Parâmetros de calibração

Os parâmetros do modelo LASH calibrados para a BHRP-PO, BHAP-PCF e BHAF-PC podem ser visualizados na Tabela 13. Estes parâmetros foram obtidos por calibração automática empregando o algoritmo SCE-UA (DUAN, SOROOSHIAN e GUPTA, 1992), e representam, para cada bacia hidrográfica, a melhor iteração em termos de estatística de precisão.

Tabela 13 - Parâmetros calibrados pelo modelo LASH para as bacias hidrográficas do rio Piratini à montante da seção de controle “Pedro Osório” (BHRP-PO), do arroio Pelotas à montante da seção de controle “Ponte Cordeiro de Farias” (BHAP-PCF) e do arroio Fragata à montante da seção de controle “Passo dos Carros” (BHAF-PC)

Parâmetro BHRP- PO BHAP- PCF BHAF- PC Coeficiente de abstração inicial λ adimensional 0,09 0,09 0,13

Condutividade hidráulica do

reservatório subsuperficial KSS mm.dia

-1 _{77,08 95,24 4,39}

Condutividade hidráulica do

reservatório subterrâneo KB mm.dia

-1 _{0,65 1,36 0,79}

Densidade de fluxo máxima para

retorno por ascensão capilar KCAP mm.dia

-1 _{2,55 2,25 2,02}

Parâmetro do tempo de resposta do

reservatório superficial CS adimensional 11,63 24,52 40,39 Parâmetro do tempo de resposta do

reservatório subsuperficial CSS adimensional 40,64 1534,36 295,08 Parâmetro do tempo de retardo do

escoamento de base CB dia 43,48 68,18 32,40

A abstração inicial da precipitação (Ia) representa as perdas que ocorrem antes da geração do escoamento superficial direto. No método do Número da Curva (CN) desenvolvido pelo SCS (1971), Ia é função do potencial de armazenamento de água no solo (S) e do coeficiente de abstração inicial (λ), para o qual o valor

recomendado pelo SCS (1971) é de 0,2, o que implica em considerar que Ia equivale à 20% de S. O modelo hidrológico LASH, no entanto, emprega o método do Número da Curva Modificado (CN-Modificado) por Mishra et al. (2003), para o qual Ia é função de S, de λ, e da umidade antecedente do solo (M). Mishra et al. (2006) avaliaram o escoamento superficial direto em 84 bacias hidrográficas americanas através do CN-Modificado e constataram que λ pode apresentar considerável variação, especialmente em função das condições edafoclimáticas do local. Os autores encontraram valores para λ entre 0 e 0,21 para bacias hidrográficas cuja área de drenagem era de 0,17 a 74 ha. Assim como Mishra et al. (2006), inúmeros são os estudos que consideram a calibração de λ.

O valor calibrado de λ para a BHRP-PO e BHAP-PCF foi de 0,09, enquanto que para a BHAF-PC, foi de 0,13. Estes valores indicam que, considerando os mesmos eventos de precipitação, S e M, o início do escoamento superficial direto ocorre mais rapidamente na BHRP-PO e na BHAP-PCF. Esta constatação foi também relatada por Caldeira (2016) que, embora empregando fontes de informação e configuração do modelo diferentes daquelas empregadas neste estudo, encontrou valores de λ de 0,024 para a BHAP-PCF e de 0,115 para a BHAF- PC. Valor de λ bastante próximo ao calibrado para a BHAF-PC – 0,147 – foi também encontrado por Beskow et al. (2016) com a segunda versão do modelo LASH.

Outro fato que corrobora com esta discussão é a condutividade hidráulica do solo saturado (KSAT), para a qual as análises de Aquino (2014) indicam uma média de 101 mm.h-1 _{para a BHAP-PCF e 18 mm.h}-1 _{para a BHAF-PC. Seguindo a} classificação para valores de KSAT para solos brasileiros (PRUSKI et al., 1997) visando à aplicação do método do CN (SCS, 1971), os valores obtidos para a BHAP-PCF indicam infiltração superior à média, enquanto que para a BHAF-PC, abaixo da média, tendo potencial para geração de escoamento superficial direto acima da média.

A calibração de λ para estimativa do escoamento superficial direto pelo método do CN-Modificado foi também realizada em outros estudos envolvendo o modelo LASH. Mello et al. (2008), empregando a primeira versão do modelo para uma bacia de 2.080 km², encontraram valores de λ variando de 0,001 a 0,5 ao calibrar tal parâmetro de forma distribuída por sub-bacias. A mesma estratégia de calibração de λ foi empregada por Viola et al. (2009) para uma bacia de 2.094 km²,

tendo encontrado valores entre 0,01 e 0,2. Já Beskow et al. (2011), calibrando a segunda versão do modelo para uma bacia de 32 km², encontrou λ de 0,105. Frente aos resultados obtidos para λ neste e em outros estudos com LASH, percebe-se que a calibração deste parâmetro é extremamente importante para um bom desempenho do modelo frente à estimativa do escoamento superficial direto.

