Calibração e validação de um modelo hidrológico para a bacia hidrográfica do rio Ivaí.

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Fujita, Thais
• Orientador(a): Martins, Jorge Alberto
• Banca de defesa: Martins, Jorge Alberto, Uvo, Cintia Regina Bertacchi, Martins, Leila Droprinchinski
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Apucarana; Londrina
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Estações fluviométricas; Bacias hidrográficas; Ciclo hidrológico; Ivaí, Rio (PR); Stream-gaging stations; Watersheds; Hydrologic cycle
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3442

Modelos numéricos são amplamente empregados para o estudo de importantes questões relacionadas ao ciclo hidrológico, principalmente aquelas associadas às alterações de uso e ocupação do solo e à mudança climática. Os modelos hidrológicos, em particular, têm se provado ferramentas úteis para a criação de políticas por gestores e tomadores de decisões. Dessa forma, a representação adequada dos processos físicos por um modelo é de extrema importância para a qualidade das variáveis-respostas de interesse numa dada bacia. Nesse sentido, este trabalho calibrou e validou o modelo hidrológico denominado SWAT (Soil and Water Assessment Tool) para a Bacia Hidrográfica do rio Ivaí (BHRI). Para a calibração e validação foram empregadas cinco estações fluviométricas de monitoramento, distribuídas ao longo do curso central do rio. Com base em indicadores propostos na literatura para avaliação de desempenho de modelos hidrológicos, os resultados obtidos para a calibração indicam que o modelo SWAT simulou de forma adequada as vazões mensais. A partir do indicador de eficiência de Nash-Sutcliffe (NS), quatro das estações fluviométricas consideradas se classificaram como Muito Boa (NS entre 0,86 e 0,89) e apenas uma com índice Bom (0,70). A aplicabilidade do modelo para a BHRI foi confirmada através das respostas simuladas durante a etapa de validação, baseado em período distinto daquele usado na calibração. Neste caso, as cinco estações foram avaliadas como Muito Boa (NS entre 0,81 e 0,86). O modelo calibrado também foi empregado na avaliação de respostas de vazão sob diferentes arranjos de estações pluviométricas. Nesta investigação, considerou-se a simulação calibrada e validada com o maior número de estações como sendo o cenário de controle. Este procedimento permitiu investigar o impacto da densidade de estações e suas distribuições espaciais na BHRI e avaliar a densidade mínima de estações para sustentar simulações hidrológicas com qualidade satisfatória. Considerando um erro quadrático médio relativo (RRMSE) de 0,05 como aceitável pela literatura, os resultados mostraram que o modelo é capaz de representar satisfatoriamente a vazão da BHRI com arranjos mínimos entre 11 e 20 estações pluviométricas (uma estação a cada 923,11 km² e 744,44 km², respectivamente). A diferença no número mínimo de estações está associada à grande variabilidade espacial das características físicas e climáticas da BHRI, que acarreta diferentes valores de RRMSE em função do arranjo espacial das estações. Embora aperfeiçoamentos ainda sejam possíveis, a qualidade das vazões simuladas demonstra que a modelagem hidrológica com o SWAT está perfeitamente adequada para uso imediato por gestores e formuladores de políticas para a área de recursos hídricos no âmbito da BHRI.