Distributed Hydrological model for one-dimensional peri-urban watersheds

O presente trabalho propôs desenvolver e calibrar um modelo hidrológico distribuído unidimensional aplicado a drenagem de uma bacia hidrográfica peri-urbana utilizando o método de otimização multi-objetivo Non-dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA-II) para a calibração do modelo. Para tornar possível a realização deste trabalho foram adotadas rotinas computacionais desenvolvidas em ambiente MATLAB. O modelo desenvolvido permite, para um evento de precipitação, determinar o hidrograma de escoamento superficial em qualquer posição da bacia hidrográfica (planos ou canais) considerando o efeito da infiltração e das características físicas do solo. Foram definidas funções objetivo e aplicadas simultaneamente na calibração do modelo. Da análise de sensibilidade realizada, verificou-se que o modelo é mais impactado pelos parâmetros relativos às áreas permeáveis. O ajuste do modelo foi muito bom, ilustrando a aplicabilidade da calibração multi-objetivo em explorar a região ideal e obter soluções ideais. A validação comprovou a eficiência do modelo, aplicada a outros eventos chuvosos diferentes ocorridos na bacia do córrego Samamabaia, gerando saídas com acurácia satisfatória e resultados para os coeficientes de eficiência Nash & Sutcliffe próximos à região do valor ótimo teórico.This study aimed to develop and calibrate a distributed hydrological model used for a one-dimensional drainage of a peri-urban catchment using the optimization multi-objective method Non -dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA - II) for model calibration. Computational algorithms developed in MATLAB environment were adopted to make this study possible. This model allows a precipitation event to set the surface runoff hydrograph at any position of the watershed (planes or channels) regarding infiltration effect and soil physical characteristics. Objective functions were defined and used simultaneously to calibrate the model. From sensitivity analysis performed, it was found that the model is more affected by the parameters related to permeable areas. The model fit was very good, illustrating the applicability of multi-objective calibration in exploring ideal area and to obtain ideal solutions. Validation proved the efficiency of the model used for other different rainfall events in Samambaia stream basin, generating outputs with good accuracy and optimal theoretical value results for Nash & Sutcliffe coefficients of efficiency near the area region