Estimating surface flow based on the equation of heavy rain type LnLn / Estimativa do escoamento superficial baseado na equação de chuvas intensas do tipo LnLn

Runoff simulation is important in modeling various hydrological processes with application in agricultural engineering. The estimate of the surface runoff by the soil water balance method, developed by the Research Group on Water Resources at the Federal University of Viçosa, Brazil, is based on the IDF equation. This work aimed to adapt the methodology for use in locations with the LnLn-type equation. The equations for estimating the maximum instantaneous rainfall intensity and other adaptations for estimating the surface runoff were presented. Based on the intense rainfall equations of Piracicaba and Andradina, located in the state of São Paulo, Brazil, considering soils with a basic infiltration rate of 10, 25 and 50 mm.h-1, the values of the soil water balance method were presented. The results showed that the differences obtained are due only to errors in the estimation of rainfall intensity due to the method of adjusting the parameters of the intense rainfall equations and that the equations presented in this article allow the use of the maximum flow depth estimation method. surface water balance for sites with the LnLn type equation

Evaluation of generalized extreme value and Gumbel distributions for estimating maximum daily rainfall

Eventos extremos de chuvas podem causar impactos sociais e econômicos em vários setores. Conhecer o risco de ocorrência de eventos extemos é fundamental para o estabelecimento de medidas mitigadoras e para a gestão de riscos. A análise de frequências de séries históricas de chuva observadas por meio de distribuições teóricas de probabilidades é o método mais usado. As distribuições de probabilidade generalizada de valores extremos (GEV) e Gumbel destacam-se entre aquelas aplicadas à estimativa das chuvas máximas diárias. A indicação da melhor distribuição depende das características da série de dados usada no ajuste dos parâmetros e do critério utilizado para a seleção. Este trabalho teve como objetivo comparar as distribuições GEV e Gumbel e analisar os critérios usados para a seleção da melhor distribuição. Foram empregadas 224 séries de máximas anuais de estações pluviométricas de Santa Catarina, com tamanho entre 12 e 90 anos e coeficiente de assimetria variando de -0,277 a 3,917. Adotaram-se os testes de aderência de Anderson–Darling, Kolmogorov-Smirnov e Filliben. Para a indicação da melhor distribuição foram usados o erro padrão de estimativa, o critério de Akaike e o ranking com os testes de aderência. O teste Kolmogorov-Smirnov mostrou-se pouco rigoroso e somente rejeitou 0,25% das distribuições testadas, enquanto os testes de Anderson–Darling e de Filliben rejeitaram 9,06 e 8,8% das distribuições, respectivamente. A distribuição GEV mostrou-se a mais indicada na maioria das estações. Somente foi constatada alta concordância (73,7%) na indicação da melhor distribuição entre os testes de Filliben e o erro padrão de estimativa.Extreme rain events can cause social and economic impacts in various sectors. Knowing the risk of occurrences of extreme events is fundamental for the establishment of mitigation measures and for risk management. The analysis of frequencies of historical series of observed rain through theoretical probability distributions is the most commonly used method. The generalized extreme value (GEV) and Gumbel probability distributions stand out among those applied to estimate the maximum daily rainfall. The indication of the best distribution depends on characteristics of the data series used to adjust parameters and criteria used for selection. This study compares GEV and Gumbel distributions and analyzes different criteria used to select the best distribution. We used 224 series of annual maximums of rainfall stations in Santa Catarina (Brazil), with sizes between 12 and 90 years and asymmetry coefficient ranging from -0.277 to 3.917. We used the Anderson–Darling, Kolmogorov-Smirnov (KS), and Filliben adhesion tests. For an indication of the best distribution, we used the standard error of estimate, Akaike’s criterion, and the ranking with adhesion tests. KS test proved to be less rigorous and only rejected 0.25% of distributions tested, while Anderson–Darling and Filliben tests rejected 9.06% and 8.8% of distributions, respectively. GEV distribution proved to be the most indicated for most stations. High agreement (73.7%) was only found in the indication of the best distribution between Filliben tests and the standard error of estimate

PROBABILIDADE DE OCORRÊNCIA DE DIAS CONSECUTIVOS DE CHUVA EM URUSSANGA, SC

Eventos de dias chuvosos consecutivos podem trazer transtornos a atividades realizadas em ambientes abertos e implicar em atrasos no cronograma de execução de obras, causando prejuízos na engenharia e agricultura. Este artigo teve como objetivo avaliar a aplicação da distribuição Geométrica e da Distribuição Binomial Negativa Truncada na estimativa das probabilidades de ocorrência de dias chuvosos seguidos. Foram usados os dados de precipitação diária de 1970 a 2013 da estação meteorológica de Urussanga, SC. Com as frequências observadas foram ajustados os parâmetros da distribuição Geométrica usando o método dos momentos, e da distribuição Binomial Negativa Truncada usando o método dos momentos e da máxima verossimilhança. A avaliação da aderência das distribuições foi realizada baseada no teste Kolmogorov-Smirnov e teste Qui-Quadrado ao nível de significância de 5%. A distribuição Binomial Negativa Truncada com parâmetros estimados pelo método da máxima verossimilhança apresentou desempenho inferior às demais. O melhor ajuste para a maioria dos meses analisados foi obtido com a distribuição Binomial Negativa Truncada com parâmetros estimados pelo método dos momentos. A distribuição geométrica, embora tenha um desempenho ligeiramente inferior em alguns meses, também se mostrou adequada para a estimativa da probabilidade de dias chuvosos consecutivos. Os valores calculados de risco de ocorrências de períodos consecutivos chuvosos calculados podem ser usados no planejamento das atividades realizadas em campo

