Estimativa e regionalização de vazões mínimas em região do Sul do Brasil

Abstract

Para o planejamento e gestão dos recursos hídricos é necessário avaliar a disponibilidade hídrica da bacia hidrográfica, sendo uma etapa fundamental o estudo das vazões mínimas. Quando a região de interesse carece de dados fluviométricos, a regionalização hidrológica é uma alternativa para estimativa das vazões em locais sem monitoramento. O presente estudo tem como objetivo realizar um rigoroso trabalho de ajuste estatístico e de regionalização hidrológica das vazões mínimas Q7;10 e Q30;10 em quatro bacias hidrográficas das regiões Sul e Extremo Sul Catarinense e Litoral Nordeste do Rio Grande do Sul, sul do Brasil. O método utilizado para regionalização baseia-se em três etapas: análise de frequência das vazões de cada estação fluviométrica; identificação das regiões hidrologicamente homogêneas (RHH); e ajuste das equações de regressão regionais. Foram testadas as distribuições de probabilidade Gumbel, Log-Normal a dois parâmetros e três parâmetros, Log-Pearson III, Pearson III, Weibull a dois parâmetros e três parâmetros para 23 estações fluviométricas, a fim de verificar a distribuição que melhor ajusta cada série anual de vazões mínimas médias em sete e trinta dias consecutivos (Q7 e Q30, respectivamente). Foram utilizados os testes de Kolmogorov-Smirnov, AndersonDarling e Filliben, o erro quadrático médio (RMSE) e o teste D-index para avaliação da aderência, usando como critério de seleção um ranking com os testes de aderência. Para identificar as regiões hidrologicamente homogêneas, foram utilizadas as vazões Q7 e Q30 específicas e a análise do ajuste do modelo de regressão múltipla com as séries de vazões e as variáveis físicas e climáticas das bacias. A distribuição que demonstrou melhor aderência às séries de vazões mínimas foi a distribuição de Weibull a três parâmetros. A distribuição de Gumbel (mínimos) foi a que apresentou menor desempenho, sendo aquela com maior rejeição pelos testes de aderência. Para regionalização de vazões definiu-se três regiões hidrologicamente homogêneas, sendo as bacias hidrográficas dos rios Araranguá, Mampituba e Urussanga pertencentes a RHH 01, enquanto bacia do rio Tubarão dividiu-se em RHH 02 e 03. A regionalização das vazões mínimas Q7;10 e Q30;10 se deu pelo ajuste de equações de regressão regionais, sendo obtidos resultados positivos em todas as regiões hidrologicamente homogêneas. As variáveis explicativas utilizadas na análise de regressão foram área de drenagem e comprimento do rio principal. Estas apresentaram alta correlação com as vazões mínimas analisadas e bom ajuste aos modelos de regressão. Os modelos exponencial, linear e potencial foram selecionados para representar as vazões mínimas. Os coeficientes de determinação (R²) e de determinação ajustado (R²a) foram superiores a 0,90 e o erro padrão fatorial (σF) menores que 0,78, sendo os resultados do estudo satisfatórios. Devido a variabilidade do regime fluviométrico ao longo da área de estudo, a baixa densidade de postos de monitoramento prejudicou a divisão das RHHs, podendo refletir em uma representação deficiente da real disponibilidade hídrica da área de estudo. Recomenda-se para trabalhos futuros aumentar a rede de monitoramento de vazões e incluir estações em bacias menores, buscando estudar o comportamento hidrológico das bacias de diferentes tamanhos.