This research had as an objective to verify the usage aplicability of the regionalization of the parameters about rain flow model, in order to synthesize flows at poorly places on hydrometereologicals data. The methodology had three phases: data acquisition, model adjusting and hydrologic regionalization. The adjust model chosen was the rain-flow hydrologic model MOPH, developed by Silveira (1974). This model has a simple structure, that works with precipitation datas and potential evapoperspiration rates, also it has an algorithm of the escapement separation and of the propagation about them. The model has nine parameters: SMAX, UMIDL, UMIDS, CODIS, DISTR, EXPO, Ktanque, KSUB and KSUP. The model parameters regionalization process used five explanation variables: drainage area (A), principal river length (L), principal river declivity (D), drainage density (DD) and compacity coefficient (CC). The results demonstrated that UMIDL, UMIDS, CODIS and Ktanque parameters had a few sensibility on the adjusts, on this way these parameters was considered constant for all region of this study. The others parameters showed promising results when they formed continual regions hydrologicaly homogeneous. / Este estudo teve por objetivo verificar a aplicabilidade de uso de regionalização de parâmetros de modelo chuva-vazão para sintetizar vazões em locais carentes de dados hidrometeorológicos. A metodologia teve três fases: Aquisição de dados, Ajuste do modelo e Regionalização Hidrológica. O modelo de ajuste escolhido foi o modelo hidrológico chuva-vazão MOPH, desenvolvido por Silveira (1974), que possui uma estrutura bastante simples, opera com dados de precipitação e taxa de evapotranspiração potencial e possui um algoritmo de separação de escoamentos e de propagação dos mesmos. O modelo possui nove parâmetros: SMAX, UMIDL, UMIDS, CODIS, DISTR, EXPO, Ktanque, KSUB e KSUP. O processo de regionalização dos parâmetros do modelo utilizou cinco variáveis explicativas: Área de Drenagem (A), Comprimento do Rio Principal (L), Declividade do Rio Principal (D), Densidade de Drenagem (DD) e Coeficiente de Compacidade (CC). Os resultados demonstraram que os parâmetros UMIDL, UMIDS, CODIS e Ktanque foram de pouca sensibilidade nos ajustes, de modo que foram considerados constantes para toda a região do estudo. Os demais parâmetros apresentaram resultados promissores quando formaram regiões contíguas hidrologicamente homogêneas.

Made available in DSpace on 2018-08-01T23:59:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11471_Dissertação - Tainah de Souza CD.pdf: 4931542 bytes, checksum: fab9c37691c8c2445e4f9540b0310b3e (MD5) Previous issue date: 2017-08-04 / A determinação da vazão de projeto constitui etapa fundamental para o adequado dimensionamento de obras de drenagem ou para possibilitar a adequada tomada de decisão sobre medidas não estruturais relacionadas com a drenagem pluvial. Em regiões que não dispõem de dados fluviométricos recorre-se, usualmente, à utilização dos modelos do tipo chuva-vazão para determinação indireta da vazão de projeto. Função da diversidade de modelos disponíveis, cabe ao modelador a escolha do modelo mais adequado às singularidades da área avaliada, permitindo a produção de resultados que se apresentem mais próximos da realidade. Neste estudo foi realizada a análise comparativa dos modelos Storm Water Management Model (SWMM) e Hydrologic Engineering Center - Hydrologic Modeling System (HEC-HMS) quando da estimativa de vazões máximas associadas ao núcleo urbano e regiões periurbanas do município de Muniz Freire (ES). A estimativa do escoamento superficial foi realizada através do método Hidrograma Unitário e as perdas de infiltração pelo método SCS Curve Number. A equação de chuvas intensas foi apropriada através do método de Chow-Gumbel e a chuva de projeto pelo método dos blocos alternados. Os modelos apresentaram relevantes diferenças nos valores de vazão de pico e volume de escoamento superficial. Para períodos de retorno entre 2 e 5 anos, os valores de vazão de pico e volumes de escoamento superficial estimados pelo SWMM apresentaram-se superiores aos obtidos pelo HEC-HMS para todas as bacias avaliadas, invertendo-se esta tendência com o aumento do período de retorno. As simulações associadas aos períodos de recorrência de 10 e 20 anos, usualmente utilizados em estudos e projetos de drenagem urbana, foram as que se apresentaram mais próximas, com as menores diferenças relativas para as variáveis hidrológicas avaliadas.

