CALIBRAÇÃO DE UM MODELO HIDRODINÂMICO EM UM CANAL URBANO UTILIZANDO ALGORITMOS GENÉTICOS MULTIOBJETIVOS

  • Klebber Teodomiro Martins Formiga Universidade Federal de Goias Escola de Engenharia Civil e Ambiental Av. Universitária, no. 1488. Setor Universitário. CEP 74605-220 Goiânia - Goiás - Brasil http://orcid.org/0000-0003-1094-362X
  • Fernanda Almeida de Oliveira QA Engenharia Rua Uberava N.346 QD.15 LT.05 74315-340 Goiânia - Goiás - Brasil
  • Tatiane Souza Rodrigues Pereira Universidade Federal de Goias Escola de Engenharia Civil e Ambiental Av. Universitária, no. 1488. Setor Universitário. CEP 74605-220 Goiânia - Goiás - Brasil
  • Alexandre Kepler Soares Universidade Federal de Goias Escola de Engenharia Civil e Ambiental Av. Universitária, no. 1488. Setor Universitário. CEP 74605-220 Goiânia - Goiás - Brasil

Resumo

Este trabalho tem por objetivo efetuar a calibração de um modelo hidrodinâmico para canais abertos utilizando algoritmos evolucionários multiobjetivos a partir de medições de nível da água. O método foi aplicado em um canal urbano com revestimento lateral de Gabião e com macrorrugosidades de fundo. Por ser um modelo hidráulico com poucos parâmetros, empregou-se apenas um evento para calibração dos parâmetros do coeficiente de rugosidade de Manning, referentes aos trechos apenas com revestimentos com Gabião e com macrorrugosidade de concreto. Outros três eventos foram usados para validação. Para tanto, foram empregadas duas funções objetivo na calibração pelo uso do algoritmo de otimização NSGA-II, o coeficiente de eficiência 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 máxima inferiores a 0,40 cm, tanto para calibração quanto para validação, em todos os eventos. Os valores médios 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 Gabião. Palavras-chave: Otimização multiobjetivo; Equações de Saint-Venant; Escoamento não 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.

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Biografia do Autor

Klebber Teodomiro Martins Formiga, Universidade Federal de Goias Escola de Engenharia Civil e Ambiental Av. Universitária, no. 1488. Setor Universitário. CEP 74605-220 Goiânia - Goiás - Brasil
Engenheiro Civil/UFCG Mestre em Engenharia de Recursos Hídricos/UFCG Doutor em Hidráulica e Saneamento EESC/USP
Fernanda Almeida de Oliveira, QA Engenharia Rua Uberava N.346 QD.15 LT.05 74315-340 Goiânia - Goiás - Brasil
Tecnóloga em Gestão Ambiental IFG Mestre em Engenharia do Meio Ambiente UFG
Tatiane Souza Rodrigues Pereira, Universidade Federal de Goias Escola de Engenharia Civil e Ambiental Av. Universitária, no. 1488. Setor Universitário. CEP 74605-220 Goiânia - Goiás - Brasil
Engenheira Ambiental PUC-GO Mestre em Engenharia do Meio Ambiente UFG Doutoranda em Ciências Ambientais UFG
Alexandre Kepler Soares, Universidade Federal de Goias Escola de Engenharia Civil e Ambiental Av. Universitária, no. 1488. Setor Universitário. CEP 74605-220 Goiânia - Goiás - Brasil
Engenheiro Civil/UFMS Mestre em Hidráulica e Saneamento /EESC/USP Doutor em Hidráulica e Saneamento EESC/USP
Publicado
2017-02-28
Seção
Engenharia Civil