MODELAGEM E PREVISÃO DE VAZÕES MÉDIAS MENSAIS DO RIO JUCU, ES, UTILIZANDO O MODELO SARIMA

Abstract

MODELAGEM E PREVISÃO DE VAZÕES MÉDIAS MENSAIS DO RIO JUCU, ES, UTILIZANDO O MODELO SARIMA

MICHEL TRARBACH BLEIDORN¹; WANDERSON DE PAULA PINTO²; EDILSON SARTER BRAUN³; GEMAEL BARBOSA LIMA⁴ E CLAUDINEI ANTONIO MONTEBELLER⁵

¹Pós-graduando em Certificação Ambiental e Consultoria pela Faculdade de Venda Nova do Imigrante (FAVENI), Av. Ângelo Altoé – nº 888 – Santa Cruz, Venda Nova do Imigrante/ES/Brasil, CEP: 29375-000, michelbleidorn@gmail.com;

²Departamento de Ciências Ambientais, Faculdade da Região Serrana (FARESE), Rua Jequitibá – nº 121- Centro, Santa Maria de Jetibá/ES/Brasil, CEP: 29645-000, wandersondpp@gmail.com;

³Mestrando em Meio Ambiente e Recursos Hídricos do Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais, Universidade Federal do Espírito Santo (UFES), Av. Governador Lidemberg – nº 316 – Centro, Jerônimo Monteiro/ES/Brasil, CEP: 29550-000, edilsonsarter@gmail.com;

⁴Departamento de Ciências Ambientais, Faculdade da Região Serrana (FARESE), Rua Jequitibá – nº 121- Centro, Santa Maria de Jetibá/ES/Brasil, CEP: 29645-000, gemaelbl@yahoo.com.br;

⁵Instituto Capixaba de Pesquisa, Assistência Técnica e Extensão Rural (INCAPER), BR 101 – km 151 – Bebedouro, Linhares/ES/Brasil, CEP: 29703-900, cmontebeller@yahoo.com.br.

1 RESUMO

O presente estudo teve por objetivo modelar e realizar estudo de previsão de uma série temporal de vazões médias mensais do rio Jucu, ES. A metodologia aplicada baseou-se na proposta por Box e Jenkins. O modelo a ser considerado é o SARIMA, por incluir a característica de sazonalidade. A identificação da sazonalidade foi realizada através da análise espectral, e sua comprovação estatística pelo teste G de Fisher. A identificação da ordem dos modelos foi feita através da análise gráfica dos correlogramas. Dentre os modelos candidatos, foram selecionados aqueles que obtiveram os menores valores dos critérios de informação. O modelo escolhido foi o SARIMA (1,0,0)(5,1,0)12, que obteve um bom ajuste à série em estudo. O referido modelo foi utilizado para realizar previsões de vazões médias mensais para 12 meses à frente. O modelo ajustado se mostrou adequado para realizar previsões. Os valores previstos estão em divergência dos observados, enfatizando uma crise hídrica sem precedente na série temporal considerada. Os resultados deste estudo podem ser utilizados pelos gestores e utilizadores deste curso hídrico, por apresentar características importantes, tais como períodos de cheias e de escassez. Ressalta-se que esses modelos podem ser melhorados ao considerar variáveis explicativas como precipitação, conhecido como modelos SARIMAX.

Palavras-chave: Recursos Hídricos, Modelagem Hidrológica, SARIMA.

BLEIDORN, M.T.; PINTO, W.P.; BRAUN, E.S.; LIMA, G.B.; MONTEBELLER, C.A.

MODELLING AND PREVISION OF MONTHLY MEAN FLOW OF JUCU RIVER, ES, USING SARIMA MODEL

2 ABSTRACT

This study aimed at modeling and performing a prediction study of a series of monthly mean flows of Jucu River, ES. The applied methodology was based on the proposal by Box and Jenkins. The model to be considered is SARIMA, because it includes the characteristic of seasonality. Seasonality identification was made through spectral analysis, and its statistical verification by Fisher G test. The identification of the order of the models was done through graphic analysis of the correlogram. Among the candidate models, those that obtained the lowest values of the information criteria were selected. The model chosen was SARIMA (1,0,0) (5,1,0)_12, which presented a good fit to the series under study. This model was used to forecast monthly average flows for 12 months ahead. The adjusted model was adequate for forecasting. The predicted values differed from those observed, emphasizing an unprecedented water crisis in the time series considered. The results of this study can be used by managers and users of this watercourse, as they present important characteristics such as flood and scarcity periods. It is considered that these models can be improved by considering explanatory variables such as precipitation, known as SARIMAX models.

Keywords: Water resources, Hydrological Modelling, SARIMA.