SISTEMA DE ANÁLISE E SIMULAÇÃO HIDROLÓGICA APLICADO A BACIAS HIDROGRÁFICAS Camilo Daleles Rennó Orientador: Dr. João Vianei Soares março/2003.

Apresentação em tema: "SISTEMA DE ANÁLISE E SIMULAÇÃO HIDROLÓGICA APLICADO A BACIAS HIDROGRÁFICAS Camilo Daleles Rennó Orientador: Dr. João Vianei Soares março/2003."— Transcrição da apresentação:

1 SISTEMA DE ANÁLISE E SIMULAÇÃO HIDROLÓGICA APLICADO A BACIAS HIDROGRÁFICAS
Camilo Daleles Rennó Orientador: Dr. João Vianei Soares março/2003

2 Modelagem processos ambientais tridimensionais dinâmicos
comportamentos não lineares componentes estocásticos múltiplas escalas de tempo e espaço

3 Modelagem Como representar estes processos?
>> simplificação <<

4 Modelagem F2 P3 P1 F1 P4 E1 E2 F3 P2

5 Modelagem Classificação determinístico ou estocástico
baseado em processos ou empírico modelo X Y * contínuo ou discreto t pontual ou distribuído estático ou dinâmico Y=f(X1,X2,...,Xn) Y=f(X1,X2,...,Xn, t)

6 Ciclo Hidrológico precipitação transpiração evaporação (interceptação)
escoamento superficial infiltração zona de aeração ou zona não saturada percolação fluxo ascendente zona saturada lençol freático escoamento sub-superficial rocha de origem

7 Bacia Hidrográfica unidade hidrológica
delimitada pelos divisores de água supõe-se um único ponto de saída (divisores de água superficial = subsuperficial) mas como estudar os processos hidrológicos dentro de uma bacia? Discretização Espacial

8 Discretização em Sub-bacias
1 Sub1 represa 3 Sub2 2 saída Sub3 Sub4 4 vários níveis de subdivisão da bacia

9 Discretização em Grade Regular
 fácil representação e manipulação  topologia implícita  correspondência com dados matriciais  não consideram linhas de fluxo naturais  problemas com sub e super-amostragem

10 Discretização em Elementos Irregulares
“mais naturais”  estrutura de dados complexa polígonos irregulares topologia

11 Relações Topológicas

12 Dinâmica de Água no Solo
zona de aeração zona saturada zona de aeração lençol freático área fonte zona saturada qi KS z KS(z) = K0 exp(-fz)

13 Dinâmica de Água no Solo
zona de aeração zona saturada KS(z) = K0 exp(-fz) índice topográfico (similaridade hidrológica) zi  0  saturado zi  0  déficit

14 Dinâmica de Água no Solo
 s r Ks  profundidade do solo lençol freático

15 Dinâmica de Água no Solo
 profundidade do solo lençol freático

16 Dinâmica de Água no Solo
qv Lei de Darcy  qv qv Equação de Richards profundidade do solo lençol freático

17 Dinâmica de Água no Solo
Lei de Darcy  Equação de Richards profundidade do solo lençol freático

18 SASHI

19 SASHI

20 SASHI

21 SASHI

22 detecção de pontos de sela
SASHI detecção de pontos de sela

23 SASHI

24 SASHI ordenação da drenagem 1 2 3 4 Strahler

25 SASHI

26 SASHI detecção de bacias ...

27 SASHI detecção de bacias expansão “morro acima”

28 SASHI detecção de bacias expansão “morro acima”
determinação dos limites entre sub-bacias

29 SASHI detecção de bacias expansão “morro acima”
determinação dos limites entre sub-bacias poligonalização das sub-bacias

30 SASHI detecção de bacias

31 SASHI

32 SASHI análise morfométrica

33 SASHI

34 mínimo ângulo perpendicular
SASHI linhas de fluxo mínima distância mínimo ângulo perpendicular mínima distância com restrição angular de 30o

35 SASHI linhas de fluxo

36 SASHI linhas de fluxo

37 SASHI

38 SASHI simplificação das linhas de fluxo l5 l4 b4 l3 l2 b3 l1 ? b2
< limiar ?

39 SASHI simplificação das linhas de fluxo l1 l2 l3 l4 l5 b1 b2 b3 b4

40 SASHI simplificação das linhas de fluxo limiar = 0  6233 elementos
50 100 150 200 250 Limiar

41 SASHI simplificação das linhas de fluxo limiar = 150  1450 elementos

42 SASHI

43 definição dos elementos
SASHI definição dos elementos poligonalizando os elementos construindo topologia calculando atributos básicos

44 SASHI definição dos elementos Declividade Orientação

45 SASHI

46 SASHI importação solos

47 SASHI definição dos parâmetros / solos

48 SASHI compatibilização / solos +5% -5%

49 SASHI importação vegetação

50 SASHI definição dos parâmetros / vegetação

51 SASHI compatibilização / vegetação -15% -23%

52 SASHI definição dos parâmetros / clima

53 SASHI

54 SASHI índice topográfico

55 SASHI definição do lençol freático Ks(z) = K0 exp(-fz)
zi  0  saturado zi  0  déficit

56 SASHI inicialização da umidade do solo
umidade volumétrica q (cm3 cm-3) profundidade relativa z superfície lençol freático seco saturado potencial de água  (m)

57 SASHI inicialização da umidade do solo potencial de água no solo -30
-20 -10 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 profundidade relativa elemento com profundidade máxima do lençol freático -30 -20 -10 0,0 0,2 0,4 0,6 elemento qualquer

58 SASHI disponibilidade inicial de água 

59 SASHI

60 SASHI modelo hidrológico qd

61 SASHI modelo hidrológico qd

62 SASHI dinâmica da água no solo Equação de Richards Lei de Darcy
Transformação de Kirchhoff

63 solução de Newton-Raphson
SASHI dinâmica da água no solo solução de Newton-Raphson

64 SASHI modelo BW Variável Função * umidade volumétrica de saturação
umidade volumétrica residual conditividade hidráulica (saturado) índice de capilaridade índice de estrutura do solo

65 SASHI simulação hidrológica água disponível

66 SASHI simulação hidrológica 2 simulações foram testadas: IAF = 1
água disponível 2 simulações foram testadas: IAF = 1 IAF = 4

67 SASHI simulação hidrológica IAF = 1 IAF = 4

68 SASHI simulação hidrológica água disponível IAF = 1 IAF = 4

69 SASHI simulação hidrológica IAF = 1 IAF = 4

70 SASHI simulação hidrológica

71