ESTUDO COMPARATIVO ENTRE O MODELO SARIMA E ANÁLISE ESPECTRAL SINGULAR PARA PREVISÃO DE VAZÕES MÉDIAS MENSAIS
Nome: MICHEL TRARBACH BLEIDORN
Data de publicação: 25/04/2023
Banca:
Nome |
Papel |
|---|---|
| GUTEMBERG HESPANHA BRASIL | Examinador Externo |
| JOSE ANTONIO 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 uso d’água e 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 e 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 presente estudo teve como perspectiva avaliar o desempenho
de modelos de séries temporais SARIMA e da técnica SSA na previsão de vazões médias
mensais, em uma aplicação de diferentes séries históricas 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, Correlação de Pearson e Índice de
Concordância) e da Diferença Relativa Percentual entre os dados previstos e observados, foi
verificado, na etapa de previsão, a superioridade da técnica SSA na maioria das estações. Os
resultados encontrados permitem inferir que a SSA pode ser uma ferramenta útil para auxiliar
a gestão de recursos hídricos.
