Repositorio Dspace/Manakin

Plataforma computacional integrada para modelagem hidrológica e hidrodinâmica com dados geoespaciais.

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dc.creator.ID FREITAS, M. C. pt_BR
dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/4544455937474931 pt_BR
dc.contributor.advisor1 CUNHA, John Elton de Brito Leite
dc.contributor.advisor1ID CUNHA, J. E. B. L. pt_BR
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/7756258383405207 pt_BR
dc.contributor.referee1 FERNANDES, Renato de Oliveira.
dc.contributor.referee1ID FERNANDES, R. O. pt_BR
dc.contributor.referee1Lattes http://lattes.cnpq.br/6293429782848561 pt_BR
dc.contributor.referee2 ALCÂNTARA, Hugo Morais de.
dc.contributor.referee2ID ALCÂNTARA, H. M. pt_BR
dc.contributor.referee2Lattes http://lattes.cnpq.br/5001094186593528 pt_BR
dc.identifier.doi http://dx.doi.org/10.52446/ProfaguaCDSA.2022.D.Freitas
dc.description.resumo Os avanços tecnológicos, em particular o crescente aumento no poder de processamento dos computadores e difusão do sensoriamento remoto através dos dados geoespaciais, permitiu o desenvolvimento de modelos hidrológicos robustos, eficientes e práticos, criando ferramentas indispensáveis para tomada de decisão. Estas ferramentas tem contribuído para aumentar a eficiência do gerenciamento e regulação dos recursos hídricos. Tradicionalmente, os softwares de modelagem hidrodinâmica difundidos no meio acadêmico utilizam formulações da hidrologia e da hidráulica, impondo a utilização de dois ou mais aplicativos nas análises voltadas para tomada de decisão. Tendo em vista o tempo desprendido no aprendizado e aplicação destes softwares, além dos inúmeros problemas gerados nas conexões e entrelaçamentos das informações geradas, tona-se viável a criação de um aplicativo que integre os dados geoespaciais com os modelos hidrodinâmicos. Assim, o objetivo principal desse estudo foi desenvolver um software que possibilite a operação de modelos hidrológicos e hidrodinâmicos com dados geoespaciais. Para esse fim, na criação do algoritmo computacional, utilizou-se a linguagem de programação MATLAB (MATrix LABoratory) por possuir uma gama de ferramentas, toolboxes que permitem realizar inúmeras operações matemáticas. O software construído, processa o modelo numérico do terreno para extrair os parâmetros físicos da bacia hidrográfica. Possibilita o cálculo do tempo de concentração e estima a chuva de projeto aplicando a equação clássica de chuvas intensas. A determinação do hidrograma de projeto é realizada com os métodos do hidrograma unitário sintético triangular do Natural Resources Conservation Service (NRCS). As funções hidrodinâmicas permitem o dimensionamento dos dispositivos hídricos e simulação da onda de cheia em canais naturais ou artificiais. Duas opções são apresentadas ao operador, aplicação da equação de Manning ou método Muskingum. Ao aplicar Manning, é possível escolher uma modelagem que despreza as contribuições laterais e considera o escoamento permanente e uniforme ao longo do trecho observado. O método de Muskingum despreza os efeitos originados pela equação da quantidade de movimento, baseando-se na equação da continuidade e nas relações existentes entre o armazenamento prismático e em cunha durante o avanço da cheia. Ressalta-se, que o usuário também pode realizar as simulações de transformação chuva-vazão na bacia hidrográfica, executando o módulo SMAP (Soil Moisture Accounting Procedure) acoplado. O software criado demonstra potencial para integrar a modelagem hidrológica com modelos hidrodinâmicos em uma única aplicação, mostrando-se um instrumento de grande valia durante a compreensão dos processos físicos do ciclo da água, tanto na simulação como na previsão dos fluxos d’agua em uma bacia hidrográfica. A construção da interface permite uma operação intuitiva, mesmo para usuários com pouco experiência com software com modelagem hidrologia e hidrodinâmica que usam dados geoespaciais, exibe os resultados de maneira compreensível ao usuário e processa diversos cálculos matemáticos intrínsecos. pt_BR
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.publisher.department Centro de Desenvolvimento Sustentável do Semiárido - CDSA pt_BR
dc.publisher.program MESTRADO PROFISSIONAL EM REDE NACIONAL EM GESTÃO E REGULAÇÃO DE RECURSOS HÍDRICOS pt_BR
dc.publisher.initials UFCG pt_BR
dc.subject.cnpq Instrumentos da Política de Recursos Hídricos pt_BR
dc.title Plataforma computacional integrada para modelagem hidrológica e hidrodinâmica com dados geoespaciais. pt_BR
dc.date.issued 2022-08-09
