Estudo Comparativo das Metodologias Box & Jenkins e Análise Espectral Singular para Previsão de Vazões Médias Mensais
Nome: Michel Trarbach Bleidorn
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 25/04/2023
Orientador:
Nome |
Papel |
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| Antonio Sérgio Ferreira Mendonça | Orientador |
Banca:
| Nome |
Papel |
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| Antonio Sérgio Ferreira Mendonça | Orientador |
| Gutemberg Hespanha Brasil | Examinador Externo |
| José Antônio Tosta dos Reis | Examinador Interno |
| Wanderson de Paula Pinto | Examinador Externo |
Resumo: Previsão de vazões é um dos maiores desafios da hidrologia. Da perspectiva de gerenciamento dos recursos hídricos, a previsão de vazões apresenta fundamental importância. O prognóstico de descargas líquidas pode auxiliar a tomada de decisão sobre a operação de reservatórios de geração de energia hidrelétrica e o gerenciamento dos usos múltiplos da água, fornecer informações que permitem computação de balanços entre disponibilidades e demandas futuras dos recursos hídricos, permitindo o contorno de potenciais conflitos de a indicação de metas de racionalização de uso. Vários métodos de previsão foram desenvolvidos e empregados ao longo do tempo. Dentre eles, destaca-se o proposto pelos estatísticos Box e Jenkins que, na década de 70, desenvolveram a classe de modelos Autorregressivo e de Médias Móveis (ARMA). Um dos mais empregados na modelagem de vazões de rios é o Autorregressivo Integrado e de Médias Móveis Sazonal (SARIMA)que incorpora a sazonalidade e a diferenciação para contorno da não-estacionariedade. O requerimento de suposições aos dados e aos resíduos, como normalidade, que em muitas vezes se torna necessário o uso de transformações matemáticas, dificultam o seu emprego. Em contrapartida, métodos que não requerem suposições distributivas aos dados ganharam destaque nas últimas décadas, como a Análise Espectral Singular (SSA). A SSA é considerada uma ferramenta poderosa de análise de séries temporais com o seu desenvolvimento atribuído aos autores Broomhead & King na década de 80. Apesar do potencial da técnica, poucas aplicações são observadas na literatura específica de previsão de vazões de rios. Diante disso, o estudo em questão objetivou avaliar o desempenho de modelos de séries temporais SARIMA e da técnica SSA na previsão de vazões, em uma aplicação holística para diferentes séries fluviométricas de rios do Brasil. Com base nos indicadores de desempenho utilizados no estudo (Viés, Raiz do Erro Quadrático Médio, Erro Absoluto Médio, Coeficiente de Nash e Sutcliffe, Índice de Concordância e Correlação de Pearson) e da Diferença Relativa Percentual desses indicadores, foi verificado na etapa de previsão, a superioridade da técnica SSA em relação aos modelos SARIMA. As constatações encontradas nesse estudo permitem inferir que, a SSA pode ser uma ferramenta útil para auxiliar a gestão de recursos hídricos.
