Estudos Hidrológicos

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A palavra Hidrologia tem origem nas palavras gregas hidro (água) e logos (ciência), designando, assim, a ciência que estuda a água sobre a Terra, suas propriedades, ocorrência, distribuição e circulação; e ainda seus efeitos sobre o meio ambiente e a vida.

Devido ao amplo sentido dessa definição, ao longo do tempo algumas disciplinas da hidrologia desenvolveram-se como ciência própria, como meteorologia, limnologia, oceanografia e ecologia.

Atualmente define-se hidrologia como o estudo da precipitação e do escoamento, passando portanto, a ser ligada ao planejamento, dimensionamento, construção e operação de obras hídricas, como: reservatórios, controle de cheias, abastecimento de água, irrigação, drenagem etc.

Um estudo hidrológico baseia-se na caracterização fisiográfica e climatológica, como, por exemplo, o tamanho da área de drenagem ou se a região em questão encontra-se no semiárido ou não, tipos e ocupação do solo, e ainda em dados de demanda de irrigação, dados pluviométricos e fluviométricos. Com modelos hidrológicos chuva-vazão, entre outros, estima-se a capacidade de açudes, a regularização de vazões, controle de cheias, cheias de projeto etc.

Estudos de Impacto da Açudagem Difusa

A palavra Hidrologia tem origem nas palavras gregas hidro (água) e logos (ciência), designando, assim, a ciência que estuda a água sobre a Terra, suas propriedades, ocorrência, distribuição e circulação; e ainda seus efeitos sobre o meio ambiente e a vida.

Devido ao amplo sentido dessa definição, ao longo do tempo algumas disciplinas da hidrologia desenvolveram-se como ciência própria, como meteorologia, limnologia, oceanografia e ecologia.

Atualmente define-se hidrologia como o estudo da precipitação e do escoamento, passando portanto, a ser ligada ao planejamento, dimensionamento, construção e operação de obras hídricas, como: reservatórios, controle de cheias, abastecimento de água, irrigação, drenagem etc.

Um estudo hidrológico baseia-se na caracterização fisiográfica e climatológica, como, por exemplo, o tamanho da área de drenagem ou se a região em questão encontra-se no semiárido ou não, tipos e ocupação do solo, e ainda em dados de demanda de irrigação, dados pluviométricos e fluviométricos. Com modelos hidrológicos chuva-vazão, entre outros, estimase a capacidade de açudes, a regularização de vazões, controle de cheias, cheias de projeto etc.

Eventos Extremos

Os eventos climáticos extremos ocorrem de muitas formas, como por exemplo, enchentes e secas prolongadas. A região do Nordeste do Brasil sofre bastante com esses tipos de eventos, principalmente as regiões difusas localizadas no semiárido nordestino.

Esses fenômenos climáticos não são novidade. Através dos séculos, a humanidade desenvolveu uma boa percepção da frequência dos eventos climáticos extremos e das localizações geográficas onde eles têm mais probabilidade de ocorrer.

Mais importantes para as atividades humanas, entretanto, talvez sejam os eventos extremos de curto prazo (relacionados à meteorologia) e de médio prazo (relacionados ao clima), devido a seu potencial de impactos significativos.

A COGERH desde sua criação tem se preocupado e criado ações que mitiguem esses efeitos climáticos, que afetam principalmente a operação de todo sistema hídrico do Estado do Ceará.

Vale ressaltar a participação e colaboração de outros órgãos técnicos nessa atividade como a FUNCEME, UFC, CPRM, ANA, SRH, DNOCS e da Defesa Civil nesse processo.

Alerta de Cheias

A COGERH criou no ano de 2009, o Plano de Contingencia e Controle de Cheias no Ceará, a fim de minimizar os efeitos das cheias na bacia do rio Jaguaribe, com vistas à modernização e obtenção de ganhos de eficiência operacional e a maximização dos efeitos de mitigação dos impactos das cheias. Desde então vários estudos técnicos foram realizados na bacia do rio Jaguaribe a fim de entender e minimizar os efeitos das cheias que afetam essa região. Abaixo são disponibilizados alguns estudos técnicos desenvolvidos por técnicos da COGERH, com a colaboração de outros órgãos públicos.

Alerta de Estiagem

A COGERH foi criada pela Lei nº 12.217, de 18 de novembro de 1993, com a finalidade de implantar um sistema de gerenciamento da oferta de água superficial e subterrânea do Estado, compreendendo os aspectos de monitoramento dos reservatórios e poços, manutenção, operação de obras hídricas e organização de usuários nas 12 bacias hidrográficas do Ceará. Estudos em parceria com a FUNCEME são desenvolvidos para mitigar os efeitos das estiagens no Estado, oferecendo cenários de operação do sistema hídrico nas principais bacias hidrográficas do Ceará.

Abaixo são disponibilizados alguns estudos técnicos desenvolvidos por técnicos da COGERH, com a colaboração de outros órgãos públicos.

Previsão de Vazões utilizando Informações Climáticas

A utilização de modelos de previsão de vazões em rios para horizonte de alguns meses ou anos torna-se muito interessantes com vistas à operação mais eficiente da infraestrutura hidráulica e ao processo de alocação de água entre os diversos usos e usuários. A previsão de cenários de vazão, com auxílio da informação climática permitirá, com antecedência, vislumbrar ações de prevenção, constituindo-se na grande arma de gerenciamento dessas crises.

