Calibração do Modelo – nash satcliffe com valor negativo.

Boa tarde a todos!

Fiz o curso com vocês no SBRH 2015 e com ajuda do Vinícios conseguir colocar o modelo para rodar.
A área que estou trabalhando é a bacia hidrográfica do açude Castanhão com 44.850 km² de área de drenagem e volume de 6.700.000.000 m³. O açude fica localizado no semiárido do Nordeste do Ceará.

Já fiz várias tentativas de calibrar, desde valores mais extremos a valores mínimos, no entanto, o coeficiente sash satcliffe sempre resulta em valores negativos (imagem em anexo). Já li vários trabalhos e encontrei na dissertação: Avaliação de melhorias para um sistema de previsão hidrológica horária, elaborada por Ângela Breda, 2008, que valores negativos do coeficiente nash satcliffe indica que os valores observados e calculados são desconexos. No mesmo trabalho também recomenda utilizar valores de vazões observados médias.

- Diante do fato exposto, eu alterei o txt das vazões observados, com todo cuidado (sempre respeitando os espaços), dos valores diários para valores com vazões médias mensais. O programa aceita eu salvar o projeto, mas, quando tento colocar para rodar, dá um erro e não roda.

- Eu também tentei uma calibração automática, mas não tive sucesso, ou seja, não conseguir fazer com o programa gerasse o arquivo para inserir na calibração automática.

Diante do fato exposto, peço ajuda para as seguintes dúvidas:
- O programa pode ser usado para regiões semiáridas, ou seja, ele foi desenvolvido para ser aplicado na região Sul, e por isso, não conseguirei calibrar?

- Caso a resposta seja não. Como faço para alterar os parâmetros e conseguir valores positivos do nash satcliffe?

- Como faço para conseguir valores de vazões médias observadas? Visto que, não conseguir alterando o txt manualmente?

Desde de já agradeço.
Marciana

Oi Marciana,
As causas podem ser várias.
Tem como você colar a figura dos hidrogramas obtidos aqui?
Pode colocar os seus parâmetros também?
A princípio já aplicamos o modelo para algumas bacias do Oeste da Bahia, incluindo regiões onde o ri seca.
Abraço

Oi Fernando!

No link abaixo, envio um dos resultados, que acredito ser o melhor resultado que obtive. Mas, para chegar a esse resultado, eu fiz várias calibrações. Desde valores máximos a mínimos e o nash é sempre negativo.

https://www.sendspace.com/file/g8q60m

O que posso fazer?

Agradeço o retorno.
Att.;
Marciana

Marciana,

A princípio seus parâmetros estão OK, com exceção do CS que está muito pequeno. Eu recomendo você mudar ele para 20 e ir baixando caso necessário melhorar.

Porém o que mais me intriga é a diferença de 4000m³/s nos picos dos hidrogramas. Você tem certeza que os postos estão nas minibacias corretas? Qual a área de drenagem dos postos fluviométricos? Ela faz sentido com a área calculada pelo MGB?

E os dados de chuva utilizados, eles fazem sentido? Será que não tem problema neles?

Essa vazão sendo gerada me parece ser ou muita chuva, ou dado de vazão que não fecha com o ponto.

Teste também colocar valores de wm bem grandes, só para ver o que acontece com os picos.

Abraço
Fernando

Oi Fernando!

Fiz a calibração seguindo sugestões sugeridas por você e os resultados estão no link. Mas o fato é que, o nash satcliffe é sempre negativo.

https://www.sendspace.com/file/wxee9w

- Eu utilizei dados de chuvas e clima interno do modelo.
- As vazões são dos postos fluviométricos monitorados pela ANA.
- Você tem certeza que os postos estão nas minibacias corretas? coloquei os imagens para você ver, e estão corretos.

?? Qual a área de drenagem dos postos fluviométricos? Ela faz sentido com a área calculada pelo MGB? Onde posso encontrar o dado gerado pelo MGB?
É possível que esse seja gerado só em função da área errada?

Obrigada pelo retorno!

Att
Marciana

Oi Marciana,

Com o arquivo MINI.GTP você gera o shapefile de pontos para cada minibacia.

Nos campos do Shapefile um deles é AreaM, que é a área total a montante de cada uma das minibacias.

Com estas áreas é possível checar se faz sentido.

