Modelagem do processo chuva-vazão na bacia hidrográfica do ribeirão Santa Bárbara em Goiás, Brasil

Authors

  • Isabella Almeida Costa Universidade Federal de Goiás (UFG)
  • Michelle da Silva Honório Universidade Federal de Goiás (UFG)

Keywords:

Modelagem hidrológica, Recursos Hídricos, Vazão estimada, Vazão observada

Abstract

A compreensão dos fluxos hídricos é parte essencial para a gestão dos recursos hídricos e os modelos hidrológicos estão apresentando-se cada vez mais necessários para este processo. Dentre as principais variáveis utilizadas para a aplicação nestes modelos, tem-se a precipitação, que é uma das que mais influenciam nas estimativas de vazão de uma bacia. Sendo assim, este estudo teve como objetivo verificar e comparar os resultados da validação e calibração ao aplicar a modelagem conceitual denominada como Tank Model, para representar o processo de chuva-vazão na bacia hidrográfica do Ribeirão Santa Bárbara na região sul do Estado de Goiás, empregando o algoritmo de Gradiente Reduzido Generalizado (GRG). Para isso, foi utilizada uma série histórica mensal de 10 anos sem falhas e aplicada a programação não-linear para definir os parâmetros do modelo. Para que fosse possível a comparação dos dados de vazão estimados com os observados das estações fluviométricas, utilizou- se o coeficiente de Nash-Sutcliffe (eNS). Os resultados representados pelos eNS obtidos foram considerados satisfatórios em termos de modelagem hidrológica, pois o modelo aplicado entregou coeficientes para a calibração de 0,875 e para a validação de 0,737. Já os coeficientes de correlação (R) se apresentaram altos, tanto para calibração (R = 0,88), quanto para validação (R = 0,80). Portanto, concluiu-se que devido à eficiência e simplicidade de entendimento, o modelo é satisfatório para essa região e pode ser aplicado em locais menos favorecidos, com poucos dados disponíveis, para simulação confiável de estimativas de fluxos hidrológicos.

Author Biographies

Isabella Almeida Costa, Universidade Federal de Goiás (UFG)

Possui graduação em Engenharia Ambiental e Sanitária pela Universidade Federal de Goiás (2016). Com experiências e atuando principalmente nos seguintes temas: geoprocessamento, abastecimento de água, bacias de captação, e captação de água. Especialista em Engenharia de Segurança do Trabalho (2018) e atualmente aluna de pós-graduação mestranda em Ciências Ambientais pela Universidade Federal de Goiás. Pesquisadora do Plano Estadual de Saneamento Básico.

Michelle da Silva Honório, Universidade Federal de Goiás (UFG)

Possui graduação em Engenharia Ambiental e Sanitária pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás (2018), mestrado em Ciências Ambientais pela Universidade Federal de Goiás (2020) e especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho pela UniAraguaia (2020). Atualmente atua como pesquisadora na área de disponibilidade hídrica, no âmbito do projeto San Rural (FUNASA/UFG).

References

ALMEIDA, L.; SERRA, J. C. V. Modelos hidrológicos, tipos e aplicações mais utilizadas. Revista FAE, v. 20, n. 1, p. 129–137, jan./jun. 2017.

ANA (Agência Nacional de Águas). Hidroweb: séries históricas de estações. Disponível em: http://www.snirh.gov.br/hidroweb/publico/mapa_hidroweb.jsf. Acesso em: 16 set. 2018.

BARATI, R. Application of Excel Solver for parameter estimation of the Nonlinear Muskingum Models. KSCE Journal of Civil Engineering, v. 17, n. 5, p. 1139-1148, 2013.

BDMEP (Banco de Dados Meteorológicos para Ensino e Pesquisa). Séries históricas mensais. Disponível em: http://www.inmet.gov.br/projetos/rede/pesquisa/. Acesso em: 29 set. 2018.

