Sub-daily hydrological-hydrodynamic simulation in flash flood basins: Una river (Pernambuco/Brazil)

Revista Ambiente E Água

Endereço:
Estrada Mun. Dr. José Luiz Cembranelli, 5.000 - Bairro Itaim
Taubaté / SP
0
Site: http://www.agro.unitau.br/seer/index.php/ambi-agua/index
Telefone: (12) 3625-4212
ISSN: 1980993X
Editor Chefe: Nelson Wellausen Dias
Início Publicação: 31/07/2006
Periodicidade: Quadrimestral
Área de Estudo: Ciências Agrárias, Área de Estudo: Ciências Biológicas, Área de Estudo: Ciências Exatas, Área de Estudo: Engenharias, Área de Estudo: Multidisciplinar

Sub-daily hydrological-hydrodynamic simulation in flash flood basins: Una river (Pernambuco/Brazil)

Ano: 2020 | Volume: 15 | Número: 5
Autores: Otacílio Correia Lima Neto; Alfredo Ribeiro Neto; Fellipe Henrique Borba Alves; José Almir Cirilo
Autor Correspondente: Alfredo Ribeiro Neto | [email protected]

Palavras-chave: hydrologic modeling system, natural disasters, river analysis system, 2D simulation.

Resumos Cadastrados

Resumo Português:

Eventos extremos de cheia que ocorrem poucas horas após a precipitação em regiões de altas declividades, conhecidos como flash flood, são observados na bacia hidrográfica do rio Una. O artigo tem como objetivo avaliar a modelagem hidrológica e hidrodinâmica com dados sub-diários dos maiores eventos de cheia da bacia do rio Una nos anos de 2011 e 2017. Precipitação e vazão sub-diárias foram utilizadas nos modelos Hydrologic Engineering Center-Hydrologic Modeling System (HEC-HMS) e River Analysis System (HEC-RAS). A calibração foi avaliada pela eficiência de Nash-Sutcliffe (NSE), percentual de tendência e a razão dada pelo erro quadrático médio pelo desvio padrão dos dados observados (RSR). Os parâmetros taxa de infiltração máxima e coeficiente de pico do método HU Snyder apresentaram maior sensibilidade na calibração do HEC-HMS. A calibração exibiu um bom desempenho (estação Catende NSE=0.78, RSR=0.46; estação Palmares NSE=0.68, RSR=0.57). O modelo hidrodinâmico unidimensional apresentou instabilidades devido às regiões íngremes da bacia. A solução 2D foi necessária para superar esse problema, o que permitiu representar satisfatoriamente o nível da água na cidade de palmares.

Palavras-chave: desastres naturais, simulação 2D, sistema de análise de rio, sistema de modelagem hidrológica.



Resumo Inglês:

Flash floods are observed in the Una River Basin, Pernambuco/Brazil. This particular type of flood is a short-duration hydrological event with occurrence of the peak flow within minutes to few hours after the onset of the rainfall, taking place typically in mountainous regions. The objective of the paper was to assess the sub-daily hydrological and hydrodynamic modeling of flood events in 2011 and 2017. Sub-daily precipitation and streamflow were applied to the models Hydrologic Engineering Center-Hydrologic Modeling System (HEC-HMS) and River Analysis System (HEC-RAS). Model evaluation methods such as Nash-Sutcliffe efficiency (NSE), percent bias, and the ratio of the root mean squared error to the standard deviation of measured data (RSR) were used in the calibration process. The maximum infiltration rate and the Snyder peak coefficient estimation were the most sensitive parameters in the hydrological model. The calibration of the HEC-HMS showed good performances (Catende station NSE=0.78 and RSR=0.46; Palmares station NSE=0.68 and RSR=0.57). During HEC-RAS 1D flow simulations, steep regions in the Una River caused numerical instabilities. The 2D solution was needed to overcome this problem, allowing us to represent the water level in the city of Palmares satisfactorily.