Potential of the LASH model for water resources management in data-scarce basins: a case study of the Fragata River basin, southern Brazil

Beskow, Samuel; Timm, Luís Carlos; Tavares, V. E. Q.; Caldeira, Tamara Leitzke; Aquino, Leandro Sanzi

doi:10.1080/02626667.2015.1133912

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“…LASH is a deterministic and semi-conceptual rainfall-runoff model developed by researchers from the Federal University of Lavras in partnership with the Purdue University (USA) and currently with the participation of researchers from the Federal University of Pelotas. This hydrological model has been successfully applied in several watersheds (BESKOW et al, 2011;VIOLA et al, 2013;BESKOW et al, 2013;VIOLA et al, 2014;BESKOW et al, 2016b;CALDEIRA et al, 2019).…”

Section: Development Of Syhdamentioning

confidence: 99%

SYHDA – System of Hydrological Data Acquisition and Analysis

Vargas

Beskow

Caldeira

et al. 2019

RBRH

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Acquisition and analysis of hydrological series are essential activities for hydrological studies in watersheds. However, they require time and are usually complex and susceptible to human errors. In order to minimize these problems, computational tools are often used for hydrological analysis, although there are few of them in Brazil. This technical note aims to provide a structured document with information on the motivation, development, conception, main functionalities, and applications of the System of Hydrological Data Acquisition and Analysis (SYHDA). SYHDA is a software intended for acquisition and analysis of hydrological data (rainfall and streamflow) and was fully idealized to enable the user to deal with the country’s leading hydrology databases. It has several modules that include analysis by descriptive statistics and graphical tools, seasonality analysis of streamflows, non-parametric tests, and at-site and regional probabilistic modeling. SYHDA has been used in numerous scientific studies, which give grounds to affirm that it demonstrates a great potential to be used in both everyday and complex activities demanded by the scientific and technical community of hydrology and related areas.

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Section: Development Of Syhdamentioning

confidence: 99%

SYHDA – System of Hydrological Data Acquisition and Analysis

Vargas

Beskow

Caldeira

et al. 2019

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“…Neste sentido, destaca-se o conceito de equifinalidade, que é a existência de vários conjuntos de valores de parâmetros que proporcionam resultados satisfatórios e bastante semelhantes entre si, sendo impossível distinguir a melhor combinação (BEVEN, 2004). A equifinalidade, segundo Her e Chaubey (2015), vem sendo, nas últimas três décadas, bastante discutida na literatura associada à modelagem hidrológica (SOROOSHIAN; GUPTA, 1983;BINLEY, 1992;GAN;BIFTU, 1996;FREER, 2001;VRUGT;BEVEN, 2018 Daggupati et al (2015), pode ser realizada, basicamente, por tentativa e erro (calibração manual) ou por métodos automáticos.…”

Section: Etapas Da Modelagem Hidrológicaunclassified

“…Neste sentido, destaca-se a técnica de regionalização hidrológica, a qual permite transpor informações de bacias hidrográficas monitoradas para o local de interesse, dentro de uma região hidrologicamente homogênea, não monitorado ou com série histórica de curto período de tempo (BESKOW et al, 2016a). Esta técnica atende demandas como estimativa de vazão média de longo termo, vazão máxima anual, vazões de referência da curva de permanência, etc., no entanto, apresenta dificuldades e limitações, principalmente associadas à necessidade de se ter uma região hidrologicamente homogênea e à inviabilidade de transposição da cronologia de ocorrência dos dados monitorados, isto é, de fornecer informações em uma escala temporal mais detalhada.…”

Section: Introductionunclassified

“…Com o objetivo de descrever quantitativamente os componentes do ciclo hidrológico e a interação destes em uma bacia hidrográfica, os modelos estão sendo cada vez mais utilizados como ferramenta para gestão de recursos hídricos e tomada de decisão (BESKOW et al, 2016b), podendo ser empregados para inúmeras finalidades, tais como: geração de série sintética de vazões em cursos d'água não monitorados, preenchimento de falhas em séries históricas, previsão de inundação em tempo real, estimativa de frequência de vazões de cheia, dimensionamentos hidrológicos de estruturas hidráulicas, análise de vazões de referência para outorga de uso da água, avaliação do impacto das mudanças climáticas e de uso do solo sobre os recursos hídricos, estudos sobre serviços ecossistêmicos de caráter hidrológico, vazão ecológica, etc.…”

Section: Introductionunclassified

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Modelagem Hidrológica Determinística Chuva-Vazão Em Bacias Hidrográficas: Uma Abordagem Introdutória

