Monthly and annual precipitation and maximum daily precipitation distribution at the Formoso river basin, Tocantins

Abstract

A precipitação é uma variável de notória variabilidade espaço-temporal, com reflexos diretos sobre a disponibilidade hídrica superficial. A distribuição sazonal da precipitação, bem como a sua distribuição espacial, é informação de caráter essencial para as mais diversas atividades humanas. Nesse contexto, o objetivo deste estudo foi mapear, por meio de técnicas geoestatísticas, a precipitação média mensal e anual, bem como a precipitação máxima média diária anual na bacia hidrográfica do rio Formoso, Tocantins. Um estudo geoestatístico, utilizando o programa GeoR, foi conduzido, modelando-se o semivariograma experimental com os modelos esférico, exponencial e gaussiano, ajustados pelo método dos mínimos quadrados ponderados. A partir deste estudo, o modelo que apresentou o menor erro médio obtido por validação cruzada foi aplicado ao processo de mapeamento por krigagem ordinária. Foi constatado bom desempenho das técnicas geoestatísticas no mapeamento da precipitação para a bacia do rio Formoso, podendo-se destacar o modelo de semivariograma gaussiano, que se sobressaiu na maioria dos eventos estudados. Os mapas de precipitação mostraram considerável variabilidade da precipitação mensal, com os maiores valores estimados para as regiões nordeste e noroeste da bacia, e menor variabilidade da precipitação máxima diária anual. Abstract Precipitation is variable of notorious space-time variability, presenting direct effects on surface water availability. Information concerning the seasonal distribution of precipitation as well as their spatial distribution is essential for a variety of human activities. In view of this, the present study aimed to map, by using geostatistical techniques, the average monthly and annual precipitation as well as the annual maximum daily precipitation in the Formoso river basin, Tocantins. A geostatistical study was previously conducted using GeoR program, modeling the experimental semivariogram with the Spherical, Exponential and Gaussian models, estimated by the method of weighted least squares. From this study, the model with the lowest average error, which was calculated based on the cross validation method, was applied to the mapping process by ordinary kriging. It was found good performance of the geostatistical techniques in mapping the precipitation for the basin of the Formoso river, highlighting the Gaussian semivariogram model, which excelled in most of the studied events. Precipitation maps showed considerable variability of the monthly precipitation, with the highest values estimated for the northeastern and northwestern regions of the basin, however, smaller variability was observed for the annual maximum daily precipitation.