Abordagens distribuídas para simulação do escoamento superficial baseadas no modelo digital de elevação
| Autor: | Lima, Dário Macedo |
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| Přispěvatelé: | Paz, Adriano Rolim da |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2021 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB Universidade Federal da Paraíba (UFPB) instacron:UFPB |
| Popis: | Hidropixel is a simple distributed rainfall-runoff model used to estimate the direct runoff hydrograph for storm events. First, the Hidropixel model determines the flow travel time from each Digital Elevation Model (DEM) pixel to the basin outlet. Then, excess precipitation is estimated for each DEM pixel using SCS-CN method. The final direct runoff hydrograph for the entire basin is determined by the sum of the flow rate from all contributing pixels during each timestep. In this research, two methods were developed to improve the Hidropixel model: Hidropixel-TUH+ and Hidropixel-DLR. In the first one, a triangular unit hydrograph was estimated for each pixel. It was assumed that the hydrograph reaches the basin outlet after the pixel travel time. In the second method, the flow rate generated by an excess precipitation pulse reaches the basin outlet after the travel time and the final pixel hydrograph pass through a linear reservoir to represent the storage effects. The upper Medway catchment (250 km2), located to the south east of England, was used to test the methods. The results demonstrate that both methods had a good performance. The Hidropixel-DLR predicted well the shape of the hydrograph for most storm events (average Nash-Sutcliffe efficiency of 0.93), accurately reproducing the peak flow rate and the time to peak. Hidropixel-TUH+ performed worse than Hidropixel-DLR, underpredicting the peak flow rate and overpredicting the time to peak, but it also predicted well the hydrograph, with an average efficiency of 0.84. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES O Hidropixel é um modelo chuva-vazão distribuído relativamente simples, utilizado para estimar o hidrograma do escoamento superficial em eventos de precipitação. No Hidropixel, o tempo de viagem do escoamento até o exutório é determinado para cada pixel do Modelo Digital de Elevação (MDE) que pertence à bacia. Em seguida, a chuva excedente é estimada em cada um desses pixels com base no método SCS-CN. O hidrograma final para toda a bacia é a superposição dos hidrogramas gerados por cada pixel. Neste trabalho foram desenvolvidos dois métodos com o objetivo de incrementar o modelo: Hidropixel-TUH+ e Hidropixel-DLR. No primeiro deles, um hidrograma unitário triangular é estimado para cada pixel, assim como na versão original, mas é transladado até o exutório de acordo com o tempo de viagem do pixel avaliado. No segundo método, a vazão gerada por um bloco de chuva excedente é transladada até o exutório com base no tempo de viagem do pixel e o hidrograma final do pixel é atenuado por um reservatório linear hipotético presente em cada pixel da bacia, de forma a considerar os efeitos do armazenamento temporário da água. Para avaliar os métodos, foi utilizada como área de estudo a bacia hidrográfica do Alto Medway (250 km2), localizada no sudeste da Inglaterra. Os resultados mostraram que os dois métodos melhoraram substancialmente as estimativas de vazão obtidas com o Hidropixel. O Hidropixel-DLR apresentou um bom desempenho na maioria dos eventos (coeficiente de Nash-Sutcliffe médio igual a 0,93) e obteve uma boa performance nas estimativas de vazão de pico e tempo de pico. O Hidropixel-TUH+ também apresentou um bom desempenho (coeficiente de Nash-Sutcliffe médio igual a 0,84), mas ainda assim teve uma performance pior em relação ao Hidropixel-DLR, subestimando as vazões de pico e adiando a ocorrência dessas vazões máximas. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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