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Tabelas de parâmetros

HydroPol2D usa tabelas de parâmetros para atribuir propriedades físicas a entradas raster categóricas. Mapas categóricos como LULC e Solo não são usados ​​diretamente nas equações governantes. Em vez disso, cada classe atua como um índice em uma tabela de parâmetros, onde os parâmetros físicos correspondentes são definidos. Essa estrutura separa as informações espaciais da definição dos parâmetros e torna o modelo mais fácil de calibrar, adaptar e interpretar.

Onde Ficam as Tabelas​

No modo Excel do MATLAB, as tabelas de classes são abas da planilha do caso, HydroPol2D_Inputs.xlsx. Cada aba é uma cópia, célula a célula, da planilha que substitui, porque o modelo lê algumas colunas por posição. Mantenha as linhas e a ordem das colunas, e acrescente uma classe como uma nova linha.

AbaAntesLida quando
Soil classesSOIL_parameters.xlsxsempre
Land use classesLULC_parameters.xlsxsempre (lida a partir da linha 2, por posição)
Human instabilityhuman_risk.xlsxflag_human_instability = 1 ou 3
MeshVoronoi_Settings.xlsxflag_voronoi = 1
Control structuresBC_Control_structure.xlsxflag_reservoir = 1

No formato antigo, as mesmas tabelas são as planilhas separadas da segunda coluna, na pasta de General_Data.xlsx. O modelo lê a aba quando a planilha do caso a tem e, caso contrário, a planilha antiga. O HydroPol2D-Python lê as mesmas propriedades das classes a partir do contrato do Case Builder.

Estrutura Geral​

Cada tabela de parâmetros contém:

  • um identificador de classe (Index)
  • um conjunto de parâmetros associados a essa classe

Em tempo de execução, HydroPol2D:

  1. lê o valor raster em cada célula da grade,
  2. usa esse valor como um índice,
  3. atribui os parâmetros correspondentes da tabela.

Para classes mapeadas, os valores raster e os índices de tabela devem corresponder. Quando um código válido de LULC, solo ou neve não aparece na tabela, o HydroPol2D aplica a média ponderada pela área das propriedades das classes mapeadas e registra a decisão em Input_Class_Code_Audit.csv. Índices duplicados, não numéricos ou uma tabela sem classes mapeadas continuam sendo erros de entrada.

Tabela de parâmetros LULC​

A tabela LULC define propriedades relacionadas à superfície que controlam a resistência ao fluxo, interceptação, impermeabilidade, comportamento relacionado a poluentes e profundidade da zona radicular quando o armazenamento em camadas do solo está ativo.

Estrutura de exemplo​

A aba Land use classes da planilha do caso

A aba Land use classes da planilha do exemplo Stanford. Clique na imagem para abri-la em tamanho real.

Cobertura do soloÍndicenn
(s m−1/3)(\mathrm{s\,m^{-1/3}})		h0h_0
(mm)(\mathrm{mm})		d0d_0
(mm)(\mathrm{mm})		C1C_1C2C_2C3C_3C4C_4index_impervious\mathrm{index\_impervious}root_depth_m\mathrm{root\_depth\_m}KcK_c
Cobertura de árvore100,1000100,208001,20501,501,05
Arbustos200,0800120,209001,20NaN1,000,70
Pastagem300,0600150,2210001,20NaN0,600,85
Terras agrícolas400,0500300,2514001,30NaN1,001,00
Construído500,0300800,3020001,30NaN0,000
Vegetação nua / esparsa600,03500450,2516001,25NaN0,100,30
Neve e gelo700,020010,102001.10NaN0,000
Corpos de água permanentes800,035000000NaN0,000
Zona húmida herbácea900,120080,187001,20NaN0,401,00
Manguezais950,150080,187001,20NaN1,001,05
Musgo e líquen1000,080050,155001,15NaN0,150,40

Tabela 1. Tabela de parâmetros HydroPol2D LULC. Os valores Index devem corresponder aos valores categóricos no raster LULC.

