Estudo de Sistema Complexo Encosta Hidrológica com Critérios Multiobjetivos

Resumo

Este trabalho aborda o estudo de um sistema complexo de encosta hidrológica utilizando algoritmos de otimização multiobjetivos. A complexidade desse tipo de calibração baseia-se nas incertezas associadas às propriedades hidráulicas do solo. O estudo de caso em escala maior de encosta hidrológica revelam vários desafios, os quais foram, a consideração de quatro horizontes diferentes de solo, a simulação das interfaces entre camadas de solo, entre outros. O estudo de caso escolhido foi conveniente pois ofereceu medidas de potencial matricial tanto ao longo de sua extensão como na profundidade da encosta. Adicionalmente, foram disponibilizadas medidas de vazão subsuperficial coletadas na base da encosta. A performance de calibração baseou-se na utilização de diversas técnicas, como foram, modelo matemático de simulação do fenômeno físico, modelo inverso, modelo constitutivo, entre outros. Na análise do modelo matemático, foi realizada a contextualização do fluxo de água em solo não saturado em equações diferenciais parciais. O modelo matemático foi auxiliado pelas técnicas do Método dos Elementos Finitos para a discretização do domínio físico e do Método das Diferenças Finitas para a discretização no tempo. Dessa maneira, foram formuladas matrizes para o ajuste do modelo matemático. Finalmente, para esses propósitos de calibração foi utilizado o algoritmo MOPSO (Multi Objective Particle Swarm Optimization do Inglês) para um ajuste multiobjetiva. Os resultados de simulação apresentam-se razoáveis, mas ainda existem paradigmas a serem desvendados especialmente em relação às propriedades hidráulicas do solo.