Pedro Lucas Cosmo de Brito
Resumo
O escoamento subterrâneo constitui uma importante contribuição para o hidrograma de bacias hidrográficas rurais, onde as características de uso e ocupação do solo permitem que haja recarga dos aquíferos. Previamente à elaboração deste trabalho, o MODCEL-COPPE/UFRJ desconsiderava a modelagem da parcela de perdas descontada da chuva total, somente simulando o escoamento superficial. A presente dissertação objetivou individualizar a infiltração e incorporar o escoamento subterrâneo à estrutura do MODCEL, com vistas a permitir a simulação de bacias rurais e peri-urbanas e ampliar a sua aplicabilidade, enquanto modelo hidrológico. Foi realizado um estudo de caso na sub-bacia do rio Piabanha até o posto fluviométrico de Pedro do Rio (417 km²), localizada em Petrópolis/RJ. Adicionalmente, foram realizadas comparações com os modelos SMAP, TOPMODEL e versões anteriores do MODCEL, que haviam já sido utilizados para esta mesma bacia. O modelo apresentou resultados satisfatórios, no que diz respeito à representação da sazonalidade e ao acerto da magnitude das vazões simuladas, com algumas superestimativas das vazões máximas. Na fase de calibração dos parâmetros – realizada manualmente – obteve-se um coeficiente de determinação R²=0,75, comparando-se as vazões calculadas às observadas. No período de validação, obteve-se um coeficiente de determinação R²=0,76. O ajuste obtido se mostrou superior aos modelos MODCEL (versão antiga) e SMAP e similar ao TOPMODEL.
Abstract
Groundwater flow is an important contribution to rural watersheds hydrograph, where land use characteristics allow aquifers recharge. Prior to this study, MODCEL-COPPE/UFRJ ignored the modeling of part of the total rainwater losses, simulating only runoff. The present dissertation aimed at representing the infiltration process and at incorporating the groundwater flow in the MODCEL’s structure, with the purpose of allowing the simulation of rural and peri-urban watersheds, thus expanding its applicability as a hydrological model. A case study was performed in the subcatchment of Piabanha river until the fluviometric station of Pedro do Rio (417 km²), located in Petrópolis/RJ. Additionally, comparisons were made with the models SMAP, TOPMODEL and other previous versions of MODCEL, which had been already used to model the same region. The proposed model presented satisfactory results, concerning the seasonality representation and the magnitude of simulated discharges, with some overestimation of peak flows. In the parameter calibration procedure – performed manually – gave a coefficient of determination R²=0,75, comparing the calculated flows to the observed flows. During validation period, we obtained a coefficient of determination R²=0,76. The fit obtained was superior to MODCEL (old version) and SMAP models and it was similar to TOPMODEL.
