Esta revisão compara sistematicamente as principais técnicas experimentais utilizadas para avaliar os efeitos das mudanças no uso e cobertura da terra e da urbanização no estresse hídrico em bacias hidrográficas da África Ocidental, quantificando com que frequência cada técnica é aplicada, quais métricas de desempenho são relatadas e como a evidência está distribuída entre os países.
Artigo de revisão
Avaliação dos Impactos das Mudanças no Uso e Cobertura da Terra e da Urbanização no Estresse Hídrico em Bacias Hidrográficas da África Ocidental: Uma Revisão Metodológica Sistemática
Neste artigo
Resumo
Resumo
O estresse hídrico é uma das principais limitações ambientais e socioeconômicas na África Ocidental, onde o crescimento populacional, a expansão agrícola, a impermeabilização do solo, a variabilidade hidroclimática e a crescente pressão sobre águas superficiais e subterrâneas transformam rapidamente o funcionamento das bacias hidrográficas. A avaliação dos impactos das mudanças no uso e cobertura da terra (LULC) e da urbanização exige abordagens metodológicas que relacionem a dinâmica espacial das paisagens às respostas hidrológicas observadas ou simuladas. Esta revisão apresenta uma análise comparativa e crítica das principais técnicas utilizadas na região: bacias instrumentadas e observações in situ, experimentos controlados em campo e laboratório, sensoriamento remoto por satélite e análise multitemporal, métodos voltados para águas subterrâneas, modelagem hidrológica conceitual, semidistribuída, baseada em processos físicos e integrada entre superfície e subsuperfície, abordagens estatísticas e de aprendizado de máquina, e métodos híbridos que acoplam cenários de uso da terra e clima. O processo de busca e seleção seguiu um protocolo transparente baseado no PRISMA, resultando em 51 registros incluídos, dos quais 35 estão situados na África Ocidental. A modelagem hidrológica impulsionada por sensoriamento remoto predomina no conjunto de estudos, representando 15 dos 35 registros da África Ocidental (43%), especialmente com os modelos SWAT, ACRU, WaSiM, CEQUEAU, SHETRAN, HydroGeoSphere e ParFlow-CLM; os valores relatados de eficiência de Nash-Sutcliffe (NSE), eficiência de Kling-Gupta (KGE) e coeficiente de determinação geralmente variam entre aproximadamente 0,6 e 0,9, o que é considerado satisfatório a muito bom segundo diretrizes padrão de avaliação. Os estudos estatísticos e de aprendizado de máquina representam 8 dos 35 registros, enquanto pesquisas focadas em áreas urbanas e em águas subterrâneas permanecem escassas. Além disso, 8 dos 35 registros provêm de uma única rede de pesquisa, de modo que várias conclusões regionais se baseiam em uma base de evidências estreita e parcialmente não independente. In situ as redes continuam essenciais para a compreensão dos processos, mas são limitadas por custos e baixa densidade; abordagens exclusivamente baseadas em satélites sofrem com cobertura de nuvens e confusão espectral em zonas subúmidas. Os avanços mais promissores residem em estruturas multissensoriais e multiescala que combinam instrumentação direcionada, séries temporais de satélites, modelagem hidrológica integrada, cenários territoriais, análises sistemáticas de incertezas e cocriação com atores da gestão e planejamento hídrico.
Introdução
A África Ocidental está enfrentando uma pressão crescente sobre seus recursos hídricos devido aos efeitos combinados da variabilidade climática, crescimento populacional, expansão agrícola, urbanização acelerada e degradação dos ecossistemas. Os diagnósticos regionais de água indicam uma diminuição na disponibilidade de água per capita, intensificando a competição entre usos e aumentando a sensibilidade a secas, inundações e extremos hidroclimáticos1,2. Nas zonas do Sahel e Sudaniana, as trajetórias hidrológicas observadas nas últimas décadas frequentemente foram paradoxais: em várias bacias, o escoamento superficial e as enchentes aumentaram mesmo sem um aumento proporcional das chuvas anuais, o que renovou o interesse pelo papel das mudanças no uso da terra e nas transformações do estado da superfície3,4. Trabalhos recentes também relatam um aumento simultâneo da temperatura e do número de dias secos na bacia transfronteiriça do Benue, agravando a pressão hidroclimática sobre as bacias hidrográficas da África Ocidental5. Em Niamey, a evolução das chuvas extremas sob os efeitos combinados das mudanças climáticas e do rápido crescimento populacional tem aumentado ainda mais a vulnerabilidade dos bairros mais expostos a inundações6.
O termo estresse hídrico é usado aqui em um sentido amplo, abrangendo déficits na disponibilidade de águas superficiais e subterrâneas, redução da umidade do solo disponível para a vegetação e agricultura, aumento do escoamento rápido em detrimento da recarga, maior irregularidade do fluxo fluvial e tensões no acesso e na partilha da água em escalas de bacias hidrográficas. Essa definição operacional é particularmente adequada para a África Ocidental, onde a vulnerabilidade está ligada não apenas aos volumes médios anuais, mas também à forte sazonalidade das chuvas, à natureza descontínua das redes de monitoramento, à prevalência de economias agropastoris e ao rápido crescimento das periferias urbanas2,3. Uma perspectiva complementar destaca também a intensidade e a flexibilidade dos usos da água, que variam consideravelmente entre irrigação, usos domésticos, armazenamento em reservatórios e produção de energia7. O abastecimento urbano de água e a segurança hídrica das grandes metrópoles costeiras e saelianas estão, portanto, se tornando uma preocupação estrutural cada vez maior para o planejamento territorial.
A mudança no uso e cobertura da terra (LULC) afeta os processos hidrológicos por meio de diversos mecanismos: remoção ou degradação da cobertura vegetal, expansão de áreas cultivadas, compactação do solo, crostificação superficial, desenvolvimento de superfícies impermeáveis, modificação da drenagem artificial, fragmentação de zonas úmidas e interrupção das trocas entre águas superficiais e subterrâneas3,4,8,9. Em contextos urbanos, o aumento de áreas edificadas e vias acelera a concentração do escoamento superficial, acentua os picos de inundação e modifica a infiltração; em contextos rurais, a expansão de áreas agrícolas e o desmatamento podem aumentar o escoamento, a erosão e a assoreação, ao mesmo tempo que reduzem a evapotranspiração ou a recarga, dependendo do solo e da topografia3,4. Uma avaliação rigorosa desses efeitos não pode depender de uma única família de ferramentas: estudos na África Ocidental utilizam observações in situ, bacias experimentais, sensoriamento remoto, modelos agregados de chuva-vazão, modelos distribuídos e integrados de superfície-subsuperfície, gravimetria por satélite e traçadores isotópicos para águas subterrâneas, além de métodos estatísticos e de aprendizado de máquina cada vez mais frequentes.
