D8 Modelagem Hidrológica e Geomorfológica

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A modelagem hidrológica e geomorfológica integra todas as medições de campo descritas em documentos anteriores desta série em representações matemáticas de todo o sistema. Isso permite a simulação de como o sistema se comportou no passado, como se comporta no presente e como poderá se comportar no futuro.

Os modelos de bacia hidrográfica, sejam conceituais ou semi-distribuídos, dividem toda a bacia hidrográfica em unidades de resposta hidrológica menores. Dentro de cada uma dessas unidades, eles simulam como a precipitação é distribuída entre evapotranspiração, fluxo subterrâneo e escoamento superficial, usando reservatórios que se esvaziam linearmente ou não linearmente, dependendo do caso.

A calibração desses modelos de bacia hidrográfica ajusta seus parâmetros internos para minimizar a diferença entre o fluxo simulado pelo modelo e o fluxo realmente observado no rio. Essa qualidade de ajuste é resumida por métricas como o coeficiente de Nash-Sutcliffe ou o viés percentual de volume, e é precisamente a magnitude desse viés que indica se o modelo tende a superestimar ou subestimar sistematicamente a vazão real.

Os modelos hidráulicos, por sua vez, resolvem as equações de Saint-Venant, já descritas na seção sobre inundações, em uma ou duas dimensões, para simular como uma inundação se propaga por toda a rede fluvial e pelas planícies de inundação circundantes.

Os modelos de erosão calculam, com equações de processo muito mais detalhadas do que a equação padrão de perda de solo mencionada anteriormente, as taxas de erosão e de transporte de sedimentos em cada ponto da bacia hidrográfica.

Finalmente, os modelos de talude acoplam a equação de Richards de forma unidimensional com a mesma análise de estabilidade de taludes descrita anteriormente na discussão sobre deslizamentos de terra, para prever onde, em um talude, e em que momento durante uma tempestade, um deslizamento de terra tem maior probabilidade de ocorrer sob chuva. Assim, desde a integração das medições de campo com que este documento começa até a probabilidade de deslizamento de terra com que termina, incluindo modelos de bacia hidrográfica, sua calibração, modelos hidráulicos e modelos de erosão, a modelagem hidrológica e geomorfológica permite que tudo o que os documentos anteriores desta série mediram separadamente — vazão, umidade do solo, sedimentos, deslizamentos de terra — seja finalmente combinado em uma única representação matemática capaz de simular todo o sistema.

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