|
Abstract:
|
A crescente pressão sobre os recursos hídricos da Região Carbonífera de Santa Catarina (RCSC) decorre das múltiplas interfaces de demandas consuntivas de água, intensificadas por fatores de natureza antrópica associados aos passivos ambientais da exploração de carvão mineral, que inviabilizam o seu uso devido à contaminação por drenagem ácida de mina (DAM). Essas condições demandam soluções práticas e eficientes na gestão dos recursos hídricos locais. Nesse contexto, o balanço hídrico torna-se uma ferramenta fundamental. Neste estudo, conduziu-se a otimização do balanço hídrico na área de contribuição de uma seção do rio Mãe Luzia por meio de algoritmos genéticos (AGs) com o objetivo de aprimorar o ajuste dos parâmetros, aumentar a acurácia das estimativas e reduzir discrepâncias entre os resultados simulados e observados. O modelo buscou reduzir o viés estatístico comumente identificado em modelos hidrológicos e demonstrou resultados robustos na representação da variável vazão, bem como na estimativa dos principais processos do balanço hídrico, como interceptação, escoamento superficial, infiltração, evapotranspiração, recarga e fluxo de base. A otimização foi realizada utilizando dados hidrológicos e meteorológicos, divididos em duas séries temporais (1996 a 2000 e 2001 a 2005), empregadas, respectivamente, nas etapas de calibração e validação. Quanto aos índices estatísticos de qualidade de ajuste entre os fluxos otimizados na etapa de calibração, de modo geral, o modelo apresentou boa aderência entre os valores observados e simulados. Em escala mensal, o coeficiente de Nash-Sutcliffe (NSE) obtido alcançou 0,67, corroborado pelo coeficiente de correlação (R) de 0,82, ambos considerados bons na literatura hidrológica e seguido pelo percentual de viés (PBIAS) de 0,01, este último classificado como muito bom. Já na escala diária, o NSE foi fortemente afetado devido à elevada variabilidade dos dados, e alcançou 0,15, seguido por um R de 0,50, ambos classificados como insatisfatórios. Entretanto, o PBIAS manteve-se na faixa da escala mensal. Já na etapa de validação, somente o R alcançou valor aceitável (0,82) em escala mensal, enquanto todos os demais foram considerados insatisfatórios em ambas as escalas. O PBIAS foi de -67,40 em escala mensal, demonstrando uma superestimação da vazão modelada em relação à observada. Os resultados indicam que o uso de AGs mostrou-se adequado frente a um cenário marcado por intensa interferência antrópica sobre o regime hidrológico local. Diferentemente de modelos tradicionais, que tendem a não captar essas variações de escala no sistema, o modelo otimizado demonstrou maior sensibilidade aos efeitos climáticos e antrópicos sobre a área de estudo, destoando do fluxo observado na série de validação, evidenciando seu potencial como ferramenta de suporte à análise hidrológica em cenários com alta pressão climática e antrópica que impactam os recursos hídricos. |