No entanto, poucas sínteses comparam explicitamente essas abordagens no contexto da África Ocidental, com foco em sua capacidade de diagnosticar estresse hídrico induzido por mudanças no uso e cobertura da terra (LULC) e pela urbanização, e as revisões regionais existentes raramente relatam um protocolo de busca reprodutível ou uma descrição quantitativa das evidências que resumem10,11,12. A presente revisão tem, portanto, cinco objetivos complementares: (i) identificar, por meio de um protocolo transparente baseado no PRISMA13, as principais técnicas experimentais utilizadas para avaliar os efeitos da mudança no uso e cobertura da terra e da urbanização sobre o estresse hídrico em bacias hidrográficas da África Ocidental; (ii) comparar seus princípios, desempenho relatado, requisitos de dados e limitações, utilizando indicadores quantitativos (eficiência de Nash-Sutcliffe (NSE); eficiência de Kling-Gupta (KGE); coeficiente de determinação, R2; acurácia geral de classificação; kappa de Cohen); (iii) quantificar a distribuição da base de evidências por país, período, família metodológica e grupo de pesquisa, e indicar quantos grupos independentes apoiam cada conclusão regional; (iv) discutir a relevância de cada família em relação às escalas espaciais e temporais e à escassez de dados; e (v) propor um framework operacional de tomada de decisão e orientações metodológicas para pesquisas futuras e apoio à decisão. A revisão está organizada em torno de oito famílias metodológicas, seguida por uma análise comparativa multicritério, um framework de decisão e uma discussão sobre desafios, oportunidades e prioridades de pesquisa.
Revisão e perspetiva
Metodologia da revisão: protocolo de busca, critérios de elegibilidade e triagem
Um protocolo sistemático baseado no PRISMA orientou a identificação, triagem e seleção13. As buscas abrangeram Scopus, Web of Science Core Collection, ScienceDirect, Wiley Online Library, MDPI e Google Scholar (os primeiros 200 resultados classificados por relevância), os repositórios HAL, IRD/Horizon, WASCAL e FAO/AQUASTAT, além de arquivos universitários regionais, em francês e inglês; as listas de referências dos registros incluídos foram verificadas retroativamente. Duas cadeias booleanas foram aplicadas, uma temática e outra orientada ao método; ambas são apresentadas integralmente, com suas adaptações específicas por plataforma e rendimento por fonte, na Tabela 1. O período abrangido foi de 1979 a 2026, sendo a busca inicial realizada em 12 de janeiro de 2026 e a atualização final em 17 de abril de 2026.
Os registros foram considerados elegíveis apenas se atendessem aos quatro critérios: uma bacia hidrográfica da África Ocidental, ou um método explicitamente transferível para condições da África Ocidental com escassez de dados; tratamento explícito, e não incidental, da mudança no uso e cobertura da terra (LULC) ou da urbanização; um método descrito de forma reprodutível, incluindo fontes de dados, modelo e estratégia de calibração; e status de literatura revisada por pares ou literatura cinzenta rastreável. Os registros foram excluídos quando puramente conceituais, restritos à qualidade da água ou à ecologia, fora da região, sem conteúdo metodológico transferível ou indisponíveis no texto completo. Títulos e resumos foram analisados independentemente por dois autores, com um terceiro resolvendo discordâncias. A extração abrangeu a bacia e o país, área, período, família metodológica, modelo ou algoritmo, dados de entrada, variáveis de calibração e validação, métricas relatadas, mudanças hidrológicas e tratamento da incerteza. As contagens por etapa aparecem na Figura 1 e as evidências extraídas na Tabela 2. Os estudos foram agrupados em oito categorias analíticas, cada uma atribuída à família que teve a contribuição principal, com as famílias secundárias registradas separadamente para que nenhuma contribuição fosse perdida.
Características quantitativas da base de evidências
O corpus compreende 51 registros, dos quais 35 estão vinculados à África Ocidental e 16 são referências metodológicas ou comparativas de outras regiões. Dentre os 35, a distribuição geográfica é desigual: Benin possui 8 registros (23%), Burkina Faso e Níger têm 5 cada (14% cada), Senegal tem 3 (9%), Gana e Costa do Marfim têm 2 cada (6% cada), as bacias transfronteiriças Mono e Benue possuem 1 cada (3% cada) e há 8 estudos regionais (23%) sem vínculo nacional. Mali, Guiné, Serra Leoa, Libéria, Togo e Gâmbia não possuem estudos dedicados de bacia. As publicações são recentes: 2 registros são anteriores a 2010, 9 situam-se entre 2010 e 2019, e 24 (69%) datam de 2020 em diante (Tabela 3).
A distribuição por família metodológica, relatada na Tabela 4, é igualmente desigual: estatística e aprendizado de máquina em 8 de 35 (23%), modelagem conceitual e semi-distribuída em 7 (20%), modelagem distribuída e integrada em 5 (14%), observação in situ em 3 (9%), sensoriamento remoto como abordagem principal em 3 (9%), cadeias híbridas de cenários em 3 (9%), sínteses regionais em 3 (9%) e métodos voltados para águas subterrâneas em 2 (6%). Contando também contribuições secundárias, o sensoriamento remoto aparece em 20 registros (57%) e a modelagem hidrológica em 15 (43%), sendo esse o par que constitui a base metodológica da área.
Duas características condicionam o quão firmemente as conclusões regionais podem ser estabelecidas. A experimentação controlada está quase ausente como abordagem principal, com apenas 1 registro baseado em medições em escala de parcelas15, de modo que os parâmetros hidrodinâmicos em modelos distribuídos são amplamente transferidos em vez de medidos localmente. O conjunto de dados também não é totalmente independente: 8 registros (23%) originam-se de uma única rede centrada na Universidade de Bonn e no programa WASCAL16,17,18,19,20,21,22,23, de forma que a convergência entre eles reflete em parte dados compartilhados, cadeias de modelos e parametrizações, e não uma replicação independente.
Aplicado às principais afirmações, a descoberta de que a expansão das terras cultivadas e a degradação da cobertura aumentam o escoamento superficial e o rendimento hídrico, ao mesmo tempo que reduzem a evapotranspiração ou a contribuição da água subterrânea, é apoiada por 6 estudos18,20,24,25,26,27 em 4 países e 4 sistemas de bacia hidrográfica, mas apenas por 3 grupos mutuamente independentes. O aumento do escoamento no Sahel associado à degradação do estado da superfície é apoiado por 3 grupos independentes3,4,15. A afirmação de que a urbanização especificamente impulsiona a alteração do estresse hídrico baseia-se em 3 registros6,28,29 de 3 grupos, todos concentrados em Niamey, sendo portanto relatada aqui como plausível, mas pouco replicada.
