RESUMO A implementação dos instrumentos da Política Nacional de Recursos Hídricos depende de informações detalhadas no espaço e no tempo, em grande escala, no âmbito da bacia hidrográfica. Este trabalho tem como objetivo avaliar cenários para suporte à gestão de qualidade da água em bacias hidrográficas por modelagem com discretização espaço-temporal distribuída, em pequena dimensão espacial. Foi aplicado o modelo hidrológico SWAT na bacia do rio Itajaí. A bacia hidrográfica de 15000 km2 foi discretizada em 2103 unidade de resposta hidrológica (HRU). Para cada foram alimentados os dados de entrada do modelo, dos aspectos quantitativos e qualitativos. As séries temporais de qualidade das águas foram obtidas em monitoramentos não sistemáticos, provenientes de diferentes fontes, como empresas de abastecimento de águas, empresas potencialmente poluidoras, entre outras. A calibração e validação do modelo foram realizadas, apresentando resultados adequados tanto para o processo quantitativo como para o processo qualitativo. Foram analisados os cenários da situação atual e evolutivos de contribuição de poluentes, para quatro parâmetros de qualidade da água (demanda bioquímica de oxigênio, fósforo total, nitrogênio total e coliformes termotolerantes). Os resultados são expressos pela concentração média, mediana, frequência de não excendência de 80% e vazão de referência, discutindo o índice estatístico que melhor representa as concentrações de poluentes nos corpos hídricos. As simulações mostraram que as medidas propostas para a gestão de qualidade da água da bacia, promovem significativa redução das concentrações dos poluentes em comparação ao cenário crítico. Pela análise dos resultados pode-se afirmar que a discretização da bacia em pequenas áreas de contribuição geram maior precisão dos resultados do modelo e os dados diários e distribuídos na bacia fornecem informações localizadas, de acordo com a ortocodificação da bacia, dando suporte à tomada de decisão de modo a apoiar a gestão de recursos hídricos, contribuindo com o processo de implantação do enquadramento dos corpos de águas superficiais da bacia, assim como servir de modelo genérico para outras finalidades.

ABSTRACT The implementation of National Water Resources Policy instruments depends on detailed information in space and time, on a large scale, within the river basin. This research aims to evaluate scenarios to support water quality management in watershed by modelling with spatio-temporal discretization distributed in a small spatial dimension. The SWAT hydrological model was applied in the Itajai river basin. This hydrographic basin with 15,000 km2 was discretized in 2,103 hydrological response units (HRUs). The model input data for each HRU were fed in, from the quantitative and qualitative aspects. The time series of water quality was obtained in non-systematic monitoring from different sources, such as water supply companies and potential polluting companies, among others. The model calibration and validation were performed, presenting adequate results for both the quantitative and qualitative processes. The scenarios corresponding to current and evolutionary situations of pollutant contribution for four water quality parameters (biochemical oxygen demand, total phosphorus, total nitrogen and thermotolerant coliforms) were analysed. The results are expressed as the mean, median, non-exponential frequency of 80% and reference flow, discussing the statistical index that best represents the pollutant concentrations in the bodies of water. The simulations show that the measures proposed for the water quality management of the basin promote a significant reduction in pollutant concentrations in comparison to the critical scenario. According to the results, it can be affirmed that the discretization of the basin in small contribution areas generates greater results precision of the model. The daily and distributed data in the basin provide localized information, according to the basin ortho coding, supporting the decision in order to support the management of water resources, contributing to the implementation process of the framework of surface water courses in the basin, as well as serving as a generic model for other purposes.

ABSTRACT Hydrological modelling is one of the main tools in water resources management application. However, several factors make it difficult to extrapolate the estimated parameters in basins with large contribution areas to smaller basins. This research analysed the uncertainties of flow simulations in small basins. The methodological process involves the application of the hydrological simulation model, the soil and water assessment tools (SWAT) to the basin of the Concordia River (30.74 km2) and the Itajai River basin (15,000 km 2). First, six different scenarios of the hydrological response units’ (HRUs) discretisation were compared in the Concordia River basin calibration and validation, evaluating the number of HRUs influencing the small river basin simulation. Then, the model parameters for the Itajai River basin were calibrated in 12 fluviometric stations. Subsequently, the calibrated parameter variation trend was determined through the formulation of regression equations. These equations were developed from the correlation among the physical indices of each fluviometric station and their values. In the present study, the HRUs’ discretisation indicated there is no need to increase the number of HRUs when the goal is to represent the water flow peaks in the small river basin. The results obtained with the application of the regression equation showed the compactness coefficient (kC) could generate up to 42.1% of variation in the mean flow and 82.7% in Q95 of the sub-basins. Therefore, the use of regression equations can help reduce uncertainties generated during parameter calibration.

RESUMO A modelagem hidrológica é uma das principais ferramentas de apoio à gestão dos recursos hídricos. Entretanto, vários fatores dificultam a extrapolação dos parâmetros estimados em bacias com grandes áreas de contribuição para bacias de pequena dimensão. O objetivo deste trabalho foi analisar as incertezas na simulação de vazões em bacias de pequena dimensão. O processo metodológico envolveu a aplicação do modelo de simulação hidrológica Soil and Water Assesssment Tool (SWAT) à bacia representativa do ribeirão Concórdia (30,74 km 2) e à bacia do rio Itajaí (15.000 km2). Primeiramente, comparou-se 6 cenários distintos de discretização das unidades de respostas hidrológicas (HRUs) na calibração e validação da bacia hidrográfica do ribeirão Concórdia, avaliando-se a influência do número de HRU na simulação de pequena bacia hidrográfica. Em seguida, calibrou-se os parâmetros do modelo para a bacia do rio Itajaí, em 12 estações fluviométricas. Posteriormente, determinou-se uma tendência de variação dos parâmetros calibrados através da formulação de equações de regressão. Estas equações foram elaboradas a partir da correlação entre os índices físicos de cada estação fluviométrica considerada e seus valores. No presente estudo, a discretização das HRUs indicou que não há necessidade de aumentar o número de HRU quando o objetivo a ser alcançado é representar os picos do fluxo de água na pequena bacia hidrográfica. Os resultados obtidos com a aplicação das equações de regressão demonstraram que o coeficiente de compacidade (kC) pode gerar até 42,1% de variação na vazão média e 82,7% na Q95 das sub-bacias. Portanto, a utilização das equações de regressão pode auxiliar na redução das incertezas geradas durante a calibração dos parâmetros.