O problema de escassez da água para o abastecimento humano vem se agravando a cada ano que passa. As demandas vem crescendo e precisam ser supridas da melhor maneira possível sob pena de limitar o processo de desenvolvimento regional. Para tanto, deve-se recorrer ao planejamento e gerenciamento dos recursos hídricos como forma de se promover ao seu uso racional. Descreve-se neste trabalho a implantação de um sistema de apoio ao planejamento e gerenciamento de recursos hídricos, dando uma maior ênfase ao modelo hidrológico distribuído utilizado para gerar as vazões na bacia hidrográfica. Avalia-se sua calibração e validação realizada com dados fluviométricos e de níveis de açudes. Apresentam-se os resultados de estudo de potencialidade da bacia hidrográfica, e por último as disponibilidades dos principais açudes. Todas estas etapas formam realizadas tendo sempre a visão especializada e integrada da bacia hidrográfica do rio do Peixe. / The problem of scarcity of water for human supply has increased each year. The needs have increased and must be fullfilled as satisfactory as possible. If not the development process ofthe region could be limited. In this way, we must use the planning and management of water resources to promote a rational use. This dissertation describes the implantation of a support system to the planning and management of water resources, focusing the hydrologic distributed model used to generate the inflows in the basin. The calibration and validation processes with sets of data formed by gauge stream go stations and reservoir levels are analyzed. The results of a study of the potentiality of the basin, and finally the availability of the mains reservoirs are presented. All this steps were made with a specialized and integrated view of the Peixe river basin.

O problema de escassez da água para o abastecimento humano vem se agravando a cada ano que passa. As demandas vem crescendo e precisam ser supridas da melhor maneira possível sob pena de limitar o processo de desenvolvimento regional. Para tanto, deve-se recorrer ao planejamento e gerenciamento dos recursos hídricos como forma de se promover ao seu uso racional. Descreve-se neste trabalho a implantação de um sistema de apoio ao planejamento e gerenciamento de recursos hídricos, dando uma maior ênfase ao modelo hidrológico distribuído utilizado para gerar as vazões na bacia hidrográfica. Avalia-se sua calibração e validação realizada com dados fluviométricos e de níveis de açudes. Apresentam-se os resultados de estudo de potencialidade da bacia hidrográfica, e por último as disponibilidades dos principais açudes. Todas estas etapas formam realizadas tendo sempre a visão especializada e integrada da bacia hidrográfica do rio do Peixe. / The problem of scarcity of water for human supply has increased each year. The needs have increased and must be fullfilled as satisfactory as possible. If not the development process ofthe region could be limited. In this way, we must use the planning and management of water resources to promote a rational use. This dissertation describes the implantation of a support system to the planning and management of water resources, focusing the hydrologic distributed model used to generate the inflows in the basin. The calibration and validation processes with sets of data formed by gauge stream go stations and reservoir levels are analyzed. The results of a study of the potentiality of the basin, and finally the availability of the mains reservoirs are presented. All this steps were made with a specialized and integrated view of the Peixe river basin.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:09:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 7934601 bytes, checksum: 83089393956abb6b7fa32c5295791684 (MD5) Previous issue date: 2012-03-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / A major difficulty for studies of small hydrological watersheds is the lack of good quality time series of hydrologic data, mainly because the flow rates in small watersheds are not monitored. Another important issue is that available rainfall runoff models are almost always developed focusing on watersheds of medium and large scale. Regionalization studies have become an important tool to attempt to overcome these limitations. Suitable in most of the hydrological studies is the regionalization of rainfall runoff-model parameters by using specific characteristics of a watershed. A tool was developed in a Geographic Information System which automatically gets the physical characteristics of watersheds from a digital elevation model by selecting the outlet and then generating the rainfall runoff model parameters with neural networks. This study uses data from small dams in the semi-arid region of northeastern Brazil. The developed methodology is applied using target watersheds for the parameter estimation. The results show that the developed tool can be