Simulações Hidrológicas com Diferentes Proporções de Área Controlada na Bacia Hidrográfica

Abstract

Recebido: 21/11/12 -revisado: 15/02/13 -aceito: 07/06/13 RESUMO Este trabalho tem como hipótese que é possível identificar um padrão de aumento no desempenho esperado das simu-lações de vazão diária com redes neurais artificiais (RNAs) à medida que aumenta a proporção de área controlada, isto é, a área da bacia até o ponto de monitoramento à montante dividida pela área total da bacia simulada. O objetivo deste estudo é avaliar o desempenho de simulações hidrológicas com RNAs, do tipo vazão-vazão, em bacias hidrográficas com diferentes proporções de área controlada. Oitenta e três simulações foram realizadas em 15 bacias embutidas (967 km² -71.401 km²) na Região Hidrográfica do Guaíba, RS, Brasil. O desempenho das RNAs foi bastante satisfatório, com coeficiente de Nash-Sutcliffe (NS) médio de 0,75 para 35,5% de área controlada média, e apresentou um crescimento que segue uma equação potencial à medida que aumenta a proporção de área controlada. Adotando-se um limiar razoável (NS > 0,8), pode-se afir-mar que o modelo do tipo vazão-vazão com RNAs é recomendado quando atendida a condição de pelo menos 50% de área controlada. Ainda que os resultados obtidos se refiram a bacias com características semelhantes às simuladas neste estudo, este limiar pode ser adotado como referência em estudos de dimensionamento de redes hidrométricas, considerando as necessi-dades de extrapolação em locais sem postos fluviométricos e de preenchimento de falhas nas séries temporais dos postos exis-tentes. Palavras-chave: Bacias hidrográficas embutidas. Redes neurais artificiais. Modelagem hidrológica. Vazão diária. INTRODUÇÃO O surgimento das redes neurais artificiais (RNAs) e o crescente desenvolvimento tecnológico em computação têm proporcionado resultados promissores na modelagem hidrológica (JAIN; SU-DHEE; SRINIVASULU, 2004). As RNAs têm se mos-trado eficientes para modelar os complexos fenô-menos observados na natureza, destacando-se a sua aplicação no desenvolvimento de modelos para simulação, previsão e classificação. A criação das RNAs está ligada à publicação de McCulloch e Pitts (1943) com inspiração pura-mente biológica. A rede possuía apenas capacidade de representar, embora de forma semelhante aos neurônios biológicos, funções lógicas simples. Por-tanto, somente com o algoritmo retropropagativo, desenvolvido por Rumelhart, Hinton e Williams (1986), é que as RNAs passaram a ser difundidas e receber investimentos em pesquisa de forma contí-* Instituto de Pesquisas Hidráulicas/UFRGS