Hydrological simulation of a rural basin using the TOPMODELcoupled to a model of rainfall interception by vegetation

O estudo dos mecanismos hidrológicos bem como a determinação das disponibilidades hídricas em bacias hidrográficas fornecem condições para avaliação dos recursos hídricos. O modelo semi-distribuído de transformação de chuva em vazão TOPMODEL tem sido, mundialmente utilizado por pesquisadores, desde seu desenvolvimento em 1979. O trabalho desenvolvido utilizou o TOPMODEL para simular o comportamento hidrológico de uma bacia rural com área de 4,6km2, cultivada predominantemente com cana-de-açúcar, localizada na região do município de Limeira-SP. O modelo foi aplicado em duas fases: isoladamente e acoplado a um modelo de interceptação de chuva pela cobertura vegetal, considerando duas hipóteses (H1 e H2) para a distribuição da precipitação interceptada ao longo do tempo. Na hipótese H1, a precipitação interceptada (PP) é distribuída uniformemente ao longo do tempo, sendo que cada valor de precipitação ao longo do tempo do evento em análise é multiplicado por um coeficiente de correção j, calculado por meio da relação entre a precipitação interceptada e incidente. Na hipótese H2, a quantidade total de precipitação interceptada (PP) durante o evento analisado é subtraída do primeiro valor de chuva do evento (P1), ou, dos primeiros valores caso PP seja maior que Pn. A aplicação do modelo TOPMODEL isoladamente apresentou valor médio de eficiência de Nash e Sucliffe de 50,8%, sendo a variação média entre valores de vazão máxima observada e simulada igual a 0,6%. Quando foi considerada a hipótese H1, esses valores foram: 41,3% e -2,5%, respectivamente. Para a hipótese H2, os valores foram 48,6% e -2,0%. Os resultados mostraram que a utilização do modelo TOPMODEL em conjunto ao modelo de interceptação vegetal apresentaram-se muito próximos aos obtidos considerando o TOPMODEL em suas condições originais, e ainda produz melhora na qualidade da informação a respeito do comportamento hidrológico da baciaThe study of hydrological mechanisms as well as determination of available water in watersheds provides conditions for assessment of water resources. The semi-distributed model of rainfall transformation into flow TOPMODEL has been widely used by researchers, since its development in 1979. This paper describes the use of TOPMODEL to simulate the hydrological behavior of a rural watershed with an area of 4.6 km2, mainly cultivated with sugar cane, located in the city of Limeira, in the State of São Paulo. The model was implemented in two phases: isolated and coupled with a model of rainfall interception by vegetation, considering two hypotheses (H1 and H2) for the distribution of precipitation intercepted over time. In hypothesis H1, the intercepted precipitation (PP) is evenly distributed over time, and each value of rainfall over time of the event in question is multiplied by a coefficient of correction a, calculated using the relationship between the intercepted and incident precipitation. In hypothesis H2, the total amount of intercepted precipitation (PP) during the event analyzed is subtracted from the first value of the rainfall event (P1) or from the first amounts, in case PP is greater than P