Analysis of the Rainfall Interception Model used in SWAT

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA UFSC CENTRO TECNOLÓGICO CTC PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AMBIENTAL - PPGEA Analysis of the Rainfall Interception Model used in SWAT João Henrique Macedo Sá Prof. Dr. Pedro Luiz Borges Chaffe Profa. Dra. Nadia Bernardi Bonumá Porto de Galinha 2014

2 INTRODUCTION SWAT Analyses of routine SWAT Canopyint Canopy Storage Interception Throughfall Stemflow Results Comparison of results

3 OBJECTIVES Analyze the interception process in the SWAT model by using observed interception data of an Mixed Ombrophilous Forest, subtropical Atlantic Forest. Specific Objectives Quantify Throughfall, Stemflow and the loss interception in the experimental basin; Verify the relationship between the components of interception (througfall and stewflow) and the caracteristics of the rain; Compare the SWAT model with monitoring.

4 STUDY AREA

5 STUDY AREA The study area is the river ARAPONGA Region predominates Amazon and Atlantic Forest; Localização do Município Rio Negrinho PARANÁ SANTA CATARINA RIO GRANDE DO SUL 26 29'15"S 49 30'0"W 49 29'55"W 49 29'50"W 49 29'45"W # 49 29'40"W Legenda Estação Meteorológica Bacia Araponga Hidrografia Rio Negrinho Floresta Ombrofila Mista Metros 26 29'10"S 26 29'15"S Mixed Forest; Ombrophilous 26 29'20"S Localização da bacia experimental São Bento do Sul 26 29'20"S 5,4 ha; RIO NEGRINHO # ) 26 29'25"S 26 29'30"S Corupa Rio dos Cedros 26 29'25"S 26 29'30"S Native forest Doutor Pedrinho m 49 29'55"W 49 29'50"W 49 29'45"W 49 29'40"W

6 MONITORING INTERCEPTION PROCESS Giglio, 2013 I I c I f I c P (Tf Sf ) I P Tf Sf I f

7 MONITORING Localização da bacia experimental 49 29'51"W 49 29'48"W 49 29'45"W 49 29'42"W São Bento do Sul RIO NEGRINHO # ) 26 29'18"S Corupa! Chuva Externa 26 29'18"S Doutor Pedrinho Rio dos Cedros 26 29'21"S m 26 29'21"S Legenda % # Pontos de Monitoramento 26 29'24"S Estação Meteorológica Bacia Araponga Hidrografia Rio Negrinho 26 29'27"S Metros µ 49 29'51"W 49 29'48"W Chuva Interna "# 49 29'45"W Escoamento de Tronco 49 29'42"W 26 29'24"S 26 29'27"S

8 PRECIPITATION MONITORING

9 THROUGHFALL AND STEMFLOW MONITORING

10 MONITORAMENTO CALCULATION OF EVAPOTRANSPIRATION Chuva Localização da bacia experimental 49 34'0"W 49 32'0"W 49 30'0"W São Bento do Sul CORUPA Mafra São Bento do Sul Corupa RIO NEGRINHO # ) Corupa 26 28'0"S 26 28'0"S pólis Doutor Pedrinho Rio dos Cedros RIO NEGRINHO Doutor Pedrinho Benedito Novo m ) # Legenda 26 30'0"S Estação Meteorológica Bacia Araponga Hidrografia Rio Negrinho 26 32'0"S 49 34'0"W # 49 32'0"W 3 km RIO DOS CEDROS Metros 49 30'0"W 26 30'0"S 26 32'0"S 49 28'0"W Temperatura Umidade Radiação Incidente e Refletida Velocidade e Direção do Vento

11 SWAT MODEL O modelo esvazia diariamente o volume da capacidade de armazenamento máximo (canmx) ; O modelo não utiliza o escoamento de tronco para o calculo da interceptação; Não subtrai a evapotranspiração da capacidade de armazenamento da copa durante o evento.

12 Gross monitored data RESULTS

13 RESULTS Interception process Volume Total (mm) Sf Tf P Volume Total mm % P Tf Sf Loss I Dias

14 RESULTS 30 events Forest cover (c) Precipitação Interna (mm) Precipitação Interna (mm) Tf = 0.45*P-0.18 R² = Precipitação Externa (mm) Precipitação Externa (mm)

15 RESULTS Canopy Storage Canopy Storage (S) 60 Fit Pontos Envoltória Tf vs P Precipitação Interna (mm) Tf = 0.79*P Precipitação Externa (mm)

16 RESULTS Canopy Storage 0.59 mm; Mean relative erro of 27 %; Chuva Interna (mm) Medido Simulado Maximum erro of 250 %. relative Erro relativo (%) Dia

17 RESULTS Calibration of SWAT model Erro Médio (%) S = 2.4 mm Capacidade Máxima (mm)

18 RESULTS Canopy Storage 2.4 mm; Mean relative erro of 11 %; Chuva Interna (mm) Medido Simulado Maximum erro of 106 %. relative Erro relativo (%) Dia

19 RESULTS Calibration of SWAT model + Evapotranspiration Erro Médio (%) S = 2.2 mm Capacidade Máxima (mm)

20 RESULTS Canopy Storage 2.2 mm; Mean relative erro of 13 %; Chuva Interna (mm) Medido Simulado Maximum erro of 100 %. relative Erro relativo (%) Dia

21 CONCLUSIONS The interception process is not well detailed in SWAT; The appendage of variable evapotranspiration decreases the relative error of the model; Improvement of routine canopyint process.

22 ACKNOWLEDGMENT

23 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA UFSC CENTRO TECNOLÓGICO CTC PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AMBIENTAL - PPGEA THANK YOU FOR YOUR ATTENTION Analysis Of The Rainfall Interception Model Used In Swat joão henrique macedo sá

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