Aplicação do Tank Model como Ferramenta de Gestão na Bacia do Rio Perdizes – Cambará do Sul/RS

Karla Campagnolo, Sofia Melo Vasconcellos, Vinicius Santanna Castiglio, Marina Refatti Fagundes, Masato Kobiyama

Resumo


A representação do processo precipitação-vazão por meio de modelos hidrológicos conceituais visa quantificar o volume escoado em uma bacia como consequência de uma determinada precipitação. Aliados a eles, os índices têm sido uma ferramenta útil para quantificar eventos extremos, como o Soil Moisture Index (TMI) que foi formulado a partir do modelo hidrológico Tank Model. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi aplicar o Tank Model para a bacia do rio Perdizes, em Cambará do Sul (RS), e avaliar o desempenho do TMI para prever a ocorrência de cheias, limiar este utilizado para o fechamento da Trilha do rio do Boi, no Parque Nacional de Aparados da Serra (PNAS). Os dados utilizados na simulação foram obtidos pelas estações meteorológica e fluviométrica instaladas na bacia. Após a calibração e validação de três séries históricas no Tank Model, os valores obtidos do TMI foram comparados com os dias que a Trilha foi fechada, a partir de altos níveis registrados no rio Perdizes. O TMI demonstrou que o nível utilizado para fechar a Trilha do rio do Boi correspondeu a cheias em 72% das vezes. Portanto, o TMI mostrou bom desempenho ao indicar a ocorrência de cheias na área estudada, sendo uma ferramenta útil para a tomada de decisões na gestão do PNAS.

Palavras-chave


Tank Moisture Index, fechamento de trilha, Parque Nacional de Aparados da Serra.

Referências


Amiri, B.J., Fohrer, N., Cullmann, J., Hörmann, G., Müller, F., & Adamowski, J. (2016). Regionalization of Tank Model Using Landscape Metrics of Catchments. Water Resour Manage, 30(14), 5065-5085. DOI: 10.1007/s11269-016-1469-5

Beven, K.J. (2001). Rainfall‐runoff modelling: the primer. Chinchester, U.K.: John Wiley and Sons Press, Department of Geography Royal Holloway.

Basri, H. (2013). Development of Rainfall-runoff Model Using Tank Model: Problems and Challenges in Province Aceh, Indonesia. Aceh International Journal of Science and Technology, 2(1), 26-37. DOI: 10.13170/aijst.2.1.572

Campagnolo, K., Castiglio, V.S., Vasconcellos, S.M., & Kobiyama, M. (2019). Aplicação do Tank Model para a Bacia do Rio Perdizes em Cambará do Sul/RS. In Anais do XXIII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos. Foz do Iguaçu, PR, Brasil.

Castiglio, V.S., Campagnolo, K., & Kobiyama, M. (submetido). Análise de evapotranspiração potencial no município de Cambará do Sul/RS. Revista Engenharia na Agricultura.

Celeste, A.B., & Chaves, V.S. (2014). Avaliação de Algoritmos de Otimização e Funções Objetivo para Calibração Automática do Modelo Chuva-Vazão Tank Model. Ciência e Natura, 36(3), 527-537. DOI: 10.5902/2179460X13421

Criss, R.E., & Winston, W.E. (2008). Do Nash values have value? Discussion and alternate proposals. Hydrological Processes, 22(14), 2723-2725. DOI:10.1002/hyp.7072

Deb, K., Pratap, A., Agarwal, S., & Meyarivan, T.A.M.T. (2002). A fast and elitist multiobjective genetic algorithm: NSGA-II. IEEE Transactions on Evolutionary Computation, 6(2), 182–197. DOI: 10.1109/4235.996017

EMBRAPA. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. (2018). Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. Brasília.

Fagundes, M.R., Fan, F.M., & Paixão, M.A. (2019). Modelagem hidrológica e hidrodinâmica como ferramenta para auxiliar no critério de fechamento da Trilha do rio do Boi (RS e SC). In Anais do XXIII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos. Foz do Iguaçu, PR, Brasil.

Grison, F., & Kobiyama, M. (2009). Erros e incertezas na estimativa de vazões e no traçado de curvas-chave. In Anais do XVIII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos Campo Grande, MS, Brasil.

Gutierrez, J.C.T., Adamati, D. S., & Bravo, J.M. (2019). A new stopping criterion for multi-objective evolutionary algorithms: Application in the calibration of a hydrologic model. Computational Geosciences, 23, 1219-1235. DOI: 10.1007/s10596-019-09870-3

IBAMA. Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis. (2004). Plano de Manejo dos Parques Aparados da Serra e Serra Geral. Ministério do Meio Ambiente. Brasília.

IBGE. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. (2020). Banco de dados de Informações Ambientais - Pedologia. Disponível em < https://bdiaweb.ibge.gov.br/#/consulta/pedologia>. Acesso em 3 out. 2020.