In situ observações e bacias hidrográficas instrumentadas
A observação direta continua sendo a base mais robusta para vincular a transformação da paisagem ao estresse hídrico. Longas séries sahelianas demonstraram o papel dos estados superficiais, da degradação do solo e da expansão de solos descobertos na ocorrência de escoamento rápido observada em várias bacias3,4. Medições pioneiras em bacias urbanas de Niamey nas décadas de 1960 e final da de 1970 documentaram coeficientes de escoamento alcançando várias dezenas de porcento e tempos de resposta de cerca de uma hora, associados à impermeabilização, redes viárias e organização de drenagem28. Em bacias rurais e agropastoris, a instrumentação tem como principal objetivo calibrar e validar modelos. Os rios Dano, Couffo, Ouémé, Volta Branco e Bonsa fornecem dados de precipitação, temperatura, umidade do solo, vazão superficial e, ocasionalmente, níveis de águas subterrâneas para balanços hídricos, recarga e escoamento16,24,25,26,30, e a análise conjunta de precipitação e vazão em norte do Benim separa a variabilidade interanual de tendências de longo prazo23. Nas regiões onde os medidores são escassos, a validação multiobjetivo da ferramenta de avaliação de solo e água (SWAT) com base na evapotranspiração obtida por sensoriamento remoto, umidade do solo e armazenamento derivado do GRACE consolida as estimativas de balanço hídrico e reduz a equifinalidade21.
In loco processos de captura de dados em vez de indicadores indiretos, resolvendo respostas a eventos, limiares, sazonalidade e defasagens entre precipitação, escoamento e recarga. Suas limitações incluem baixa densidade da rede de monitoramento, heterogeneidade de protocolos, séries interrompidas, custo de manutenção e dificuldade de extrapolação para sistemas maiores ou transfronteiriços. Apenas 3 dos 35 registros da África Ocidental (9%) baseiam-se principalmente em medições in situ, uma base estreita para o conjunto de métodos que depende dessa abordagem para validação.
Experimentos controlados em campo e laboratório
Experimentos controlados são menos proeminentes do que a modelagem, mas essenciais para compreender os mecanismos. Eles incluem testes de infiltração, medições de densidade do solo e estabilidade estrutural, condutividade hidráulica saturada, parcelas de escoamento superficial e observações comparativas em áreas cultivadas, pousio, savana, solo descoberto e superfícies urbanizadas; no Sahel, explicam o aumento do escoamento superficial por meio da formação de crostas, perda da cobertura herbácea e concentração do fluxo3,4. Medidas aninhadas de parcelas até bacias hidrográficas em uma pequena bacia semiárida no Burkina Faso mostram coeficientes de escoamento decrescendo sistematicamente com o aumento da escala de medição, quantificando a dependência de escala que limita a transferência dos resultados obtidos em parcelas para modelos de bacias hidrográficas¹⁵. Em hidrologia urbana, os estudos na África Ocidental permanecem descritivos em vez de experimentais, baseando-se em instrumentação por eventos episódicos em vez de monitoramento contínuo, o que enfraquece a atribuição de impactos específicos da urbanização9,28. A experiência obtida em bacias em desenvolvimento monitoradas continuamente em outros locais mostra até que ponto a atribuição melhora quando o monitoramento pré e pós-desenvolvimento é planejado desde o início31Tais experimentos isolam processos e permitem uma parametrização realista, mas permanecem dependentes do local e são mais úteis quando combinados com monitoramento contínuo e modelagem.
Sensoriamento remoto por satélite e análise de cobertura da terra multi-temporal
O sensoriamento remoto é o ponto de entrada mais comum para analisar a mudança no uso e cobertura da terra (LULC), intervindo em 20 dos 35 registros da África Ocidental (57%). O Landsat predomina por sua profundidade temporal e acesso gratuito; o Sentinel-2 melhora a discriminação de classes, e o radar Sentinel-1, o MODIS, o ALOS, modelos digitais de elevação (MDEs) derivados e drones o complementam8,22,32. As cadeias de processamento combinam correção atmosférica, composição sazonal, índices espectrais, classificação supervisionada, avaliação da precisão e análise de transição de mudanças33, com floresta aleatória, máquinas de vetores de suporte e redes profundas substituindo classificadores de máxima verossimilhança. Na Bacia do Senegal, o Landsat com floresta aleatória e um modelo de Markov com perceptron multicamadas projetou o uso futuro da terra nas bacias hidrográficas de Bafing e Falémé32; no Ouémé, o Land Change Modeler quantificou a conversão para áreas agrícolas e assentamentos22. Plataformas em nuvem aceleram o processamento de séries temporais8,12.
Uma segunda geração de produtos operacionais é diretamente utilizável como uma restrição hidrológica, mas ainda permanece subutilizada regionalmente. O portal FAO WaPOR fornece a evapotranspiração real na África a cada dez dias, com resoluções de 250, 100 e 30 m; a validação continental frente a quatorze estações de covariância de vórtice reportou um R2 geral de 0,61 e um erro quadrático médio de 1,04 mm d-1 34. Produtos de umidade do solo, como SMAP e a Iniciativa da ESA sobre Mudança do Clima, e produtos de precipitação, como CHIRPS, TAMSAT e IMERG, fornecem as variáveis complementares necessárias para validação multivariável35,36. Apenas 1 dos 35 registros utiliza um produto de evapotranspiração por satélite como restrição de calibração21, a oportunidade mais evidente e subutilizada identificada aqui.
As limitações conhecidas incluem a cobertura de nuvens na estação chuvosa nas zonas guineanas e subúmidas, a confusão espectral entre pousio, savanas degradadas e cultivos, e a pequena extensão das áreas urbanas secundárias. A apresentação dos dados é desigual: exatidões gerais de 80–90% e kappa de Cohen de cerca de 0,75–0,90 são típicas dos estudos regionais incluídos aqui, mas o conjunto também contém análises de detecção de mudanças que não relatam avaliação de exatidão, e exatidões por classe para áreas construídas e solo descoberto, que são as mais relevantes para o estresse hídrico urbano, raramente são detalhadas. Essas incertezas se propagam para as estimativas de escoamento, evapotranspiração e recarga, razão pela qual a validação de produtos de precipitação em grade é uma etapa regional crítica35,36,37.
Métodos orientados para águas subterrâneas: gravimetria, traçadores e mapeamento de recarga
A água subterrânea sustenta a maior parte do abastecimento rural e periurbano na África Ocidental, ainda que seja o compartimento menos representado: apenas 2 dos 35 registros a tomam como objeto principal, e a calibração com base exclusivamente no escoamento superficial permanece como norma. Três famílias de métodos abordam essa lacuna. A gravimetria por satélite surge em primeiro lugar. A missão Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) e sua missão sucessora fornecem anomalias mensais do armazenamento total de água terrestre com resolução de aproximadamente 300 km, a partir das quais as anomalias de água subterrânea são isoladas mediante remoção das componentes de umidade do solo e água superficial modeladas. Aplicada aos aquíferos do sul do Níger, essa abordagem gerou estimativas de variação de armazenamento e recarga em locais onde os registros piezométricos são escassos38; usada de forma inversa, o mesmo sinal restringe componentes internos do balanço hídrico que o escoamento superficial não consegue identificar21. A discrepância entre a área abrangida pelo sensor e a bacia hidrográfica restringe o método a grandes bacias, a menos que seja aplicada uma redução de escala.
