Dados de radar meteorológico aplicados a uma modelagem chuva-vazão

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Velez, João Gama de Araujo lattes
Orientador(a): Ribeiro, Celso Bandeira de Melo lattes
Banca de defesa: Procópio, Aline Sarmento lattes, Rotunno Filho, Otto Corrêa lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (PEC)
Departamento: Faculdade de Engenharia
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/18770
Resumo: Esta dissertação teve como objetivo principal utilizar dados do radar meteorológico de Bauru para estimar a precipitação e validar esses dados com base em estações pluviométricas selecionadas na região da bacia do rio Piracicaba. Inicialmente, os dados brutos do radar foram processados e convertidos em estimativas de precipitação, utilizando técnicas de correção e filtragem para reduzir incertezas. Em seguida, essas estimativas foram validadas por meio de comparações com dados observacionais de estações pluviométricas, utilizando índices estatísticos como o coeficiente de correlação de Pearson (r), o erro médio absoluto (MAE), a raiz do erro quadrático médio (RMSE) e o viés percentual (PBIAS). Os resultados indicaram uma boa correlação entre os dados do radar e as estações pluviométricas, com valores de r próximos a 0,85, RMSE de 12 mm/dia e PBIAS inferior a 10%, demonstrando a confiabilidade dos dados radar. Com os dados validados, procedeu-se à calibração de um modelo hidrológico para a bacia do rio Piracicaba, utilizando as estimativas de precipitação derivadas do radar como entrada. O modelo foi ajustado para simular o comportamento hidrológico da bacia, considerando variáveis como vazão e escoamento superficial. Por fim, os resultados do modelo foram comparados com os dados de precipitação do radar, avaliando-se a consistência e a eficácia da integração desses dados em estudos hidrológicos. Os resultados demonstraram que o uso de dados radar pode melhorar significativamente a precisão das estimativas de precipitação e, consequentemente, a qualidade das simulações hidrológicas. Além disso, a metodologia desenvolvida mostrou-se promissora para aplicações em monitoramento e previsão de eventos extremos, como cheias e secas, contribuindo para a gestão sustentável de recursos hídricos. Este trabalho reforça a importância da integração de tecnologias de sensoriamento remoto, como radares meteorológicos, em modelos hidrológicos, destacando seu potencial para aprimorar a previsibilidade e o planejamento em bacias hidrográficas.
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Em seguida, essas estimativas foram validadas por meio de comparações com dados observacionais de estações pluviométricas, utilizando índices estatísticos como o coeficiente de correlação de Pearson (r), o erro médio absoluto (MAE), a raiz do erro quadrático médio (RMSE) e o viés percentual (PBIAS). Os resultados indicaram uma boa correlação entre os dados do radar e as estações pluviométricas, com valores de r próximos a 0,85, RMSE de 12 mm/dia e PBIAS inferior a 10%, demonstrando a confiabilidade dos dados radar. Com os dados validados, procedeu-se à calibração de um modelo hidrológico para a bacia do rio Piracicaba, utilizando as estimativas de precipitação derivadas do radar como entrada. O modelo foi ajustado para simular o comportamento hidrológico da bacia, considerando variáveis como vazão e escoamento superficial. Por fim, os resultados do modelo foram comparados com os dados de precipitação do radar, avaliando-se a consistência e a eficácia da integração desses dados em estudos hidrológicos. Os resultados demonstraram que o uso de dados radar pode melhorar significativamente a precisão das estimativas de precipitação e, consequentemente, a qualidade das simulações hidrológicas. Além disso, a metodologia desenvolvida mostrou-se promissora para aplicações em monitoramento e previsão de eventos extremos, como cheias e secas, contribuindo para a gestão sustentável de recursos hídricos. Este trabalho reforça a importância da integração de tecnologias de sensoriamento remoto, como radares meteorológicos, em modelos hidrológicos, destacando seu potencial para aprimorar a previsibilidade e o planejamento em bacias hidrográficas.This dissertation aimed to utilize data from the Bauru meteorological radar to estimate precipitation and validate these data based on selected rain gauge stations in the Piracicaba River basin. Initially, raw radar data were processed and converted into precipitation estimates using correction and filtering techniques to reduce uncertainties. These estimates were then validated through comparisons with observational data from rain gauge stations, employing statistical indices such as the Pearson correlation coefficient (r), mean absolute error (MAE), root mean square error (RMSE), and percent bias (PBIAS). The results indicated a strong correlation between radar data and rain gauge measurements, with r values close to 0.85, RMSE of 12 mm/day, and PBIAS below 10%, demonstrating the reliability of radar-derived precipitation. With the validated data, a hydrological model for the Piracicaba River basin was calibrated, using the radar-based precipitation estimates as input. The model was adjusted to simulate the hydrological behavior of the basin, considering variables such as flow rate and surface runoff. Finally, the model's results were compared with the radar precipitation data, evaluating the consistency and effectiveness of integrating radar data into hydrological studies. The results demonstrated that the use of radar data can significantly improve the accuracy of precipitation estimates and, consequently, the quality of hydrological simulations. Furthermore, the developed methodology proved promising for applications in monitoring and predicting extreme events, such as floods and droughts, contributing to the sustainable management of water resources. This work reinforces the importance of integrating remote sensing technologies, such as meteorological radars, into hydrological models, highlighting their potential to enhance predictability and planning in river basins.porUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (PEC)UFJFBrasilFaculdade de EngenhariaAttribution 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILRadar meteorológicoModelagem hidrológicaPrecipitaçãoBacia do PiracicabaMeteorological radarHydrological modelingPrecipitationPiracicaba basinDados de radar meteorológico aplicados a uma modelagem chuva-vazãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFORIGINALjoaogamadearaujovelez.pdfjoaogamadearaujovelez.pdfPDF/Aapplication/pdf7669474https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/18770/1/joaogamadearaujovelez.pdf6b83161ddfe7b9d92c2cd0a55fdd346bMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8914https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/18770/2/license_rdf4d2950bda3d176f570a9f8b328dfbbefMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/18770/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53TEXTjoaogamadearaujovelez.pdf.txtjoaogamadearaujovelez.pdf.txtExtracted texttext/plain225825https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/18770/4/joaogamadearaujovelez.pdf.txtc6d804e4448ad9d5f329efcdd9c1d30dMD54THUMBNAILjoaogamadearaujovelez.pdf.jpgjoaogamadearaujovelez.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1418https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/18770/5/joaogamadearaujovelez.pdf.jpg881d8cbc3ef4a663fadfaf5efa7c0010MD55ufjf/187702025-05-27 03:03:46.89oai:hermes.cpd.ufjf.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2025-05-27T06:03:46Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false
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