Assessment of Hydrological Regionalization methodologies for the Upper Jaguari River Basin

O gerenciamento de recursos hídricos se propõe a resolver os problemas resultantes do uso intensivo da água, produto do crescimento econômico e populacional, e preservar as funções hidrológicas, biológicas e químicas dos ecossistemas, assim como garantir que esse recurso se mantenha com oferta adequada. No Brasil, país cujas dimensões são continentais, o controle dos cursos de água frequentemente acaba não englobando todas as regiões de interesse de um estudo. Conhecida esta carência, a técnica conhecida como Regionalização Hidrológica aparece como uma opção para a obtenção de informações hidrológicas em regiões sem ou com poucos dados, fundamentando-se na similaridade espacial de algumas funções, variáveis e parâmetros que toleram essa transferência. Diante dos diversos modelos de regionalização desenvolvidos e da necessidade de obtenção das informações hidrológicas de forma facilitada, é fundamental o estudo comparativo de metodologias de regionalização de vazões com o objetivo de se conhecer a mais adequada às características regionais de cada bacia hidrográfica. Neste sentido, o objetivo geral deste trabalho foi avaliar as estimativas da vazão de referência Q7,10 e também das vazões mínimas de permanência na bacia do Rio Jaguari (divisa dos estados de Minas Gerais e São Paulo e importante afluente do Sistema Cantareira) obtidas por diferentes técnicas de regionalização, quais sejam, os métodos propostos por Liazi et al. (1988) e Wolff et al. (2014) para o Estado de São Paulo e o IGAM (2012) para o Estado de Minas Gerais. O estudo foi realizado na Bacia Hidrográfica do Rio Jaguari, a qual localiza-se entre os estados supracitados. A partir dos dados históricos de vazão das estações presentes nesta Bacia Hidrográfica foram calculadas a Qmed, Q90, Q95 e Q7,10 referente a cada uma das cinco estações fluviométricas estudadas. Em seguida, estas mesmas variáveis foram estimadas utilizando as metodologias de regionalização propostas por Liazi et al. (1988), Wolff et al. (2014) e IGAM (2012). A fim de se definir qual o método de regionalização hidrológica mais adequado para a região do alto do Rio Jaguari, os resultados das vazões calculadas por intermédio das séries históricas colhidas por estações fluviométricas foram comparadas com as estimadas pelos modelos suprecitados mediante análise de índices estatísticos, tais como, índice de concordância (d), teste de eficiência de Nash-Sutcliffe (NSE), viés percentual (PBIAS), razão entre o erro médio quadrático e o desvio padrão dos dados observados (RSR) e o coeficiente de determinação (R2). O modelo de Liazi et al. (1988) apresentou ajuste, classificado pelo índice de concordância (d), teste de eficiência de Nash-Sutcliffe (NSE) e o coeficiente de determinação (R2), como muito bom, mostrando-se superior aos demais métodos nessa região. A metodologia de IGAM (2012) demonstrou ajuste insatisfatório para os indicadores estatísticos NSE, PBIAS e índice d e muito bom para o coeficiente de determinação (R2). A nova proposta de Regionalização Hidrológica para o estado de São Paulo de Wolff et al. (2014) apresentou ajuste, classificado pelos índices de concordância (d), teste de eficiência de Nash-Sutcliffe (NSE), viés percentual (PBIAS) e coeficiente de determinação (R2), como, no geral, insatisfatório; por outro lado o comportamento gráfico dos resultados obtidos demonstrou potencialidade para o uso desse método. Recomenda-se a aplicação de estudos comparativos semelhantes em outras Sub- Bacias localizadas entre os estados de Minas Gerais e São Paulo para corroborar ou não com as conclusões do presente trabalho.Water resources management is meant to solve problems caused by the intensive use of this resource, which is the product of economic and population growth. Water resources management is also responsable for preserving the hydrological, biological and chemical functions of ecosystems, as well as ensure that this resource is maintained with the adequate supply for future generations. In Brazil, a country with continental dimensions, streamflow gauge coverage is far from satisfactory. Therefore, the Hydrological Regionalization technique is as an option to estimate hydrological information in regions with few or no data. This methodology is based on the spatial similarity of functions, variables and parameters that tolerate this transference. The number of regionalization models and the need to easily access hydrological data transformed comparative studies of streamflow regionalization methodologies into a fundamental topic in Hydrology. For this reason, the was the goal of this paper is to assess the models settled by Liazi et al. (1988), Wolff et al. (2014) and IGAM (2012) related to the variables Q7,10, Q90, Q95 and Qmed in Jaguari River Basin, which is located between Minas Gerais and São Paulo states and constitutes an important affluent to the Cantareira System. Firstly, the Q7,10, Q90, Q95 and Qmed were calculated using the historical flow data from five fluviometric stations located in Jagari River Basin. Then, these same variables were estimated using the regionalization methodologies proposed by Liazi et al. (1988), Wolff et al. (2014) and IGAM (2012). In order to determine the best hydrological regionalization method for the upper Jaguari River Basin, the flow rates results calculated with the historical series were compared to those estimated by the models. The forecast was determined utilizing the following indicators: index of agreement (d), Nash-Sutcliffe efficiency (NSE), percent bias (PBIAS), the ratio of the root mean square error to the standard deviation of measured data (RSR) and coefficient of determination (R2). Liazi et al. (1988) presented the best performance when compared to the other two methods, its behavior was classified as very good by the index of agreement (d), the Nash-Sutcliffe efficiency (NSE) and the coefficient of determination (R2). IGAM (2012) exhibited an unsatisfactory fit for the statistical indicators of NSE and PBIAS. On the other hand, this method was classified as very good when the coefficient of determination (R2) was analyzed. The new proposal of Hydrological Regionalization for São Paulo state (WOLFF et al., 2014) presented an adjustment, classified by the index of agreement (d), the Nash-Sutcliffe efficiency (NSE), the percentage bias (PBIAS) and coefficient of determination (R2), as unsatisfactory, in general. The graphical behavior, however, demonstrated a good potential for future use. In conclusion, it is recommended to apply similar comparative studies in other sub-basins located between the states of Minas Gerais and São Paulo to corroborate or not with the presented results