Os parâmetros KSS e KB refletem, respectivamente, a condutividade hidráulica dos reservatórios subsuperficial e subterrâneo, e são empregados pelo modelo LASH na estimativa das referidas parcelas do escoamento seguindo recomendações de Rawls et al. (1993). Neste estudo KSS foi calibrado em 77,08, 95,24 e 4,39 mm.dia-1 _{para a BHRP-PO, BHAP-PCF e BHAF-PC, respectivamente,} enquanto que KB foi calibrado em 0,65, 1,36 e 0,79 mm.dia-1_.

Uma vez que KSS e KB estão diretamente relacionados ao tipo de solo, é esperada variação nos seus valores para diferentes bacias hidrográficas. Outros estudos com o modelo LASH conduzidos na BHAP-PCF e BHAF-PC apontam para a mesma discrepância entre as bacias. Caldeira (2016) calibrou KSS de 137,49 mm.dia-1 _{e KB de 1,87 mm.dia}-1 _{para a BHAP-PCF, enquanto que para a BHAF-PC,} Caldeira (2016) e Beskow et al. (2016) encontraram, respectivamente, 5,261 e 2,08 mm.dia-1 _{para KSS e 0,63 e 0,19 mm.dia}-1 _{para KB.}

Empregando a primeira versão do modelo LASH em uma bacia de 2.080 km², Mello et al. (2008) calibraram KSS entre 12 e 182,4 mm.dia-1 _{e KB de 0,9 mm.dia}- 1_{. Com a mesma versão do modelo, porém em uma bacia de 2.094 km², Viola et al.} (2009) encontraram KSS entre 0,01 e 82,65 mm.dia-1 _{e KB entre 0,1 e 2,5 mm.dia}-1_. Já Beskow et al. (2011), com a segunda versão do modelo, calibraram KSS de 182,15 mm.dia-1 _{e KB de 3,18 mm.dia}-1 _{para uma bacia de 32 km².}

Quanto à KCAP, os valores calibrados foram de 2,55 mm.dia-1 _{para a BHRP-} PO, 2,25 mm.dia-1 _{para a BHAP-PCF e 2,02 mm.dia}-1 _{para a BHAF-PC. Estes} valores indicam a máxima densidade de fluxo por ascensão capilar que a bacia apresentará em condições de umidade do solo propicias à sua ocorrência. De acordo com Collischon (2001), não existem dados que permitam estimar o valor de KCAP, por isso, o fluxo por ascensão capilar é frequentemente desprezado. O autor relata que desprezar esse processo é o mesmo que considerar bacia hidrográfica como uma área única e exclusivamente de recarga de aquífero, o que de fato não

ocorre, haja vista a existência de áreas de descarga, como por exemplo matas ciliares.

O mesmo valor de KCAP foi encontrado por Caldeira (2016) para a BHAF-PC, enquanto que Beskow et al. (2016) encontraram 2,67 mm.dia-1 _{para essa bacia. Já} para a BHAP-PCF, Caldeira (2016) calibrou este parâmetro em 2,93 mm.dia-1_{, 0,68} mm.dia-1 _{a mais que aquele calibrado neste estudo.}

Os parâmetros Cs e Css refletem o tempo de resposta dos reservatórios superficial e subsuperficial, respectivamente, sendo empregados na calibração do modelo porque existem incertezas atreladas ao cálculo do tempo de concentração da sub-bacia hidrográfica. Valores de CS e CSS foram calibrados em, respectivamente, 11,63 e 40,64 para a BHRP-PO, em 24,52 e 1534,36 para a BHAP-PCF, e 40,39 e 295,08 para a BHAF-PC.

Por fim, o parâmetro CB que reflete o tempo de retardo do escoamento de base para cálculo da vazão de base, foi calibrado em 43,48, 68,18 e 32,40 dias para a BHRP-PO, BHAP-PCF e BHAF-PC, respectivamente. Os valores deste parâmetro são muito importantes no auxílio à compreensão do escoamento de base na bacia hidrográfica, uma vez que é esta parcela do escoamento que alimenta os cursos d’água durante períodos de estiagem.

Alguns estudos envolvendo o modelo LASH, tais como Mello et al. (2008), Viola et al. (2009) e Beskow et al. (2011), optaram por calcular o parâmetro CB a partir de dados observados de vazão na seção de controle da bacia, enquanto outros, como Beskow et al. (2016) e Caldeira (2016), optaram por considerá-lo um parâmetro de calibração. Caldeira (2016) inclusive apresenta valores de CB calculados para diferentes períodos de recessão nos hidrogramas da BHAP-PCF e da BHAF-PC, no entanto, segundo a autora, os valores são tão variáveis e dependentes da experiência do hidrólogo que a calibração dos mesmos reduz as incertezas associadas. No estudo de Caldeira (2016), os valores de CB calibrados foram de 44,34 dias para a BHAP-PCF e de 57,54 dias para a BHAF-PC; para a BHAF-PC, Beskow et al. (2016) encontraram CB de 49,9 dias.