Identificação de regiões homogêneas e geração de relações geomorfológicas de canais : impactos na modelagem hidrodinâmica em grandes bacias hidrográficas

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Coelho, Clivia Dias
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Hidrologia de bacias; Canais (Engenharia hidráulica); Geomorfologia; Engenharia de Água e Solo
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/28399

A modelagem hidrológica em grande escala é fundamental para a gestão de recursos hídricos, especialmente em países da América do Sul, onde existe baixa densidade de estações fluviométricas. Geralmente, as dimensões transversais dos canais para aplicação na modelagem hidrológica têm sido estimadas por equações geomorfológicas (EGs) que representam características médias de uma região. Levando-se em conta que a modelagem hidrológica em diversos estudos demonstrou sensibilidade às dimensões dos canais, acredita-se que o aperfeiçoamento da sua representação pode ser feito através do refinamento das EGs, discretizadas para regiões hidrologicamente homogêneas (RHHs). Dessa forma, o objetivo do presente trabalho foi investigar o impacto do aperfeiçoamento da representação das dimensões dos canais, através do refinamento de EGs, na modelagem hidrológica-hidrodinâmica utilizando o software MGB SA nas bacias dos rios Purus, Doce, Parnaíba, Paraguai e Uruguai. Para a obtenção das dimensões dos canais, foram utilizados dados de perfil transversal de estações fluviométricas da Agência Nacional de Águas. O agrupamento das estações em RHHs com base na geomorfologia dos canais foi feito utilizando duas metodologias: Análise de Cluster K-means e Conveniência Geográfica. Em seguida, foram desenvolvidas EGs para cada bacia e para as RHHs. Quando não foi possível gerar RHHs, analisou-se o uso de uma equação individualizada para o rio principal. Os valores de largura e profundidade estimados pelas EGs foram então comparados com os dados observados e os obtidos nos bancos globais GRWD (Andreadis et al., 2013) e GRWL (Allen e Pavelsky, 2018). Foram realizadas duas simulações utilizando o modelo MGB SA, sendo a primeira com as EGs com melhor desempenho na bacia; e a segunda com os dados globais GRWD. Os valores estimados foram então comparados com os dados observados das estações fluviométricas. Os resultados permitiram constatar que a análise de cluster K-means foi eficiente na definição de RHHs apenas para a bacia do rio Purus, enquanto a Conveniência Geográfica permitiu a definição de RHHs para as bacias dos rios Purus, Parnaíba e Uruguai. As EGs para toda bacia melhoraram as estimativas de largura e profundidade em comparação aosdados globais em todas as bacias, enquanto as EGs para as RHHs proporcionaram melhores estimativas para as bacias dos rios Purus, Uruguai e Parnaíba. Já o uso de equações para o rio principal nas bacias dos rios Doce e Paraguai não proporcionou melhoria nas estimativas das dimensões dos canais destas bacias. O uso de EGs mais refinadas proporcionou melhora no desempenho da modelagem de vazão e nível com o modelo MGB SA apenas na bacia do rio Purus, devido ao fato de que o aprimoramento da representação dos canais apresenta efeitos maiores em regiões com grandes planícies de inundação. A diferença de desempenho na modelagem com o uso das EGs não apresentou relação direta com a área de drenagem, estando mais relacionada à presença de planícies de inundação. Por fim, os dados globais GRWD podem ser utilizados com relativa confiança para modelagem de vazão e nível com o modelo MGB SA em bacias com rios mais declivosos, enquanto as EGs mais refinadas devem ser utilizadas para aplicações em bacias com grandes planícies de inundação e hidrodinâmica simples. Palavras-chave: Geometria de canais. Regiões hidrologicamente homogêneas. Modelagem hidrológica.