Teses e Dissertações
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Teses e dissertações defendidas no contexto dos programas de pós graduação da Instituição.
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Item Modelagem da disponibilidade hídrica em bacias hidrográficas do Cerrado(Universidade Federal de Viçosa, 2021-03-05) Althoff, Daniel; Rodrigues, Lineu Neiva; http://lattes.cnpq.br/4059036721632910Diversas regiões do Cerrado não dispõem de informações hidrológicas básicas e confiáveis para o desenvolvimento da adequada gestão e manejo de recursos hídricos. Informações relacionadas à quantidade e período de disponibilidade da água são fundamentais para garantir que a alocação do recurso assegure o bem-estar social e desenvolvimento sustentável local. A estimativa da disponibilidade hídrica em regiões não monitoradas, ou com escassez de dados, é um desafio de longa data para a hidrologia. A forma mais comum de se estimar a disponibilidade hídrica em regiões não monitoradas se dá por meio de técnicas de regionalização. A regionalização se baseia na transferência de informações de regiões monitoradas para regiões não monitoradas. Isso pode ser feito por meio da doação de parâmetros de modelos hidrológicos calibrados em regiões monitoradas considerando tanto a proximidade espacial quanto similaridade física da região/bacia não monitorada. Uma alternativa aos métodos de regionalização é se trabalhar com modelos hidrológicos de larga escala, como modelos regionais. Neste caso, os modelos baseados em aprendizado de máquina têm se popularizado, uma vez que conseguem aprender a partir da diversidade de dados que lhes são fornecidos. Portanto, há a oportunidade de se desenvolver um modelo regional capaz de aprender frente à diversidade de cenários e melhor predizer os efeitos de mudanças climáticas e de uso da terra, e fornecendo estimavas mais adequadas da disponibilidade hídrica de bacias hidrográficas. O objetivo geral desta tese, estruturada em forma de artigos, foi avaliar a disponibilidade hídrica em bacias hidrográficas do Cerrado brasileiro. Para isso, primeiramente se calibrou um modelo hidrológico para 411 bacias hidrográficas monitoradas individualmente, cujos limites estão dentro ou interseccionam o Cerrado. Dentre as técnicas de regionalização avaliadas, a doação de parâmetros por proximidade espacial apresentou o melhor desempenho e foi utilizada para se simular séries de vazão em ottobacias de nível 5 em todo o Cerrado. Essas séries de vazão foram então usadas para caracterizar a disponibilidade hídrica, períodos de maior pressão sobre o recurso, e identificar regiões onde o uso sustentável de água pode ser aprimorado por meio de técnicas de armazenamento de água excedente do período de chuvas. Também se desenvolveu um modelo regional, baseado em redes neurais recorrentes, que levou em consideração informações compiladas para as 411 bacias hidrográficas inicialmente delimitadas dentro do Cerrado, como características topográficas, de clima, do uso e cobertura da terra e do solo. Este modelo se mostrou robusto às mudanças de uso e cobertura da terra, principalmente no que se refere às predições realizadas para períodos de vazões mínimas. Para este modelo regional, foi possível explorar quais as variáveis de maior influência na predição de vazão, e como elas se relacionam com a disponibilidade hídrica. Palavras-chave: Regionalização. Modelagem hidrológica. Redes neurais artificiais. Ottobacias.Item Evaporação de água em pequenos reservatórios: avaliação de métodos e estimativas atual e futura(Universidade Federal de Viçosa, 2019-02-21) Althoff, Daniel; Rodrigues, Lineu Neiva; http://lattes.cnpq.br/4059036721632910Um dos maiores desafios da humanidade neste século é garantir segurança alimentar para todas as pessoas. O Brasil é um dos poucos países do mundo capaz de expandir sua produção de alimentos de forma sustentável, com destaque para a região do Cerrado, que tem função estratégica no alcance do aumento da produção de alimentos esperada. O desenvolvimento sustentável da agricultura irrigada, por sua vez, dependendo da disponibilidade hídrica oriunda de pequenos reservatórios. Diversas pequenas barragens foram construídas nas últimas décadas na região com o intuito de armazenar água excedente das chuvas e disponibilizá-la no período de estiagem. Neste contexto, a evaporação é uma perda efetiva de água que deve ser melhor quantificada para que se possa desenvolver estratégias e políticas de gestão hídrica mais eficientes. O objetivo desta dissertação foi avaliar e propor métodos de estimativa de evaporação de água em pequenas barragens, bem como simular os impactos provenientes de mudanças climáticas nas perdas por evaporação. Avaliaram-se 14 métodos de estimativa de evaporação difundidos na literatura, além de ajustes de modelos empíricos baseados em Tanque Classe A (TCA), regressões lineares múltiplas e técnicas de aprendizado de máquina. A partir de um TCA instalado próximo ao reservatório, foram obtidos coeficientes de correção da evaporação do tanque considerando base mensal, sazonal e anual. Os modelos de regressão Cubist, Random Forest, Redes Neurais com Regularização Bayesiana e regressões lineares múltiplas foram ajustados utilizando dados climáticos coletados por uma estação meteorológica próxima ao reservatório. Dentre os métodos avaliados, o de Kohler, Nordenson e Fox (1955) e Linacre (1993) tiveram desempenho adequado, bem como os coeficientes de correção, duas equações lineares e os modelos de aprendizado de máquina. A evaporação apresentou tendências significativas de aumento, tanto para uma forçante de saldo de radiação de 4,5 W m-2, como para 8,5 W m-2. Estimou-se um aumento médio da evaporação na bacia do Rio Preto até o ano de 2100 de 18,4% e, quanto menor o reservatório, maior o risco de falta de água ao fim da estação seca.