very useful for rainfall runoff estimation in small watersheds. / Uma das maiores dificuldades para os estudos de pequenas bacias hidrográficas é a falta de séries históricas de dados hidrológicos, principalmente porque a fluviometria em pequenas bacias hidrográficas não é monitorada. Outra questão importante é que, os modelos chuva-vazão disponíveis quase sempre são desenvolvidos com foco em bacias de médio e grande porte. Estudos de regionalização se tornaram uma ferramenta importante para tentar superar essas limitações. A regionalização de parâmetros de modelos chuva-vazão, usando características específicas das bacias hidrográficas, é adequada para a maioria dos estudos hidrológicos. Uma ferramenta foi desenvolvida em um Sistema de Informação Geográfica, que determina automaticamente as características físicas das bacias hidrográficas a partir de um modelo digital de elevação, e, em seguida, gera os parâmetros do modelo chuva-vazão com redes neurais artificiais. Este trabalho usa dados de pequenas barragens na região semiárida do Nordeste do Brasil. A metodologia desenvolvida é aplicada e avaliada utilizando também o método da bacia meta para a estimativa dos parâmetros. Os resultados mostram que a ferramenta desenvolvida pode ser muito útil para o estudo da relação chuva-vazão em bacias hidrográficas de pequeno porte.

A modelagem hidrológica quando associada aos recursos do sensoriamento remoto e do geoprocessamento torna-se uma ferramenta importante, pois é capaz de estabelecer diferentes cenários da cobertura e do uso da terra e suas implicações na drenagem urbana, auxiliando no planejamento urbano. Entretanto, a relação entre o modelo chuva x vazão e tais técnicas, com finalidade de avaliar classificadores de imagens a partir de hidrogramas de cheia não foi encontrada na literatura, tornando esse o objetivo principal desta tese. Para isso, foram utilizadas três imagens de satélite de diferentes resoluções espaciais (0,5m, 5m e 15m) e três algoritmos classificadores (Máxima Verossimilhança, Máquinas Vetores Suporte e Análise Orientada a Objeto) e formados conjuntos denominado \"classificador-imagem\" para classificação da cobertura e do uso da terra. As áreas das classes dos usos da terra de cada conjunto \"classificador-imagem\" e os valores de Curve Number foram os principais dados de entrada do modelo chuva-vazão NRCS, que permitiu gerar os hidrogramas de cheia para cada caso. Os hidrogramas simulados foram comparados aos hidrogramas observados na bacia e avaliados, quanto a sua representatividade, pelo coeficiente de Nash Sutcliffe. As classificações do uso da terra foram avaliadas pelo Índice Kappa, com valores de 0,58 a 0,99 e pela Exatidão Global, com valores de 0,64 a 0,99. Para as vazões, o coeficiente de Nash Sutcliffe foi considerado satisfatório (NS<0,50) em duas simulações e, nas demais simulações, considerado muito bom (NS>0,75). Para fornecer subsídio a tomada de decisão, foi realizada uma análise multicritério dos conjuntos classificador-imagem, que permitiu classificar os conjuntos com maior desempenho: 1°) o classificador SVM e a imagem Landsat-8; 2°) o classificador MaxVer e a imagem WordView-II; 3°) o classificador NN e a imagem RapidEye. / Hydrological modeling when associated with remote sensing and geoprocessing resources becomes an important tool, because it is able to establish different land use scenarios and its implications for urban drainage, assisting in urban planning. However, the relationship between the routing model and such techniques, for purpose to evaluate images classifiers from the runoff hydrograph was not found in the literature, making this the main objective of this thesis. Thereunto, three satellite images were used in different spatial resolutions (0.5m, 5m and 15m) and three algorithms classifiers (Maximum Likelihood, Support Vector Machine and Oriented Object Analysis) and composed sets called \"classifier-image\" for the land use classification. The areas of the land use classes of each set \"classifier-image\" and the Curve Number values were the main input of the routing model NRCS, which allowed generating the runoff hydrograph for each case. The simulated hydrographs were compared to the observed hydrograph in the basin and evaluated their representativeness through the Nash Sutcliffe coefficient. Kappa Index was calculated to evaluate land use classifications, with values between 0.58 to 0.99 and Global accuracy between 0.64 to 0.99. Towards the flows rates, the Nash Sutcliffe coefficient was considered satisfactory for two simulations (NS<0,50) and, to other simulations, considered very good (NS>0,75). To provide subsidy to decision-making, it carried out a multi-criteria analysis of the classifier-image sets, that allowed to classify the set with higher performance: 1) SVM classifier and Landsat-8 image; 2) MaxVer classifier and WorldView-II image; 3) NN classifier and RapidEye image.

