DESEMPENHO DE UM MODELO HIDROLÓGICO CONCENTRADO E DE UM SEMIDISTRIBUÍDO NA PREDIÇÃO DE VAZÕES DIÁRIAS

Abstract

DESEMPENHO DE UM MODELO HIDROLÓGICO CONCENTRADO E DE UM SEMIDISTRIBUÍDO NA PREDIÇÃO DE VAZÕES DIÁRIAS

DONIZETE DOS REIS PEREIRA¹; EDUARDO MORGAN ULIANA²; MAURO APARECIDO MARTINEZ³ E DEMETRIUS DAVID DA SILVA⁴

¹Prof. do Instituto de Ciências Agrárias,  UFV/Campus de Florestal. Rod. LMG 818, km 6. CEP 35690-000 Florestal (MG), Brasil. e-mail: doniagri@yahoo.com.br

²Prof. do Instituto de Ciências Agrárias e Ambientais, ICAA/UFMT. Avenida Alexandre Ferronato – 1200, Setor Industrial. CEP 78557-267 Sinop (MT), Brasil. e-mail: morganuliana@gmail.com

³Prof. do Departamento de Engenharia Agrícola, DEA/UFV. Av. P.H. Rolfs, s/n. CEP 36570-900 Viçosa (MG), Brasil. e-mail: mmauro@ufv.br

⁴Prof. do Departamento de Engenharia Agrícola, DEA/UFV. Av. P.H. Rolfs, s/n. CEP 36570-900 Viçosa (MG), Brasil. e-mail: demetrius@ufv.br

1 RESUMO

Os modelos hidrológicos são ferramentas importantes que vem sendo utilizadas no planejamento e gestão dos recursos hídricos, motivo pelo qual objetivou-se calibrar, validar e analisar o desempenho dos modelos IPH II e SWAT para a simulação das vazões médias diárias de uma sub-bacia do Rio Pomba, localizada no estado de Minas Gerais. Para a simulação com o modelo IPH II foram utilizados dados de precipitação média na área de drenagem e evapotranspiração de referência. Para a simulação com o SWAT foram utilizados dados espaciais (mapas de solo, uso do solo e relevo) e dados discretos (precipitação, temperatura máxima e mínima, radiação, umidade relativa, velocidade do vento, vegetação, água subterrânea e características fisico-hídricas dos solos). A calibração foi realizada pelo método automático com base no coeficiente de Nash-Sutcliffe. A validação e a verificação do desempenho dos modelos foram realizadas com base no erro médio absoluto, na raiz do erro quadrático médio, no viés, no teste t pareado ao nível de 5% de significância, no índice de concordância de Willmott, além da eficiência de Nash-Sutcliffe. Os modelos IPH II e SWAT apresentaram desempenho bom e satisfatório, respectivamente, para estimar as vazões médias diárias com base no coeficiente de Nash-Sutcliffe, porém, o SWAT apresentou resultados estatisticamente diferentes dos observados no período de validação ao nível de 5% de significância pelo teste t pareado, o que permite concluir que o modelo IPH II é mais confiável e indicado para ser utilizado em estudos relacionados com simulação hidrológica e gestão de recursos hídricos na bacia.

Palavras-chave: simulação hidrológica, calibração automática, SWAT, IPH II.

PEREIRA, D. dos R.; ULIANA, E. M.; MARTINEZ, M. A.; SILVA, D. D. da

PERFORMANCE OF A LUMPED AND A SEMI-DISTRIBUTED HYDROLOGIC MODEL IN PREDICTING DAILY FLOW RATES

2 ABSTRACT

Hydrological models are important tools which have been used in the planning and management of water resources, reason why the aim of the study was to calibrate, validate and analyze IPH II and SWAT models’ performances to simulate theaverage daily flow rates of a sub-basin of Pomba river, located in Minas Gerais State, Brazil. Rainfall data and reference evapotranspiration were used for the simulation with the IPH II model. On the other hand, for the simulation with SWAT, spatial data were used (soil maps, land use and topography) and discrete data (rainfall, maximum and minimum temperature, radiation, relative humidity, wind speed, vegetation, groundwater and physical-hydric characteristics of soils). Calibration was performed by the automatic method based on Nash-Sutcliffe coefficient. Validation and verification of the models’ performance were based on the mean absolute error, root mean squared error, in bias, pared t-test at 5% probability, Willmott concordance and Nash-Sutcliffe efficiency index. The IPH II and SWAT models showed good and satisfactory results in estimating average daily flow rates based on the Nash-Sutcliffe coefficient, respectively, however, the SWAT showed values statistically different from those observed in the validation period at 5% probability by pared t-test, which shows that the IPH II model is more reliable and suitable for use in studies related to hydrologic simulation and management of water resources in the watershed.

Keywords: hydrologic simulation, automatic calibration, SWAT, IPH II.