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Metodologias no desenvolvimento de modelos
• “Para cima”
parametrização de efeitos na pequena escala
• “Para baixo”
Procura de leis gerais na macro escala (padrões de organização, processos, funções)
Hidrologia na escala da
bacia
MHD-INPE
Surface and
subsurface flows
Baseflow
Quickflow and Baseflow routed
to the edge of the gridcell
VegetationLand use
Flow routed from cell to cell to
network outlet
Time
Discharge
Runoff separation River Routing
Transpiration
Rainfall
Deep drainage
VegetationLand use
10i
Fractional area: f = ai / AT
Asat
c
cmin
λ
ci
cti
cmax
Saturated contributed
areas
Canopy Evaporation
Evaporation
Surface flowSubsurface
flowBaseflow
A metodologia de geração de
escoamento combina uma
formulação estatística da
distribuição de armazenamento no
solo (Xinanjiang Model) com a
filosofia TopModel (Índice
Topográfico), para representar o
efeito da topografia na organização
espacial do conteúdo de água no
solo na bacia.
Modelo Hidrológico Distribuído MHD-INPE
10Fractional area: f = ai / AT
Asat
c
𝑐𝑖
𝑐𝑡 ,𝑖
𝑐𝑚𝑖𝑛
𝑐𝑚𝑎𝑥
𝑖
log𝜆
𝜆𝑖
• Utiliza três camadas de solo associadas com sua função hidrológica:
• A camada superior comando o fluxo subsuperficial e drena para a segunda camada.
• A segunda camada funciona como um reservatório de água na vegetação com raízes profundas como floresta e cerrado. Permite somente fluxo vertical, e drena para a camada inferior. Esta camada pode não existir em caso de ecossistemas com solos rasos.
• A camada inferior controla o fluxo de base, e indiretamente o fluxo superficial por excesso de saturação.
MHD-INPE
Modelo MHD-INPE
• A evaporação é calculada usando Penman-Monteith
• A extração radicular profunda utiliza o esquema de Jarvis.
• O fator de compensação ωc aumenta a eficiência da extração radicular nas camadas mais profundas a medida que o estresse hídrico nas camadas superiores aumenta
Modelo MHD-INPE
• O excesso de água é transferido para o canal utilizando reservatórios lineais simples para o fluxo superficial e o sub-superficial, e para o fluxo de base.
Propagação usando Muskingum - Cunge
• A propagação no canal é resolvida usando o método de Muskingum - Cunge
• Possui a opção de utilizar um método não lineal
Calibração Automática
Combina metodologias determinísticas e probabilísticas
Baseada na evolução de um grupo de pontos no espaço de parâmetros
Evolução competitiva
Os conjuntos São misturados em cada passo
MHD-INPE Mudanças Climáticas
Exploração de incertezas Vulnerabilidade na produção de hidroenergia
• INCT-MC • REDE CLIMA
MHD-INPE Previsão Hidrometeorológica de
Vazões por Conjunto
• CPTEC
• CEMADEN
• INEA-RJ
• IGAM/SIMGE -MG
Geração de Escoamento - Processos de Borda e Variabilidade de Sub-Grade
• Efeitos Buffer na geração de escoamento direto
• Efeito de bordas na evapotranspiração
• Distribuição de umidade do solo e escoamento dentro da célula
• Processos hidrodinâmicos
Projeções Hidrológicas
• Aplicação de novos cenários climáticos – Aumentar o leque de possibilidades
• Incorporação de cenários de uso do solo LUCC-ME
• Avaliações de impactos na hidrologia
• Avaliação de vulnerabilidades – Informações socioeconômicas
– Parcerias com outras instituições: UNB, UFF, CEMADEN ...
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