Tank model modificado para escoamento e produção de sedimentos

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Censi, Guilherme
• Orientador(a): Michel, Gean Paulo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Hidrossedimentologia; Modelos hidrológicos; Calibração; Bacia hidrográfica : Caracterização
• Palavras-chave em Inglês: Hydrosedimentological modeling; Watershed characteristics; Regression analysis
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/197935

O Tank Model é um modelo hidrológico conceitual do tipo chuva-vazão, muito simples, aplicável para diversas situações e objetivos. Sua base conceitual, que considera a representação de sistemas através da associação de reservatórios, é bastante utilizada para desenvolvimento de modelos hidrológicos. O modelo, inicialmente concebido para descrever a produção de escoamento, também vem sendo utilizado para outros fins, tal como simular a produção de sedimentos em bacias hidrográficas. Contudo, a sua utilização é limitada pela escassez de dados hidrológicos/hidrossedimentológicos para calibração dos parâmetros do modelo. Para superar esse problema, pesquisas buscam desenvolver a regionalização do Tank Model para simulação do escoamento a partir da definição de relações entre características da bacia hidrográfica e os parâmetros do modelo. O objetivo da presente pesquisa foi avaliar a aplicação do Tank Model para estimativa do escoamento e da produção de sedimentos em bacias hidrográficas e, como objetivo adicional, testar a regionalização do modelo. O Tank Model foi modificado e a estrutura do modelo foi baseada em dois módulos, um para simulação de escoamento e outro para simulação de descarga de sedimentos. Para o módulo de escoamento foram utilizados dois tanques em série e para o módulo de descarga de sedimentos foi utilizado apenas um tanque. A abordagem em relação ao período simulado foi baseada em eventos hidrossedimentológicos. Considerando a disponibilidade de dados, a área de estudo foi composta por quatro bacias localizadas na região norte de Santa Catarina. Os valores ótimos dos parâmetros do modelo foram determinados por calibração utilizando o algoritmo NSGA-II. As simulações dos escoamentos e das descargas de sedimentos apresentaram boa concordância em relação aos valores observados para a maioria dos eventos hidrossedimentológicos. Para representar as características da bacia foram calculadas 37 métricas relacionadas à fatores morfológicos, geológicos, do solo, da vegetação e climático-hidrológicos. As características da bacia que apresentaram correlação significativa com os parâmetros do Tank Model foram selecionadas para desenvolver a regionalização utilizando o método de regressão linear múltipla. Os indicadores de qualidade da regressão foram satisfatórios e as métricas mais relevantes para explicar os parâmetros do modelo estão relacionadas à declividade, tipo de solo e uso do solo. Os resultados apontaram que o Tank Model pode ser adaptado para uma abordagem hidrossedimentológica e ser utilizado para simular a produção de sedimentos em bacias. Além disso, os resultados indicaram que a regionalização do Tank Model para produção de sedimentos também é viável apesar das limitações da pesquisa.