Modelagem chuva-vazão-produção de sedimentos via problemas inversos

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: TORRES FALCÓN, Cindy
• Orientador(a): BLANCO, Claudio José Cavalcante
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Pará
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia
• Departamento: Instituto de Tecnologia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Modelagem-previsão; Lâmina de água; Produção de sedimento; Kineros2; Problemas inversos; Estimativa de parâmetros; Modeling-prediction; runoff depth; Sediment yield; Inverse problems; Parameter estimation
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
• Link de acesso: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16028

O desenvolvimento de modelos matemáticos e métodos diretos têm possibilitado a predição de fenômenos hidrológicos, como, por exemplo, chuva-vazão-produção de sedimentos. Com intuito de complementar o modelo de simulação, os problemas inversos podem ser utilizados para determinar as propriedades desses fenômenos e estimar os parâmetros, os quais não podem ser medidos diretamente. Assim, este estudo foi desenvolvido em uma pequena bacia hidrográfica da Amazônia com dados de precipitação e parâmetros estimados através do modelo Kineros2 (K2) / modelo direto (MD). O estudo propõe soluções ao problema inverso (PI) caracterizado pelo fenômeno chuva-vazão-produção de sedimentos para eventos com dados escassos, visando estimar a taxa de entrada, estimar os parâmetros físicos, a lâmina de água e a produção de sedimento da bacia analisada. Os dados de carga de sedimentos são oriundos da estação medidora de sedimentos na pequena bacia hidrográfica. Para uma análise mais pontual e detalhada do comportamento do modelo, também foram realizadas combinações de informações provenientes das observações e do modelo Kineros2 (K2) simultaneamente com Problemas inversos (PI). A principal contribuição científica do trabalho é a aplicação do método dos problemas inversos (inferências bayesianas juntamente com uma série de Fourier) para estimativa dos parâmetros do modelo de onda cinemática e do balanço de massa, e para estimativa da lâmina de água e da produção de sedimentos de uma pequena bacia hidrográfica na Amazônia. Os resultados apresentaram bom ajuste entre os dados observados e preditos via PI, pois foram obtidos coeficientes de Nash-Sutcliffe acima de 0,70 e RMSE entre 0.27 e 1.99 na calibração e na validação do modelo chuva-vazão-produção de sedimentos. A simulação da lâmina de água e da produção de sedimentos mostrou um grau de confiabilidade de 95%, sendo consistente com os dados observados.