Usos dos modelos hidrológicos

Os principais usos dos modelos hidrológicos são principalmente para: (a) entender o comportamento dos processos hidrológicos; (b) Análise de consistência e extensão de séries hidrológicas em locais com poucas informações; (c) dimensionamento e planejamento de desenvolvimento numa bacia hidrográfica; (d) previsão de vazão; e (e) predição com base em modificações naturais e antrópicas da bacia hidrográfica.

Comportamento

São usados para melhor entender o comportamento dos fenômenos hidrológicos na bacia. O detalhamento do modelo permite ao hidrólogo separar os fenômenos e, em conseqüência estudar a sensibilidade das variações para bacias com diferentes características. Além disso, é possível testar e avaliar diferentes formulações para os processos. A grande dificuldade encontrada tem sido em separar os processos combinados através da medição de variáveis intermediárias que são difusas na bacia, além do próprio custo de estimativa. O que geralmente ocorre são medidas em pequenas bacias, contudo os resultados ficam pouco representativos de bacias maiores.

Análise de consistência e extensão de séries hidrológicas

Devido a facilidade de operação e custo, é normal existirem séries mais longas de precipitação do que de vazão. Portanto, através do modelo é possível, após o ajuste, a extensão da série de vazão com base na precipitação. O modelo também pode ser utilizado para analisar a consistência da curva-chave (relação entre os níveis e vazões de um local de um rio), dos níveis observados e da precipitação, além de permitir a verificação de alterações no rio e na bacia.

Dimensionamento e previsão de cenários de planejamento

Conhecida a precipitação e o risco de ocorrência da mesma é possível estimar a vazão resultante, para cenários de uso e modificações da bacia, visando ao dimensionamento ou planejamento de alternativas de desenvolvimento do sistema. Neste caso, os modelos hidrológicos utilizados podem ter algumas limitações, quanto a simulação de certos cenários de desenvolvimento diferentes daquele do ajuste (a modificação do uso do solo). Existe diferença entre simulação de condições de projeto e simulação de eventos ou períodos observados ou com compromisso de reproduzir condições ocorridas. O primeiro tem como finalidade obter uma condição limite de funcionamento de uma obra de segurança. Portanto, a combinação de entrada, parâmetros e características do sistema podem levar a valores extremos superiores de segurança, sem um compromisso efetivo de reprodução de condições conhecidas.

Previsão e Predição de vazão

A previsão de vazão num sistema hídrico envolve a estimativa num determinado período de tempo desta variável. A predição é a estimativa da vazão sem relação com um período de tempo definido, como a vazão com um determinado nível de probabilidade de ocorrência num determinado local. As previsões podem ser de curto prazo, de poucas horas até alguns dias de antecedência e de longo prazo ou sazonais com antecedência de 1 a 9 meses. Geralmente a previsão de curto prazo é utilizada para gerenciamento de cheias, mas existem várias outras aplicações como: navegação, onde a carga transportada depende do calado e do nível do rio; atendimento da irrigação e abastecimento; usos múltiplos como energia e controle de inundações. A previsão de longo prazo ou sazonal tem sido realizada através de métodos que utilizam escoamento, mas com o uso de modelos climáticos ou técnicas empíricas e probabilísticas entre variáveis climáticas e hidrológicas como a vazão a previsão tem melhorado. A previsão de longo prazo permite reduzir as incertezas da avaliação econômica de algumas commodities relacionadas com recursos hídricos como: planejamento do preço da energia num sistema baseado em hidroelétricas; produção agrícola para áreas não irrigadas; e gerenciamento de conflitos.

Variabilidade climática e uso do solo

O desenvolvimento dos recursos hídricos ao longo do século vinte foi baseado em técnicas desenvolvidas por engenheiros para o dimensionamento e planejamento de sistemas hídricos. A base de todas estas técnicas é a estatística da série histórica das vazões medidas nos rios. Portanto, admite-se de início os seguinte princípios básicos: As séries de vazões são homogêneas ou estacionárias, ou seja as suas estatísticas não variam com o tempo; as amostras utilizadas são representativas. As séries podem-se alterar por: (a) variabilidade climática no período de amostra; (b) modificação climática; (c) modificação do uso do solo. Os modelos hidrológicos podem ser utilizados para retirar a estacionalidade da série, representando estes efeitos.