Ishihara, Y., & Kobatake, S. (1979). Runoff model for flood forecasting. Bulletin of Disaster Prevention Research Institute, Kyoto University, 29(1), 27–43.

Junsawang, P., Asavanant, J., & Lursinap, C. (2007). Artificial Neural Network Model for Rainfal-Runoff Relationship. In 2nd International Conference on Asian Simulation and Modeling. (p. 267-273). Chiang Mai, Tailândia.

Kobiyama, M., & Vestena, L.R. (2006). Aplicação do método de Penman modificado no cálculo da evapotranspiração potencial para quatro estações meteorológicas do estado do Paraná. Revista Ciências Exatas e Naturais, 8(1), 83-97.

Kuok, K.K., Harun, S., & Shamsudin, S.M. (2010). Global optimization methods for calibration and optimization of the hydrologic Tank model’s parameters. Canadian Journal on Civil Engineering, 1(1), 2-14.

Lara, P.G., & Kobiyama, M. (2012). Proposta de Modelo Conceitual: PM Tank Model. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, 17(3), 149-161. DOI: 10.21168/rbrh.v17.n3.p149-161

Lindner, E.A., & Kobiyama, M. (2009). Proposal of Tank Moisture Index to predict floods and droughts in Peixe River watershed, Brazil. IAHS-AISH Publication, 331, 314-323.

Lindner, E. A., Kobiyama, M., & Caprario, G.N. (2011). Proposal of Tank Moisture Index to Predict Floods and Droughts in Peixe River Watershed, Brazil. In XIVth IWRA World Water Congress. ABRH, (p. 1-17). Porto de Galinhas, Brasil.

Marinho Filho, G.M., Andrade, R.S., Zukowski, J.C., & Magalhães Filho, L.N.L. (2012). Modelos hidrológicos: conceitos e aplicabilidades. Revista de Ciências Ambientais, 2(6), 35-47. DOI: 10.18316/268

Moriasi, D.N., Arnold, J.G., Van Liew, M.W., Bingner, R.L., Harmel, R.D., & Veith, T.L. (2007). Model evaluation guidelines for systematic quantification of accuracy in watershed simulations. American Society of Agricultural and Biological Engineers, 50(3), 885-900. DOI: 10.13031/2013.23153

Nagasaka, A., & Nakamura, F. (1999). The influences of land-use changes on hydrology and riparian environment in a northern Japanese landscape. Landscape Ecology, 14, 543-556. DOI: 10.1023/a:1008164123102

Nash, J.E., & Sutcliffe, J.V. (1970). River flow forecasting through conceptual models part 1- a discussion of principles. Journal of Hydrology, 10(3), 282-290. DOI: 10.1016/0022-1694(70)90225-6

Paik, K., Kim, J.H., Kim, H.S., & Lee, D.R. (2005). A conceptual rainfall-runoff model considering seasonal variation. Hydrological Processes: An International Journal, 19(19), 3837-3850. DOI: 10.1002/hyp.5984

Pereira, T.S.R., dos Santos, K.A., da Silva, B.F., Formiga, K.T.M., & Soares, A.K. (2016). Desenvolvimento de um Modelo Chuva-Vazão via Tank Model e Calibração Automática. Revista Eletrônica de Engenharia Civil, 11(3), 17-28. DOI: 10.5216/reec.v11i3.36007

Pushpalatha, R., Perrin, C., Le Moine, N., & Andréassian, V. (2012). A review of efficiency criteria suitable for evaluating low-flow simulations. Journal of Hydrology, 420, 171-182.DOI: 10.1016//j.jhydrol.2011.11.055

Seshadri, A. (2009). NSGA - II: A multi-objective optimization algorithm. Disponível em: .

Sugawara, M. (1961). On the Analysis of Runoff Structure about Several Japanese Rivers. Japanese Journal of Geophysics, 2(4), 1-76.

Sugawara, M. (1995). Tank Model in Computer Models of Watershed Hydrology. In V.P. Singh (Ed.), Water Resources Publications (pp. 165-214). Highlands Ranch.

Tucci, C.E.M., & Beltrame, L.F.S. (2000). Evaporação e Evapotranspiração. In C.E.M. Tucci (Org.), Hidrologia: Ciência e Aplicação (pp. 253-287). Porto Alegre: ABRH.

Vasconcellos, S.M., Moreira, L.L., & Kobiyama, M. (2018). Análise de eventos de seca no baixo rio São Francisco a partir do Tank Moisture Index. In Anais do I Encontro Nacional de Desastres. Porto Alegre, RS) Brasil.

Vasconcellos, S. M., Kobiyama, M., & Mota, A.A. (no prelo). Evaluation of Soil Water Index of distributed Tank Model in a small basin with field data. Hydrology and Earth System. Sciences Discussions. DOI: 10.5194/hess-2019-682.




DOI: https://doi.org/10.26848/rbgf.v14.2.p%25p

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