Modelos Chuva-Vazão

Modelos chuva-vazão representam uma bacia hidrográfica como um sistema de reservatórios e fluxos conceituais que transformam a precipitação em vazão, fornecendo simulações e previsões parcimoniosas.

Definition

Modelos chuva-vazão são modelos matemáticos, frequentemente conceituais e agregados, que simulam a transformação da precipitação média da bacia (e evapotranspiração) em vazão através de uma estrutura de armazenamentos e fluxos com parâmetros calibrados.

Scope

Este tópico abrange modelos conceituais chuva-vazão agregados (lumped) e semi-distribuídos, sua estrutura de reservatórios interconectados, seus parâmetros e entradas, e seu uso em simulação e previsão. Ele complementa os modelos fisicamente baseados mais explicitamente espaciais e os tópicos de calibração e incerteza.

Core questions

• Como os modelos conceituais representam o armazenamento e o escoamento da bacia?
• Quais entradas e parâmetros os modelos chuva-vazão exigem?
• Como as abordagens agregadas, semi-distribuídas e distribuídas diferem?
• Onde os modelos chuva-vazão são usados operacionalmente?

Key concepts

• Reservatórios e fluxos conceituais
• Modelos agregados versus semi-distribuídos
• Contabilidade da umidade do solo
• Parâmetros e entradas do modelo
• Simulação e previsão de vazão
• Modelos HBV e Sacramento

Key theories

Modelagem conceitual de armazenamento e fluxo

Bacias são representadas por reservatórios conceituais interconectados (para umidade do solo, água subterrânea, roteamento) cujo comportamento de enchimento e extravasamento, calibrado a dados, reproduz a vazão observada com relativamente poucos parâmetros.

Modelos conceituais operacionais

Modelos como o HBV e o modelo Sacramento Soil Moisture Accounting exemplificam a modelagem conceitual chuva-vazão adotada para previsão operacional de vazões e simulação de recursos hídricos.

Clinical relevance

Modelos conceituais chuva-vazão são ferramentas essenciais para a previsão operacional de vazões, planejamento de reservatórios e abastecimento de água, e estudos de impacto de clima e uso do solo, oferecendo um equilíbrio prático entre a fidelidade e os dados e computação que exigem.

History

Após o hidrograma unitário, modelos conceituais digitais de bacias surgiram a partir da década de 1960, incluindo o Stanford Watershed Model, o modelo Sacramento e o HBV; esses modelos de armazenamento e fluxo tornaram-se padrão para previsão operacional e foram posteriormente estendidos para formas semi-distribuídas e distribuídas.

Key figures

• Keith J. Beven
• Sten Bergstrom
• Robert J. C. Burnash

Seminal works

• beven2012
• bergstrom1976
• burnash1973

Frequently asked questions

O que é um modelo conceitual chuva-vazão?

É um modelo que representa uma bacia com um pequeno conjunto de armazenamentos e fluxos conceituais interconectados, em vez de resolver a física completa no espaço; seus parâmetros são calibrados para que a vazão simulada corresponda às observações.

Por que usar um modelo agregado em vez de um detalhado distribuído?

Modelos conceituais agregados exigem muito menos dados de entrada e computação e são frequentemente tão precisos para a vazão na saída, por isso permanecem populares para previsão e planejamento, especialmente onde dados espaciais detalhados não estão disponíveis.