Os traçadores ambientais formam a segunda categoria: isótopos estáveis, balanço de massa de cloreto e, quando disponíveis, trítio ou radiocarbono distinguem a recarga difusa através do perfil do solo da recarga concentrada por meio de lagoas, vales continentais e depressões urbanas, uma distinção central para o paradoxo saheliano e para avaliar se a urbanização aumenta ou reduz a recarga líquida; abordagens integradas de isótopos, sensoriamento remoto e modelagem em aquíferos costeiros semiáridos são diretamente transferíveis para a região39. Em terceiro lugar, o mapeamento de recarga que combina sensoriamento remoto com sistemas de informações geográficas é a opção que exige menos dados, mas fornece potencial relativo em vez de recarga volumétrica e requer validação com base nos rendimentos dos poços12. Modelos integrados superfície-subsuperfície simulam explicitamente a recarga, a um custo muito maior27,29.
Modelagem hidrológica conceitual e semi-distribuída
A modelagem hidrológica é a rota mais difundida entre as dinâmicas do uso da terra e a resposta hidrológica mensurável, representando 15 dos 35 registros (43%) quando todas as famílias de modelos são agrupadas. Modelos conceituais e semidistribuídos, como UHP, SWAT e o modelo da Unidade de Pesquisa de Bacias Agrícolas (ACRU), equilibram a descrição dos processos, a viabilidade de calibração e as exigências de dados, permitindo testar cenários de uso da terra e clima16,18,20,24,25,26,30,40. O desempenho é relatado conforme fornecido pelas fontes e interpretado com base em diretrizes padrão, nas quais uma eficiência de Nash-Sutcliffe (NSE) mensal acima de 0,50 é satisfatória, acima de 0,65 é boa e acima de 0,75 é muito boa, com um viés percentual dentro de ±25% para a vazão14. Cornelissen et al. demonstraram em uma bacia tropical do Benim que a escolha do modelo por si só é uma fonte importante de incerteza e que um bom desempenho histórico não garante uma simulação prospectiva robusta16.
Estudos de caso quantificam as mudanças envolvidas. O SWAT mostrou que a redução da cobertura natural no Volta Branco diminuiu a água superficial e o escoamento básico, enquanto aumentou a evapotranspiração24. O ACRU na bacia do Bonsa associou uma perda florestal de cerca de 39% a um aumento no escoamento fluvial de até 37%25. No Couffo, entre 2000 e 2011, a área cultivada aumentou em 34%, enquanto savana, agrossilvicultura e floresta diminuíram entre 24–60%, a água superficial aumentou em 11 mm, e a contribuição de água subterrânea e a evapotranspiração caíram em 3,2 e 10,6 mm, respectivamente26. A combinação de um modelo de uso da terra com o Modelo de Simulação do Balanço Hídrico (WaSiM) em vales interiores do Burkinabè resultou em uma variação dos modelos climáticos entre -44% e +95% no escoamento total, amplitude maior do que o próprio sinal do uso da terra20. Sua força reside na experimentação numérica, impossível em escala de bacia hidrográfica. Sua fraqueza é estrutural: representação da unidade hidrológica, regionalização de parâmetros, qualidade dos dados de MDE e solos, e equifinalidade na calibração17,30. A escassez de observações de água subterrânea e umidade do solo frequentemente obriga a calibração apenas com base no escoamento fluvial, e, dentre os estudos de modelagem compilados na Tabela 2, apenas uma minoria realiza calibração com mais de uma variável.
Modelagem distribuída, física e integrada da superfície e do subsolo
Quando o objetivo vai além da vazão e abrange o comportamento acoplado da infiltração, umidade do solo, nível freático, escoamento superficial e fluxos laterais, os modelos físicos e integrados tornam-se relevantes20,27,29. Em Dano, o WaSiM foi calibrado e validado conjuntamente com base em dados de descarga, umidade do solo e nível de água subterrânea, obtendo valores de R2, NSE e eficiência de Kling-Gupta (KGE) entre 0,6 e 0,9 para as três variáveis, constituindo uma das poucas validações genuinamente multivariáveis disponíveis para a região18; o modelo SHETRAN aplicado à mesma bacia hidrográfica alcançou valores entre 0,66 e 0,79 apenas na descarga19. O HydroGeoSphere em alta resolução, aplicado a uma bacia urbana semiárida em Niamey, tratou o escoamento superficial e subsuperficial como totalmente acoplados e mostrou que o aumento da resolução do modelo climático por si só não melhorou o desempenho29.
No Delta do Ouémé, o ParFlow-CLM resolveu escoamento superficial, evapotranspiração, profundidade do lençol freático e umidade do solo conjuntamente, ampliando a avaliação para variáveis inacessíveis com modelos mais simples27. O ganho é a consistência física; o custo são os dados de entrada, o processamento, a calibração e a interpretação. Esses modelos representam 5 dos 35 registros (14%), com potencial considerável em bacias-piloto instrumentadas e áreas urbanas sob forte pressão hidrológica41.
Abordagens estatísticas e de aprendizado de máquina
As abordagens estatísticas ocupam uma posição intermediária entre a observação e a modelagem baseada em processos, vinculando métricas de paisagem ou classes de cobertura a indicadores hidrológicos, detectando pontos de inflexão e estimando tendências; em bacias da África Ocidental, elas geralmente complementam, em vez de substituir, modelos hidrológicos42. A aprendizagem de máquina atua em três níveis. O primeiro é o mapeamento da cobertura do solo, em que florestas aleatórias e algoritmos relacionados melhoram a classificação e a detecção de mudanças8,22,32. O segundo é a preparação dos dados: imputação de séries meteorológicas ausentes por meio de árvores de decisão, florestas aleatórias e boosting extremo de gradiente43, e desagregação estatística de projeções de precipitação44. O terceiro, a própria previsão hidrológica, é a área menos desenvolvida regionalmente. Redes de memória de longo prazo (LSTM) treinadas conjuntamente em grandes amostras de bacias superam modelos conceituais calibrados na bacia-alvo na regionalização leave-one-out, reformulando a previsão em bacias não monitoradas (PUB) como agrupamento de dados em vez de transferência de parâmetros45; um modelo global LSTM codificador-descodificador igualou ou superou um sistema de previsão estabelecido em bacias não monitoradas, com os maiores ganhos em regiões com escassez de dados, incluindo o Sahel46. Nenhum estudo neste corpus aplica esses modelos a uma bacia da África Ocidental, tornando experimentos regionais com LSTM e PUB sobre registros agrupados de vazão dos rios Níger, Volta e Senegal uma prioridade concreta, condicionada à existência de um conjunto de dados regional aberto de atributos de bacias e séries de vazão, o qual ainda não existe. A aprendizagem de máquina lida bem com não linearidades, interações complexas e fusão de múltiplas fontes, sendo eficaz para classificação urbana detalhada. Sua interpretabilidade é menor do que a dos modelos baseados em processos, seu desempenho depende da qualidade dos dados de treinamento, e sua extrapolação sob mudanças profundas no uso da terra ou no clima permanece incerta12.
