Ajuste multiobjetivo dos parâmetros de um modelo hidrológico

Abstract

Modelos hidrológicos chuva-vazão são utilizados em diferentes áreas dos recursos hídricos. Estes modelos possuem parâmetros que caracterizam uma determinada bacia e necessitam ser ajustados com dados observados de vazão. A calibração de modelos hidrológicos pode ser uma tarefa tediosa quando realizada por tentativa e erro, especialmente quando o usuário do modelo é pouco experiente. Já o ajuste automático é realizado por otimização através de técnicas iterativas, que possuem as seguintes limitações: solução com mínimos locais; solução matemática encontrando parâmetros distantes da realidade física, limitações das funções objetivo, entre outros. Este artigo apresenta um método de calibração automática, recentemente proposto por Yapo et al. (1998), que simplifica o processo de calibração, mas mantém algumas características desejáveis da calibração manual, em especial a consideração de várias funções objetivo ao mesmo tempo. São apresentados resultados utilizando o modelo IPH2 em uma bacia de 989 km2 no estado de Santa Catarina, considerando, ao mesmo tempo, até três funções objetivo.

Rainfall runoff hydrologic models are widely used for water resources availability analysis, where or when there is more rainfall than river discharge data. Generally these models are conceptual, and cannot be applied without parameter calibration, when observed and calculated hydrographs must be compared. If the model user is not experienced, manual calibration may be a lengthy task. On the other hand, automatic calibration is limited by the low conceptual significance of the parameter values that may be found, especially when local search algorithms are used, which can find parameter sets that result in poor fitting of the observed hydrographs. Furthermore, almost all automatic calibration methods assess the quality of the hydrograph fitting by a single objective function. Manual calibration, on the other hand, allows the experienced user to consider many aspects of the hydrograph fitting at the same time. This paper presents an automatic calibration method, recently proposed by Yapo et al. (1998), that simplifies the calibration procedure, and maintains some manual calibration characteristics, specially the evaluation of multiple objective functions at the same time. Results are shown using the IPH2 rainfall runoff model applied with data of a 989 km2 basin in Santa Catarina, and considering up to three objective functions in the same calibration run.