Índice de Concentração de chuva diária de Timbé do Sul, Santa Catarina

A concentração de chuva em alguns períodos pode indicar maior risco de ocorrência de eventos como erosão, inundação e escorregamentos de encostas. O índice de Concentração de chuvas diárias tem sido empregado para avaliar a concentração da precipitação diária e também como indicador da erosividade e agressividade das chuvas. O objetivo deste trabalho foi determinar o Índice de concentração de chuvas para a região de Timbé do Sul, Santa Catarina. Foram utilizados os dados diários de precipitação do período de 1977 a 2020 da estação pluviométrica da Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico, localizada no município de Timbé do Sul, Santa Catarina. Foram calculados os valores do índice de Concentração (IC) e a precipitação dos 25% (PP25) dos dias mais chuvosos, considerando a série total e também por trimestre e para cada mês. Os resultados mostraram que o IC anual é de 0,545, classificado com média concentração. Os 25% dos dias mais chuvosos representam 62% da precipitação total anual. Não foram observadas variações sazonais importantes nestes índices, concluindo-se que a precipitação da região tem homogeneidade sazonal na concentraçã

Ajuste do método da radiação para estimativa da evapotranspiração de referência na região de Urussanga, SC.

Tendo como base os valores de evapotranspiração de referência calculados pelo método de Penman-Monteith para Urussanga (SC), foram ajustados os coeficientes do método da radiação solar. São apresentados os valores mensais e médio anual dos coeficientes “c” de ajuste para a evapotranspiração de referência estimado em intervalos mensais, de dez e cinco dias e intervalos diários. Os erros padrões de estimativa aumentam com a diminuição do intervalo de cálculo, sendo obtidos valores de erro padrão de estimativa inferiores a 0,260 mm para a estimativas de evapotranspiração de referencia em intervalos de 5 dias ou mais

Aplicação de análise estatística para identificação de tendências climáticas

With the objective to give a statistical treatment in the identification of climatic change and annual tendency, time serie from 1924 to 1998 of rainfall and surface air temperatures for the meteorological station of Urussanga (latitude 28o31' S, longitude 49o19' W and altitude of 48.2 m) was analyzed. The analyses were made through regression analyses and the non-parametric tests of Run, Mann-Kendall and Pettitt. The results indicate warming trends for the mean annual temperature and for January mean temperature, with the change point in 1965. July mean temperature did not present any significant trend. The total annual rainfall and the total rainfall in the fourth trimester of the year presented significant tendency of increasing. For the first three trimesters no significant trend was detected on the total rainfall.O objetivo deste trabalho foi usar a análise estatística para identificar tendências anuais da temperatura e precipitação pluvial. Foi usada a série histórica de 1924 a 1998 de precipitação pluvial e temperatura média do ar à superfície, da estação meteorológica de Urussanga (latitude 28o31' S, longitude 49o19' W e altitude de 48,2 m). Foram empregados a análise de regressão e os testes paramétricos de Run, Mann-Kendall e Pettitt. Os resultados indicam que houve tendência significativa no aumento da temperatura média anual e na temperatura média do mês de janeiro, sendo que a mudança ocorreu no ano de 1965. Não foi identificada nenhuma tendência significativa na temperatura média do mês de julho. Também foi identificada a tendência significativa de aumento da precipitação pluvial total anual, e da precipitação pluvial total no quarto trimestre. Nos três primeiros trimestres do ano, nenhuma tendência significativa foi identificada

Análise de dados de precipitação visando ao dimensionamento de sistemas de captação e armazenamento de água da chuva

In the rainwater capture and storage project, a lot of information about rainfall is needed. This paper aims to describe and exemplify the main analyzes that can be carried out with the observed rainfall series and its applications in the sizing of the system. The daily precipitation data series from 1974 to 2019 from Chapecó, SC, was used. It has been shown that monthly and annual precipitation can be used to estimate the volume of usable water. However it is recommended to use precipitation values ​​associated with probability levels. The analysis of maximum annual rainfall is used in the dimensioning of gutters and conductors. For Chapecó, the maximum rainfall intensity lasting 5 minutes and a return period of 5 years, used in the dimensioning of the gutters, is 183.8mm h-1. Determining the duration of dry periods allows dimensioning the volume of the reservoir. For Chapecó, the duration of the consecutive period without rain (P < 2.0mm) with a return period of 5 years is 25.7 days.No projeto de captação e armazenamento da água da chuva são necessárias várias informações sobre da chuva. Este informativo tem como objetivo descrever e exemplificar as principais análises que podem ser realizadas com a série de chuva observada e suas aplicações no dimensionamento do sistema. Foi utilizada a série de dados de precipitação diária de 1974 a 2019 de Chapecó, SC. Foi demostrado que a precipitação mensal e anual pode ser usada na estimativa do volume de água aproveitável. Recomenda-se, no entanto, usar os valores de precipitação associados a níveis de probabilidade. A análise de chuvas máximas anuais é usada no dimensionamento de calhas e condutores. Para Chapecó a intensidade máxima da chuva com duração de 5 minutos e período de retorno de 5 anos, usada no dimensionamento das calhas, é de 183,8mm h-1. A determinação da duração de períodos secos permite dimensionar o volume do reservatório. Para Chapecó a duração do período consecutivo sem chuva (P < 2,0mm) com período de retorno de 5 anos é de 25,7 dias