Caldeira¹,

Oliveira²,

Steinmetz³

et al. 2018

RBES

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ResumoA modelagem hidrológica em bacias hidrográficas consiste numa das principais e mais modernas ferramentas para gestão de recursos hídricos e dimensionamentos hidrológicos, no entanto, vários são os questionamentos quando estudantes e profissionais se deparam com aplicações práticas de um modelo hidrológico. Neste contexto, a presente Revisão de Literatura tem por objetivo apresentar, em língua portuguesa, uma breve visão introdutória às definições e aos conceitos básicos de modelagem hidrológica, a fim de fomentar sua compreensão e aplicações. São abordados neste artigo conceitos, classificações, objetivos da modelagem e as etapas envolvidas na utilização de modelos hidrológicos. É dado maior enfoque ao último tópico, justamente por ser na prática que o leitor deparar-se-á com terminologias específicas e a necessidade de optar por uma dentre várias metodologias existentes. Espera-se, com este texto, reduzir a distância entre a teoria e a prática, estimulando o leitor a lançar mão da técnica de modelagem hidrológica em tarefas profissionais diárias em universidades e empresas públicas ou privadas. Palavras DETERMINISTIC RAINFALL-RUNOFF HYDROLOGICAL MODELING IN WATERSHEDS: AN INTRODUCTORY LOOK AbstractHydrological modeling in watersheds is one of the main and most modern tools applied to water resources management and hydrological engineering projects. However, several questions are raised when students and professionals need to deal with practical applications of a hydrological model. In this context, the objective of this literature review is to present in Portuguese a brief introductory look at some basic definitions and concepts associated with hydrological modeling in order to support its understanding and applications. Concepts, classifications, modeling objectives and steps involved in the use of hydrological models are discussed in this article. A greater focus is given to the latter topic because readers will commonly face specific terminologies and need to choose one among several existing methodologies. With this article, we hope to reduce the distance between theory and practice, thereby stimulating readers to use the hydrological modeling technique in their everyday professional tasks in universities and public or private companies.

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“…Ideally, peak stream flows are estimated from historical series originated from the hydrological monitoring in the outlet of interest. However, Beskow et al (2016a) point out that the unsatisfactory density of gauging stations operating in developing countries (e.g Brazil), associated with short time-series available, especially in small and medium-sized basins, hamper the analysis, thus leading to the use of indirect methods to estimate hydrologic variables. In this context, hydrological regionalization can be applied on gauged sites, in order to add information to the existing series, as well transfer them to ungauged locations for the sake of meeting the data demands (BESKOW et al, 2016b).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Hydrological regionalization of maximum stream flows using an approach based on L-moments

Cassalho

Beskow

Vargas

et al. 2017

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The proper design of hydraulic structures depends on estimates of maximum stream flows. The scarce stream flow monitoring in Brazil has led to the use of regionalization methods. The main objective of this study was to develop a tool via regional function to estimate maximum stream flows and their corresponding return periods (RP) with the aid of techniques based on the L-moments method, seeking for adequate hydrologic engineering applications and flood risk management. Annual maximum stream flow historical series were adjusted to traditional 2-parameter probability density functions (PDFs) (Normal, 2-parameter Log-Normal, Gumbel, Gamma) and multiparameter PDFs (GEV and Kappa), based on the L-moments method, which were used in the development of the regional function employing the dimensionless curve method. The regional function's predictive capability was determined by cross-validation for different RPs. It can be concluded that the approach based on L-moments was successfully used to adjust the regional function. In addition, the regional function: i) was improved when using the aforementioned multiparameter PDFs and ii) was framed as optimum for RP of up to 100 years and considered useful for practical engineering projects and flood risk management.Keywords: Flood risk management; Statistical hydrology; GEV; Kappa; Mirim-São Gonçalo transboundary basin. RESUMOO dimensionamento adequado de estruturas hidráulicas é dependente das estimativas de vazões máximas. A escassez no monitoramento hidrológico no Brasil tem levado ao uso de métodos de regionalização. O principal objetivo do presente estudo foi desenvolver uma ferramenta via função regional para a estimativa das vazões máximas e seus respectivos tempos de retorno, com o suporte de técnicas baseadas no método dos momentos-L, com vistas a aplicações adequadas da engenharia hidrológica e da gestão de risco de cheias. As séries de vazão máxima diária anual foram ajustadas às funções densidade de probabilidade tradicionais de 2 parâmetros (Normal, 2-parameter Log-Normal, Gumbel, Gamma) e multiparâmetros (GEV and Kappa), baseando-se no método dos momentos-L, as quais foram utilizadas no desenvolvimento da função regional pelo método da curva adimensional. A capacidade preditiva da função regional foi determinada por validação cruzada para diferentes tempos de retorno. Pode-se concluir que a abordagem baseada nos momentos-L no ajuste da função regional foi satisfatória. Além disso,a função regional: i) foi aperfeiçoada quando as distribuições multiparâmetros acima mencionadas foram usadas e ii) foi classificada como ótima para tempos de retorno de até 100 anos sendo útil a projetos práticos de engenharia e na gestão de cheias.

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Potential of the LASH model for water resources management in data-scarce basins: a case study of the Fragata River basin, southern Brazil

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Modelagem Hidrológica Determinística Chuva-Vazão Em Bacias Hidrográficas: Uma Abordagem Introdutória

Hydrological regionalization of maximum stream flows using an approach based on L-moments

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