Desempenho dos modelos chuva-vazão TopModel e Dynamic TopModel no trecho alto da bacia hidrográfica do Rio Preto / MG

Abstract

Os modelos hidrológicos de relação chuva-vazão são capazes de simular as vazões de bacias hidrográficas a partir de variáveis de chuva e evapotranspiração. Esses modelos destacam-se por sua facilidade de execução e produção de resultados satisfatórios, podendo incorporar a variabilidade espacial das características hidrológicas. Este estudo objetivou comparar o desempenho dos modelos TopModel (TM) e Dynamic TopModel (DTM) na bacia do rio Preto/MG, considerando a influência da resolução do modelo digital de elevação (MDE). A bacia do rio Preto pertence à bacia hidrográfica do rio Jequitinhonha e está localizada no estado de Minas Gerais, apresentando cerca de 95,20% da sua área em unidade de conservação de proteção integral (Parque Estadual do Rio Preto). A calibração dos modelos foi realizada a partir de dados diários de chuva e evapotranspiração potencial de outubro do ano de 2000 a dezembro de 2009. Para a validação, foi considerado o intervalo entre dezembro de 2009 e outubro de 2018. Na calibração, considerando o MDE da imagem SRTM (resolução espacial de 30 metros), o modelo TM registrou coeficiente de eficiência de Nash-Sutcliffe (NSE) de 0,52 e R2 de 0,53, enquanto DTM apresentou NSE de 0,08 e R2 igual a 0,15. Os erros médios quadrático (RMSE) e absoluto (MAE) foram de, respectivamente, 3,56 e 1,34 mm para o TM e de 4,90 e 2,64 mm para o DTM. Na validação, TM apresentou NSE de 0,45 e R² de 0,46, enquanto DTM apresentou NSE de 0,13 e R2 de 0,18. Os erros médios quadrático (RMSE) e absoluto (MAE) foram de, respectivamente, 3,82 e 1,35 mm para o TM e de 4,83 e 2,00 mm para o DTM. A utilização da imagem ALOS-PALSAR (12,50 metros) indicou resultados ambíguos, com piora discreta de desempenho para TM e melhora representativa para DTM. A caracterização do relevo influenciou no resultado, com resoluções mais detalhadas, ocasionando em maiores efeitos relacionados ao DTM. De forma geral, a simplicidade adotada pelo modelo TM apresentou melhor desempenho, contudo com resultados abaixo do aceitável para a caracterização da relação chuva-vazão no alto da bacia do rio Preto. Neste contexto, sugere-se a utilização de modelos menos complexos como o TM para simular chuvas de longo prazo na região de estudo.