Abordagens híbridas e cenários acoplados de uso da terra e clima
A tendência mais marcante da última década é a hibridação: mapeamento multi-temporal, projeção de mudanças futuras, modelos hidrológicos calibrados e cenários climáticos regionais combinados de modo que os efeitos climáticos, os efeitos do uso da terra e sua interação possam ser separados10,18,20,47. Yira et al. utilizaram essa combinação na bacia do Dano para avaliar o rendimento hídrico e a vazão em cinco cenários de uso da terra18. Na bacia do Lobo, o Land Change Modeler, modelos CORDEX e o CEQUEAU quantificaram os impactos sobre os afluentes do reservatório, ilustrando a utilidade operacional dessas cadeias para a gestão de reservatórios e o abastecimento urbano47. O modelo de Avaliação e Planejamento de Água (WEAP) foi aplicado na bacia do Mono para analisar os efeitos do clima, do uso e cobertura da terra (LULC) e do desenvolvimento sobre os recursos hídricos e a geração de energia hidrelétrica48.
As estruturas híbridas são as mais adequadas para apoiar a tomada de decisões, pois respondem a perguntas concretas: o que acontece com o escoamento superficial se a urbanização continuar, ou com a recarga se as savanas se tornarem terras agrícolas? A desvantagem delas é o acúmulo de incertezas ao longo das classificações, cenários de transição, modelos climáticos e estrutura hidrológica, o que exige análises de sensibilidade e conjuntos de múltiplos modelos17,40. Quando as dispersões são informadas, o termo relativo ao modelo climático geralmente domina em relação ao termo de uso da terra20, de modo que uma média de conjunto apresentada sem sua dispersão é enganosa para o planejamento.
Análise comparativa de abordagens
A comparação de métodos deve levar em conta a diversidade de questões científicas: algumas técnicas medem, outras mapeiam, explicam ou simulam. Não existe um único melhor método, apenas conjuntos mais ou menos adequados ao problema, à escala, aos dados e à forma de estresse hídrico estudada (Figura 2). Para evitar rótulos qualitativos, a comparação na Tabela 5 é expressa, sempre que as fontes permitem, em métricas relatadas: NSE, KGE, R2 e viés percentual para simulação, e acurácia geral e kappa de Cohen para classificação, interpretados com base em limiares estabelecidos14. A observação direta é a mais confiável para aquilo que mede, mas sua confiabilidade territorial depende da representatividade da rede, e os coeficientes de escoamento em escala de parcela não podem ser transferidos para a escala de bacia15. Os modelos fornecem insights distribuídos, com calibração e validação na África Ocidental majoritariamente na faixa de 0,6–0,9 para NSE, KGE e R2, considerados bons a muito bons segundo critérios padrão14,18,19; entretanto, isso é obtido principalmente para vazão, e a validação multivariável mostra escores comparáveis de vazão coexistindo com balanços hídricos internos marcadamente diferentes16,21. O sensoriamento remoto detecta transições de forma eficaz, com acurácias de 80–90% e kappa próximo a 0,75–0,90 quando séries multissensoriais, validação de campo e algoritmos robustos são combinados, e degrada quando as classes são espectralmente próximas33. A sensibilidade do modelo à formulação da evapotranspiração potencial, demonstrada com 21 métodos na bacia do rio Senegal, exige cautela na comparação de cenários49.
A melhor relação custo-benefício combina imagens gratuitas, conjuntos de dados climáticos abertos, um modelo parcimonioso e um conjunto mínimo de observações de vazão, o que explica o sucesso regional do SWAT com classificações do Landsat e do Sentinel8,24,26,30. Redes densas e modelos integrados continuam sendo onerosos, embora sejam os mais adequados para representar mecanismos em cascata, como urbanização difusa, recarga reduzida e alterações em áreas úmidas27,29. Para bacias transfronteiriças, como as dos rios Níger, Senegal e Volta, abordagens locais isoladas são insuficientes, e os desenhos mais apropriados combinam uma linha de base de satélite, calibração rigorosa, informações de campo direcionadas e relatórios sistemáticos de incerteza11,39.
Um framework prático para a tomada de decisões na seleção de métodos
A comparação acima torna-se um procedimento explícito de seleção em Figura 3, por meio de quatro filtros sequenciais utilizáveis tanto por uma agência de bacia quanto por um consórcio de pesquisa. O primeiro é a pergunta. Documentar o que mudou exige apenas uma análise de trajetória por sensoriamento remoto com uma avaliação formal de precisão. Atribuir a mudança ao uso e cobertura da terra (LULC) em vez do clima exige, no mínimo, um delineamento contrafactual: uma simulação com o uso da terra fixo e o clima variando, e o inverso. Testar opções futuras exige uma cadeia de cenários. Quantificar a resposta do lençol freático exige ou uma representação explícita do subsolo ou uma abordagem gravimétrica ou baseada em traçadores, pois modelos calibrados com base no escoamento superficial não restringem a recarga.
O segundo fator é a escala. Abaixo de aproximadamente 100 km2, e especialmente em bacias urbanas, os processos em escala de evento predominam, e modelos integrados superfície-subsuperfície ou modelos urbanos baseados em eventos são apropriados, desde que a drenagem e a fração de superfícies impermeáveis sejam mapeadas com maior detalhe do que as classes de cobertura do solo normalmente disponíveis. Entre aproximadamente 100 e 10.000 km2, modelos semidistribuídos oferecem o melhor retorno em relação ao esforço de dados. Acima de 10.000 km2 e para bacias transfronteiriças, abordagens regionalizadas ou agrupadas, contabilidade hídrica com restrição de satélite e aprendizado de máquina em grandes amostras tornam-se as opções realistas45,46.
O terceiro filtro é a disponibilidade de dados, aplicado de forma honesta e não aspiracional. Pelo menos três anos de registros simultâneos de vazão e precipitação tornam viável a calibração convencional; registros mais curtos ou interrompidos exigem funções objetivas baseadas em satélite para evapotranspiração, umidade do solo e armazenamento total de água21,34; na ausência de registro de vazão, a escolha recai entre regionalização a partir de bacias doadoras e previsão agrupada por aprendizado de máquina, com a incerteza propagada em vez de ocultada. O quarto filtro é o horizonte de decisão e os recursos disponíveis, sendo cada ramo associado a um custo indicativo na Tabela 5. Aplicado ao conjunto de dados, o framework revela duas incompatibilidades recorrentes: modelos totalmente distribuídos utilizados em situações nas quais os dados suportam apenas um modelo semi-distribuído, e a urbanização atribuída a uma classe de assentamento excessivamente grosseira para a inferência.
