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PublicouIsaque Lama Alterado mais de 10 anos atrás
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SISTEMA DE ANÁLISE E SIMULAÇÃO HIDROLÓGICA APLICADO A BACIAS HIDROGRÁFICAS
Camilo Daleles Rennó Orientador: Dr. João Vianei Soares março/2003
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Modelagem processos ambientais tridimensionais dinâmicos
comportamentos não lineares componentes estocásticos múltiplas escalas de tempo e espaço
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Modelagem Como representar estes processos?
>> simplificação <<
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Modelagem F2 P3 P1 F1 P4 E1 E2 F3 P2
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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)
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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
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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
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Discretização em Sub-bacias
1 Sub1 represa 3 Sub2 2 saída Sub3 Sub4 4 vários níveis de subdivisão da bacia
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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
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Discretização em Elementos Irregulares
“mais naturais” estrutura de dados complexa polígonos irregulares topologia
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Relações Topológicas
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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)
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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
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Dinâmica de Água no Solo
s r Ks profundidade do solo lençol freático
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Dinâmica de Água no Solo
profundidade do solo lençol freático
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Dinâmica de Água no Solo
qv Lei de Darcy qv qv Equação de Richards profundidade do solo lençol freático
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Dinâmica de Água no Solo
Lei de Darcy Equação de Richards profundidade do solo lençol freático
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SASHI
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SASHI
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SASHI
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SASHI
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detecção de pontos de sela
SASHI detecção de pontos de sela
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SASHI
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SASHI ordenação da drenagem 1 2 3 4 Strahler
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SASHI
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SASHI detecção de bacias ...
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SASHI detecção de bacias expansão “morro acima”
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SASHI detecção de bacias expansão “morro acima”
determinação dos limites entre sub-bacias
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SASHI detecção de bacias expansão “morro acima”
determinação dos limites entre sub-bacias poligonalização das sub-bacias
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SASHI detecção de bacias
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SASHI
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SASHI análise morfométrica
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SASHI
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mínimo ângulo perpendicular
SASHI linhas de fluxo mínima distância mínimo ângulo perpendicular mínima distância com restrição angular de 30o
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SASHI linhas de fluxo
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SASHI linhas de fluxo
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SASHI
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SASHI simplificação das linhas de fluxo l5 l4 b4 l3 l2 b3 l1 ? b2
< limiar ?
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SASHI simplificação das linhas de fluxo l1 l2 l3 l4 l5 b1 b2 b3 b4
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SASHI simplificação das linhas de fluxo limiar = 0 6233 elementos
50 100 150 200 250 Limiar
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SASHI simplificação das linhas de fluxo limiar = 150 1450 elementos
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SASHI
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definição dos elementos
SASHI definição dos elementos poligonalizando os elementos construindo topologia calculando atributos básicos
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SASHI definição dos elementos Declividade Orientação
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SASHI
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SASHI importação solos
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SASHI definição dos parâmetros / solos
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SASHI compatibilização / solos +5% -5%
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SASHI importação vegetação
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SASHI definição dos parâmetros / vegetação
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SASHI compatibilização / vegetação -15% -23%
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SASHI definição dos parâmetros / clima
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SASHI
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SASHI índice topográfico
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SASHI definição do lençol freático Ks(z) = K0 exp(-fz)
zi 0 saturado zi 0 déficit
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SASHI inicialização da umidade do solo
umidade volumétrica q (cm3 cm-3) profundidade relativa z superfície lençol freático seco saturado potencial de água (m)
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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
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SASHI disponibilidade inicial de água
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SASHI
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SASHI modelo hidrológico qd
61
SASHI modelo hidrológico qd
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SASHI dinâmica da água no solo Equação de Richards Lei de Darcy
Transformação de Kirchhoff
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solução de Newton-Raphson
SASHI dinâmica da água no solo solução de Newton-Raphson
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SASHI modelo BW Variável Função * umidade volumétrica de saturação
umidade volumétrica residual conditividade hidráulica (saturado) índice de capilaridade índice de estrutura do solo
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SASHI simulação hidrológica água disponível
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SASHI simulação hidrológica 2 simulações foram testadas: IAF = 1
água disponível 2 simulações foram testadas: IAF = 1 IAF = 4
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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
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