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dc.contributor.advisor1Mauro da Cunha Naghettinipt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3074251284380296pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Luiz Rafael Palmierpt_BR
dc.contributor.referee1Francisco Eustáquio Oliveira e Silvapt_BR
dc.contributor.referee2Veber Afonso Figueiredo Costapt_BR
dc.contributor.referee3Dirceu Silveira Reis Júniorpt_BR
dc.contributor.referee4Daniel Henrique Marco Detzelpt_BR
dc.creatorViviane Borda Pinheiro Rochapt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/7586852004288335pt_BR
dc.date.accessioned2022-04-28T18:25:10Z-
dc.date.available2022-04-28T18:25:10Z-
dc.date.issued2019-12-19-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/1843/41213-
dc.description.abstractFloods and their effects on riverine populations have been the subject of study of the scientific and technical community all over the world. Despite some improvements in modelling and data acquisition fields, estimates indicate that flood damage tends to increase. Several studies in the water sector over the past two decades have argued that one of the ways to estimate flooding more accurately and to understand the models used is to quantify the different uncertainties, or errors, that affect predictions as estimated by numerical methods and rainfall-runoff models and flood routing. In this sense, this doctorate research prospected different methods available for quantifying uncertainties associated with some parameters, data and variables involved in mathematical modeling of floods and their quantification and propagation on the final result, in this case expressed as hydrographs, as well as water surface elevation profiles and inundation maps. From the bibliographical inspection, it was defined the application of a Bayesian approach scheme, which basically consists of updating the prior knowledge about parameters and variables involved in modeling using observed information related to the phenomenon under consideration, such as flow and stage hydrographs registered in the downstream end of a river reach, and available flood inundation maps. The adoption of Bayesian methods for hydrodynamic modeling, characterized by nonlinear equations of numerical solution, is possible by means of Markov Chain Monte Carlo Methods (MCMC), in order to ensure the approximation of the posterior distribution of parameters, data and variables involved in the inference, that is, obtained after incorporating the observed information available on floods at a given location. For the application and validation of the methodology, a fluvial reach in the upper São Francisco river was selected, located between the Abaeté river outlet and the town of Pirapora, in Minas Gerais state, with daily mean flow data available in the upstream and downstream ends, 22 cross sections and a digital terrain model with horizontal accuracy of 1 m. The results show that the adopted methodology is adequate to quantify the uncertainties arising from the Manning’s roughness coefficients in the channel and floodplains in this type of model and opens a series of possibilities for future studies concerning the subject. The method also ensured the estimation of credibility intervals that characterize the uncertainty in model predictions, such as flow and stage hydrographs in the section used for the Bayesian inference and control of results.pt_BR
dc.description.resumoAs enchentes e inundações e seus efeitos sobre populações ribeirinhas têm constituído objeto de estudo da comunidade científica e técnica em todo o mundo. Na contramão de avanços no campo de aquisição e análise de dados e da modelagem numérica hidrológica e hidráulica, estimativas apontam que os danos associados às inundações tendem a aumentar. Diversos estudos realizados no setor de recursos hídricos nas últimas duas décadas defendem que uma das formas de se estimarem enchentes com maior precisão e de se compreenderem profundamente os modelos utilizados é a quantificação das distintas incertezas, ou erros, que afetam as previsões e predições estimadas pelos métodos e modelos numéricos voltados à síntese chuva-vazão e à propagação de cheias. Nesse sentido, esta pesquisa de doutoramento prospectou distintos métodos disponíveis para quantificação de incertezas oriundas das fontes de erros associadas a uma modelagem hidrodinâmica, aos dados de entrada que a alimentam e às saída geradas, bem como para sua propagação sobre o resultado final, expresso sob a forma de hidrogramas, cotagramas, perfis de escoamento e mapas de inundação associados a enchentes importantes. Da pesquisa bibliográfica realizada, definiu-se a utilização de um esquema de abordagem Bayesiana, que consiste basicamente na atualização do conhecimento que se tem a priori acerca de parâmetros e dados necessários à modelagem à luz de informações observadas sobre o fenômeno modelado, como hidrogramas registrados no extremo de jusante de um trecho fluvial, ou manchas de inundação disponíveis. A adoção de métodos de cunho Bayesiano à modelagem hidrodinâmica, caracterizada por equações não-lineares de solução numérica, é viabilizada por meio da utilização de Métodos de Monte Carlo por Cadeias de Markov (MCMC), a fim de garantir a aproximação da chamada distribuição a posteriori dos parâmetros, dados e variáveis envolvidas na inferência, ou seja, obtida após a incorporação das informações observadas disponíveis sobre as cheias em determinado local. Para aplicação da metodologia, foi escolhido um estirão fluvial do rio São Francisco, entre a confluência com o rio Abaeté e a cidade de Pirapora, no estado de Minas Gerais, com disponibilidade de dados de vazão média diária de ponta-a-ponta, de 22 seções topobatimétricas e de um modelo digital de terreno com precisão horizontal de 1 m. Os resultados mostram que a metodologia adotada é adequada à quantificação das incertezas oriundas dos coeficientes de rugosidade de Manning na calha fluvial e na planície de inundação nesse tipo de modelo e abre uma série de possibilidades quanto a estudos futuros concernentes ao tema. O método garantiu também a obtenção de intervalos de credibilidade caracterizadores da incerteza em predições do modelo, tais como hidrogramas e cotagramas na seção utilizada para a inferência Bayesiana e o controle de resultados.pt_BR
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Geraispt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Geraispt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA HIDRÁULICApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricospt_BR
dc.publisher.initialsUFMGpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectEstimação de incertezaspt_BR
dc.subjectInferência bayesianapt_BR
dc.subjectModelos hidrodinâmicospt_BR
dc.subjectMétodos de Monte Carlo por cadeias de Markovpt_BR
dc.subjectMapas de inundação probabilísticospt_BR
dc.subject.otherEngenharia sanitáriapt_BR
dc.subject.otherRecursos hídricos - Desenvolvimentopt_BR
dc.subject.otherIncertezapt_BR
dc.subject.otherTeoria bayesiana de decisão estatísticapt_BR
dc.subject.otherMétodo de Monte Carlopt_BR
dc.subject.otherMarkov, Processos de - Soluções numéricaspt_BR
dc.subject.otherInundaçõespt_BR
dc.titleQuantificação de incertezas associadas a variáveis intervenientes na modelagem hidrodinâmica por meio de métodos bayesianos.pt_BR
dc.title.alternativeUncertainty estimation in hydrodynamic modeling using bayesian techniquespt_BR
dc.typeTesept_BR
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