A modelagem hidrológica quando associada aos recursos do sensoriamento remoto e do geoprocessamento torna-se uma ferramenta importante, pois é capaz de estabelecer diferentes cenários da cobertura e do uso da terra e suas implicações na drenagem urbana, auxiliando no planejamento urbano. Entretanto, a relação entre o modelo chuva x vazão e tais técnicas, com finalidade de avaliar classificadores de imagens a partir de hidrogramas de cheia não foi encontrada na literatura, tornando esse o objetivo principal desta tese. Para isso, foram utilizadas três imagens de satélite de diferentes resoluções espaciais (0,5m, 5m e 15m) e três algoritmos classificadores (Máxima Verossimilhança, Máquinas Vetores Suporte e Análise Orientada a Objeto) e formados conjuntos denominado \"classificador-imagem\" para classificação da cobertura e do uso da terra. As áreas das classes dos usos da terra de cada conjunto \"classificador-imagem\" e os valores de Curve Number foram os principais dados de entrada do modelo chuva-vazão NRCS, que permitiu gerar os hidrogramas de cheia para cada caso. Os hidrogramas simulados foram comparados aos hidrogramas observados na bacia e avaliados, quanto a sua representatividade, pelo coeficiente de Nash Sutcliffe. As classificações do uso da terra foram avaliadas pelo Índice Kappa, com valores de 0,58 a 0,99 e pela Exatidão Global, com valores de 0,64 a 0,99. Para as vazões, o coeficiente de Nash Sutcliffe foi considerado satisfatório (NS<0,50) em duas simulações e, nas demais simulações, considerado muito bom (NS>0,75). Para fornecer subsídio a tomada de decisão, foi realizada uma análise multicritério dos conjuntos classificador-imagem, que permitiu classificar os conjuntos com maior desempenho: 1°) o classificador SVM e a imagem Landsat-8; 2°) o classificador MaxVer e a imagem WordView-II; 3°) o classificador NN e a imagem RapidEye. / Hydrological modeling when associated with remote sensing and geoprocessing resources becomes an important tool, because it is able to establish different land use scenarios and its implications for urban drainage, assisting in urban planning. However, the relationship between the routing model and such techniques, for purpose to evaluate images classifiers from the runoff hydrograph was not found in the literature, making this the main objective of this thesis. Thereunto, three satellite images were used in different spatial resolutions (0.5m, 5m and 15m) and three algorithms classifiers (Maximum Likelihood, Support Vector Machine and Oriented Object Analysis) and composed sets called \"classifier-image\" for the land use classification. The areas of the land use classes of each set \"classifier-image\" and the Curve Number values were the main input of the routing model NRCS, which allowed generating the runoff hydrograph for each case. The simulated hydrographs were compared to the observed hydrograph in the basin and evaluated their representativeness through the Nash Sutcliffe coefficient. Kappa Index was calculated to evaluate land use classifications, with values between 0.58 to 0.99 and Global accuracy between 0.64 to 0.99. Towards the flows rates, the Nash Sutcliffe coefficient was considered satisfactory for two simulations (NS<0,50) and, to other simulations, considered very good (NS>0,75). To provide subsidy to decision-making, it carried out a multi-criteria analysis of the classifier-image sets, that allowed to classify the set with higher performance: 1) SVM classifier and Landsat-8 image; 2) MaxVer classifier and WorldView-II image; 3) NN classifier and RapidEye image.

