R-LASH: implementação e aplicação do modelo hidrológico em linguagem R
Resumo
A crescente industrialização e urbanização, associadas às mudanças climáticas, têm impactado a distribuição espaço-temporal dos recursos hídricos e favorecido o aumento da imprevisibilidade dos processos hidrológicos. Visando uma melhor compreensão do funcionamento do balanço hídrico e da dinâmica dos inúmeros processos que controlam o movimento da água e seus prováveis impactos sobre a sua quantidade, diversos modelos hidrológicos vêm sendo desenvolvidos. Um dos modelos que tem se destacado em diversos trabalhos realizados no Brasil é o Lavras Simulation of Hydrology (LASH). A grande vantagem do LASH é o número reduzido de parâmetros para representação dos processos hidrológicos. Além disso, o modelo permite a utilização de bases de dados menos detalhadas, o que favorece sua utilização, principalmente em países em desenvolvimento. Apesar de possuir um pequeno número de parâmetros a serem otimizados e já ter apresentado bom desempenho em trabalhos localizados em diferentes regiões do Brasil, o LASH ainda necessita de estudos e aprimoramentos relacionados ao seu processamento, principalmente quanto às estratégias de calibração. O principal objetivo deste trabalho foi implementar o modelo hidrológico LASH em ambiente de programação aberto, utilizando linguagem de programação R, bem como avaliar sua implementação, eficiência e usabilidade para três bacias hidrográficas. A área de estudo compreendeu as bacias hidrográficas do rio Piratini (BHRP), do arroio Fragata (BHAF) e do arroio Pelotas (BHAP), localizadas no sul do Rio Grande do Sul. Na versão proposta, o modelo LASH, agora denominado R-LASH, teve sua rotina hidrológica adaptada para linguagem R e, além do algoritmo de calibração mono-objetivo SCE-UA, três algoritmos multiobjetivos (DREAM, MOPSO e NSGA II) foram acrescidos à rotina do modelo. Com base no proposto, foi possível a ampliação das funcionalidades do modelo LASH, principalmente pela padronização dos arquivos de entrada, realizada no módulo ArcLASH, e pela possibilidade de utilização de algoritmos multiobjetivos para calibração do modelo. A calibração do R-LASH para as bacias hidrográficas analisadas resultou em conjuntos de parâmetros do modelo adequados, os quais permitiram a simulação dos processos físicos de forma satisfatória.