Calibração automática de modelos tipo chuva-vazão utilizando técnicas de suavização: uma aplicação ao modelo SMAP-II

Parameter calibration is a critical, but essential step in Hydrologic Modelling. In this way, some optimization algorithms for automatic calibration have been applied to conceptual Rainfall-Runoff modelling, but several problems have been detected, which have motivated many researches. This work examines the possibility of using Quasi-Newton type (second derivative-based) optimization algorithm for calibration of conceptual Rainfall-Runoff models. The technique developed presents a previous structural modification of a typical model to obtain the objective function explicit in terms of parameters. The threshold structures that implicate in "if’s" structures, generators of discontinuites, were replaced by smoothing functions thereby preserving the conceptual intregrity of the model. Application to some syntetic cases were included and considerations were done about real cases. The results indicate that a significant progress was achieved in the area of automatic calibration of conceptual Rainfall-Runoff models. A few problems were identified and can be explored in future researches.Entre as etapas dos processos de simulação hidrológica, a calibração dos parâmetros é uma fase muito importante e também bastante delicada. Com relação aos modelos chuva-vazão, alguns processos para calibração automática por meio de técnicas de otimização têm sido tentados, no entanto, alguns problemas ainda são detectados, e o assunto tornou-se motivo de pesquisa para vários autores. Este trabalho examina a possibilidade de aplicação de métodos de segunda ordem tipo Quasi-Newton para calibração automática de modelos conceituais chuva-vazão. A técnica aqui desenvolvida apresenta uma prévia alteração estrutural de um modelo típico, de maneira a obter a função objetivo de forma única e explícita em relação aos parâmetros. As estruturas tipo patamar limitante que levam à bifurcação de caminhos, geradores de descontinuidades, foram substituídas por funções de suavização, com garantia total da manutenção da integridade física do modelo. O trabalho inclui aplicações em alguns casos de séries sintéticas, e são feitas algumas considerações a respeito de casos reais. Os resultados indicam que um significativo progresso na área de calibração automática de modelos conceituais chuva-vazão foi alcançado. O assunto, no entanto, não fica esgotado, e alguns problemas são identificados para exploração em trabalhos posteriores