Com o arquivo que tu enviou eu notei que é possível variar amplamente as vazões mudando os parâmetros, talvez seja uma questão de calibração mesmo. Você pode explorar um pouquinho mais parâmetros como a capilaridade e o Wc nesse processo.

Seguindo a tentativa que você fez, de calibrar as vazões mensais ao invés de diárias (se isto for suficiente), eu diria para você pegar os resultados diários do modelo e "mensalisar" eles no excel, e aí é possível calcular no excel mesmo as métricas como Nash, NashLog, ErroVol, e etc... Os resultados das minibacias selecionadas para gravar resultado ficam na pasta "output" do projeto.

Abraço

Oi Fernando!

Apenas para agradecer o apoio.
Vou fazer suas sugestões sugeridas por você.

Att;
Marciana

Olá, aproveitando que o tópico já está criado. Tenho duas dúvidas quanto a calibração:

1 - Estou simulando uma bacia no estado de Pernambuco. Calibrei o modelo por sub-bacia, gostaria de saber se o modelo considera, intrinsecamente, que a bacia hidrográfica deve ser calibrada de montante a jusante? Não encontrei nenhum lugar explicando isso. Adotei esse critério, mas percebi, em alguns momentos, que tanto fazia calibrar de montante a jusante ou de justante a montante. Uma estação acabava influenciado a outro de qualquer maneira. Qual a melhor maneira de calibrar várias sub-bacias?

2 - Como comentando anteriormente, calibrei o modelo por sub-bacia, cada sub-bacia tem sua estação de vazão. Quando calibrei o modelo por sub-bacia o resultado não foi tão satisfatório (Nash entre 0,5 a 0,67). Mas se eu for calibrar o modelo sem sub-bacia, sendo uma estação por vez, o modelo consegue valores de Nash de 0,97, sem muito esforça para calibrar. Depois, tentei calibrar novamente o modelo por sub-bacia, mas agora utilizando o parâmetro que obteve Nash 0,97 para a sua respectiva sub-bacia. Mas o resultado não foi nada semelhante ao Nash 0,97. Por que existe tamanha diferença ao calibrar um estação por vez de calibrar por sub-bacias?
É a quantidade de chuva que não é suficiente para todas as sub-bacias?

Wagner,

1 - Todas as modificações feitas a montante vão alterar jusante. Agora se tu mudar os parâmetros de uma sub-bacia de jusante, não vai mudar o resultado de uma sub-bacia de montante.
2 - Wagner, não sei se compreendi muito bem a sua explicação. Mas certamente calibrando focado em um único ponto e mudando os dados de toda a bacia para tanto consegues medidas de desempenho boas para este ponto, pois tu tem liberdade de alterar toda a bacia para acertar um ponto. Agora se precisas calibrar vários pontos ao mesmo e acertar todos eles, tu tem mais restrições no teu problema, e a solução vira uma solução de compromisso para todos os pontos.

Abraço

Fernando, entendi.

Nesse caso, pode-se dizer que quanto maior a quantidade de sub-bacia mais o modelo sentirá dificuldade em representar os hidrogramas?

Outra coisa que fiz foi gerar sub-bacias com base em estações flu, mas, posteriormente, decidi não utilizar uma determinada estação (exclui), mas a sub-bacia que foi gerada para a estação excluída continuou no projeto. Quando foi calibrar, vi que a tal sub-bacia apresentava parâmetros calibráveis, será que essa sub-bacia pode influenciar na qualidade do resultado? Ou seja, o modelo vai ter um ponto a mais para representar e que não será analisado em termos de hidrograma de vazão.

Wagner
Não é isto que eu quis dizer.

O que eu quis dizer é que quanto mais pontos para calibrar tu tiver, mais trabalhoso será o teu sistema para ser feita a representação. E que nem sempre tu conseguirá um resultado bom para todos os pontos ao mesmo tempo.

Na verdade quanto mais sub-bacias tu tiver maior será a tua liberdade para representar diferentes regiões da tua bacia, e isto deveria facilitar a tua vida na calibração.

Ter uma sub-bacia extra não faz diferença. Até pode ser benéfico. Agora se tu não está calibrando os parâmetros dela, provavelmente isto está gerando erros no teu modelo. Afinal, ao redor de áreas que tu está variando os parâmetros, tu tem lá uma área com parâmetros inalterados que está gerando vazão e hidrogramas que são propagados para jusante e somados aos resultados bons de outros pontos.