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Document Type: Dissertação
Title: Regionalização de vazões mínimas, médias e máximas na bacia hidrográfica do rio Itapicuru - BA
Authors: Albuquerque, Ytallo Rafaell Teixeira de
Issue Date: 26-Feb-2019
Advisor: Almeida, André Quintão de
Resumo : A pouca informação fluviométrica relacionada à inconsistência espaço-temporal de dados históricos disponíveis, tem resultado em grande restrição para se representar a dinâmica dos recursos hídricos em estudos hidrológicos, principalmente das vazões. Uma alternativa muito utilizada em pesquisas de bacias hidrográficas, consiste na aplicação de regionalização de vazões que determina a sua disponibilidade hídrica, por meio dos dados de vazões. Essa técnica permite transferir informação entre bacias hidrográficas semelhantes, ajustadas por meio de agrupamento de regiões homogêneas, com a finalidade de calcular, em localidades que não dispõem de dados, as variáveis fluviométricas de interesse, formando, assim, modelos de regressão entre os dados de vazão, constituindo-se como peça fundamental para o planejamento e gestão dos recursos hídricos, setores elétrico, agrícola e para a adoção de políticas públicas. Neste sentido, o presente trabalho teve como principal objetivo regionalizar as vazões máximas associadas a períodos de retorno de 10 anos, médias de longa duração e mínimas com 7 dias de duração e período de retorno de 10 anos na Bacia Hidrográfica do Rio Itapicuru, localizada ao nordeste do Estado da Bahia, utilizando, para tanto, informações hidrológicas físico-climáticas e de relevo. Por meio da metodologia de agrupamento clustering híbrido k-means hierárquico, determinaram-se neste trabalho três regiões homogêneas da bacia hidrográfica com base nas variáveis explicativas: precipitação, evapotranspiração, relação precipitaçãoevapotranspiração, área e índice de vegetação de diferença normalizada – NDVI. Foram utilizados os métodos de regressão linear e correlação através do software R, que determinaram os modelos matemáticos de regionalização de vazões, de modo que os resultados foram obtidos para a região total da bacia hidrográfica e para a região homogênea I, não procedendo aos resultados das regiões homogêneas II e III por insuficiência de dados fluviométricos. A análise dos resultados obtidos considerou o menor valor de Bayesian Information Criterion, a menor soma do quadrado residual e os melhores valores de coeficiente de determinação para cada modelo ajustado. Todas as variáveis apresentaram interação em pelo menos um modelo ajustado, com exceção da variável explicativa NDVI que se mostrou menos expressiva no desenvolvimento dos modelos de regionalização de vazões propostos, não demonstrando impacto relevante em relação ao desempenho das demais variáveis. Em todas as análises de regressões feitas observaram-se resultados satisfatórios, vistos os coeficientes estatísticos obtidos, que indicam a significativa relação entre os valores das variáveis explicativas realizadas com o auxílio do método de ajuste de modelo aplicado, evidenciados pelos coeficientes de correlação igual ou superior a 0,85 ou 85%, provando que as técnicas de sensoriamento remoto associadas à analises de regressão resultam em boas estimativas. O produto deste trabalho é uma ferramenta útil na execução de serviços como a concessão de outorga de direito de uso de água e deve-se lembrar que caso ocorra a necessidade de se conhecer o valor da vazão nos locais onde já existam estações fluviométricas utilizadas na determinação das regiões homogêneas I, II e III, os valores destas serão mais precisos do que a própria equação regional. Desta forma deve-se optar, não pelo cálculo, e sim pelo seu valor real. Por fim, os métodos utilizados apresentaram-se satisfatórios e, portanto, aplicáveis.
Abstract: The little fluviometric information related to the spatiotemporal inconsistency of available historical data has resulted in great restriction to represent the dynamics of water resources in hydrological studies, especially the flow rates. An alternative widely used in river basin surveys is the application of flow regionalization that determines their water availability through flow data. This technique allows the transfer of information between similar river basins, adjusted by grouping homogeneous regions, in order to calculate, in locations without data, the fluviometric variables of interest, thus forming regression models between flow, constituting as a fundamental piece for the planning and management of water resources, the electric and agricultural sectors and for the adoption of public policies. In this sense, the present work had as main objective to regionalize the maximum flow rates associated with 10-year return periods, long-term and minimum 7-day averages and 10-year return period in the Itapicuru River Basin, located at northeast of the State of Bahia, using, for that, hydrological, climatic and relief information. Using the hierarchical k-means hybrid clustering methodology, three homogeneous watershed regions were determined based on the explanatory variables: precipitation, evapotranspiration, precipitation-evapotranspiration ratio, area and normalized difference vegetation index - NDVI. Linear regression and correlation methods were used using the R software, which determined the mathematical models of flow regionalization, so that the results were obtained for the total watershed region and for the homogeneous region I, not proceeding to the results of the homogeneous regions II and III due to insufficient fluviometric data. The analysis of the obtained results considered the lowest Bayesian Information Criterion value, the smallest sum of the residual square and the best coefficient of determination for each adjusted model. All variables presented interaction in at least one adjusted model, with the exception of the NDVI explanatory variable, which was less expressive in the development of the proposed flow regionalization models, showing no relevant impact in relation to the performance of the other variables. In all regression analyzes, satisfactory results were observed, considering the statistical coefficients obtained, which indicate the significant relationship between the values of the explanatory variables performed with the aid of the applied model adjustment method, evidenced by the correlation coefficients equal or higher. at 0.85 or 85%, proving that remote sensing techniques associated with regression analysis yield good estimates. The product of this work is a useful tool in the execution of services such as the granting of the right to use water and it should be remembered that if there is a need to know the value of the flow in places where there are already fluviometric stations used in the determination. of homogeneous regions I, II and III, their values will be more accurate than the regional equation itself. Thus, one should choose, not for the calculation, but for its real value. Finally, the methods used were satisfactory and therefore applicable.
Keywords: Recursos hídricos
Balanço hidrológico
Correntes fluviais
Bácias hidrográficas
Itapicuru, Rio, Bacia (BA)
Multivariate analysis
Regression analysis
Granting
Cluster
Hierarchical
Subject CNPQ: ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA
Sponsorship: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Language: por
Institution: Universidade Federal de Sergipe
Program Affiliation: Pós-Graduação em Recursos Hídricos
Citation: ALBUQUERQUE, Ytallo Rafaell Teixeira de. Regionalização de vazões mínimas, médias e máximas na bacia hidrográfica do rio Itapicuru - BA. 2019. 68 f. Dissertação (Pós-Graduação em Recursos Hídricos) - Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, SE, 2019.
URI: https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/14264
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