MSWEP como fonte alternativa de dados de precipitação para modelagem hidrológica com o SWAT em bacias hidrográficas com escassez de dados

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Celante, Renata
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
dARK ID: ark:/26339/001300000ktmq
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Santa Maria
Brasil
Engenharia Civil
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
Centro de Tecnologia
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/24365
Resumo: As precipitation is one of the most important elements in the hydrological cycle, obtaining data that accurately represents the spatial and temporal variability of precipitation in a given area, becomes a relevant step. However, in developing countries it is common to find a rainfall network with low density, many gaps, short time series and with questionable quality, which makes the use of these data a limiting factor for many studies. Thus, it is necessary in many cases to use alternative sources for rainfall data measurement, such as those from satellites. In this sense, the Multi-Source Weighted-Esemble Precipitation product (MSWEP v.2) has stood out, due to its global coverage, refined spatial and temporal resolution, showing good results also in hydrological modeling. In this work, MSWEP v.2 precipitation product was used as an alternative source of precipitation data in the Guaporé-RS River watershed, a watershed characterized by a scarce rainfall network. The quality of precipitation estimated by MSWEP v.2, was evaluated in comparison with the ground-based rainfall data, and with alternatives to increase the representativeness of the precipitation series in the watershed, such as the extension of the series, reduction of the number of gaps, increase in rainfall network density, and improvements in the precipitation spatialization process. For this, alternative scenarios that incorporate measures from the MSWEP v.2 product, or use the product measured entirely, were compared with a reference scenario that used the available ground-based rainfall network. The evaluated alternatives proved to be a good strategy, since the problems found in the existing rainfall network were effectively mitigated, obtaining long series, without gaps and with high spatial density. After the viability of using MSWEP data was proven, the strategies for assembling alternative precipitation scenarios were used as an input database in the SWAT model (Soil & Water Assessment Tool) and applied in the Guaporé-RS River watershed, to assess how this measurement improves the quality of hydrological modeling. It was found that with alternative precipitation data based on MSWEP, modeling results obtained were very similar to those resulting from ground-based rainfall, however, with an improvement in the simulation low flow periods. From the studies carried out, it was found that the precipitation product of MSWEP v.2 could be used as an alternative to replace, or complement, the rainfall network of the watershed with conditions of low quality or nonexistence, as it allowed to increase the density and the quality of the ground-based rainfall network, reducing the uncertainties in hydrological modeling.
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In this sense, the Multi-Source Weighted-Esemble Precipitation product (MSWEP v.2) has stood out, due to its global coverage, refined spatial and temporal resolution, showing good results also in hydrological modeling. In this work, MSWEP v.2 precipitation product was used as an alternative source of precipitation data in the Guaporé-RS River watershed, a watershed characterized by a scarce rainfall network. The quality of precipitation estimated by MSWEP v.2, was evaluated in comparison with the ground-based rainfall data, and with alternatives to increase the representativeness of the precipitation series in the watershed, such as the extension of the series, reduction of the number of gaps, increase in rainfall network density, and improvements in the precipitation spatialization process. For this, alternative scenarios that incorporate measures from the MSWEP v.2 product, or use the product measured entirely, were compared with a reference scenario that used the available ground-based rainfall network. The evaluated alternatives proved to be a good strategy, since the problems found in the existing rainfall network were effectively mitigated, obtaining long series, without gaps and with high spatial density. After the viability of using MSWEP data was proven, the strategies for assembling alternative precipitation scenarios were used as an input database in the SWAT model (Soil & Water Assessment Tool) and applied in the Guaporé-RS River watershed, to assess how this measurement improves the quality of hydrological modeling. It was found that with alternative precipitation data based on MSWEP, modeling results obtained were very similar to those resulting from ground-based rainfall, however, with an improvement in the simulation low flow periods. From the studies carried out, it was found that the precipitation product of MSWEP v.2 could be used as an alternative to replace, or complement, the rainfall network of the watershed with conditions of low quality or nonexistence, as it allowed to increase the density and the quality of the ground-based rainfall network, reducing the uncertainties in hydrological modeling.Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqSendo a precipitação um dos elementos mais importantes no ciclo hidrológico, a obtenção de dados que representem com acurácia as variabilidades espaciais e temporais das precipitações em uma determinada área se torna, também, uma etapa relevante. Entretanto, em países subdesenvolvidos é comum encontrar uma rede pluviométrica com baixa densidade, com muitas falhas, com séries curtas e com qualidade questionável, o que torna a utilização desses dados um fator limitante para muitos estudos. Dessa forma, é necessário em muitos casos recorrer a fontes alternativas aos dados de precipitação medidos em solo, como aqueles oriundos de satélites. Nesse sentido, o produto Multi-Source Weighted-Esemble Precipitation (MSWEP v.2) vem se destacando, em razão de sua cobertura global, resolução espacial e temporal refinada, demonstrando bons resultados também na modelagem hidrológica. Nesse trabalho, dados de precipitação do MSWEP v.2 foram utilizados como fonte alternativa de dados de precipitação na bacia do Rio Guaporé-RS, uma bacia caracterizada por uma rede de monitoramento pluviométrico bastante deficiente. Foi avaliada a qualidade da precipitação estimada pelo MSWEP v.2, em comparação com os dados de precipitação medidos em solo, e alternativas para aumentar a representatividade da séries de precipitação na bacia hidrográfica, como a extensão das séries, a redução do número de falhas, a ampliação da densidade de postos, e melhorias no processo de espacialização da precipitação. Para isso, cenários alternativos que incorporam informação do produto MSWEP v.2, ou utilizam totalmente a informação desse produto, foram comparados com um cenário de referência que utilizou a rede pluviométrica existente. As alternativas avaliadas mostraram-se como boa estratégia, uma vez que os problemas encontrados na rede pluviométrica existente foram efetivamente mitigados, obtendo-se séries longas, sem falhas e com alta densidade espacial. Após comprovada a viabilidade de utilização dos dados do MSWEP, as estratégias de montagem dos cenários alternativos de precipitação foram utilizadas como base de dados de entrada no modelo SWAT (Soil & Water Assessment Tool) e aplicados na bacia do Rio Guaporé-RS, para avaliar como essas informações melhoram a qualidade da modelagem hidrológica. Verificou-se que com dados alternativos de precipitação baseados no MSWEP foram obtidos resultados de modelagem muito similares aqueles resultantes das precipitações com medições em solo, no entanto, com destacada melhoria na simulação de vazões mínimas. A partir dos estudos realizados, constatou-se que o produto de precipitação do MSWEP v.2 pôde ser utilizado como alternativa para substituir, ou complementar, a rede pluviométrica da bacia hidrográfica com condições de baixa qualidade ou inexistência, pois permitiu aumentar a densidade e a qualidade da rede pluviométrica, diminuindo as incertezas na modelagem hidrológica.Universidade Federal de Santa MariaBrasilEngenharia CivilUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilCentro de TecnologiaTassi, Rutineiahttp://lattes.cnpq.br/7584743367186364Rodrigues, Miriam FernandaBasso, Raviel EuricoSari, VanessaCelante, Renata2022-05-19T15:56:51Z2022-05-19T15:56:51Z2020-05-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/24365ark:/26339/001300000ktmqporAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2022-05-19T15:56:51Zoai:repositorio.ufsm.br:1/24365Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/PUBhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com||manancial@ufsm.bropendoar:2022-05-19T15:56:51Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
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