Definições de variáveis​

  • nn: coeficiente de rugosidade de Manning
  • h0h_0: parâmetro de interceptação
  • d0d_0: parâmetro inicial de armazenamento de superfície
  • C1C_1–C4C_4: coeficientes associados ao acúmulo de poluentes e formulação de lavagem
  • index_impervious\mathrm{index\_impervious}: o Index da classe tratada como totalmente impermeável, informado uma única vez (a planilha-modelo usa a primeira linha de dados, 50 = área construída), com a coluna vazia em todas as outras linhas. Essa classe não tem armazenamento de infiltração no solo
  • root_depth_m\mathrm{root\_depth\_m}: profundidade da zona radicular controlada pela vegetação usada pelo modelo de solo/vadoso em camadas
  • KcK_c: coeficiente de cultura e de cobertura do solo. Ele converte a ET de referência calculada internamente na ET potencial do solo das células permeáveis sem lâmina d'água. Não se aplica a mapas de ET prescritos, e a água empoçada evapora à parte. Use 0 para classes impermeáveis, de água permanente e de neve ou gelo

Os valores mostrados acima correspondem à tabela de parâmetros HydroPol2D atual e devem ser revisados ​​conforme necessário para o esquema de classificação adotado e área de estudo. Na implementação atual, root_depth_m é a forma suportada de fornecer entrada de profundidade raiz para o modelo. Não existe um caminho raster de profundidade de raiz separado; a profundidade da raiz é atribuída por classe LULC e então mapeada para a grade por meio do raster categórico LULC.

Tabela de parâmetros do solo​

A tabela de solos define as propriedades hidráulicas básicas usadas para estimar a infiltração, o armazenamento vadoso em camadas, a recarga e o comportamento das águas subterrâneas.

Estrutura de exemplo​

A aba Soil classes da planilha do caso

A aba Soil classes da planilha do exemplo Stanford. Clique na imagem para abri-la em tamanho real.

Tipo de soloÍndiceKsatK_{\mathrm{sat}}
(mm h−1)(\mathrm{mm\,h^{-1}})		nnα\alpha
(m−1)(\mathrm{m^{-1}})		θsat\theta_{\mathrm{sat}}θr\theta_{\mathrm{r}}θi\theta_{\mathrm{i}}SyS_{\mathrm{y}}Kg,satK_{\mathrm{g,sat}}
(mm h−1)(\mathrm{mm\,h^{-1}})		DTB\mathrm{DTB}
(m)(\mathrm{m})		KsK_s pertoKsK_s raiztransmissão KsK_s
Argila10,31,090,80,3850,0680,09970,0361111
Argila siltosa20,51,090,50,4230,0700,10530,04101111
Argila arenosa30,61,232,70,3210,1000,12210,06121111
Franco-argilosa41,01,311,90,3090,0950,11640,08201111
Franco-argilossiltosa51,01,231,00,4320,0890,12330,09201111
Franco-argiloarenosa61,51,485,90,3300,1000,12300,11301111
Franca73,41,563,60,4340,0780,11360,18681111
Franco-siltosa86,51,412,00,4860,0670,12980,141301111
Franco-arenosa910,91,897,50,4120,0650,09970,222181111
Silte102,51,371,60,4600,0340,11920,12501111
Areia franca1129,92,2812,40,4010,0570,12580,255981111
Areia12117,82,6814,50,4170,0450,11940,3023561111
Água00,31,090,80,3850,0680,09970,0361111

Tabela 2. Tabela de parâmetros do solo do HydroPol2D. Os valores de Index devem corresponder aos valores categóricos do raster de solo; os códigos padrão seguem a legenda de textura USDA do OpenLandMap (7 franca, 8 franco-siltosa). KsatK_{\mathrm{sat}} e θsat\theta_{\mathrm{sat}} são a condutividade de Green–Ampt e a porosidade efetiva de Rawls et al. (1983); nn, α\alpha e θr\theta_{\mathrm{r}} são as médias por classe de Carsel e Parrish (1988). O silte, que Rawls et al. não listam, usa KsatK_{\mathrm{sat}} e θsat\theta_{\mathrm{sat}} de Carsel e Parrish. θi=θr+Se(θsat−θr)\theta_{\mathrm{i}} = \theta_{\mathrm{r}} + S_e(\theta_{\mathrm{sat}} - \theta_{\mathrm{r}}), com Se=0,1S_e = 0{,}1 (0,15 para franco-siltosa; 0,2 para silte, areia franca e areia), e Kg,sat=20 KsatK_{\mathrm{g,sat}} = 20\,K_{\mathrm{sat}}.

Definições de variáveis​

  • KsatK_{\mathrm{sat}}: condutividade hidráulica saturada
  • nn: parâmetro de forma de Van Genuchten
  • α\alpha: parâmetro de entrada de ar inverso
  • θsat\theta_{\mathrm{sat}}: teor de água saturada
  • θr\theta_{\mathrm{r}}: teor de água residual
  • θi\theta_{\mathrm{i}}: umidade inicial do solo
  • SyS_{\mathrm{y}}: rendimento específico
  • Kg,satK_{\mathrm{g,sat}}: condutividade saturada associada à parametrização de águas subterrâneas ou subterrâneas
  • DTB\mathrm{DTB}: profundidade até o leito rochoso ou profundidade efetiva de armazenamento
  • Ks_multiplier_near_surface: multiplicador aplicado à base KsatK_{\mathrm{sat}} na camada próxima à superfície
  • Ks_multiplier_root_zone: multiplicador aplicado à base KsatK_{\mathrm{sat}} na camada da zona raiz
  • Ks_multiplier_transmission: multiplicador aplicado à base KsatK_{\mathrm{sat}} na camada de transmissão
  • Ltop_m: espessura LtopL_{\mathrm{top}} da camada de solo próxima à superfície (m). É também a escala de comprimento da capacidade de infiltração do Modelo Hidrológico, Seção 4.5. A planilha-modelo usa 0,05 m em todas as classes
  • dh_max_m: limite Δhmax⁡\Delta h_{\max} da diferença de carga que move essa capacidade de infiltração (m). Padrão de 1 m
  • l_vg: parâmetro de conectividade dos poros ll de Mualem na condutividade não saturada de van Genuchten–Mualem (adimensional; 0,5 é o valor usual)

A aba Soil classes tem 17 colunas nesta ordem: nome, Index, KsatK_{\mathrm{sat}}, nn, α\alpha, θsat\theta_{\mathrm{sat}}, θr\theta_{\mathrm{r}}, θi\theta_{\mathrm{i}}, SyS_{\mathrm{y}}, Kg,satK_{\mathrm{g,sat}}, DTB, os três multiplicadores, Ltop_m, dh_max_m e l_vg. O modelo as lê pela posição.

A classe categórica do solo define as propriedades hidráulicas básicas do pilar. A implementação em camadas atribui essas propriedades às camadas próximas à superfície, zona raiz e zona de transmissão e, em seguida, aplica multiplicadores de condutividade opcionais onde eles são fornecidos. LULC controla a profundidade da zona raiz. A profundidade do leito rochoso e a posição atual do lençol freático restringem as espessuras finais da camada, de modo que geometrias de camada fisicamente impossíveis colapsam ou truncam, em vez de produzir armazenamento negativo. Os valores mostrados acima correspondem à tabela atual de parâmetros de solo HydroPol2D e devem ser revisados ​​conforme necessário para o cenário de classificação e simulação de solo adotado.

Atribuição DTB através da tabela de solos​

A coluna DTB (m) dá uma profundidade até o leito rochoso por classe de solo. O uso dessa coluna depende do esquema de subsuperfície.

EsquemaPapel de DTB (m)
Subsuperfície em camadasFundo da coluna onde DTB_path e subsurface_depth_to_bedrock_m estão ambos vazios (no MATLAB desde 2026-10-20; o HydroPol2D-Python lê a sua tabela de solos da mesma forma)
Esquema padrão de águas subterrâneas (MATLAB)Não é lida. DTB_path é obrigatório. Sem águas subterrâneas, um DTB_path vazio dá uma profundidade do solo de 1 m

Cada classe de solo passa então a ter uma profundidade representativa, e o fundo da coluna acompanha o mapa de solos. Isso é útil em aplicações com escassez de dados.

Requisitos de consistência​

As seguintes condições devem ser satisfeitas:

  • todos os valores da classe raster devem existir na tabela correspondente,
  • identificadores de classe não devem ser duplicados,
  • os campos de parâmetro não devem ser deixados vazios,
  • as unidades devem ser consistentes com a formulação do modelo.

Qualquer inconsistência entre classes raster e tabelas de parâmetros levará à atribuição incorreta de propriedades físicas.

Uso prático​

As tabelas de parâmetros são o principal mecanismo usado para:

  • calibrar o modelo,
  • adaptar o modelo a diferentes ambientes,
  • realizar análise de sensibilidade,
  • testar suposições físicas alternativas sem modificar o código.

No HydroPol2D, as modificações mais práticas no comportamento do modelo são feitas editando essas tabelas.

Tabela de instabilidade humana​

A aba Human instability (antes human_risk.xlsx) tem uma coluna de valores por método. O modelo lê os valores pela posição, então mantenha cada célula no lugar. Veja Instabilidade Humana para as equações.

A aba Human instability da planilha do caso

A aba Human instability da planilha do exemplo Stanford. Clique na imagem para abri-la em tamanho real.

ColunaLida quandoValores
Method No. 1 (coluna B)flag_human_instability = 1uma pessoa representativa, 9 valores
Method No. 2 (coluna E)nuncao modo 2 não está implementado
Method No. 3 (coluna J)flag_human_instability = 3água, atrito e arrasto, depois 8 tipos de corpo

Method No. 1.

ChaveUnidadePadrãoSignificado
ro_waterkg/m³1000Massa específica da água ρw\rho_{\mathrm{w}}
gravitym/s²9,81Gravidade gg
mu–0,5Coeficiente de atrito com o chão μ\mu
Cd–1,1Coeficiente de arrasto CdC_d
ro_personkg/m³1000Massa específica do corpo
weight_personkg75Massa do corpo
height_personm1,75Altura do corpo
width1_personm0,3Largura do corpo de frente para o escoamento (w1w_1 na força de arrasto)
width2_personm0,3Espessura do corpo no sentido do escoamento; com w1w_1 define o volume submerso

Method No. 3. ro_water (1000 kg/m³), gravity (9,81 m/s²), mu (0,46) e Cd (1), depois uma massa m_ e uma altura y_ para cada tipo de corpo:

Tipo de corpoChave da massaPadrão (kg)Chave da alturaPadrão (m)
Criança, masculinom_c_m22,915y_c_m1,160
Adolescente, masculinom_t_m56,645y_t_m1,587
Homem adultom_a_m84,587y_a_m1,720
Homem idosom_o_m76,892y_o_m1,667
Criança, femininom_c_f22,719y_c_f1,155
Adolescente, femininom_t_f59,271y_t_f1,571
Mulher adultam_a_f76,858y_a_f1,602
Mulher idosam_o_f70,284y_o_f1,547

O modelo calcula a largura de cada corpo, w=16 m/(3πρw y)w = \sqrt{16\,m / (3\pi \rho_{\mathrm{w}}\, y)}, e a espessura, w/2w/2, a partir da massa e da altura.

Tabela da malha​

A aba Mesh (antes Voronoi_Settings.xlsx) só é lida com flag_voronoi = 1. Os valores de compatibilidade precisam coincidir com os metadados da malha preparada: a verificação prévia interrompe uma simulação cuja planilha aponta para outra malha. A aba escolhe uma malha preparada; ela nunca gera nem altera uma malha.

A aba Mesh da planilha do caso

A aba Mesh da planilha do exemplo Stanford. Clique na imagem para abri-la em tamanho real.

SeçãoParâmetroPadrãoUnidadeUsado quandoDescrição
Prepared caseVoronoi case file–.matflag_voronoi = 1Caso preparado com a malha UGRID, os dados de sobreposição, o forçamento e o estado inicial
Mesh compatibilityBackground width2000mverificação préviaLargura-alvo das células de fundo gravada nos metadados; não redimensiona a malha
Mesh compatibilityMinimum cell width100mverificação préviaMenor largura hidráulica permitida
Mesh compatibilityAdjacent size ratio2–verificação préviaMaior razão de tamanho-alvo entre células vizinhas
Mesh compatibilityUrban target width200mverificação préviaLargura-alvo das células nas regiões urbanas refinadas
Mesh compatibilityUrban buffer1000mverificação préviaDistância de transição em torno das regiões urbanas refinadas
Mesh compatibilityUnresolved riversneal_subgridnone ou neal_subgridverificação préviaTratamento de rio gravado na malha: nenhum, ou o subgrade de Neal para canais mais estreitos que uma célula
Optional subgridVoronoi subgrid table–caminhoflag_voronoi_subgrid = 1Tabela de propriedades de células e faces (no estilo do HEC-RAS); vazia para células prismáticas planas
OutputWrite native archive10 ou 1saída da malhaMantém o resultado NetCDF nativo não estruturado
OutputNative output interval s300ssaída da malhaIntervalo entre quadros do arquivo NetCDF
OutputWrite final GeoTIFFs10 ou 1saída da malhaMapas finais pela sobreposição conservativa malha-raster
OutputWrite temporal GeoTIFFs10 ou 1saída da malhaMapas a cada intervalo da pilha raster
OutputRaster stack interval s3600ssaída da malhaIntervalo de exportação raster, múltiplo inteiro do intervalo nativo
OutputWrite figures10 ou 1saída da malhaFiguras dos resultados
OutputWrite videos10 ou 1saída da malhaAnimações dos resultados (exige suporte a vídeo)
OutputWrite gauge hydrographs10 ou 1saída da malhaHidrogramas dos postos e da saída

A linha "River cells across" (Legacy) não é lida: a geometria UGRID carregada define a resolução do rio.

Condições de limite interno (estruturas de controle)​

HydroPol2D permite a definição de condições de contorno interno (IBCs) que modificam localmente a resposta hidráulica do domínio. Estas estruturas são implementadas através de uma abordagem simples de curva nominal que converte a profundidade da água em descarga. Nas células de controle selecionadas, o fluxo não é mais determinado apenas pela atualização inercial local padrão. Em vez disso, a descarga é imposta através de uma relação profundidade-descarga definida por parâmetros especificados pelo usuário. Isso permite que o modelo represente controles hidráulicos localizados, como:

  • bueiros
  • portões
  • açudes
  • pontos de venda
  • seções de controle projetadas

Conceito​

Cada condição de contorno interno está ligada a uma célula de controle definida por suas coordenadas espaciais. A vazão através desse controle é calculada a partir da profundidade local da água usando uma formulação de curva nominal. Na implementação atual do HydroPol2D, a planilha da estrutura de controle define duas ramificações da curva de classificação, cada uma com seus próprios parâmetros de coeficiente e limite. Isto torna possível representar o comportamento hidráulico por partes sob diferentes profundidades de fluxo ou condições operacionais. A descarga resultante é imposta no local de controle correspondente e, portanto, modifica a dinâmica do fluxo local dentro do solucionador numérico.

Função no modelo​

As condições de contorno internas afetam a simulação por:

  • impondo uma resposta de descarga com base na profundidade local
  • modificando os fluxos de células de entrada ou saída dentro do solucionador inercial local
  • introduzindo troca de fluxo interno controlado dentro do domínio computacional

Estas estruturas podem influenciar fortemente:

  • armazenamento a montante
  • propagação a jusante
  • atenuação de inundações
  • efeitos de remanso local

Papel no modelo numérico​

Nas células onde uma condição de limite interna é definida:

  • a profundidade da água é avaliada no ponto de controle
  • a descarga é calculada a partir dos parâmetros da curva nominal
  • o fluxo resultante é imposto na atualização hidráulica

Isto significa que o solucionador inercial local é modificado localmente pelo comportamento da estrutura de controle. A descarga é prescrita a partir da relação nominal, em vez de ser obtida exclusivamente a partir do cálculo de fluxo padrão baseado em face.

Estrutura da tabela de entrada​

As condições de contorno internas são definidas na aba Control structures da planilha do caso (BC_Control_structure.xlsx no formato antigo), lida quando flag_reservoir = 1. Cada linha é uma estrutura. A vazão de saída é Q=k1(h−h0,1)k2Q = k_1 (h - h_{0,1})^{k_2} para a célula (xd,1,yd,1)(x_{d,1}, y_{d,1}) e Q=k3(h−h0,2)k4Q = k_3 (h - h_{0,2})^{k_4} para a célula (xd,2,yd,2)(x_{d,2}, y_{d,2}), com coordenadas na projeção do DEM.

A aba Control structures da planilha do caso

A aba Control structures da planilha do exemplo Stanford. Clique na imagem para abri-la em tamanho real.

Estrutura da tabela​

ParâmetroUnidadesDescrição
Index\mathrm{Index}-Identificador da estrutura de controle
xxm\mathrm{m}Coordenada leste da célula de controle
yym\mathrm{m}Coordenada norte da célula de controle
k1k_1-Coeficiente da primeira ramificação da curva de classificação
h0,1h_{0,1}m\mathrm{m}Profundidade ou limite de referência associado ao primeiro ramo
k2k_2-Parâmetro de expoente ou forma associado ao primeiro ramo
xd,1x_{\mathrm{d},1}m\mathrm{m}Coordenada leste do primeiro ponto de controle de descarga
yd,1y_{\mathrm{d},1}m\mathrm{m}Coordenada norte do primeiro ponto de controle de descarga
k3k_3-Coeficiente do segundo ramo da curva de classificação
h0,2h_{0,2}m\mathrm{m}Profundidade ou limite de referência associado ao segundo ramo
k4k_4-Parâmetro de expoente ou forma associado ao segundo ramo
xd,2x_{\mathrm{d},2}m\mathrm{m}Coordenada leste do segundo ponto de controle de descarga
yd,2y_{\mathrm{d},2}m\mathrm{m}Coordenada norte do segundo ponto de controle de descarga

Tabela 3. Tabela de parâmetros de condição de limite interno HydroPol2D. Esses parâmetros definem o comportamento da curva nominal usada para converter profundidade em vazão.

Valores de exemplo​

Index\mathrm{Index}xx (m)(\mathrm{m})yy (m)(\mathrm{m})k1k_1h0,1h_{0,1} (m)(\mathrm{m})k2k_2xd,1x_{\mathrm{d},1} (m)(\mathrm{m})yd,1y_{\mathrm{d},1} (m)(\mathrm{m})k3k_3h0,2h_{0,2} (m)(\mathrm{m})k4k_4xd,2x_{\mathrm{d},2} (m)(\mathrm{m})yd,2y_{\mathrm{d},2} (m)(\mathrm{m})
1-5166015.11-2706361,321,50,00,50-5166037,22-2706321.5543,02,51,5-5166037,22-2706321.554
2-5166922,84-2704154,6416,00,01,5-5166922,84-2704174,640,5389514130,10,5-5166922,84-2704174,64

Tabela 4. Exemplo de parâmetros de condição de limite interno usados ​​atualmente em HydroPol2D.

Interpretação​

A formulação da estrutura de controle é baseada em uma relação profundidade-descarga da forma geral:

Q=f(h)Q = f(h)

onde:

  • QQ é descarregado através da estrutura em m3 s−1\mathrm{m^3\,s^{-1}}
  • hh é a profundidade local da água em m\mathrm{m}
  • os coeficientes k1k_1, k2k_2, k3k_3 e k4k_4 definem a resposta da curva de classificação
  • os termos h0,1h_{0,1} e h0,2h_{0,2} definem as profundidades de referência associadas a cada ramo

As coordenadas (xd,1,yd,1)\left(x_{\mathrm{d},1}, y_{\mathrm{d},1}\right) e (xd,2,yd,2)\left(x_{\mathrm{d},2}, y_{\mathrm{d},2}\right) são as células que recebem a vazão de cada ramo. A vazão sai da célula de controle e entra nessa célula, de modo que a transferência conserva a massa. Cada liberação é limitada à água acima do seu limiar, e o segundo ramo usa a profundidade que sobra depois do primeiro. Um destino (0,0)(0, 0) manda a vazão para fora do modelo, e ela é contada como vazão no exutório. Um destino vazio desliga esse ramo. Esta estrutura permite representar uma relação simples de descarga por partes usando dois ramos parametrizados.

Significado prático dos parâmetros​

  • k1k_1 e k3k_3 controlam a magnitude da resposta de descarga
  • k2k_2 e k4k_4 controlam a curvatura ou não linearidade da resposta
  • h0,1h_{0,1} e h0,2h_{0,2} definem limites de ativação ou profundidades de referência
  • xd,1,yd,1,xd,2,yd,2x_{\mathrm{d},1}, y_{\mathrm{d},1}, x_{\mathrm{d},2}, y_{\mathrm{d},2} definem onde a descarga controlada está ligada espacialmente

Juntos, esses parâmetros definem como a estrutura interna converte a profundidade da água em fluxo.

Considerações Práticas​

  • as coordenadas de controle devem ser consistentes com a projeção DEM
  • as células selecionadas devem coincidir com células hidráulicas válidas no domínio do modelo
  • os coeficientes da curva de classificação devem ser fisicamente realistas
  • curvas de classificação excessivamente íngremes podem criar instabilidade numérica
  • estruturas de controle devem ser testadas cuidadosamente porque alteram diretamente os fluxos de massa locais

Resumo​

As condições de contorno interno em HydroPol2D são representadas através de uma estrutura de curva nominal simples que converte a profundidade local da água em descarga. Eles estão acostumados a:

  • impor fluxos controlados de entrada ou saída
  • representam estruturas de controle hidráulico
  • modificar a dinâmica inercial local em células específicas

Sua parametrização correta é essencial para uma simulação estável e fisicamente significativa de sistemas hidráulicos projetados.

Tabela de parâmetros de neve​

A tabela de parâmetros LULC contém as colunas de neve a seguir em cada linha de LULC_Index. Não existe uma planilha separada de neve; todas as propriedades dependentes da cobertura do solo permanecem no mesmo registro de classe.

ColunaUnidadesDescrição
LULC_Index—Código LULC da linha.
Snow_Albedo—Albedo de onda curta da superfície de neve.
Snow_Emissivity—Emissividade de onda longa usada no balanço de radiação.
Sublimation_Coefficient_d_1dia⁻¹ (m s⁻¹)⁻¹Coeficiente do termo de sublimação.
Degree_Day_Factor_mm_C_daymm °C⁻¹ dia⁻¹Fator de derretimento por graus-dia.
T_Snow_All_C°CTemperatura na qual toda a precipitação é neve.
T_Rain_All_C°CTemperatura na qual toda a precipitação é chuva; não pode ser menor que T_Snow_All_C.
Rho_Snow_Init_kg_m3kg m⁻³Densidade de neve nova usada na inicialização.
Rho_Snow_Max_kg_m3kg m⁻³Limite superior de densidade após compactação.
Compaction_Temperature_kg_m3_C_daykg m⁻³ °C⁻¹ dia⁻¹Aumento de densidade dependente da temperatura.
Compaction_SWE_kg_m3_mm_daykg m⁻³ mm⁻¹ dia⁻¹Aumento de densidade dependente de SWE.
Compaction_Depth_kg_m3_mm_daykg m⁻³ mm⁻¹ dia⁻¹Aumento de densidade dependente da profundidade.

Os fatores de graus-dia, sublimação e compactação são taxas e o modelo os multiplica pelo passo de tempo atual. A neve exige a forçante meteorológica interna, para obter temperatura média, temperatura mínima e vento.

Filosofia de Design​

HydroPol2D separa:

  • entradas espaciais, que definem onde cada aula ocorre,
  • tabelas de parâmetros, que definem como cada classe se comporta.

Isso torna o modelo mais fácil de manter, calibrar e aplicar em diferentes domínios.

Resumo​

As tabelas de parâmetros definem como HydroPol2D traduz dados espaciais categóricos em comportamento físico. Eles são um componente central da estrutura do modelo e devem ser cuidadosamente preparados para garantir simulações consistentes, estáveis ​​e fisicamente significativas.