Coeficiente da equação de Makkink para estimativa da evapotranspiração de referência na região de Urussanga, SC.

Com os valores de evapotranspiração de referência calculados pelo método de Penman-Monteith para Urussanga (SC), foram ajustados os valores mensais e anuais dos coeficientes da equação de Makkink. Com os valores obtidos corrige-se a tendência observada de subestimativa da evapotranspiração pelo método de Makkink, com erro padrão de estimativa inferior a 0,13 mm, 0,20 mm, 0,25 mm e 0,61 mm para os cálculos em escalas mensais, decendial, quinquidial e diária, respectivamente

Duração do período seco como critério para dimensionamento de reservatório de água da chuva

O dimensionamento do volume do reservatório ou cisterna é um dos pontos mais importantes para a definição da viabilidade técnica e econômica do projeto de captação da água da chuva. Existem diversos métodos descritos na literatura, que podem levar a resultados diferenciados (TOMAZ, 2015). Um critério para dimensionamento de reservatórios baseado nas caraterísticas da chuva é o que considera na duração máxima do período seco. Este método consiste em determinar o período máximo de dias secos consecutivos que ocorre com um dado período de  retorno. A norma técnica NBR15527 (ABNT, 2019) recomenda que o estudo de viabilidade técnica e econômica do sistema de capação de água da chuva deva considerar os estudos das séries históricas de precipitação da região onde será feito o projeto. Este estudo teve como objetivo analisar a série histórica de chuva para estabelecer a duração do período seco a ser usado no dimensionamento do reservatório de água da chuva. Foram usados os dados de precipitação da estação pluviométrica de Meleiro (Código 02849005, Latitude -28,8322º, Longitude -49.6367º, Altitude 80 m) pertencente à rede de estações hidrológicas da Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico (ANA, 2021). Foram usados os dados diários do período de 1943 a 2020. Algumas falhas nos dados foram preenchidas com dados de estações pluviométricas localizadas mais próximas. Foram determinadas as séries mensais e anuais de duração máxima do período seco consecutivo, considerando como dias secos os dias com chuva inferior a 2,0 mm e 5,0 mm. O período seco foi computado no mês relativo ao fim da sua duração. Com a série de máximas anuais foram estimados os valores  esperados para os períodos de retorno de 2 a 100 anos, usando a distribuição de Gumbel-Chow (Back, 2013). A duração do período máximo anual com chuvas menores que 2,0 mm de Meleiro tem média de 23,2 dias e, para o limite de 5,0 mm, a duração média é de 29,0 dias.  No sistema de captação de água da chuva em que são descartadas as chuvas inferiores a 2,0 mm, adotando o período de retorno de 5 anos, o reservatório deve ser dimensionado para  atender a demanda do período de 30 dias sem chuva. No estudo foram apresentados valores para outros períodos de retorno que podem ser usados conforme o risco admitido no projeto

Determinação das curvas de Huff para a Região Serrana de Santa Catarina / Determination of Huff curves for the Santa Catarina Mountain Region

 A distribuição temporal das chuvas interfere na estimativa da vazão máxima e no dimensionamento das obras hidráulicas relacionadas à drenagem superficial. Este trabalho teve como objetivo determinar as curvas de variação temporal de região do Serrana de Santa Catarina. Foram usados os dados disponíveis dos registros pluviográficos das estações meteorológicas de Lages e São Joaquim. As chuvas intensas foram selecionadas, individualizadas e posteriormente determinas as distribuições adimensionais considerando os tipos segundo os quartis de maior intensidade. Também foram considerados as estações do ano e as faixas de duração. Com 1039 eventos de chuva intensa de Lages e 658 eventos de chuvas intensas de São Joaquim observou-se que as chuvas do tipo I são as mais frequentes (46,7%) seguido das chuvas do tipo II (27,9%), Tipo IV (13,5%) e Tipo III (11,9%). Na região Serrana ocorre uma distribuição sazonal relativamente homogênea, com frequências sazonais variando de 20 a 30%. Não foram observadas diferenças significativas nas curvas de distribuição temporal com 50% de probabilidade de diferentes estações do ano, e dessa forma pode-se utilizar as curvas anuais de distribuição temporal. Foram apresentados os valores adimensionais das curvas de probabilidade de 50% para as curvas dos tipos I, II, III e IV para ser usado na região Serrana de Santa Catarina