Análise de sensibilidade de parâmetros do modelo hidrológico SWAT em função de diferentes características de bacias hidrográficas

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dc.contributor.advisor1Mendonça, Antonio Sérgio Ferreira
dc.contributor.authorTeixeira, Laíza Fernanda Curti
dc.contributor.referee1Rigo, Daniel
dc.contributor.referee2Cecílio, Roberto Avelino
dc.date.accessioned2018-03-22T15:49:32Z
dc.date.available2018-02-21
dc.date.available2018-03-22T15:49:32Z
dc.date.issued2017-10-09
dc.description.abstractEvaluation of mathematical models components behavior can be performed through sensitivity analysis, uncertainties and calibration techniques. In the study, it was sought to use these resources specifically for the hydrological Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model, with the purpose of evaluating the application conditions to simulate flow in a watershed in Espírito Santo State, in Brazil and, later, simulate alternative land use and occupation scenarios in the basin. In the global sensitivity analysis, the most sensitive parameters were those related to surface and base flow. The SWAT showed, after parameters calibration, to be effective in the representation of the flow variable. The Nash and Sutcliffe (NSE) coefficient calculated for the monthly simulation was 0,72 and the bias percentage (PBIAS) 9,40, both considered satisfactory, according to the literature. However, for daily flow modeling the NSE index was very low, 0,21. It was observed that the highest values present in the daily data series strongly affected the NSE coefficient values. After calibration, three distinct scenarios were considered for the sub-basin: native forest, eucalyptus and pasture. The manual sensitivity analysis for the scenarios showed that there were no significant differences for most parameters. However, for the number curve (CN2) value eucalyptus and pasture scenarios were influenced in greater magnitude than native forest. A correlation between parameters of different movements processes was observed. In the evaluation of modeled output variables, for different scenarios, large differences were not observed for monthly averages. For the daily simulations, the particularities between the scenarios were better observed, mainly for greater precipitations events. The native forest showed higher flow rates for drought times, due to the higher base flows, while the pasture scenario returned superficial flow superior to the corresponding to other situations.eng
dc.description.resumoAvaliação do comportamento de componentes de modelos matemáticos pode ser realizada através de técnicas de análise de sensibilidade, incertezas e calibração dos mesmos. No estudo buscou-se utilizar esses recursos especificamente para o modelo hidrológico Soil and Water Assessment Tool (SWAT), com o intuito de avaliação de condições de aplicação para determinar a vazão em uma bacia hidrográfica localizada no estado do Espírito Santo Brasil e, posteriormente, simular cenários alternativos de uso e ocupação do solo na bacia. Na análise de sensibilidade global os parâmetros mais sensíveis foram os relacionados com o escoamento superficial e o fluxo de base. O SWAT mostrou ser eficaz na representação da variável vazão em uma sub-bacia, após a calibração dos parâmetros. Em relação aos índices estatísticos de qualidade de ajuste entre dados simulados e observados, para a simulação mensal o coeficiente de Nash e Sutcliffe (NSE) foi 0,72 e o percentual de viés (PBIAS) 9,40, ambos considerados satisfatórios, segundo a literatura. No entanto, para a modelagem das vazões diárias o índice NSE foi muito baixo, 0,21. Observou-se que a presença de valores atípicos (outliers) na série diária de dados afeta fortemente os valores do coeficiente NSE. Após a calibração aplicou-se três cenários distintos de composição total para a sub-bacia calibrada: Mata Nativa, Eucalipto e Pastagem. A análise de sensibilidade manual dos parâmetros para os cenários demonstrou que não houve diferenças significativas entre os cenários para a maioria dos parâmetros. Porém, para o valor do número da curva (CN2), os cenários de Eucalipto e Pastagem foram influenciados em maior magnitude do que o de Mata Nativa. Uma correlação entre parâmetros de diferentes processos pode ser observada. Na avaliação de variáveis de saída modeladas, para diferentes cenários, não foram observadas grandes diferenças para médias mensais. Para as simulações diárias, as particularidades entre os cenários foram melhor observadas, principalmente para eventos de maiores precipitações. A Mata Nativa demonstrou maiores valores de vazão em épocas de seca, em virtude do maior fluxo de base, enquanto o cenário de Pastagem retornou um escoamento superficial superior às outras situações.
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/6893
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Ambiental
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
dc.rightsopen access
dc.subjectSensitivity analysiseng
dc.subjectCalibrationeng
dc.subjectLand use and occupation scenarioseng
dc.subjectSWATpor
dc.subjectAnálise de sensibilidadepor
dc.subjectCalibraçãopor
dc.subjectCenários de uso e ocupação do solopor
dc.subject.cnpqEngenharia sanitária
dc.subject.udc628
dc.titleAnálise de sensibilidade de parâmetros do modelo hidrológico SWAT em função de diferentes características de bacias hidrográficas
dc.typemasterThesis
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Mestrado em Engenharia Ambiental