Regionalização de vazões de referência médias e mínimas em bacias não monitoradas com aproveitamento hidrelétrico no sul de Santa Catarina, Brasil

Autores

Cláudia Weber Corseuil, Marcos Ricardo Giehl, Kátia Cilene Rodrigues Madruga, Álvaro José Back

Resumo

Estimar precisamente as vazões em bacias não monitoradas é essencial para o gerenciamento sustentável dos recursos hídricos e para o dimensionamento de projetos hidrelétricos. Este estudo desenvolve e valida modelos de regionalização baseados em regressão para estimar vazões de referência (QMLT, Q7,10, Q98D e Q98M) na Bacia Hidrográfica do Rio Tubarão (BHRT), localizada em Santa Catarina, sul do Brasil. A bacia abriga 30 pequenas centrais hidrelétricas (CGHs e PCHs), com capacidade instalada de aproximadamente 73,5 MW. Foram analisadas dez estações fluviométricas e quatorze estações pluviométricas, utilizando dados do período de 1986 a 2021. Foram extraídos atributos físicos e climáticos das sub-bacias. Com base na correlação de Pearson, foram identificadas duas Regiões Hidrologicamente Homogêneas (RHHs), para as quais foram ajustadas equações de regionalização lineares, logarítmicas, potenciais e exponenciais. As equações apresentaram R2 > 0,90, erro relativo < 30% e desempenho satisfatório (MAE, RMSE, logNSE). A área de drenagem foi a variável mais importante correlacionada com a vazão. Os resultados indicam que as equações propostas são ferramentas eficazes para estimar vazões de referência em regiões não monitoradas, apoiando o planejamento energético e o gerenciamento de recursos hídricos na BHRT.

Palavras-chave

Regionalização de Vazões; Bacias sem dados; Modelos de Regressão; Região Homogênea.

Regionalization of mean and minimum reference flows in ungauged basins with hydropower development in southern Santa Catarina, Brazil

Authors

Cláudia Weber Corseuil, Marcos Ricardo Giehl, Kátia Cilene Rodrigues Madruga, Álvaro José Back

Abstract

Accurate streamflow estimation in ungauged basins is essential for sustainable water resource management and the optimal design of hydropower projects. This study develops and validates regression-based regionalization models to estimate reference flows (QMLT, Q7,10, Q98D, and Q98M) in the Tubarão River Basin (BHRT), located in Santa Catarina, southern Brazil. The basin hosts 30 small hydropower plants (CGHs and PCHs) with a combined installed capacity of approximately 73.5 MW. Ten streamflow stations and fourteen rainfall stations were analyzed using data from 1986 to 2021. Physical and climatic attributes of the basins were extracted. Based on Pearson correlation, two Hydrologically Homogeneous Regions (HHRs) were identified, for which linear, logarithmic, power-law and exponential regionalization equations were fitted. The equations showed R2 > 0.90, relative error < 30%, and satisfactory performance (MAE, RMSE, logNSE). Drainage area was the most important variable correlated with streamflow. The results indicate that the proposed equations are effective tools for estimating reference flows in ungauged regions, supporting energy planning and water resources management in the BHRT.

Keywords

Flow Regionalization; Ungauged Basins; Regression Models; Homogeneous Region.