Selecionaram-se algumas semanas do histórico, entre os anos 2002 e 2003, para a realização de testes de conformidade que permitisse avaliar qual seria o comportamento desse modelo diante da ausência de alguns dados de estações
pluviométricas, a fim de assegurar que os resultados obtidos com o modelo em operação seriam similares aos obtidos na fase de desenvolvimento. Na Figura 14 e Figura 15 observam-se os resultados dos testes realizados para avaliar a sensibilidade do modelo Fuzzy, para Foz do Areia, à ausência parcial de dados (falta de informações dos quatro postos pluviométricos ainda sem recebimento pelo ONS).
Vale destacar que nestes testes levou-se em consideração períodos de vazões médias semanais elevadas e com muita ou pouca ocorrência de chuva no dia anterior ao primeiro dia de previsão (dia 1), conforme apresentado na Figura 14 e Figura 15, respectivamente. Para os dias sem ocorrência de chuva no dia anterior ao primeiro dia de previsão, como é o caso do dia 1 = 15/05/02, Figura 14, nenhum desvio entre as previsões é esperado, já que na ausência de dados observados os modelos tendem a considerar chuva média igual a zero. Para os dias antecedentes ao dia de previsão com maiores volumes de chuva observados, como é o caso das previsões apresentadas na Figura 17, para as quais se observou em torno de 30 mm de chuva no “dia 0”, já se consegue notar, apesar de pequeno, algum desvio entre as previsões.
A Figura 16 e a Figura 17 mostram as previsões realizadas, no dia 1 (17/12/2003), para os modelos desenvolvidos para os aproveitamentos de Jordão e Salto Osório, respectivamente, os quais também mostraram pouca sensibilidade relativa à variável de entrada de chuva (observada para previsão da vazão natural no primeiro dia do período).
Figura 14 – Testes de sensibilidade de ausência de chuva observada, dia 1 = 15/05/02 – Foz do Areia
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Sem
Dias de Previsão e Previsão Semanal
V az ão ( m 3/s )
Previsão com todas as estações PLU Previsão faltando 4 estações PLU
Estes testes indicam que o não recebimento diário das informações desses postos afetou pouco o valor das vazões previstas, principalmente para as médias semanais e, consequentemente, tiveram pouca influência no desempenho final do modelo Fuzzy.
Figura 15 – Testes de sensibilidade de ausência de chuva observada, dia 1 = 17/12/03 – Foz do Areia 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Sem
Dias de Previsão e Previsão semanal
V az ão ( m 3/s )
Previsão com todas as estações PLU Previsão faltando 4 estações PLU
Figura 16 – Testes de sensibilidade de ausência de chuva observada, dia 1 = 17/12/03 – Jordão
0 50 100 150 200 250 300 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Sem
Dias de Previsão e Previsão semanal
V az ão ( m 3/s )
Previsão com todas as estações PLU Previsão faltando 4 estações PLU
Figura 17 – Testes de sensibilidade de ausência de chuva observada, dia 1 = 17/12/03 – Salto Osório
0 500 1000 1500 2000 2500 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Sem
Dias de Previsão e Previsão semanal
V az ão ( m 3/s )
Previsão com todas as estações PLU Previsão faltando 4 estações PLU
Vale destacar que no caso da falta de dados de chuva observados o modelo considera valores iguais a zero, ou seja, não ocorrência de chuva.
Como exposto anteriormente no sub-item 4.1.5, as variáveis de entrada dos modelos, para uma previsão de 1 (um) dia à frente, são somente: vazões médias observadas nos últimos dois dias e média entre os totais (acumulados em 24 horas) de precipitação observada e prevista. No item anterior, também observa- se que a chuva passada constitui parte da variável de entrada do modelo, somente para o dia 1 de previsão. Isto também sugere que a influência da chuva observada para a previsão da vazão média semanal será mínima. Esta influência poderá aumentar com o aumento dos volumes de chuva observados no dia anterior ao primeiro dia de previsão, porém, ainda assim, com pouca significância.
Conclui-se então que o desvio entre as previsões, devido à ausência de dados de precipitação observada de alguns postos, será mais representativo na previsão para os primeiros dias à frente, tendendo a ser cada vez mais desprezíveis para os dias subseqüentes, já que neste caso as variáveis de entrada serão constituídas por valores previstos, tanto de precipitação quanto de vazões. Como explicado anteriormente no sub-item 4.1.5, o modelo Fuzzy utiliza para as previsões a partir do segundo dia, valores de vazão previstos, anteriormente, pelo mesmo (previsões recorrentes ou recursivas). Já para os valores de precipitação são utilizados, a partir do segundo dia, valores previstos pelo modelo ETA.