Desafios e oportunidades
O primeiro desafio é a qualidade dos dados de entrada. Séries hidrometeorológicas descontínuas, baixa densidade de estações e observações raras de níveis freáticos, umidade do solo, captações e vazões forçam a dependência em produtos derivados e interpolação, que produtos de precipitação por satélite, imputação e desagregação espacial adaptados à África Ocidental apenas parcialmente mitigam35,36,37,43,44. O segundo é a atribuição causal: as trajetórias de estresse hídrico refletem simultaneamente variabilidade climática, intensificação de chuvas extremas, mudanças no uso e cobertura da terra (LULC), urbanização, captação para irrigação, assoreamento e infraestrutura, e apenas uma minoria dos estudos de modelagem reunidos aqui realiza o delineamento fatorial necessário para essa separação.
O terceiro desafio é a escala, e aqui o equilíbrio das evidências precisa ser declarado com cuidado. A urbanização na África Ocidental é difusa e descontínua, combinando áreas edificadas formais, assentamentos informais, estradas não pavimentadas e drenagem híbrida, sendo frequentemente apontada como um fator gerador de estresse hídrico; no entanto, apenas 3 registros (9%) a tomam como seu objeto principal, todos em Niamey6,28,29, em contraste com 15 nos quais a expansão agrícola é o sinal predominante. Assim, afirmações contundentes sobre os impactos urbanos baseiam-se em uma base muito mais frágil do que as afirmações sobre a expansão das terras cultivadas: os mecanismos são bem estabelecidos na hidrologia urbana em geral9,31, mas sua magnitude em bacias da África Ocidental é quantificada em apenas alguns poucos casos. Essa é uma lacuna a ser preenchida, e não uma conclusão a ser afirmada, e ela exige mapeamentos urbanos mais detalhados, distinguindo superfícies impermeáveis, densidade de edificações, condições das vias, áreas baixas e zonas de infiltração8. O quarto desafio é a validação multivariável: o estresse hídrico afeta a vazão dos cursos d'água, umidade do solo, evapotranspiração, recarga e profundidade do lençol freático, de modo que diversas variáveis devem ser utilizadas para limitar a equifinalidade50.
Três oportunidades se destacam: o crescente acesso a imagens gratuitas, dados topográficos, produtos climáticos e produtos operacionais de evapotranspiração e umidade do solo, o que melhora a reprodutibilidade34; a fusão de dados que integra observações de campo, produtos de satélite, modelos e aprendizado de máquina; e a regionalização, que abre caminho para observatórios hidroterritoriais39.
As orientações recomendadas são fortalecer as bacias hidrográficas de observatórios, com prioridade para os países ausentes deste corpus; generalizar as análises de incerteza, a comparação multi-modelo e a apresentação sistemática de métricas; integrar abstrações, infraestrutura e usos; desenvolver modelos de hidrologia urbana que reflitam a infraestrutura formal e informal da África Ocidental; disponibilizar abertamente um conjunto de dados regional de grande amostragem; e coconstruir cenários com gestores de água, planejadores e agricultores11.
Conclusões
A avaliação das mudanças no uso e cobertura da terra (UCLT) e dos impactos da urbanização sobre o estresse hídrico em bacias hidrográficas da África Ocidental consolidou-se substancialmente em torno de um núcleo metodológico que combina sensoriamento remoto, modelagem hidrológica e observações de campo: dentre os 35 estudos da África Ocidental incluídos aqui, o sensoriamento remoto é utilizado em 57% e a modelagem hidrológica em 43%. Os estudos disponíveis convergem para mostrar que a expansão das áreas agrícolas, a degradação da cobertura natural e o progressivo selamento do solo alteram os balanços hídricos, mais frequentemente por meio do aumento do escoamento superficial e das vazões de pico, da redução relativa da infiltração e recarga, da redistribuição dos fluxos e da acentuação das pressões sazonais sobre o recurso39,48,51; essa convergência é apoiada por seis estudos realizados em quatro países, embora provenientes de apenas três grupos de pesquisa mutuamente independentes, e deve ser interpretada com essa limitação em mente. Nenhuma técnica isolada pode, por si só, capturar toda a complexidade do fenômeno. Dispositivos in situ permanecem essenciais para a validação hidrológica em campo e para o entendimento dos processos; o sensoriamento remoto é indispensável para capturar as dinâmicas territoriais em grandes áreas, às vezes transfronteiriças; modelos hidrológicos conceituais e semidistribuídos são necessários para traduzir mudanças espaciais em respostas hidrológicas e testar cenários prospectivos; abordagens baseadas em aprendizado de máquina aprimoram a classificação, a imputação e certas capacidades preditivas, enquanto modelos de grandes amostras oferecem uma rota ainda não testada para previsão nas muitas bacias não monitoradas da região; e modelos fisicamente baseados ou integrados oferecem a melhor representação dos processos superficiais e subsuperficiais, mas exigem dados, computação e expertise substanciais. Assim, a superioridade metodológica reside menos em qualquer ferramenta isolada do que na arquitetura do desenho da avaliação, para a qual o framework de decisão proposto na Figura 3 oferece um procedimento explícito.
No contexto da África Ocidental, a estratégia mais relevante é construir estruturas graduais e híbridas que combinem dados abertos, observações direcionadas, mapeamento robusto, cenários territoriais explícitos, modelagem hidrológica transparente e análises sistemáticas de incerteza. Essa abordagem é cientificamente defensável, mais sustentável do ponto de vista econômico e operacionalmente mais útil para o planejamento territorial, gestão de reservatórios, prevenção de inundações, proteção de aquíferos e adaptação às mudanças climáticas. A prioridade para os próximos anos deve ser fortalecer a qualidade e a abertura dos dados, a comparação intermodelos, a validação multivariável, a integração explícita das finas dinâmicas urbanas e do compartimento de águas subterrâneas, ambos quantitativamente sub-representados segundo esta revisão, a ampliação geográfica da base de evidências além dos quatro países que atualmente a dominam, e a coconstrução com gestores de água e partes interessadas territoriais, de modo que os diagnósticos de estresse hídrico se traduzam efetivamente em decisões de planejamento e investimento.
