Processos hidrológicos e modelagem

Modelagem hidrológica, hidráulica e hidroambiental

Modelos, dados e experimentos integrados para compreender processos, simular cenários e apoiar decisões desde a escala de lotes até grandes bacias hidrográficas.

Representar processos para investigar cenários

O grupo desenvolve, adapta e aplica modelos para estudar relações chuva–vazão, drenagem urbana, rios, planícies de inundação, sedimentos, qualidade da água, uso do solo e clima. A escolha do modelo depende do processo, da escala, dos dados disponíveis e da finalidade da análise.

Modelagem de bacias

SWAT e HydroPixel apoiam a representação de processos chuva–vazão, balanço hídrico, uso da terra, sedimentos e variabilidade espacial em bacias hidrográficas.

Modelagem hidráulica e hidrodinâmica

SWMM e HEC-RAS apoiam estudos de redes, canais, rios, estruturas e planícies de inundação, em condições permanentes ou transientes.

Explorar esta fortaleza

Modelagem hidroambiental

Sedimentos, qualidade da água, habitats, áreas úmidas e integração entre processos físicos e ambientais.

Da escala local à continental

Lote e edificaçãoTelhados, pavimentos e dispositivos de controle.
Bacia urbanaSuperfície, redes e canais de drenagem.
Rios e baciasProcessos rurais, fluviais e hidrossedimentológicos.
Grandes sistemasGrandes rios, planícies e bacias transfronteiriças.

Do território ao modelo

Modelar começa por organizar o espaço e formular hipóteses sobre como a água se desloca. Na bacia urbana do Arroio Cancela, em Santa Maria, ruas, sub-bacias, junções e trechos de macrodrenagem foram integrados em uma representação no SWMM.

Discretização da bacia urbana do Arroio Cancela em sub-bacias e rede de drenagem para modelagem no SWMM
Da bacia urbana à representação computacional. Discretização da bacia do Arroio Cancela e de sua rede de drenagem. Fonte: Froemming (2019), dissertação desenvolvida na UFSM.

Modelagem apoiada por dados de campo

A qualidade das simulações depende da integração entre observações, instrumentação, análise computacional e conhecimento dos processos.

Simular, comparar e priorizar alternativas

Relação entre custo e alteração da vazão de pico para telhados verdes, biorretenções e soluções combinadas
Otimização de infraestrutura verde. Comparação entre custo e redução da vazão de pico em cenários com telhados verdes, biorretenções e soluções combinadas. Fonte: Froemming (2019).

Os modelos também permitem testar muitas combinações antes da implantação. Em pesquisa na bacia do Arroio Cancela, o SWMM foi acoplado a um algoritmo de otimização para comparar desempenho, custo e distribuição espacial de soluções de baixo impacto.

O resultado é apoio à decisão. Em vez de indicar uma única resposta, a análise mostra alternativas com diferentes custos e benefícios e ajuda a identificar onde intervenções podem ser mais efetivas. Os resultados são específicos da bacia e dos cenários estudados.

Conhecer as soluções sustentáveis

Modelos e ferramentas

A experiência inclui modelos desenvolvidos pelo grupo ou por instituições parceiras, ferramentas abertas e integrações com sistemas de informação geográfica. O destaque em bacias está em SWAT e HydroPixel; em hidráulica, em SWMM e HEC-RAS.

SWAT / SWAT+HydroPixelSWMMHEC-RASReSWMMMGB-IPHIPH-IIIPHS1HydroLibTassi-SchaakeQGISPython

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