Modelagem Estocástica de Séries de Vazões, Apresentando Longa Dependência, em Diferentes Escalas Temporais

bibo.pageEnd214
dc.contributor.advisor1Mendonça, Antonio Sergio Ferreira
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-4273-0266
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9841888526169409
dc.contributor.authorMendes, Mônica de Souza
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0001-7143-447X
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1814032512380945
dc.contributor.referee1Damazio, Jorge Machado
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-9767-310X
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0030922264947314
dc.contributor.referee2Buarque, Diogo Costa
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/000000032698520X
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8616432679482558
dc.contributor.referee3Fernandes, Wilson dos Santos
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0002-9731-2320
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/2532451941529446
dc.contributor.referee4Reis, José Antonio Tosta dos
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0001-9916-1469
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/7828468159099998
dc.date.accessioned2024-05-30T00:49:34Z
dc.date.available2024-05-30T00:49:34Z
dc.date.issued2021-02-24
dc.description.abstractMany studies related with stochastic modeling of periodic river flows series have been developed since the 1960s. Historical statistical parameters reproduction for series presenting long autocorrelation dependence by the most commonly applied models is very difficult. Periodic models and parametric and non-parametric disaggregation models area among those applied in seasonal series stochastic modeling. In this research, it was tested the hypothesis that models that better preserve the historic series statistical characteristics present better performances in disaggregation modeling for flows regularization reservoirs volumes estimation. ARMA(p,q), PAR (p) and PMIX(p,q,P,Q) models were utilized for annual synthetic series generation and evaluation of performances in long dependence historical flow rates series statistical parameters reproduction. The PMIX(p,q,P,Q) models parameters were estimated by two different methods: i) Powell’s optimization algorithm and ii) NSGA-II genetic algorithm. The models were adjusted to series of river flows measured in Brazil, USA and Africa. Models presenting different orders were selected and those that corresponded to the best MAPE performances in the reproduction of annual autocorrelations and Hurst coefficients were chosen. The results corresponding to PARMA(p,q) and PMIX/NSGA-II models were better than those corresponding to PAR (p) and PMIX / Powell models. The annual synthetic series were disaggregated by using parametric and non-parametric methods and the monthly synthetic series MAPE were evaluated considering historical series values. Reservoir volumes and maximum run lengths were estimated for the monthly series. The results were evaluated using the metrics MAPE and RMSE. The results related with PARMA(p,q) and PMIX/NSGA-II models were superior to those related with the other models, corroborating the evaluated hypothesis. All simulations were performed by using the computational tool MAEvaz, developed in this study.
dc.description.resumoVários estudos em hidrologia para modelagem estocástica de séries de vazões vem sendo realizados desde a década de 60. A reprodução de propriedades estatísticas das séries históricas muitas vezes não é obtida de forma satisfatória, principalmente no caso de séries que apresentam longas dependências. Dentre os modelos utilizados estão os de desagregação paramétrica e não paramétrica, que precisam de uma série sintética anual a partir da qual são obtidas vazões em uma escala mais refinada, por meio da desagregação. A hipótese testada nesse estudo foi a de que modelos que preservam melhor as características das séries anuais, apresentam melhores desempenhos nos modelos de desagregação. Foram avaliados os modelos ARMA(p,q), PAR(p) e PMIX(p,q,P,Q) para geração de séries sintéticas anuais e avaliação de seus desempenhos na reprodução de parâmetros estatísticos de séries históricas de vazões apresentando longas dependências. Os parâmetros dos modelos PMIX(p,q,P,Q) foram obtidos por dois métodos distintos: i) método de otimização de Powell e ii) algorítmo genético NSGA-II. Os modelos foram ajustados a séries de vazões de rios localizados no Brasil, EUA e África. Foram avaliados modelos com diferentes ordens, sendo escolhidos os que obtiveram melhores desempenhos de MAPE na reprodução das autocorrelações anuais e coeficientes de Hurst. A séries geradas com modelos ARMA(p,q) e PMIX/NSGA-II apresentaram desempenhos superiores aos obtidos com modelos PAR(p) e PMIX/Powell. Posteriormente, as séries sintéticas anuais foram desagregadas com uso dos métodos paramétrico e não paramétrico, sendo avaliados os MAPE das séries sintéticas mensais em relação às séries históricas. Foram estimados volumes de reservatórios e comprimentos máximos de corridas para as séries mensais. Os resultados foram avaliados com uso das métricas MAPE e RMSE. Os resultados das séries desagregadas com modelos ARMA(p,q) e PMIX/NSGA-II foram superiores aos obtidos com os demais modelos, corroborando a hipótese avaliada. Todas as simulações foram feitas na ferramenta computacional MAEvaz, desenvolvida nesse estudo.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/14812
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Engenharia Ambiental
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
dc.rightsopen access
dc.subjectModelos estocásticos
dc.subjectvazões mensais
dc.subjectotimização
dc.subjectvolumes de reservatórios
dc.subjectdesagregação
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Sanitária
dc.titleModelagem Estocástica de Séries de Vazões, Apresentando Longa Dependência, em Diferentes Escalas Temporais
dc.title.alternativeStochastic Modeling of Streamflow Series, with Long Dependence, in Different Time Scales
dc.typedoctoralThesis

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