Modelagem hidrológica a partir da assimilação de dados geoespaciais e correção de viés em precipitações estimadas por sensoriamento remoto

Abstract

Produtos de sensoriamento remoto permitem obter características físicas e ambientais do planeta. Um conjunto desses produtos possui finalidade de estimar precipitações visando reduzir custos operacionais e fornecer séries históricas em áreas remotas. A acurácia de dados diários de precipitação estimada por sensoriamento remoto, disponíveis no período entre 1990 e 2020, foi analisada para cinco séries: CHIRPS 2.0, IMERG-F V06, PERSIANN CDR, PERSIANN CCS-CDR e PERSIANN PDIR. O método Delta foi aplicado para correção de viés em 15 bacias hidrográficas considerando duas abordagens (BIASPIXEL e BIASAREA). A assimilação de dados geoespaciais foi aplicada para redução de parâmetros calibráveis do modelo computacional HEC-HMS em 10 bacias hidrográficas e 49 estações fluviométricas. A assimilação das séries de precipitação estimada e o processamento de dados por conjunto foram aplicados para obtenção de vazões em três bacias hidrográficas com características climáticas distintas. Os principais resultados indicaram que, após correção de viés, desvios relativos de 69% nas precipitações médias anuais e de 25% nas séries mensais foram reduzidos, respectivamente, para 1% e 5%. A assimilação de dados geoespaciais permitiu simulações satisfatórias ou boas em 75% das estações avaliando NSE, PBIAS e RSR. A correção de viés nas precipitações CHIRPS e IMERG-F permitiu gerar vazões diárias com NSE de 0,64 e PBIAS de -4%. O processamento de dados por conjunto resultou em vazões simuladas com NSE de 0,83, PBIAS de 2,2% e RSR de 0,41 e qualidade superior às vazões obtidas com precipitação observada. Conclui-se que as séries de precipitação analisadas possuem acurácia distinta entre regiões de clima úmido e semiárido. A assimilação de dados geoespaciais reduziu a necessidade de calibração de parâmetros no HEC-HMS, calibrando-se apenas a vazão de base. A acurácia das simulações de vazões foi insatisfatória para as bacias litorâneas e satisfatória após a correção de viés em bacia de clima semiárido.