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Os aspectos a serem abordados neste trabalho dizem respeito às avaliações preliminares de terreno, aspectos hidrológicos, tecnológicos, ambientais e financeiros. Os aspectos são analisados de forma global para implantação de CGH’s e suas etapas, também analisados e aplicados a um estudo de caso – implantação da CGH irmã Dorothy na pequena bacia hidrográfica do Igarapé são João em Anapú-pa, onde foi possível a utilização de metodologia existente para um estudo aprimorado de implantação de CGH’s na Amazônia. No âmbito hidrológico, utilizou-se um modelo chuva-vazão desenvolvido por Blanco 2005 e aplicou a pequenas bacias da Amazônia que não possuem registros de vazão. Nos aspectos tecnológicos utilizou ferramentas computacionais para predição de desempenho de turbinas axiais de baixa queda adaptas ao relevo da região, e simulados para a turbina axial a ser implantada na CGH irmã Dorothy. No contexto ambiental atualmente há forte cobrança pelas autoridades competentes locais para realização do estudo ambiental inerente ao aproveitamento, e se tratando da região Amazônica, ambientalmente muita agredida pela ação do homem, os estudos devem ser bem definidos, apontando os possíveis impactos que podem ser causados pela CGH, descritos no RAS (Relatório Ambiental Simplificado) anexo deste trabalho. Desta forma foi desenvolvido um método para cálculo e simulação da área inundada para implantação de CGH’s na Amazônia, aplicado à CGH irmã Dorothy. No âmbito financeiro, são raras as informações referentes aos custos de implantação de CGH’s na Amazônia. Assim, foram levantados os custos referentes à implantação da CGH irmã Dorothy e comparados a custos de CGH’s e de geradores a diesel disponíveis na literatura. / A problem of great social relevance in the Amazon Region is the fact that small isolated communities are not contemplated by the benefits of the big hydroelectric plants installed in the region. An alternative solution to this problem is the use of the big mesh of small rivers and creeks of the area to the implantation of small hydroelectric power plants known in Brazil as CGH´s. Within this context, the present work analyzes and discusses certain general aspects concerning the implantation of CGH's, and mainly, bringing them to the reality of the small Amazon basins. The aspects to be approached in this work are concerned with the technological, hydrological, environmental, and financial contexts. These aspects are analysed in a global form and also in a specific way through a case study - the implantation of sister’s Dorothy CGH, in which was possible the use of existent methodologies for the studies of implanting CGH's in the Amazon Region. Within the hydrological aspects it was possible the use of existent rain-flow model developed by Blanco 2005, and applied to small basins in the Amazon Region which do not possess flow registrations. In the environmental context nowadays there is a strong requirement of the local authorities for the accomplishment of environmental studies relative to the energy enterprise. Taking into consideration that the Amazon region is environmentally very affected by man's action, these studies should be very well defined, in order to point out the possible impacts that can be caused by CGH, which must be described in the RAS (Simplified Environmental Report), requested by the competent organ responsible for regulating small energy uses. In view of that, it was developed in this work a methodology to simulate and calculate the flooded area by the CGH’s implantation in the Amazon Region, and a case study concerning the implantation of sister Dorothy’s CGH is presented. In the technological context, due to the main characteristics of low falls of the Amazonian rivers and creeks, the focus of the technological analysis will be on the behavior of axial turbine adapted to low falls. The technological analysis contemplates the use of tools for predicting the performance of axial turbines. In the financial context , there is rare information regarding the costs of implantation of CGH's in the Amazon. The costs regarding the sister’s Dorothy CGH were obtained and compared with other equivalent CGH’s and diesel generators available in the literature.