Incorporação de filtro numérico de separação de escoamento na assimilação de dados para previsão de vazões utilizando modelagem hidrológica

Autores

Fernando Mainardi Fan, Adalberto Meller, Walter Collischonn

Resumo

Uma das principais etapas da previsão de vazão utilizando modelagem hidrológica é a assimilação de dados para corrigir as variáveis de estado do modelo hidrológico e tornar a condição inicial da previsão a mais próxima possível da realidade observada. Uma forma de realizar assimilação de dados é a utilização de métodos empíricos, que utilizam os dados observados para corrigir diretamente as variáveis do modelo hidrológico. Um exemplo de modelo que utiliza este tipo de técnica empírica é o MGB-IPH, recentemente muito utilizado para previsão de vazões em estudos de caso brasileiros. Contudo, nesta forma de assimilação podem ocorrer problemas quando os dados telemétricos observados apresentam descompassos sobre o volume total de água existente na bacia, o que pode se refletir em perda de qualidade nas previsões. Desta forma, no presente trabalho é apresentada uma pesquisa de investigação sobre a incorporação do uso de filtros de vazão de base para controlar a assimilação de dados empírica em modelos hidrológicos, usando como estudo de caso a técnica utilizada no modelo MGB-IPH. Partiu-se da hipótese de que é possível aprimorar a representação da recessão dos hidrogramas de uma previsão de vazão ao incorporar um controle melhorado da quantidade de água que contribui para o fluxo de base em um local, a partir do uso de filtros digitais de separação de escoamento. Para testar a hipótese foram realizados ensaios de previsões por conjunto retroativas na bacia do Rio São Francisco, na região da UHE Três Marias, para os três períodos chuvosos entre 2010 e 2013. Visualmente os resultados das previsões por conjunto mostram que o problema observado na assimilação de dados foi removido com a utilização do filtro de vazão de base. Este benefício é verificado através de uma melhoria em quatro medidas de desempenho calculadas, onde a maioria dos resultados apontou para melhoras nas previsões. Como conclusão, tem-se que a técnica testada possibilita um melhor desempenho na previsão de vazões utilizando o modelo MGB-IPH, e que o uso de filtros numéricos na assimilação de dados apresenta-se como promissor para outras aplicações similares de assimilação de dados.

Palavras-chave

Assimilação de dados. Separação de escoamento. Previsão hidrológica. Modelagem hidrológica

Authors

Fernando Mainardi Fan, Adalberto Meller, Walter Collischonn

Keywords

Assimilação de dados. Separação de escoamento. Previsão hidrológica. Modelagem hidrológica