dc.description.abstract Technological advances, in particular the growing increase in computer processing power and the diffusion of remote sensing through geospatial data, allowed the development of robust, efficient and practical hydrological models, creating indispensable tools for decision making. These tools have contributed to increasing the efficiency of the management and regulation of water resources. Traditionally, hydrodynamic modeling software disseminated in the academic environment uses formulations of hydrology and hydraulics, imposing the use of two or more applications in analyzes aimed at decision making. Considering the time spent in learning and applying these software, in addition to the numerous problems generated in the connections and intertwining of the generated information, it becomes feasible to create an application that integrates geospatial data with hydrodynamic models. Thus, the main objective of this study was to develop software that allows the operation of hydrological and hydrodynamic models with geospatial data. For this purpose, in the creation of the computational algorithm, the programming language MATLAB (MATrix LABoratory) was used because it has a range of tools, toolboxes that allow performing numerous mathematical operations. The software built processes the numerical model of the terrain to extract the physical parameters of the watershed. It makes it possible to calculate the concentration time and estimate the design rain by applying the classical equation of heavy rains. The determination of the project hydrograph is performed using the Natural Resources Conservation Service (NRCS) triangular synthetic unit hydrograph methods. The hydrodynamic functions allow the dimensioning of water devices and simulation of the flood wave in natural or artificial channels. Two options are presented to the operator, application of the Manning equation or the Muskingum method. By applying Manning, it is possible to choose a model that neglects the lateral contributions and considers the steady and uniform flow along the observed section. Muskingum's method ignores the effects caused by the momentum equation, based on the continuity equation and on the relationships between prismatic and wedge storage during the flood advance. It should be noted that the user can also perform rainfall-runoff transformation simulations in the watershed, executing the coupled SMAP (Soil Moisture Accounting Procedure) module. The software created demonstrates the potential to integrate hydrological modeling with hydrodynamic models in a single application, proving to be a valuable instrument for understanding the physical processes of the water cycle, both in the simulation and in the prediction of water flows in a hydrographic basin. The construction of the interface allows an intuitive operation, even for users with little experience with hydrology and hydrodynamics modeling software that uses geospatial data, displays the results in a user-understandable way and processes several intrinsic mathematical calculations. pt_BR
dc.identifier.uri http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/26876
dc.date.accessioned 2022-09-02T19:22:33Z
dc.date.available 2022-09-02
dc.date.available 2022-09-02T19:22:33Z
dc.type Dissertação pt_BR
dc.subject Modelagem hidrológica pt_BR
dc.subject Modelagem hidrodinâmica pt_BR
dc.subject Plataforma computacional - modelagem pt_BR
dc.subject Hidrologia pt_BR
dc.subject Dados geoespaciais pt_BR
dc.subject Geotecnologias pt_BR
dc.subject Modelos hidrodinâmicos pt_BR
dc.subject Sensoriamento remoto pt_BR
dc.subject Algoritmo computacional pt_BR
dc.subject Linguagem MATLAB pt_BR
dc.subject Software de modelagem hidrológica pt_BR
dc.subject Método de Muskingum pt_BR
dc.subject Hidrograma pt_BR
dc.subject Hydrological modeling pt_BR
dc.subject Hydrodynamic modeling pt_BR
dc.subject Computing platform - modeling pt_BR
dc.subject Hydrology pt_BR
dc.subject Geospatial data pt_BR
dc.subject Geotechnologies pt_BR
dc.subject Hydrodynamic models pt_BR
dc.subject Remote sensing pt_BR
dc.subject Computational algorithm pt_BR
dc.subject MATLAB language pt_BR
dc.subject Hydrological modeling software pt_BR
dc.subject Hydrograph pt_BR
dc.subject Muskingum method pt_BR
dc.subject SMAP – Soil Moisture Accounting Procedure pt_BR
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.creator FREITAS, Moisés Correia.
dc.publisher Universidade Federal de Campina Grande pt_BR
dc.language por pt_BR
dc.title.alternative Integrated computational platform for hydrological and hydrodynamic modeling with geospatial data. pt_BR
dc.identifier.citation FREITAS, Moisés Correia. Plataforma computacional integrada para modelagem hidrológica e hidrodinâmica com dados geoespaciais. 2022. 75f. (Dissertação), Mestrado Profissional em Rede Nacional em Gestão e Regulação de Recursos Hídricos, Centro de Desenvolvimento Sustentável do Semiárido, Universidade Federal de Campina Grande – Campus de Sumé – Paraíba, Brasil, 2022. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/26876 pt_BR


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