CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / This work seeks to integrate climatic, hydrologic, and reservoir operation models in
order to optimize available water volume in the Brazilian Northeast. The global
ECHAM 4.5 climate model was used to feed the RAMS regional climate model for the
Alto Jaguaribe hydrographic basin. Resulting precipitation values were calibrated by
the probability density function (PDF) correction of simulated data compared with
average daily precipitation data using the Thiessen method for the period 1979-2009.
The Heidke Skill Score (HSS) was used to evaluate model performance in the Maximum
Predictable Time Interval (ITEMP) of the atmospheric model. These PDF-corrected
precipitation data, both observed and RAMS-simulated, were inserted in the hydrologic
Soil Moisture Account (SMA) model from the Hydrologic Engineering Center â
Hydrologic Modeling System (HEC-HMS) to determine modeled flows. These flows
were then compared with median observed flows. To calibrate and validate the SMA, an
iterative method was used to minimize percentage error of volume. The data returned by
this cascade model was applied to assisting policy-makers determine water releases
from the OrÃs reservoir. Three different scenarios were compared, the first based on
observed flows, the second flows simulated by SMA with observed precipitation, and
the third by flows simulated by SMA driven by the RAMS-PDF precipitation data. The
RAMS model showed optimal efficiency in precipitation prediction on a 30 to 45 day
interval, with HSS values of 0.56. The SMA model showed satisfactory performance
with Nash-Sutcliffe values of 0.89 in the calibration phase and 0.67 in the validation
phase, demonstrating its capacity to assist hydrological modeling in the semi-arid. This
cascade model showed potential in accurately representing median inflows for the
reservoir and as such can be used as a hydrologic tool, assisting reservoir operation
decisions to meet the regionâs demand.
Keywords: Soil Moisture Account; hydrologic / O presente trabalho visa o acoplamento de modelo atmosfÃrico, hidrolÃgico e de
operaÃÃo de reservatÃrio com vistas à otimizaÃÃo da liberaÃÃo de Ãguas no semiÃrido do
nordeste brasileiro. O modelo atmosfÃrico regional RAMS foi forÃado pelo modelo
atmosfÃrico global ECHAM 4.5, na bacia hidrogrÃfica do Alto Jaguaribe, e em seguida,
aplicada a correÃÃo probability density function (PDF) nos dados simulados e
comparado com dados diÃrio de precipitaÃÃo mÃdia observada pelo mÃtodo de Thiessen
no perÃodo de 1979-2009. Foi utilizando o Heidke Skill Score (HSS) como mÃtrica
principal para avaliar o desempenho da previsÃo em busca do Intervalo de Tempo de
MÃxima Previsibilidade (ITEMP) do modelo atmosfÃrico. Os dados de precipitaÃÃes
observados e simulados pelo RAMS com correÃÃes PDFs foram inseridos no modelo
hidrolÃgico Soil Moisture Account (SMA) do Hydrologic Engineering Center -
Hydrologic Modeling System (HEC-HMS), e comparado com as vazÃes mÃdias
observadas. Para a calibraÃÃo e validaÃÃo do SMA, foi realizado um mÃtodo interativo
para minimizar uma funÃÃo objetivo, com base no erro percentual do volume. Por fim
foi desenvolvido e avaliado um modelo de cascata a fim de comparar as decisÃes
operacionais de liberaÃÃo do reservatÃrio OrÃs com diferentes cenÃrios com base nas
vazÃes observadas, vazÃes simuladas pelo SMA com a precipitaÃÃo observada e vazÃes
simuladas pelo SMA forÃada com o RAMS-PDF. O modelo RAMS mostrou melhor
eficiÃncia na previsÃo da precipitaÃÃo no intervalo de 30 a 45 dias, com valores de HSS
= 0,56. O modelo SMA mostrou desempenho satisfatÃrio com valores de Nash-Sutcliffe
de 0,89 na fase de calibraÃÃo e 0,67 na fase de validaÃÃo, mostrando ser uma nova
alternativa de utilizaÃÃo de modelo hidrolÃgico no semiÃrido. O modelo de cascata
mostrou potencial em representar bem as afluÃncias mÃdias do reservatÃrio, podendo
tornar uma ferramenta hidrolÃgica, auxiliando as decisÃes de operaÃÃo dos
reservatÃrios, atendendo as demandas da regiÃo.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:8684 |
| Date | 06 October 2014 |
| Creators | Samuellson Lopes Cabral |
| Contributors | Josà Nilson Beserra Campos, Francisco de Assis de Souza Filho, Ticiana Marinho de Carvalho Studart, Josà Maria Brabo Alves, Rosiberto Salustiano da Silva Junior |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia Civil, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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