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Calibração de um modelo hidrodinâmico em um canal urbano utilizando algoritmos genéticos multiobjetivos

2016; Volume: 25; Issue: 2 Linguagem: Inglês

10.14393/19834071.2016.33168

1983-4071

Klebber Teodomiro Martins Formiga, Fernanda Almeida de Oliveira, Tatiane Souza Rodrigues Pereira, Alexandre Kepler Soares,

Irrigation Practices and Water Management

Este trabalho tem por objetivo efetuar a calibracao de um modelo hidrodinâmico para canais abertos utilizando algoritmos evolucionarios multiobjetivos a partir de medicoes de nivel da agua. O metodo foi aplicado em um canal urbano com revestimento lateral de Gabiao e com macrorrugosidades de fundo. Por ser um modelo hidraulico com poucos parâmetros, empregou-se apenas um evento para calibracao dos parâmetros do coeficiente de rugosidade de Manning, referentes aos trechos apenas com revestimentos com Gabiao e com macrorrugosidade de concreto. Outros tres eventos foram usados para validacao. Para tanto, foram empregadas duas funcoes objetivo na calibracao pelo uso do algoritmo de otimizacao NSGA-II, o coeficiente de eficiencia de Nash-Sutcliffe e o erro da cota de pico. O NSGA-II apresentou excelentes resultados, obtendo-se coeficientes de Nash-Sutcliffe superiores a 0,96, e erros da cota maxima inferiores a 0,40 cm, tanto para calibracao quanto para validacao, em todos os eventos. Os valores medios encontrados para os coeficientes de rugosidade de Manning foram de 0,0905 para o trecho com macrorrugosidade de fundo de concreto e de 0,0277 para o trecho com Gabiao. Palavras-chave: Otimizacao multiobjetivo; Equacoes de Saint-Venant; Escoamento nao permanente; NSGA-II; curva-chave. HYDRODYNAMIC MODEL CALIBRATION IN AN URBAN CHANNEL USING MULTIOBJECTIVE GENETIC ALGORITHMS ABSTRACT This paper aims to perform calibration of a hydrodynamic model for open channels using evolutionary algorithms multi-objectives from water level measurements. The method was applied in an urban channel with gabion coating with bottom macro-roughness. An event was used to calibrate parameters and three events for validation. Two objective functions were used in the optimization, the Nash-Sutcliffe efficiency coefficient and the error of the peak quota. The NSGA-II optimization algorithm presented excellent results, obtaining Nash-Sutcliffe coefficients higher than 0.96, and errors of maximum dimension less than 0.40 cm for both calibration and validation of every event. The value of the roughness was found to be 0.0905 for the path with obstacles and 0.0277 for the part with gabion. Keywords: Multi-objective optimization; Saint-Venant equations; Unsteady flow; NSGA-II; Rating curve.