6 Conclusões e Recomendações
Esta nota técnica teve como objetivo apresentar os resultados do projeto de desenvolvimento de novos modelos de previsão de vazões para a bacia do rio Iguaçu e apontar a metodologia recomendada para ser implementada como modelo de previsão de vazões para esta bacia. O modelo recomendado para implantação na bacia do rio Iguaçu é o modelo Fuzzy Recorrente, desenvolvido pela UFF, em parceria com a UFRJ, Os resultados dessa nova modelagem mostraram-se superior para todos os aproveitamentos analisados na grande maioria dos indicadores estatísticos considerados..
Assim, foi de extrema importância realizar análises comparativas não só com o sistema PREVIVAZ utilizado para as demais bacias do SIN, mas também com o modelo atualmente em uso no ONS para a bacia do Iguaçu, o modelo MPCV associado ao sistema PREVIVAZ. Neste sentido, foi contemplada nesta Nota Técnica a comparação do desempenho do modelo Fuzzy com o do modelo em uso, atualmente, no ONS. Esta análise mostrou que o desempenho do modelo Fuzzy é também superior ao do modelo MPCV associado ao PREVIVAZ para o período de testes, o que corrobora a recomendação de implantação desse novo modelo para a bacia do rio Iguaçu.
Verificou-se, também, através dos testes de conformidade que os desvios entre as previsões, devido à ausência de dados de precipitação observada de alguns postos, são pequenos, especialmente para a previsão da vazão média semanal de uma semana à frente.
Considerando esses resultados, recomenda-se a adoção do modelo Fuzzy no processo de previsão de vazões semanais (uma semana à frente) do Programa Mensal de Operação (PMO) e de suas revisões semanais para os aproveitamentos de Foz do Areia, Jordão e Salto Osório na bacia do rio Iguaçu. Tendo como objetivo a sua implantação de forma operacional, o ONS desenvolveu o sistema Previm, apresentado no Anexo, bem como tem realizado ações para a aquisição de informações hidrometeorológicas necessárias à execução do modelo Fuzzy, com o apoio dos agentes de geração responsáveis pelos aproveitamentos desta bacia e da Agência Nacional de Águas.
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• UFF, 2005a. Desenvolvimento de Modelo de Previsão de Vazões com Incorporação de Informações de Precipitação Bacia do Rio IGUACU - Relatório Final da Metodologia, RELATÓRIO TÉCNICO P4 (DPP-222/2004/ RT – P4/R0).
• UFF, 2005b. Desenvolvimento de Modelo de Previsão de Vazões com Incorporação de Informações de Precipitação - Relatório de Teses de Avaliação de Desempenho, RELATÓRIO TÉCNICO P6 (DPP-222/2004/ RT – P6/R0).
Anexo: Operacionalização dos Modelos - Sistema Previm
Tais protótipos computacionais foram desenvolvidos empregando bases de dados próprias, não acopladas às bases de dados oficiais do ONS. No entanto, considerando a necessidade da empresa em processar estes novos modelos de previsão em seu ambiente operacional de forma integrada às bases de dados já existente (Base de Dado Técnica - BDT e Base de Dado Meteorológica - BDM), tornou-se necessária a implantação dos protótipos supracitados no ambiente operacional oficial do ONS.
Neste contexto, a Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica - FCTH desenvolveu o Sistema PREVIM - Previsão de Vazão com Informações Meteorológicas, foco do presente manual, que se destina à integração dos modelos de previsão de vazões MGB-IPH, SMAP- MEL e Fuzzy Recorrentes à Base de Dados Técnica do ONS.
Processo de recebimento de Dados Operacionais
O acoplamento do Sistema PREVIM à base de dados técnica do ONS tem por objetivo possibilitar a aquisição automática, a partir desta base, dos dados necessários aos modelos de previsão de vazões, bem como o armazenamento automático nesta mesma base dos resultados calculados pelos modelos.
Os dados necessários aos modelos de previsão de vazões que são lidos automaticamente da BDT são:
• Histórico de dados pluviométricos e fluviométricos • Histórico de vazões naturais afluentes aos reservatórios • Previsões de precipitação oriundas de modelo meteorológico
A carga dos dados pluviométricos e das vazões naturais afluentes aos reservatórios na base de dados é realizada pelo ONS através de procedimento executado externamente ao Sistema PREVIM. Por outro lado, a carga dos dados fluviométricos e das previsões de precipitação é realizada por meio de aplicativos batch que compõem o sistema.
O acesso à base de dados e previsões do Sistema PREVIM é feito através do browser Internet/Intranet por meio de um conjunto de ferramentas que compõem o sistema. A tela inicial do PREVIM é apresentada na Tela 1. Para utilizar as ferramentas disponíveis no modelo, é necessário ser um usuário cadastrado no sistema. Na tela inicial são solicitados: o nome de “Login“ e a “Senha” de acesso do usuário.
Caso o nome de “Login” e a “Senha” sejam informados de modo correto, o usuário terá acesso à tela principal do Sistema PREVIM, que exibe o seguinte cabeçalho de menus: