Hydrosedimentological modeling with SWAT using multi-site calibration in nested basins with reservoirs

Abstract

ABSTRACT Calibration and validation of hydrosedimentological models, usually performed at the outlet of a single basin, does not always correctly represent the hydrosedimentological processes in the different subdivisions of dammed river systems. The aim of this study was to evaluate simple calibration techniques (watershed outlet) and multi-site calibration (watershed outlet and internal reservoirs) with the Soil and Water Assessment Tool - SWAT model, using two nested basins in the southern region of Brazil. Three modeling procedures were analyzed, adjusting the hydrological and sedimentological parameters of the watershed and the reservoirs. It was found that (a) the simplest calibration does not correctly represent the processes in reservoirs; (b) the multi-site calibration provided a better simulation of the hydrosedimentological dynamics of the nested basins; and (c) parameterizations of the SWAT reservoir module have limitations in the context of the study area. The results showed that the multi-site calibration in watershed with reservoirs is more appropriate.RESUMO A calibração e validação de modelos hidrossedimentológicos, geralmente realizada na saída de uma única bacia, nem sempre representa de forma satisfatória os processos hidrossedimentológicos decorrentes nas diferentes subdivisões de sistemas fluviais represados. O objetivo do presente estudo foi avaliar as técnicas de calibração simples (saída da bacia hidrográfica) e multi-local (exutório da bacia hidrográfica e reservatórios internos) do balanço hídrico e sedimentológico em duas bacias embutidas com o modelo Soil and Water Assessment Tool - SWAT . Foram analisados três procedimentos de modelagem, ajustando os parâmetros hidrológicos e sedimentológicos da bacia hidrográfica e dos reservatórios. Verificou-se que (a) a calibração simples não representou corretamente os processos nos reservatórios; (b) a calibração multi-local simulou melhor a dinâmica hidrossedimentológica das bacias embutidas; e (c) as parametrizações do módulo de reservatórios do SWAT apresentam limitações no contexto da área de estudo. Os resultados mostraram que a calibração multi-local em bacias hidrográficas com reservatórios é mais adequada.