BLANCO, C. J. C.; FAVRE, A. C.; SECRETAN, Y. Análise, aplicação e transposição de um modelo chuva-vazão para simulação de curvas de permanência de pequenas bacias da Amazônia. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, v. 12, n. 1, p. 205–216, jan./mar. 2007.

CELESTE, A. B.; CHAVES, Vanessa Silva. Avaliação de algoritmos de otimização e funções objetivo para calibração automática do modelo chuva-vazão Tank Model. Ciência e Natura, v. 36, n. 3, p. 527- 537, 2014.

CELESTE, A. B.; MENEZES, T.; FONTES, V. Modelagem do processo chuva-vazão pelo Tank Model e por redes neurais artificiais na Bacia do Rio Japaratuba. Scientia Plena, v. 10, n. 7, p. 2014.

EMBRAPA (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária). Latossolos: definição e características gerais. Disponível em: http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/solos_tropicais/arvore/CONTAG01_11_2212200611540.html. Acesso em: 1º out. 2018.

INMET (Instituto Nacional de Meteorologia). Normas Climatológicas Históricas (1961-1990): Precipitação Acumulada Mensal e Anual. Disponivel em: http://www.inmet.gov.br/portal/index.php?r=estacoes/estacoesAutomatica. Acesso em: 29 set. 2018.

LUCAS, E. W. M.; SOUSA, F. de A.; SILVA, F. D. dos S.; LUCIO, P. S. Modelagem hidrológica determinística e estocástica aplicada à região hidrográfica do Xingu, Pará. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 24, n. 3, p. 308-322, 2009.

MENDES, T. A.; VIEIRA, M. E. A.; FRANCO, C.; VILELA, L. de F.; FORMIGA, K. T. M.; BARBALHO, F. D. Aplicação do Tank Model na modelagem da bacia hidrográfica de Flores de Goiás. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE RECURSOS HÍDRICOS, 17., 2007, São Paulo. Anais [...]. Goiânia: UFG, 2007. p. 1-15.

NASH, J. E.; SUTCLIFFE, J. V. River flow forecasting through conceptual models: part I: A discussion of principles. Journal of Hydrology, v. 10, p. 282–290, 1970.

NUNES, F. M. S.; FARIAS, C. A. S. de; MARTINS, W. A.; ALMEIDA, R. N. de; LEITE, J. C. A. Aplicação do Tank Model para estimativa mensal de vazões na Bacia Hidrográfica do Rio Piancó. Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável, v. 9, n. 1, p. 343-349, jan./mar. 2014.

PEREIRA, T. S. R.; SANTOS, K. A. dos; SILVA, B. F.; FORMIGA, K. T. M.; SOARES, A. K. Desenvolvimento de um modelo chuva-vazão via Tank Model e calibração automática. Revista Eletrônica de Engenharia Civil, v. 11, n. 3, p. 17-28, dez. 2015/jun. 2016.

SMITH, S.; LASDON, L. Solving large sparse nonlinear programs using GRG. ORSA Journal on Computing, v.4, n.1, p. 2–15, 1992.

SUGAWARA, M. Automatic calibration of the Tank Model. Hydrological Science Bulletin, v. 24, n. 3, p. 375-388, 1979.

XIONG, J.; OHNISHI, Y.; TAKAHASHI, K.; KOYAMA, T. Parameter determination of multi-tank model with dynamically dimensioned search. Proceedings of the Symposium on Rock Mechanics, v. 38, p. 19-24, jan. 2009.

Published

2020-06-30

How to Cite

Almeida Costa, I., & da Silva Honório, M. (2020). Modelagem do processo chuva-vazão na bacia hidrográfica do ribeirão Santa Bárbara em Goiás, Brasil. Revista Tecnia, 5(1), 101–116. Retrieved from https://periodicos.ifg.edu.br/tecnia/article/view/982

Issue

Section

Ciências Exatas e da Terra