ferramenta para auxiliar as agências de água do estado de Goiás e do Distrito Federal no processo de concessão de outorgas.