Em parceria com a FUNCEME técnicos da COGERH procuram desenvolver metodologias que viabilizem (ou facilitem) a utilização eficiente das informações de clima e de tempo por parte dos mais diversos setores da sociedade, incluindo o setor de recursos hídricos, principalmente no que se refere à área de operação de reservatórios.

Abaixo são disponibilizados alguns estudos técnicos desenvolvidos por técnicos da COGERH, com a colaboração de outros órgãos públicos.

Calibração e Validação do Modelo Hidrológico

Em engenharia, mais especificamente em recursos hídricos, a necessidade de representar fenômenos naturais complexos através de modelos é de fundamental importância para o planejamento e gerenciamento dos recursos hídricos. São através de informações obtidas desses modelos que buscamos entender o processo natural e tentamos avaliar a resposta do sistema a diferentes cenários, fornecendo subsídios à tomada de decisão.

Dentre as classes de modelos, que são de grande importância para o planejamento e gerenciamento dos recursos hídricos, podemos citar os modelos chuva-vazão. Para que estes representem de forma satisfatória o processo natural, faz-se necessário que os parâmetros que regem o comportamento destes modelos sejam determinados adequadamente. Como muitas vezes estes parâmetros não podem ser determinados diretamente, seja pela impossibilidade de mensuração em campo, seja por suas características abstratas, os mesmos devem ser estimados indiretamente. Isto pode ser realizado através de um processo de calibração a partir do conhecimento prévio de período comum das variáveis que representam a entrada e a saída do modelo sob análise.

A calibração pode ser realizada de duas maneiras, manual ou automática. O método manual consiste de um processo de tentativa e erro, no qual os parâmetros são escolhidos baseados na experiência do hidrólogo e no conhecimento da região em estudo. Após essa escolha, o mesmo é executado e então é feita uma comparação dos hidrogramas observado e simulado, de maneira subjetiva, buscando definir qual conjunto de parâmetros gera o melhor resultado. Soluções desta natureza são geralmente bastante trabalhosas e requerem muito tempo, além do pleno conhecimento dos modelos, que muitas vezes são extremamente complexos.

O método de calibração automática consiste na utilização de algoritmos que realizam uma busca da solução ótima baseada em um ou mais objetivos. Muitas pesquisas foram realizadas nas ultimas décadas nesse sentido e a experiência tem mostrado que buscas de ótimos baseados em apenas um objetivo, por mais cuidadosas que sejam, não conseguem determinar uma solução que modele satisfatoriamente o fenômeno em questão. Outro fator que encoraja a utilização de abordagem multiobjetivo é que frequentemente problemas reais requerem a análise de múltiplos objetivos conflitantes. Para tal, pode ser utilizado o conceito de dominância de Pareto, que possibilita a comparação entre soluções com múltiplos objetivos.

Dentre os algoritmos de otimização utilizados atualmente, um grupo em particular tem sido tema de diversas pesquisas, devido a sua ampla aplicabilidade em diversas áreas da ciência, comércio e engenharias, e pela facilidade com que os mesmos são implementados, são aqueles denominados algoritmos evolucionários. Uma grande vantagem dessa classe de algoritmos com relação a outras utilizadas deve-se ao fato de se trabalhar com conjuntos de soluções simultaneamente, o que permite uma perspectiva global e uma maior diversidade na busca, proporcionando assim soluções mais confiáveis. Além disso, algoritmos evolucionários não dependem de características específicas da função objetivo para funcionarem adequadamente, como por exemplo, concavidade, convexidade e continuidade.

Desta forma, a COGERH, através do Convênio firmado com a FCPC/UFC, desenvolveu estudos de calibração do modelo chuva-vazão SMAP utilizando o algoritmo de calibração automática MOPSO.

Regionalização dos Parâmetros de Modelo Hidrológico Chuva-Vazão

Um modelo chuva-vazão ajustado em uma bacia hidrográfica é fundamental nos estudos hidrológicos que servem como base para projetos de diferentes usos de água, tornando-se fator indispensável para um adequado gerenciamento dos recursos hídricos. Infelizmente, na maioria dos casos, nos deparamos com locais sem dados disponíveis para a região em estudos. Nestes casos, a regionalização hidrológica é a forma encontrada para transferir informações de locais com registros existentes para locais onde não existem dados. Diversas técnicas de regionalização de parâmetros de modelos chuva-vazão são descritas na literatura. A determinação da metodologia a ser utilizada em uma região específica depende de diferentes fatores fisiográficos e climáticos que melhor expliquem o comportamento hidrológico.

Desta forma, a COGERH, através do Convênio firmado com a FCPC/UFC, vem desenvolvendo estudos para ajustar um modelo regional de estimativa paramétrica das bacias dos reservatórios monitorados. Neste estudo utilizaram-se o modelo chuva-vazão SMAP mensal calibrado para os postos fluviométricos e modelos de regressão linear.

Ler 7118 vezes Última modificação em Sexta, 06 Março 2015 18:25