Previsão hidrológica de curto prazo com chuvas efetivas determinadas pela função sigmoide

Abstract

Enchentes relevantes são, geralmente, conseqüências de grandes precipitações combinadas com um estado prévio de umidade do solo na bacia. Em modelos de previsão em tempo atual ajustados empiricamente a eventos, o estado de umidade pode não parecer importante, uma vez que os parâmetros obtidos para estes (quando o solo está saturado) já incorporam tal informação. Em situações práticas porém, não se sabe com antecedência se está para ocorrer uma inundação, podendo-se incorrer em erros graves, perdendo-se a credibilidade. Neste trabalho, pesquisa-se a aplicabilidade de índices de umidade do solo na bacia para a obtenção em tempo atual, do coeficiente de escoamento superficial, através de uma função matemática cujos valores tendem assintoticamente para 1 à medida que aumentam as condições de umidade, e para 0 à medida que estas diminuem. Um modelo composto de uma relação linear simples, cujas entradas são as precipitações efetivas obtidas pelo método proposto, é aplicado à bacia do rio Camaquã (@ 16.000 km2), no Estado do Rio Grande do Sul, para previsão de curto prazo, obtendo-se resultados tão bons quanto os que seriam obtidos com modelos mais complexos, ou fazendo-se uso de técnicas sofisticadas de ajuste contínuo. O modelo pode ser operado, em situações práticas, com um mínimo de recursos (calculadora ou planilha eletrônica) e bastante confiabilidade, uma vez que o processo chuva-vazão é linearizado.

arge floods are, generally, consequence of heavy rain combined with a previous state of soil moisture. When flood forecasting models are empirically fitted by events, the moisture state may not seems important, because the parameters, fitted in saturated conditions, incorporate this information. In practical situations, however, one does not know if a flood is to occur, so the model may lead to noticeable errors, causing loss of confidence. The concepts and procedures developed are an evolution of the use of soil moisture index. Here, the runoff coefficient is obtained in real time, through a fitted function (which may assume values between 0 and 1) of the index, represented by the discharge at the basin outlet or the fitted antecedent precipitation index. A simple linear model, whose inputs are the net rainfall obtained by the proposed method, is used for real time forecasting, to the Camaquã river basin ( @ 16000 km2), into the Rio Grande do Sul state of Brazil. The performance of the model is as good as that obtained using more complicated models, or by sophisticated techniques to continually update parameters. The model may be operated, in practical situations, with minimal resources (a simple calculator, or a spreadsheet) with confidence, thanks to the efficiency with which the rainfall-runoff process is linearized by the prescribed method.