Rodrigo Costa Gonçalves
Título
Modelagem Hidrológica do Tipo Chuva-Vazão Via SMAP e TOPMODEL - Estudo de Caso: Bacia do Rio Piabanha/RJ
Resumo
O desempenho dos diversos modelos hidrológicos determinísticos do tipo chuva-vazão depende da seleção criteriosa da estrutura do modelo e dos parâmetros adotados na modelagem, respeitada a finalidade e adequada representação dos processos componentes do ciclo hidrológico e das características físicas da bacia em estudo. Este trabalho analisa a estimativa de parâmetros para a sub-bacia de Pedro do Rio, localizada na bacia hidrográfica do rio Piabanha, no município de Petrópolis/RJ, onde se desenvolvem estudos em bacias experimentais com a participação da COPPE/UFRJ e da CPRM, entre outros organismos estaduais e federais. Na modelagem hidrológica, foram utilizados os modelos SMAP, versão original com Rosenbrock e versão com suavização hiperbólica, e TOPMODEL, alimentados com séries diárias de precipitação, vazão e evapotranspiração. Avaliaram-se comparativamente ambos os modelos, incluindo-se a discussão sobre as vantagens e limitações dos usos de cada modelo no estudo de caso, além de uma avaliação de sensibilidade do modelo TOPMODEL à resolução espacial do mapa de índice topográfico. Testou-se a parametrização obtida na modelagem da bacia de Pedro do Rio (409 km²) para a bacia delimitada pelo posto fluviométrico Moura Brasil (2.049 km²), de modo a avaliar o potencial de regionalização via modelagem hidrológica. Os resultados indicaram desempenhos bastante satisfatórios, sugerindo que há complementaridade e sinergia no entendimento dos processos físicos da bacia por essas ferramentas. Os resultados também identificaram as dificuldades e recomendações para melhores resultados utilizando a modelagem hidrológica como meio de regionalização de vazões.
Abstract
The performance of different rainfall-runoff models relies on the rigorous selection of the model structure and of the parameters adopted in the modeling process, given the purpose and consistent representation of the hydrological cycle and of the watershed physical characteristics. This work focuses on the parameter estimation for Pedro do Rio watershed, which is located in the Piabanha river watershed, at Petrópolis/RJ, where research studies are being developed at experimental watersheds by COPPE/UFRJ and CPRM, among other state and federal institutions. Under the hydrological modeling framework, the rainfall-runoff models named SMAP, original code with Rosenbrock and smoothed version, and TOPMODEL were used, both supplied with daily rainfall, stream flows and evapotranspiration data. These models were evaluated and compared with respect to the advantages and constraints on the use of each model in the case study, including also a discussion about sensitivity analisys of the spatial resolution of the topographic index map for the TOPMODEL to the flow measurements. The parameters obtained for the Pedro do Rio basin (409 km²) modelling were evaluated in the Moura Brasil watershed (2.049 km²), in order to test the potential use of hydrological modelling for river flow regionalization. The results indicated good performance for both models, suggesting that there is some connection and feedback in the understanding of the physical processes at the watershed scale with these tools. The results also identified the difficulties and recommendations for better results using modelling as means of regionalization.
