RESUMO Este trabalho teve por objetivo propor uma metodologia baseada em análises estatísticas multivariadas de componentes principais e de agrupamento, com o intuito de identificar as variáveis mais representativas em estudos de regionalização de vazões mínimas e otimizar a obtenção das regiões hidrologicamente homogêneas para a bacia hidrográfica do Rio Doce. Foram utilizadas 10 variáveis referentes às características climáticas e morfométricas da bacia. Essas variáveis foram individualizadas para as 61 estações fluviométricas adotadas, sendo três variáveis dependentes e indicativas das vazões mínimas (Q7,10, Q90 e Q95) e sete independentes (precipitação total anual – Pa; precipitação total do semestre seco – Pss e chuvoso –Psc; área de drenagem da bacia –Ad; comprimento do rio principal –Lp; comprimento total dos cursos d'água da bacia – Lt; e declividade média da bacia –SL). O resultado da análise de componentes principais apontou a variável independente SL como a menos representativa e foi excluída do estudo. As variáveis independentes mais representativas foram Ad e Psc. As melhores divisões de regiões hidrologicamente homogêneas para as três vazões características estudadas foram obtidas utilizando-se conjuntamente da matriz de similaridade de Mahalanobis e do método de agrupamento do vizinho mais distante. A análise de agrupamento possibilitou a identificação de quatro regiões hidrologicamente homogêneas na bacia hidrográfica do Rio Doce.

ABSTRACT This study aimed to develop a methodology based on multivariate statistical analysis of principal components and cluster analysis, in order to identify the most representative variables in studies of minimum streamflow regionalization, and to optimize the identification of the hydrologically homogeneous regions for the Doce river basin. Ten variables were used, referring to the river basin climatic and morphometric characteristics. These variables were individualized for each of the 61 gauging stations. Three dependent variables that are indicative of minimum streamflow (Q7,10, Q90 and Q95). And seven independent variables that concern to climatic and morphometric characteristics of the basin (total annual rainfall – Pa; total semiannual rainfall of the dry and of the rainy season – Pss and Psc; watershed drainage area – Ad; length of the main river – Lp; total length of the rivers – Lt; and average watershed slope – SL). The results of the principal component analysis pointed out that the variable SL was the least representative for the study, and so it was discarded. The most representative independent variables were Ad and Psc. The best divisions of hydrologically homogeneous regions for the three studied flow characteristics were obtained using the Mahalanobis similarity matrix and the complete linkage clustering method. The cluster analysis enabled the identification of four hydrologically homogeneous regions in the Doce river basin.

Este artigo apresenta a segunda parte da metodologia desenvolvida para projeto de redes hidrométricas de monitoramento quantitativo em bacias hidrográficas, com ênfase na exclusão, rearranjo e inclusão de estações de monitoramento. A proposta metodológica apresentada tem, como área de estudo, a Bacia Hidrográfica do Rio Doce (BHRD) e se baseia na análise espacial dos mapas gerados pela krigagem para as variáveis regionalizadas: vazão específica mínima com 7 dias de duração e período de retorno de 10 anos (q7,10) e precipitação do semestre mais seco (Pss). Aplicando-se a metodologia desenvolvida para a BHRD, verificaram-se melhorias significativas nos desvios padrão percentuais das estimativas de vazão para seis das nove ottobacias estudadas, culminando com o rearranjo de 18 estações e exclusão de duas estações na rede de monitoramento fluviométrico. Verificou-se, ainda, que houve melhorias nas estimativas espacializadas de precipitação com o rearranjo espacial de 12 estações porém se destaca a necessidade de inclusão de 67 estações na rede de monitoramento pluviométrico. A metodologia mostrou-se adequada para o objetivo proposto podendo ser aplicada a qualquer bacia hidrográfica.

This paper presents the second part of the methodology developed to project hydrometric networks of quantitative monitoring of watersheds, emphasizing exclusion, inclusion and rearrangement of monitoring stations. The presented methodology has as study area the Doce River Basin (DRB) and it is based on spatial analysis of maps generated by kriging for regionalized variables: minimum specific flow of 7 days duration and return period of 10 years - q7,10 and precipitation of dry season - Pss. Applying the methodology developed for the DRB, it was concluded that there were significant improvements in the standard deviations of estimates of flow for 6 of the 9 ottobacias, culminating with the rearrangement of 18 stations and excluding 2 stations in the gauging monitoring network. It was also observed that there were improvements too in the estimates of spatialized precipitation enabling the spatial rearrangement of 12 stations. It is noteworthy, however, the need for inclusion of 67 stations in the network monitoring rainfall. The methodology was adequate for the proposed objective and can be applied to any watershed.

Neste estudo a aplicação da primeira parte da proposta metodológica para projeto de redes hidrométricas teve, por objetivo, a espacialização não tendenciosa dos dados hidrométricos das redes fluviométrica e pluviométrica existentes na bacia hidrográfica do rio Doce (BHRD) a partir da análise estatística descritiva e da análise geoestatística. Utilizaram-se, neste estudo, as variáveis vazão específica mínima média de sete dias consecutivos e período de retorno de 10 anos (q7,10) além da precipitação total do semestre mais seco (Pss). Observou-se, aplicando a metodologia desenvolvida que, de forma geral, os valores de q7,10 na BHRD diminuem de oeste para leste com variação de 0,51 a 8,47 L s-1 km-2 enquanto a variável Pss apresentou maiores valores na região de cabeceira do rio Piranga e no baixo Doce e valores mínimos na região central da bacia com variação de 147 a 243 mm. A aplicação da metodologia proposta permitiu a espacialização não tendenciosa das variáveis em estudo na BHRD, possibilitando estimar dados em regiões não monitoradas e com menor incerteza.

In this study, the implementation of the first part of the proposed methodolgy for hydrometric network design aimed to the unbiased spatialization of hydrometric data of fluviometric and rainfall networks existing in the Doce river basin (DRB), from the descriptive statistical analysis and geostatistical analysis. Average minimum specific flow of seven consecutive days and return period of 10 years - q7,10 and total precipitation of half dry - Pss variables were used in this study. Applying the developed methodology it was observed that the values of q7,10 in DRB, in general, decrease from west to east, ranging from 0.51 to 8.47 L s-1 km-2. The variable Pss showed higher values in the region of the head waters and low course of DRB and minimum values in the central region, ranging from 147 to 243 mm. The proposed methodology allow a unbiased spatialization of study variables in DRB, allowing to estimate data in areas not monitored with lower uncertainty.