Figura 1: Diagrama de fluxo PRISMA 2020 da identificação, triagem e inclusão de registros. Número de registros identificados em cada base de dados e repositório, removidos por duplicidade, triados pelos títulos e resumos, avaliados como textos completos, excluídos com as respectivas justificativas e, por fim, incluídos na síntese qualitativa e quantitativa. As buscas foram realizadas entre 12 de janeiro de 2026 e 17 de abril de 2026. Clique aqui para visualizar uma versão maior desta figura.
Figura 2: Diagrama conceitual que relaciona o uso da terra, a mudança na cobertura do solo e a urbanização ao estresse hídrico, e que mapeia as oito famílias metodológicas na cadeia causal. Os fatores impulsionadores (expansão das terras cultivadas, desmatamento, compactação e crostificação do solo, selamento do solo e modificação da drenagem) atuam sobre os processos hidrológicos (interceptação, evapotranspiração, infiltração, geração de escoamento superficial, recarga, troca rio-aquífero), que por sua vez produzem os componentes do estresse hídrico (déficit de água superficial, declínio do lençol freático, déficit de umidade do solo, irregularidade do fluxo, picos de inundação). Cada família metodológica está posicionada no nível da cadeia que observa, mapeia, explica ou simula. Clique aqui para visualizar uma versão ampliada desta figura.
Figura 3: Estrutura de decisão operacional para seleção de um conjunto metodológico em bacias hidrográficas da África Ocidental. Quatro filtros sequenciais, a saber, a pergunta científica, a escala espacial, os dados efetivamente disponíveis e o horizonte de decisão e recursos, conduzem a uma combinação recomendada de métodos, juntamente com os requisitos mínimos de validação e o relato de incerteza esperado para cada ramo. Clique aqui para visualizar uma versão maior desta figura.
Tabela 1: Cadeias completas de busca e suas adaptações específicas para cada plataforma. Cadeias booleanas utilizadas em cada base de dados e repositório, restrições de campo, filtros de idioma, data de execução e número de registros retornados por cada fonte. Clique aqui para baixar este arquivo.
Tabela 2: Estudos de caso representativos considerados na análise comparativa. Área de estudo, país, área de drenagem, período do estudo, método principal utilizado, variáveis de calibração e validação, métricas de desempenho relatadas (NSE, KGE, R2, viés percentual, precisão geral, kappa de Cohen) e contribuição específica de cada estudo para a avaliação do estresse hídrico na África Ocidental. Clique aqui para baixar este arquivo.
Tabela 3: Distribuição dos registros incluídos da África Ocidental por país e por período. Número e proporção de registros por país e por período quinquenal de publicação, com as famílias metodológicas aplicadas em cada país. Clique aqui para baixar este arquivo.
Tabela 4: Distribuição dos registros da África Ocidental incluídos por família metodológica. Número e proporção de registros para os quais cada família é a abordagem principal, número para os quais é uma abordagem secundária e os países correspondentes. Clique aqui para baixar este arquivo.
Tabela 5: Comparação sintética das principais técnicas experimentais utilizadas para avaliar o estresse hídrico em bacias hidrográficas da África Ocidental. Comparação ao longo de cinco dimensões: precisão e confiabilidade expressas por meio das métricas de desempenho relatadas pelos estudos de origem, custo e viabilidade, capacidade de capturar complexidade, escalas espaciais e temporais relevantes e adequação ao contexto regional. Clique aqui para baixar este arquivo.
Divulgações
Os autores declaram não haver conflitos de interesse relacionados a esta revisão.
Agradecimentos
Os autores agradecem aos seus colegas e ao VM Group Multiservices pelo feedback crítico sobre versões anteriores do manuscrito e pelo financiamento deste artigo.
Referências
- Food and Agriculture Organization of the United Nations. AQUASTAT – FAO’s Global Information System on Water and Agriculture. Rome: FAO; 2025.
- UN-Water. World Bank Group: Africa Water Center – Strengthening Capacity in the Water Sector [Internet]. New York: UN-Water. Available from: https://www.unwater.org/news/world-bank-group-africa-water-center-strengthening-capacity-water-sector
- Descroix L, et al. Evolution of Surface Hydrology in the Sahelo-Sudanian Strip: An Updated Review. Water. 2018;10(6):748.
- Leblanc MJ, et al. Land clearance and hydrological change in the Sahel: SW Niger. J Hydrol. 2008;375(1-2):241-52.
- Dauda AP, et al. Simultaneous increase in temperature and dry days in the West African transboundary Benue River Basin. Environ Earth Sci. 2024;83(12):369.
- Garba I, Descroix L, Panthou G, et al. Extreme rainfall characterization under climate change and rapid population growth in Niamey, Niger. Heliyon. 2023;9(4):e15063.
- Qin Y, et al. Flexibility and intensity of global water use. Nat Sustain. 2019;2(6):515-23.
- Mashala MJ, Dube T, Mudereri BT, Ayisi KK, Ramudzuli MR. A Systematic Review on Advancements in Remote Sensing for Assessing and Monitoring Land Use and Land Cover Changes Impacts on Surface Water Resources in Semi-Arid Tropical Environments. Remote Sens. 2023;15(16):3926.
- Salvadore E, Bronders J, Batelaan O. Hydrological modelling of urbanized catchments: A review and future directions. J Hydrol. 2015;529:62-81.
- Obahoundje S, Ofosu EA, Kiem AS, et al. Potential impacts of climate, land use and land cover changes on hydropower generation in West Africa: a review. Environ Res Lett. 2022;17:043005.
- Arfasa GF, Owusu-Sekyere E, Doke DA, Ayisi Ampofo J. Impacts of climate and land use/cover changes on the sustainability of irrigation water in West Africa: a systematic review. All Earth. 2024;36(1):1-13.
- Anggraini R, Baja S, Neswati R. Assessing the impact of land use change on ecosystem service using GIS and remote sensing technology: a review. IOP Conf Ser Earth Environ Sci. 2025;1525(1):012030.
- Page MJ, et al. The PRISMA 2020 statement: an updated guideline for reporting systematic reviews. BMJ. 2021;372:n71.
- Moriasi DN, et al. Model evaluation guidelines for systematic quantification of accuracy in watershed simulations. Trans ASABE. 2007;50(3):885-900.
- Mounirou LA, Zouré CO, Yonaba R, et al. Multi-scale analysis of runoff from a statistical perspective in a small Sahelian catchment under a semi-arid climate. Arab J Geosci. 2020;13(4):154.
- Cornelissen T, Diekkrüger B, Giertz S. A comparison of hydrological models for assessing the impact of land use and climate change on discharge in a tropical catchment. J Hydrol. 2013;498:221-36.
- Bormann H, Diekkrüger B, Hauschild M, et al. Regional hydrological modeling in Benin (West Africa): uncertainty issues versus scenarios of expected future environmental change. Phys Chem Earth. 2005;30(6-7):447-59.
- Yira Y, Diekkrüger B, Steup G, Bossa AY. Modeling land use change impacts on water resources in a tropical West African catchment (Dano, Burkina Faso). J Hydrol. 2016;537:187-99.
