Previsão mensal de vazão para o rio Jequitinhonha

uma abordagem por aprendizado de máquina

Autores

DOI:

https://doi.org/10.59824/rmrh.v7.358

Palavras-chave:

Previsão de vazões, Recursos hídricos, Aprendizado de máquina

Resumo

A previsão de vazões é decisiva para mitigar riscos socioeconômicos e otimizar a operação de recursos hídricos, cuja variabilidade afeta energia, abastecimento e eventos extremos. Isso em vista, suprir a lacuna de estudos nacionais sobre uso de aprendizado de máquina para o rio Jequitinhonha, mediante o desenvolvimento de um modelo CatBoost capaz de gerar previsões mensais confiáveis, foi o que se buscou com o presente estudo. Foram empregados dados diários de vazão para treinamento do modelo e realizada a previsão para 31 dias (1 mês), sendo os resultados avaliados segundo as métricas MAPE, RMSE e KGE, além de intervalos de previsão nos percentis  5 ° e  95°. O modelo obteve MAPE de aproximadamente 15,7 %, RMSE  de  26,7 m³ /s e KGE  0,36, melhorando a posteriori para KGE  0,54 ao otimizar-se a quantidade de observações defasadas para treinamento, e o intervalo de previsão proposto, de 90%, capturou os valores reais observados a contento. O CatBoost demonstrou aptidão para representar o regime de fluxo do rio Jequitinhonha, mas ganhos adicionais exigem séries mais longas e otimização de hiperparâmetros para elevar correlação e reduzir viés, consolidando‑se como ferramenta promissora no apoio à gestão hídrica regional.

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Biografia do Autor

  • Welson de Avelar Soares Filho, Instituto Federal do Sudeste de Minas Gerais (IF Sudeste MG)

    Analista em Tecnologia da Informação no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Sudeste de MG - IF Sudeste MG/Campus JF, atuando em administração, segurança e hardening de servidores Linux, virtualização XCP-ng e implantação de sistemas baseados em Docker. Pesquisador em aprendizado de máquina (machine learning) e aprendizado profundo (deep learning) com aplicação em Séries Temporais e Recursos Hídricos

  • Paula Roberta Souza Carvalho, Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)

    Possui graduação em Engenharia Ambiental (2012) e graduação em Engenharia Civil (2013) pela Universidade FUMEC. Especialista em Engenharia de Estruturas pela Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais (2015). Mestra em Engenharia Civil - Área de concentração Saneamento e Meio Ambiente - pela Universidade Federal de Juiz de Fora (2024). Atualmente é discente do doutorado em Engenharia Civil da Universidade Federal de Juiz de Fora. Tem experiência na área civil e ambiental, atuando principalmente nos seguintes temas: bacia hidrográfica, modelo chuva-vazão, recursos hídricos, escoamento superficial e HEC-HMS.

  • Celso Bandeira de Melo Ribeiro, Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)

    Engenheiro Civil formado pela Universidade Federal de Juiz de Fora (Fac.Eng.UFJF) em 1996, mestre (2001) pela COPPE/UFRJ, doutor (2007) pelo DEA/UFV e pós doutor (2014 a 2015) na Texas AM University, EUA. Professor Titular atuando no Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental (ESA) da UFJF desde 2009, sendo responsável pelas disciplinas graduação da Faculdade de Engenharia, de Hidráulica Geral, Gerenciamento de Recursos Hídricos e Mananciais e Qualidade da Água e membro do Colegiado do Curso do ESA/UFJF. Professor permanente e orientador de mestrado junto ao Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (PEC) da UFJF e membro do Colegiado do Curso PEC/UFJF. Coordenador da Regional Sudeste da Associação Brasileira de Recursos Hídricos ABRHidro, no período de 2022 e 2023. Representante titular da UFJF no CEIVAP - Comitê de Integração da Bacia Hidrográfica do Rio Paraíba do Sul, desde 2018. Atua desde 2009 na linha de pesquisa em planejamento e gestão de recursos hídricos, com trabalhos em modelagem hidrológica em diferentes escalas, em parceria com pesquisadores brasileiros e internacionais. Foco de atuação em balanço hídrico, segurança hídrica e desenvolvimento de tecnologias para gestão de recursos hídricos.

  • Leonardo Goliatt da Fonseca, Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)

    Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Juiz de Fora (2003) e Doutorado em Modelagem Computacional pelo Laboratório Nacional de Computação Científica (2009). Atuou como professor do Departamento de Ciências Matemáticas e Naturais da Universidade Federal do Espírito Santo (2010). Professor associado do Departamento de Mecânica Aplicada e Computacional e membro permanente do Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional da Universidade Federal de Juiz de Fora. Atuou como chefe do Departamento de Mecânica Aplicada e Computacional (2014-2016). Membro da Comissão Própria de Avaliação da UFJF (2017-2021) e presidente das mesma comissão (2022-2024). Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional da UFJF (2018-2021). Coordenador dos programas de pesquisa da Pro-reitoria de Pós-graduação e Pesquisa da UFJF (2022-atual). Tem experiência na área de Inteligência Artificial e Ciência de Dados, atuando em projetos de pesquisa e desenvolvimento que abordam de forma inovadora e eficaz os desafios atuais através da criação de soluções sustentáveis baseadas em dados. 

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Publicado

2026-01-27

Como Citar

SOARES FILHO, Welson de Avelar; CARVALHO, Paula Roberta Souza; RIBEIRO, Celso Bandeira de Melo; FONSECA, Leonardo Goliatt da. Previsão mensal de vazão para o rio Jequitinhonha: uma abordagem por aprendizado de máquina. Revista Mineira de Recursos Hídricos, Belo Horizonte, v. 7, p. e0260001, 2026. DOI: 10.59824/rmrh.v7.358. Disponível em: https://periodicos.meioambiente.mg.gov.br/NM/article/view/358. Acesso em: 11 mar. 2026.

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