S S ISTEMA DE ISTEMA DE A A NÁLISE E NÁLISE E S S IMULAÇÃO IMULAÇÃO H H IDROLÓGICA IDROLÓGICA A A PLICADO A PLICADO A B B ACIAS ACIAS H H IDROGRÁFICAS IDROGRÁFICAS Camilo Daleles Rennó Camilo Daleles Rennó Orientador: Dr. João Vianei Soares Orientador: Dr. João Vianei Soares março/2003
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S ISTEMA DE A NÁLISE E S IMULAÇÃO H IDROLÓGICA A PLICADO A B ACIAS H IDROGRÁFICAS Camilo Daleles Rennó Orientador: Dr. João Vianei Soares março/2003.
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SSISTEMA DE ISTEMA DE AANÁLISE E NÁLISE E SSIMULAÇÃO IMULAÇÃO
HHIDROLÓGICA IDROLÓGICA AAPLICADO A PLICADO A BBACIAS ACIAS
HHIDROGRÁFICASIDROGRÁFICAS
Camilo Daleles RennóCamilo Daleles RennóOrientador: Dr. João Vianei SoaresOrientador: Dr. João Vianei Soares
março/2003
tridimensionaistridimensionais dinâmicosdinâmicos comportamentos não linearescomportamentos não lineares componentes estocásticoscomponentes estocásticos múltiplas escalas de tempo e espaçomúltiplas escalas de tempo e espaço
ModelagemModelagem
processos ambientaisprocessos ambientais
Como representar estes Como representar estes processos?processos?
>> simplificação <<
ModelagemModelagem
ModelagemModelagem
11 1 2
dEF P P
dt
21 2 3 4
dEP P P P
dt
1 ( )F f t
2 ( )F f t
3 ( )F f t
1 1 2( , )P f E E
2 1 2 3( , , )P f E E F
3 2 2( , )P f E F
4 2( )P f E
E1 E2P2
P1F1 P4
F3
F2
P3
ModelagemModelagem
ClassificaçãoClassificação
determinístico ou estocástico
modeloX Y
modeloXY
baseado em processos ou empírico
****** ** *
**
contínuo ou discreto
t t
pontual ou distribuído
estático ou dinâmico
Y=f(X1,X2,...,Xn) Y=f(X1,X2,...,Xn, t)
zona de aeraçãoou
zona não saturada
rocha de origem
lençol freático
Ciclo HidrológicoCiclo Hidrológico
infiltração escoamentosuperficial
precipitação
evaporação (interceptação)transpiração
evaporação
percolação fluxoascendente
escoamentosub-superficial
zona saturada
Bacia HidrográficaBacia 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
13
2
4
Sub4 Sub3
Sub2
Sub1
represa
saída
Discretização em Sub-baciasDiscretização em Sub-bacias
vários níveis de subdivisão da bacia
fácil representação e manipulação topologia implícita correspondência com dados matriciais não consideram linhas de fluxo naturais problemas com sub e super-amostragem
Discretização em Grade RegularDiscretização em Grade Regular
“mais naturais” estrutura de dados complexa
polígonos irregularestopologia
Discretização em Elementos Discretização em Elementos IrregularesIrregulares
elemento
Relações TopológicasRelações Topológicas
áreafonte
Dinâmica de Água no SoloDinâmica de Água no Solo
zona deaeração
zonasaturada
zona deaeração
zonasaturada
lençolfreático
qi
KS(z) = K0 exp(-fz)
KS
z
Dinâmica de Água no SoloDinâmica de Água no Solo
KS(z) = K0 exp(-fz)
índice topográfico(similaridade hidrológica)
i
IT ITz z
f
zi 0 saturado
zi 0 déficit
zona deaeração
zonasaturada
Dinâmica de Água no SoloDinâmica de Água no Solo
pro
fund
idad
e d
o s
olo
0
lençol freático
s
r
Ks
Dinâmica de Água no SoloDinâmica de Água no Solo
pro
fund
idad
e d
o s
olo
0
lençol freático
Dinâmica de Água no SoloDinâmica de Água no Solo
pro
fund
idad
e d
o s
olo
0
lençol freático
Lei de Darcy
1vq Kz
Equação de Richards
vq
t z
qv
qv
qv
Dinâmica de Água no SoloDinâmica de Água no Solo
pro
fund
idad
e d
o s
olo
0
lençol freático
Lei de Darcy
1vq Kz
Equação de Richards
vq
t z
SASHISASHI
SASHISASHI
Hidrografia da Bacia do Rio Corumbataí
Bacia doRio Piracicaba
Área de EstudoHidrografia da Bacia do Rio Corumbataí
Bacia doRio Piracicaba
Bacia doRio Piracicaba
Área de Estudo
SASHISASHIImportação
MNTImportaçãoDrenagem
Detecção AutomáticaBacias Hidrográficas
DeterminaçãoLinhas de Fluxo
DefiniçãoElementos Irregulares
CompatibilizaçãoDados Auxiliares
AnáliseMorfométrica
Simulação Hidrológica
DefiniçãoParâmetros
ImportaçãoSolos
ImportaçãoVegetação
ImportaçãoD. Climát.
DefiniçãoParâmetros
SimplificaçãoLinhas de Fluxo
IdentificaçãoPontos de Sela
OrdenaçãoSegmentos
CálculoAtributos Básicos
Análise dos Resultados
DefiniçãoPerfil de Umidade Inicial
CálculoÍndice Topográfico
DefiniçãoParâmetrosDefinição
Parâmetros
SASHISASHIImportação
MNTImportaçãoDrenagem
Detecção AutomáticaBacias Hidrográficas
DeterminaçãoLinhas de Fluxo
DefiniçãoElementos Irregulares
CompatibilizaçãoDados Auxiliares
AnáliseMorfométrica
Simulação Hidrológica
DefiniçãoParâmetros
ImportaçãoSolos
ImportaçãoVegetação
ImportaçãoD. Climát.
DefiniçãoParâmetros
SimplificaçãoLinhas de Fluxo
IdentificaçãoPontos de Sela
OrdenaçãoSegmentos
CálculoAtributos Básicos
Análise dos Resultados
DefiniçãoPerfil de Umidade Inicial
CálculoÍndice Topográfico
DefiniçãoParâmetrosDefinição
Parâmetros
SASHISASHIdetecção de pontos de seladetecção de pontos de sela