» Avaliação da Evapotranspiração Simulada com o Programa SWAT no Bioma CerradoAmanda do Nascimento Ferreira

Resumo

A evapotranspiração tem magnitude significativa sobre o balanço hídrico, tornando a avaliação dessa parcela hidrológica relevante ao realizar uma modelagem de uma bacia hidrográfica. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a potencialidade do modelo SWAT na representação da evapotranspiração em uma bacia com predominância do Bioma Cerrado. Para isso, foi realizada uma modelagem hidrológica da bacia do Gama, localizada no Distrito Federal, que possui 57,5% da sua área total composta por Cerrado. Foram realizadas simulações com os métodos de evapotranspiração potencial disponibilizados pelo programa SWAT: Hargreaves (H), Priestley-Taylor (PT) e Penman-Monteith (PM). Foram também utilizadas versões modificadas por Strauch e Volk (2013) (SV) e Arroio Junior (2016) (AR). O trabalho foi dividido em duas fases, sendo uma com foco na evapotranspiração potencial (ETP) (Fase 1) e outra na evapotranspiração real (ET) (Fase 2). A calibração dos parâmetros, utilizando o algoritmo de Particle Swarm Optimization, desenvolvido por Távora (2017), levou a resultados satisfatórios para a série de vazões mensais (Fase 1) e diárias (Fase 2). Na Fase 1, os valores de ETP simulados com o SWAT utilizando os métodos foram comparados entre si e com dados de evaporação do tanque classe A. Nessa avaliação, o comportamento da ETP com as diversas fórmulas levou a bons resultados quando comparados aos valores de evaporação do tanque classe A; apenas o método PT não conseguiu representar bem a sazonalidade. Para a Fase 2, foram utilizados os dados obtidos em torre de medição de dados de fluxo turbulento situada em área de Cerrado sentido restrito, localizada na Fazenda Água Limpa – DF. Foram realizadas simulações da ET pelos métodos de PM, PT, H, SV e AR na unidade de resposta hidrológica (URH) de cerrado e comparações entre a ET obtida por método de fluxo turbulento (Eddy Covariance) (ETobs) e a ET simulada com SWAT (ETsim). De um modo geral, percebeu-se que há uma similaridade entre os dados de simulação e os valores de ETobs e os dados de ETsim. Na Fase 1, ao avaliar a ETP, os métodos de PM e H apresentaram melhor desempenho. Já na Fase 2, comparados ao ETobs, o método de PM apresentou a melhor aderência, e os métodos de H e PT apresentaram maior similaridade no período seco e chuvoso, respectivamente. Apesar de representar um avanço em relação ao modelo original do SWAT, as propostas de SV e AR não melhoraram a resposta em termos de simulação na bacia do Gama.

Abstract

Evapotranspiration has a significant magnitude on the water balance, making the assessment of this hydrological portion relevant when modeling a watershed. Therefore, the objective of this work was to evaluate the potential of the SWAT model in representing evapotranspiration in a basin with a predominance of the Cerrado Biome. For this, a hydrological modeling of the Gama basin, located in the Federal District, which has 57.5% of its total area composed of Cerrado, was done. Simulations were performed using the potential evapotranspiration methods provided by the SWAT program: Hargreaves (H), Priestley-Taylor (PT) and Penman-Monteith (PM). Versions modified by Strauch and Volk (2013) (SV) and Arroio Junior (2016) (AR) were also used. The work was divided into two phases, one focusing on potential evapotranspiration (ETP) (Phase 1) and the other on actual evapotranspiration (ET) (Phase 2). The calibration of the parameters, using the Particle Swarm Optimization algorithm, developed by Távora (2017), led to satisfactory results for the series of monthly (Phase 1) and daily (Phase 2) flows. In Phase 1, the ETP values simulated with SWAT using the methods were compared with each other and with evaporation data from the class A pan evaporation. In this evaluation, the behavior of the ETP with the different formulas led to good results when compared to the evaporation values of class A pan evaporation; only the PT method failed to represent seasonality well. For Phase 2, data obtained from a turbulent flow data measurement tower located in the Cerrado, located in the Fazenda Água Limpa (FAL) – DF, was used. ET simulations were performed using the PM, PT, H, SV and AR methods in the Cerrado hydrological response unit (URH) and comparisons between the ET obtained by the Eddy Covariance method (ETobs) and the ET simulated with SWAT (ETsim). In general, it was noticed that there is a similarity between the simulation data and the ETobs values and the ETsim data. In Phase 1, when evaluating ETP, the PM and H methods showed better performance. In Phase 2, compared to ETobs, the PM method showed the best adherence, and the H and PT methods showed greater similarity in the dry and rainy season, respectively. Despite representing an advance in relation to the original SWAT model, the SV and AR proposals did not improve the response in terms of simulation in the Gama basin.

Banca

ORIENTADOR:
Sergio Koide

Examinadores Externos:
Luiz Rafael Palmier

Examinadores Internos:
Henrique Llacer Roig

TRABALHO COMPLETO

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Palavras-Chave:
Eddy Covariance , Evapotranspiração , SWAT , Tanque Classe A
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