Regionalização hidrológica para o MATOPIBA, Brasil

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Barreiros, Vinicius Costa
• 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: Bacia hidrográfica; Hidrologia; Hydrological models; Hydrology; Modelos hidrológicos; Reference water flow; Vazões de referência; Watershed
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-13092023-072552/

Atualmente vista como a nova fronteira agrícola brasileira, a região do MATOPIBA abrange os estados do Maranhão, Tocantins, Piauí e Bahia. Segundo dados da Companhia Nacional de Abastecimento (CONAB), a região já é responsável por cerca de 14% da produção nacional de grãos de soja. Apresentando um enorme potencial de crescimento, porém, dependente do uso de irrigação, fica evidente a necessidade de dados consistentes de vazão dos cursos d\'agua, permitindo assim o gerenciamento adequado dos recursos hídricos, podendo desta forma atender não somente as demandas para a produção agrícola, mas também para a geração de energia hidroelétrica, o abastecimento urbano, a dessedentação de rebanhos e o uso industrial. A região apresenta uma grande quantidade de postos fluviométricos, porém, concentrados sobre os grandes cursos dágua; outro problema identificado é a presença de séries históricas incompletas, limitando desta forma a estimação da vazão. A regionalização hidrológica surge como uma alternativa para contornar este problema, consistindo na transferência de dados entre bacias hidrográficas que possuam características hidrológicas semelhantes, possibilitando assim, estimar a vazão em locais sem monitoramento ou com quantidade de dados insuficientes. Diante disto, o objetivo geral deste trabalho consistiu em desenvolver uma proposta de regionalização hidrológica de vazões de referência para o MATOPIBA, baseada em regiões hidrologicamente homogêneas e na regressão multivariada. Partindo das séries históricas de vazão disponibilizadas pela Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico (ANA), foram calculadas as vazões: Qmed, Q90, Q95 e Q7,10 para cada estação fluviométrica. A partir dos dados das estações pluviométricas foram calculadas a precipitação anual média e posteriormente, a por meio da interpolação espacial pelo método da krigagem ordinária foram calculadas a precipitação anual média para cada bacia. Como variáveis independentes para os modelos, foram obtidas as características fisiográficas de cada bacia: densidade de drenagem, comprimento do talvegue principal, declividade média da bacia, coeficiente de compacidade (Kc) e coordenadas do centroide da bacia. De posse destes dados, foram delimitadas 7 regiões hidrologicamente homogêneas por meio da análise de agrupamento (cluster) com algoritmo Ward. Foram desenvolvidos os modelos de regionalização das vazões de referência por meio da regressão linear múltipla. A avaliação destes modelos se deu por diferentes índices de performance: coeficiente de determinação (R2), teste de eficiência de Nash-Sutcliffe (NSE), percentual de viés (PBIAS) e o índice de concordância de Willmott (d). A validação dos modelos foi realizada de maneira agrupada, ou seja, os sete modelos para cada uma das vazões de referência foram analisados em conjuntos, tendo como base a matriz de confusão, foram gerados quatro índices de desempenho: precisão, sensibilidade, TFP (taxa de falso positivo) e acurácia, além da curva ROC (Receiver Operator Characteristic) e da AUC (Area Under the Curve). Os resultados obtidos tanto pela avaliação quanto pela validação, comprovam que os modelos, de maneira geral, apresentaram um bom desempenho para a estimação das vazões de referência para a região, apesar de algumas limitações, podendo ser utilizados como ferramenta de auxilio no processo de concessão de outorgas, para as agências de água dos estados de compõe a região.