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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/34006
Tipo: | Tese |
Título: | Incorporação de produtos de sensoriamento remoto na calibração de um modelo hidrológico distribuído |
Autor(es): | Ferreira, Paloma Mara de Lima |
Primeiro Orientador: | Paz, Adriano Rolim da |
Resumo: | A calibração de parâmetros de modelos hidrológicos apenas com base na reprodução do regime observado de vazões, não garante que os processos hidrológicos sejam representados satisfatoriamente. Como alternativa, a calibração com dados de variáveis como evapotranspiração (ETR) e umidade do solo (SM) obtidos por sensoriamento remoto (SR) é uma solução promissora para superar as limitações da calibração tradicional. Esta pesquisa explora o valor da combinação de produtos SR que refletem diferentes componentes do balanço hídrico. São desenvolvidos e aplicados diferentes esquemas de calibração multiobjetivo para duas bacias hidrográficas com características físicas, climáticas e hidrológicas distintas (Bacia do Rio Piancó, no semiárido paraibano, e Bacia do Rio Grande afluente a Furnas, no Sudeste). Duas abordagens de média espacial e distribuição espacial foram testadas, e procedimentos de calibração simples (apenas vazão – Q ou ETR ou SM) e multivariáveis (Q, ETR e SM) foram utilizados em quatorze procedimentos de calibração que incorporam a vazão (Q) e três produtos de satélite (ETR estimada pelo algoritmo MOD16 - MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer product 16; e pelo GLEAM - Global Land Evaporation Amsterdam Model; e a SM estimada pela European Space Agency in Climate Change Initiative program - ESA CCI). O modelo hidrológico de grande escala MGB foi adaptado para funcionar com tais esquemas de calibração, sendo rodado em passo de tempo diário no período de 2001 a 2011. A incorporação do ETR do MOD16 não ajudou a melhorar o desempenho do modelo hidrológico independentemente da configuração de calibração quando aplicado a bacia semiárida, tendo melhor desempenho para a bacia de Furnas. A introdução de estimativas de ETR do GLEAM como variável de calibração levou o modelo hidrológico a reproduzir esses valores de ETR de forma mais próxima e, ao mesmo tempo, representar melhor a Q observada para ambas as áreas de estudo. Os resultados da calibração multivariada com Q, ETR e SM mostram que os ganhos no desempenho de umidade do solo e evapotranspiração resultaram na diminuição no desempenho da vazão. As descobertas desta pesquisa destacam o benefício de incorporar o ETR e SM como variáveis de calibração para melhorar o desempenho geral do modelo hidrológico, que pode até superar a calibração baseada apenas na vazão. Contudo, existe a necessidade de testar diferentes configurações de calibração e fontes de dados RS distintas, o que pode resultar em resultados muito contrastantes. |
Abstract: | The calibration of hydrological model parameters only based on the reproduction of the observed streamflow (Q) regime does not guarantee that the hydrological processes are satisfactorily represented. Alternatively, calibration with data on variables such as actual evapotranspiration (AET) and soil moisture (SM) obtained by remote sensing (RS) is a promising solution to overcome the limitations of traditional calibration. This research explores the value of combining RS products that reflect different components of the water balance. Different multi-objective calibration schemes are developed and applied for two river basins with different physical, climatic and hydrological characteristics (Piancó River Basin, in the semiarid region of Paraíba, and the Grande River Basin tributary to Furnas, in the Southeast). Two spatial averaging and spatial distribution approaches were tested, and simple (flow only – Q or AET or SM) and multivariable (Q, AET and SM) calibration procedures were used in fourteen calibration procedures that incorporate streamflow (Q) and three satellite products (AET estimated by the MOD16 algorithm - MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer product 16; and by GLEAM - Global Land Evaporation Amsterdam Model; and the SM estimated by the European Space Agency in Climate Change Initiative program - ESA CCI). The large-scale hydrological model MGB was adapted to work with such calibration schemes, being run in a daily time step from 2001 to 2011. The incorporation of the AET of MOD16 did not help to improve the performance of the hydrological model regardless of the configuration of calibration when applied to the semi-arid basin, with better performance for the Furnas basin. The introduction of AET estimates from GLEAM as a calibration variable led the hydrological model to reproduce these AET values more closely and, at the same time, better represent the observed Q for both study areas. The results of the multivariate calibration with Q, AET and SM show that gains in soil moisture and evapotranspiration performance resulted in decreases in flow performance. The findings of this research highlight the benefit of incorporating AET and SM as calibration variables to improve overall hydrological model performance, which can even outperform calibration based on flow alone. However, there is a need to test different calibration configurations and different RS data sources, which can result in very contrasting results. |
Palavras-chave: | Evapotranspiração real Umidade do solo Calibração multiobjetivo Calibração multivariável Processos hidrológicos Funções objetivo Actual evapotranspiration Soil moisture Multi-objective calibration Multi-variable calibration Hydrological processes Objective functions |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
Sigla da Instituição: | UFPB |
Departamento: | Engenharia Civil e Ambiental |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental |
Tipo de Acesso: | Acesso aberto Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil |
URI: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/34006 |
Data do documento: | 27-Mar-2024 |
Aparece nas coleções: | Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental |
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