Previsão de cheias em tempo atual com modelos empírico e empírico-conceitual em sistemas fluviais com contribuições laterais relevantes

Abstract

Este trabalho inclui basicamente o estudo comparativo de previsão de cheias em tempo atual em presença de contribuições laterais significativas, utilizando-se modelos empíricos lineares ajustados pela técnica recursiva dos mínimos quadrados, e um modelo empírico-conceitual, com o modelo conceitual de propagação de cheias representado pelo modelo Analogia de Difusão, conjugado com um modelo empírico do tipo ARIMAX para gerar as contribuições laterais. Os modelos foram aplicados à bacia do Alto Iguaçu, em União da Vitória(PR)/Porto União(SC), onde ocorrências de enchentes tem causado pesados danos à propriedade, bem como perdas de vidas. Uma técnica de estirmação conjunta foi utilizada para a calibração do modelo empírico-conceitual, sendo que o modelo conceitual teve seus parâmetros ajustados por tentativas, enquanto as estimativas dos parâmetros do modelo empírico foram ajustadas pela técnica dos mínimos quadrados recursivos. Os resultados demonstraram que pode ser importante utilizar-se dados de chuva para a previsão em tempo atual de cheias com modelos empíricos lineares, mesmo sem informações de chuvas espacialmente distribuídas, ou mesmo dados médios de ocorrências na bacia de drenagem considerada. Além disso, foi demonstrado que o fator mais importante para melhorar as previsões, neste trabalho, foi o ajuste em tempo atual dos parâmetros.

This work includes basically the comparative study of real-time flood forecasting in the presence of high magnitude of lateral inflows, making use of empirical linear models fitted by recursive least squares technique, and a empirical-conceptual model, with a conceptual flood routing model represented by the Analogy Diffusion model, conjugated with an ARIMAX empirical model to generate the lateral inflows. The models were applied to Alto Iguaçu river basin, at União da Vitória(PR)/Porto União(SC), where past floods have caused heavy damage to property, as well as loss of life. A joint estimation technique was used to the empirical-conceptual parameter calibration, where the conceptual model had its parameters fitted by trials, while the estimates of the empirical model parameters were found by the recursive least squares technique. The results showed that it can be important to make use of rainfall datas to real-time flood forecasting with empirical linear models, even without informations of spacially distributed rainfalls, or mean areal rainfall. Besides, the most importante factor to improve the forecasts was shown to be, in this work, the real-time estimation of the parameters.