Modelo Hidrológico Híbrido para Previsão de Vazões na Bacia do Rio Piracicaba-MG

Resumo Os modelos hidrologicos conceituais e as Redes Neurais Artificiais (RNAs) podem ser associados, caracterizando uma conformacao hibrida que represente, ao mesmo tempo, os processos conceituais e nao lineares relacionados ao escoamento. O objetivo do trabalho foi avaliar a utilizacao das RNAs combinadas aos modelos hidrologicos conceituais IPH II e SAC-SMA, de forma a obter um modelo hibrido para estimativa de vazoes dos cursos de agua da bacia do rio Pira­ci­caba-MG. Como dados de entrada das RNAs foram utilizadas as vazoes estimadas com os modelos IPH II e SAC-SMA e como paradigma neural foi empregado o Perceptron de multiplas camadas. Para o treinamento e a validacao das RNAs foram utilizados dados de estacoes pluviometricas, fluviometricas e meteorologica localizadas na bacia hidrografica do rio Piracicaba e no seu entorno. A fim de se verificar o desempenho dos modelos hibridos na estimativa das vazoes da bacia do rio Piracicaba, as vazoes estimadas por esses modelos foram comparadas com as vazoes medidas nas estacoes fluviometricas utilizando-se o erro absoluto medio (MAE); a raiz do erro quadratico medio (RMSE); o vies; o indice de concordância de Willmott (d); e o indice de eficiencia de Nash-Sutcliffe (ENS). A utilizacao das vazoes preditas pelo modelo IPH II como dado de entrada das RNAs aumentou a acuracia das estimativas das vazoes visto que o erro do modelo hibrido ficou menor. Ja a associacao das RNAs com o modelo SAC-SMA nao proporcionou melhoria das estimativas quando comparada aos resultados advindos da aplicacao isolada do referido modelo. Com base nos resultados obtidos pode-se concluir que a associacao das RNAs com o modelo hidrologico IPH II, caracterizando uma conformacao hibrida, permitiu melhorar as estimativas das vazoes diarias na bacia do rio Piracicaba e que a qualidade das estimativas do modelo hibrido depende do modelo conceitual utilizado. Detectou-se, ainda, que os modelos hibridos tiveram melhor desempenho na estimativa das vazoes associadas as maiores areas de drenagem da bacia do rio Pira­cicaba.