- Op de Hipt F, et al. Applying SHETRAN in a Tropical West African Catchment (Dano, Burkina Faso)—Calibration, Validation, Uncertainty Assessment. Water. 2017;9(2):101.
- Idrissou M, et al. Modeling the Impact of Climate and Land Use/Land Cover Change on Water Availability in an Inland Valley Catchment in Burkina Faso. Hydrology. 2022;9(1):12.
- Poméon T, Diekkrüger B, Springer A, Kusche J, Eicker A. Multi-objective validation of SWAT for sparsely-gauged West African river basins: a remote sensing approach. Water. 2018;10(4):451.
- Bodjrènou R, Yira Y, Ahamidé B, Diekkrüger B. Assessment of Current and Future Land Use/Land Cover in the Oueme Basin (Benin, West Africa) under a Changing Climate. Sustainability. 2023;15(3):2245.
- Ganni Mampo OM, Diekkrüger B, Näschen K, et al. Rainfall and streamflow variability in North Benin, West Africa. J Hydrol Reg Stud. 2025;57:101952.
- Awotwi A, Yeboah F, Kumi M. Assessing the impact of land cover changes on water balance components of White Volta Basin in West Africa. Water Environ J. 2015;29(2):259-67.
- Aduah MS, Jewitt GPW, Toucher ML. Assessing Impacts of Land Use Changes on the Hydrology of a Lowland Rainforest Catchment in Ghana, West Africa. Water. 2018;10(1):9.
- . Togbévi QF, Sintondji LO. Hydrological response to land use and land cover changes in a tropical West African catchment (Couffo, Benin). AIMS Geosci. 2021;7(3):338-54.
- Bodjrènou R, Yira Y, Diekkrüger B, et al. Investigating the impacts of climate and land use/cover change on hydrological fluxes in the Oueme Delta hydrosystem using ParFlow-CLM. Sci Rep. 2026;16:39679.
- ORSTOM. Étude hydrologique de bassins urbains à Niamey [Hydrological study of urban catchments in Niamey]. Niamey: Office de la Recherche Scientifique et Technique Outre-Mer; 1979. French.
- Boko BA, et al. High-Resolution, Integrated Hydrological Modeling of Climate Change Impacts on a Semi-Arid Urban Watershed in Niamey, Niger. Water. 2020;12(2):364.
- Olofintoye OO, Salami AW, Ajayi EO. A study on the applicability of a SWAT model in predicting the water yields and water balance of the Upper Oueme catchment, Benin Republic. Slovak J Civ Eng. 2022;30(1):48-58.
- Guan M, Sillanpää N, Koivusalo H. Modeling and assessment of hydrological changes in a developing urban catchment. Hydrol Process. 2015;29(13):2880-94.
- Sambou MHA, et al. Prediction of land use and land cover change in two watersheds in the Senegal River basin (West Africa) using the Multilayer Perceptron and Markov chain model. Geomat Nat Hazards Risk. 2023;14(1):2231137.
- Lu D, Mausel P, Brondízio E, Moran E. Change detection techniques. Int J Remote Sens. 2004;25(12):2365-401.
- Blatchford ML, Mannaerts CM, Njuki SM, et al. Evaluation of WaPOR V2 evapotranspiration products across Africa. Hydrol Process. 2020;34(15):3200-21.
- Cannella G, Pezzoli A, Tiepolo M. Comparative trend analysis of precipitation indices in several towns of the Sirba River catchment (Burkina Faso) from CHIRPS and TAMSAT rainfall estimates. Climate. 2024;12(12):208.
- Houngnibo MCM, et al. Validation of high-resolution satellite precipitation products over West Africa for rainfall monitoring and early warning. Front Clim. 2023;5:1185754.
- Kouakou C, et al. Comparison of gridded precipitation estimates for regional hydrological modeling in West and Central Africa. J Hydrol Reg Stud. 2023;47:101409.
- Barbosa SA, Pulla ST, Williams GP, et al. Evaluating Groundwater Storage Change and Recharge Using GRACE Data: A Case Study of Aquifers in Niger, West Africa. Remote Sens. 2022;14(7):1532.
- Ouarani M, et al. Exploring groundwater recharge mechanisms in a semi-arid coastal aquifer using isotopic analysis, remote sensing, and hydrological modeling. In: AGU Fall Meeting Abstracts 2023. Washington (DC): AGU; 2023. p. H04-05.
- Aloui S, Gires A, Hoang KD, et al. A review of Soil and Water Assessment Tool (SWAT) studies in Mediterranean watersheds: Lessons for data-scarce environments. Environ Int. 2023;171:107684.
- Aboelnour M, Gitau MW, Engel BA. A comparison of streamflow and baseflow responses to land-use change and the variation in climate parameters using SWAT. Water. 2020;12(1):191.
- Locke KA, Shanafield M, Cook PG, Simmons CT. Modeling relationships between land use and water quality: a critical review of statistical approaches. Environ Int. 2024;188:108703.
- Toure M, et al. Machine learning approaches for imputing missing meteorological data in Senegal. Appl Comput Geosci. 2025;27:100281.
- Polasky A, Evans JL, Fuentes JD. Statistical downscaling for precipitation projections in West Africa. Theor Appl Climatol. 2023;155(1):327-47.
- Arsenault R, Martel JL, Brunet F, et al. Continuous streamflow prediction in ungauged basins: long short-term memory neural networks clearly outperform traditional hydrological models. Hydrol Earth Syst Sci. 2023;27(1):139-57.
- Nearing G, et al. Global prediction of extreme floods in ungauged watersheds. Nature. 2024;627(8004):559-63.
- Koffi B, et al. Impact of climate and land use/land cover change on Lobo reservoir inflow, West-Central of Côte d’Ivoire. J Hydrol Reg Stud. 2023;47:101417.
- Obahoundje S, Youan Ta M, Diedhiou A, Amoussou E, Kouadio K. Sensitivity of hydropower generation to changes in climate and land use in the Mono Basin (West Africa) using CORDEX dataset and WEAP model. Environ Process. 2021;8(3):1073-97.
- Ndiaye PM, Bodian A, Dezetter A, Ogilvie A, Goudiaby O. Sensitivity of global hydrological models to potential evapotranspiration estimation methods in the Senegal River Basin (West Africa). J Hydrol Reg Stud. 2024;53:101823.
- Togbévi QF, et al. A multi-model approach for analysing water balance and water-related ecosystem services in the Ouriyori catchment (Benin). Hydrol Sci J. 2020;65(14):2453-65.
- Kouassi AM, Gnangouin AYJ, Konan GR, Nassa RAK. Impacts of climate change on water stress in West Africa: case study of the N’zi (Bandama) watershed in Côte d’Ivoire. Int J Environ Clim Change. 2022;12(12):472-83.