Resumo O objetivo deste trabalho foi propor e avaliar um modelo para estimar perdas de água em trânsito e o escoamento superficial em uma bacia semiárida brasileira, componentes fundamentais nos estudos hidrológicos da região, como na verificação da conectividade hidrológica. A área de estudo foi a bacia hidrográfica do reservatório Orós localizada no Estado do Ceará. A modelagem da perda de água em trânsito e do escoamento superficial foi desenvolvida com base nos trabalhos de Araújo and Ribeiro (1996) e Peter et al. (2014). No modelo proposto, o parâmetro de perda em trânsito (k) foi estimado em 0,027 km-1 para um trecho do rio da bacia e quando simulado para outros trechos proporcionou bons resultados da vazão no final do trecho, obtendo um NSE de 82%. O valor do coeficiente de runoff foi estimado em 3% e ao avaliar uma variação espacial desse coeficiente na bacia, os valores variaram de 2% a 12%, sendo que a utilização os valores do escoamento superficial (RC) especializados promovem um maior NSE na simulação das descargas na bacia. Conclui-se que o modelo proposto para estimar as perdas de água em trânsito e escoamento superficial em uma bacia semiárida brasileira, demonstrou uma alta eficiência na simulação dos processos hidrológicos. A bacia do reservatório de Orós apresentou alta variabilidade do coeficiente de escoamento superficial, justificando a necessidade de maior espacialidade desse coeficiente em ambientes heterogêneos.

Abstract The objective of this work was to propose and evaluate a model to estimate transit water losses and surface runoff in a Brazilian semi-arid basin, fundamental components in the hydrological studies of the region, such as in the verification of hydrological connectivity. The study area was the Orós Reservoir Basin, located in the state of Ceará. The modeling of transit water loss and surface runoff were developed based on the work of Araújo and Ribeiro (1996) and Peter et al. (2014). In the proposed model, the parameter of loss in transit (k) was estimated at 0.027 km-1 for a section of the river basin, and when simulated for other stretches it provided good flow results at the end of the stretch, obtaining an NSE of 82%. The value of the runoff coefficient was estimated at 3% and when evaluating a spatial variation of this coefficient in the basin, the values varied from 2% to 12%, and the use of specialized runoff coefficient (RC) values promoted a higher NSE in the discharge simulation in the basin. It is concluded that the proposed model to estimate transit water losses and surface runoff demonstrated a high efficiency in the simulation of hydrological processes. The basin of Orós reservoir presented a high variability of the coefficient of surface runoff, justifying the need for a greater spatiality of this coefficient in heterogeneous environments.

Resumo Os reservatórios de água, em geral, têm sido considerados a principal causa de redução da conectividade hidrológica a jusante nos canais. Portanto, este estudo tem como objetivo analisar a sensibilidade da conectividade hidrológica na bacia hidrográfica do reservatório de Orós, utilizando o modelo ResNet, desenvolvido para simular os processos envolvidos na conectividade hidrológica fluvial em ambientes com alta densidade de reservatórios. A análise da conectividade hidrológica foi realizada com o modelo ResNetM, que simulou processos hidrológicos e considerou a conectividade hidrológica entre os reservatórios, de acordo com os critérios estabelecidos nesta pesquisa. Para identificar os principais elementos que afetam a conectividade hidrológica, foi realizada a análise de sensibilidade (SI) de alguns parâmetros de entrada do modelo. A análise de sensibilidade indicou que a modificação da topologia da rede de reservatórios foi a variável que apresentou maior sensibilidade à conectividade hidrológica, com um valor de sensibilidade de 1,07, seguido do coeficiente de escoamento, que obteve uma sensibilidade de 0,8. A modificação da precipitação pluviométrica e da capacidade de armazenamento do reservatório mostrou uma sensibilidade intermediária, com valores de 0,46 e 0,45, respectivamente. Por outro lado, os parâmetros de potencial evaporação e perda de transmissão, apresentaram a menor sensibilidade, obtendo valores de 0,19 e 0,01, respectivamente. Conclui-se que o coeficiente de escoamento e a rede de reservatórios (mudança no número do reservatório da rede) foram os parâmetros avaliados com a maior sensibilidade de conectividade hidrológica. Assim, a alteração da paisagem pelo homem, proporciona mudanças significativas na navegação fluvial entre os reservatórios da bacia.

Abstract Water reservoirs, in general, have been considered to be the major cause of reduction of downstream hydrological connectivity in channels. Therefore, this study analyzed the sensitivity of hydrological connectivity in the Orós Reservoir hydrographic basin by using the ResNet model, designed to simulate the processes involved in fluvial hydrological connectivity in environments with a high density of reservoirs. The analysis of hydrological connectivity was performed with the model ResNetM, which simulated hydrological processes and considered hydrological connectivity between the reservoirs, according to the criteria established in this research. To identify the main elements that affect hydrological connectivity, sensitivity analysis (SI) was performed of some input parameters of the model. The sensitivity analysis indicated that the modification of the topology of the reservoir network was the variable that presented the highest sensitivity to hydrological connectivity, with a sensitivity value of 1.07, followed by the runoff coefficient, which obtained a sensitivity of 0.8. The modification of the rainfall and of the reservoir storage capacity, showed an intermediate sensitivity, with values of 0.46 and 0.45, respectively. On the other hand, the parameters of potential evaporation and transmission loss showed the lowest sensitivity, obtaining values of 0.19 and 0.01, respectively. In conclusion, the runoff coefficient and the reservoir network (change in the reservoir number of the network) were the parameters evaluated with the highest sensitivity of hydrological connectivity. Thus, the alteration of the landscape by man provides significant changes in river navigation between the reservoirs in the basin.