Estimativas de evapotranspiração utilizando o método do balanço hídrico sazonal

Orientador: Prof. PhD. Nelson Luís da Costa DiasDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. Defesa : Curitiba, 30/08/2021Inclui referências: p. 90-99Resumo: O cálculo de estimativas confiáveis de evapotranspiração é de extrema importância para a gestão de bacias hidrográficas, lagos e reservatórios. Apesar dos avanços tecnológicos dos equipamentos, realizar medições diretas de evapotranspiração ainda é um desafio devido ao alto custo dos aparelhos e também da necessidade de uma mão de obra qualificada para operação dos mesmos. A alternativa para isso é a utilização de modelos matemáticos que buscam representar com fidelidade as complexas interações que ocorrem na natureza. O objetivo deste estudo foi a realização de estimativas de evapotranspiração real para diferentes bacias hidrográficas dentro do território brasileiro utilizando o método do Balanço Hídrico Sazonal (BHS). O BHS fornece uma estimativa de armazenamento ao final de uma recessão hidrológica através de uma análise do comportamento da depleção da água do aquífero. Com as estimativas de armazenamento, a equação do balanço hídrico pode ser resolvida e a evapotranspiração estimada. Para aprimorar as estimativas de evapotranspiração foi utilizado também o Modelo Hidrometeorológico de Evapotranspiração mensal (MHE). O BHS e o MHE foram aplicados inicialmente para 5 bacias hidrográficas nos estados de Goias, Minas Gerais, Paraná, Rio Grande do Sul e São Paulo. Os resultados iniciais demonstraram que os modelos BHS-MHE podem fornecer estimativas de evapotranspiração real compatíveis com a climatologia do local. Dentro deste trabalho, foram avaliados os produtos de evapotranspiração real obtidos por sensoriamento remoto GLEAM v3.3a, GLEAM v3.3b, MOD16A2 e SSEBop. O armazenamento dos produtos de satélite e também dos modelos BHS-MHE foram comparados ao armazenamento obtido a partir da missão GRACE. A comparação demonstrou que os produtos de satélite inicialmente não conservam massa ao longo do tempo e que após uma simples correção pelo balanço hídrico, todos os resultados convergiram.Abstract: The obtention of reliable evapotranspiration estimates is extremely important for the management of watersheds, lakes and reservoirs. Despite technological advances in methods and equipment, performing direct measurements of evapotranspiration is still a challenge due to the high cost of the measuring devices and also the need for skilled human resources to operate them. The alternative is the use of mathematical models that attempt to represent effectively the events that occur in nature. This study aims to perform areal evapotranspiration estimates for different watersheds within the Brazilian territory using the Seasonal Water Budget (SWB) method. The SWB provides estimates of storage at the end of a hydrological recession through the aquifer depletion behavior. With the storage estimates, the water balance equation can be easily solved and the evapotranspiration estimated. The Hydrometeorological Evapotranspiration Model (HEM) was also used to improve the evapotranspiration estimates. The SWB-HEM models were applied to 5 watersheds in the states of Goiás, Minas Gerais, Paraná, Rio Grande do Sul and São Paulo. Initial results demonstrated that the SWB-HEM models can provide evapotranspiration estimates compatible with the local climatology. Within this work, the areal evapotranspiration obtained by remote sensing products GLEAM v3.3a, GLEAM v3.3b, MOD16A2 and SSEBop were also evaluated. The storage of the satellite products as well as the SWB-HEM models were compared to the storage obtained from the GRACE mission. The comparison showed that satellite products initially do not conserve mass over time but that after a simple correction for water balance, all results converged. Key words: evapotranspiration, recession analysis, hydrometeorological model, remote sensing