COMPARISON AND VALIDATION OF TRMM SATELLITE PRECIPITATION ESTIMATES AND DATA OBSERVED IN MATO GROSSO DO SUL STATE, BRAZIL

Precipitation is the most important variable in the hydrological cycle and can be estimated through remote sensing. Thus, the use of estimated satellite data has been an alternative to the absence of meteorological stations. The objective of this study was to evaluate the rainfall data of the TRMM satellite 3B43 product with data from the ANA site in the state of Mato Grosso do Sul for the period 1998 to 2013. For this purpose, it was used for the comparison of data from of the ANA site (OBS) and those estimated by the satellite, the following statistical indicators: Bias, Mean Square Error (EMQ), Pearson correlation coefficient (CC). For the most part, the satellite estimation data were satisfactory, especially for the months from March to November. The results indicate that the use of the estimated satellite data may be an alternative to the use of meteorological stations

Transformation of maximum daily precipitation to establish equations of intense rainfall: new proposal

O conhecimento do comportamento das intensidades máximas das chuvas é fundamental para o dimensionamento de estruturas hidráulicas, planejamento do uso da terra e dos recursos hídricos, previsão de desastres, dentre outros. A forma mais adequada de caracterização das chuvas intensas em determinada localidade é por meio das curvas de intensidade, duração e frequência (IDF), ajustadas a partir da análise de pluviogramas. Apesar de sua importância, no Brasil há disponibilidade de apenas 373 equações de IDF ajustadas desta forma. Outra alternativa é por meio da desagregação das chuvas de um dia, por meio do Método de Relação de Chuvas de Diferentes Durações (rcdd), que utiliza coeficientes de desagregação de chuvas específicos para cada duração e com características locais. Entretanto esse método também apresenta a limitação de um conjunto restrito de coeficientes de desagregação para o território brasileiro. Assim, o presente estudo propõe o método da Transformação da Máxima Precipitação Diária (tmdp), baseado no uso de coeficientes de transformação (ct) da máxima lâmina de chuva diária em intensidade máxima de precipitação, para posterior estabelecimento de equações IDF. O método utiliza-se da relação entre as intensidades máximas obtidas por equações de IDF disponíveis em literatura com a máxima lâmina de chuva diária de estações pluviométricas. Os resultados obtidos foram promissores, os erros entre os métodos foram aproximados, com média do RMSE em torno de 17 mm h -1 . O método proposto mostrou-se mais promissor em regiões do país que apresentam maior densidade de informação da equação de IDF, apresentando melhores resultados comparados às demais regiões de baixa e média densidade de equações de IDF. Palavras-chave: Chuva. Intensidade-Duração-Frequência. Pluviométrico. Pluviográfico.Knowledge of the behavior of maximum rainfall intensities is essential for the design of hydraulic structures, planning of land use and water resources, disaster forecasting, among others. The most appropriate way of characterizing intense rainfall in a given location is through intensity, duration and frequency (IDF) curves, adjusted from the analysis of pluviograms. Despite its importance, in Brazil there are only 373 IDF equations fitted in this way. Another alternative is through the disaggregation of rainfall in a day, using the Relation Method for Rainfall of Different Durations (rcdd), which uses specific rainfall disaggregation coefficients for each duration and with local characteristics. However, this method also presents the limitation of a restricted set of disaggregation coefficients for the Brazilian territory. Thus, the present study proposes the method of Transformation of Maximum Daily Rainfall (tmdp), based on the use of transformation coefficients (ct) of the maximum daily rainfall in maximum intensity of precipitation, for later establishment of IDF equations. The method uses the relationship between the maximum intensities obtained by IDF equations available in the literature with the maximum daily rainfall of rainfall stations. The results obtained were promising, the errors between the methods were approximate, with an average of the RMSE around 17 mm h -1 . The proposed method proved to be more promising in regions of the country that have a higher information density of the IDF equation, presenting better results compared to other regions with low and medium density of IDF equations. Keywords: Rainfall. Intensity-Duration-Frequency. Pluviometric. PluviographicCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio

Spatialization of heavy rains: a new proposal

Chuvas intensas têm a característica de produzir elevada lâmina precipitada em um curto intervalo de tempo, gerando elevada vazão de escoamento superficial. Seu conhecimento é fundamental para a sociedade no planejamento de práticas de conservação do solo e da água, manejo de bacias hidrográficas e no dimensionamento de estruturas hidráulicas. O presente estudo teve como objetivo obter parâmetros da equação de chuvas intensas (“K”, “a”, “b” e “c”) por meio da espacialização da intensidade máxima média de precipitação para os estados brasileiros Minas Gerais, Espírito Santo e Rio de Janeiro. As intensidades máximas média de precipitação foram obtidas por meio das equações de intensidade-duração-frequência (IDF), desenvolvidas por dados pluviográficos, existentes na área de estudo. Nestas foram submetidas combinações entre seis períodos de retorno (2, 5, 10, 20, 50 e 100 anos) e 16 durações (10, 20, 30, 40, 50, 60, 120, 240, 360, 420, 660, 720, 900, 1140, 1380 e 1440 minutos), totalizando 96 mapas de intensidade máxima média de precipitação. Na interpolação, foram avaliados dois tipos de interpoladores, geoestatístico (Krigagem Simples, Ordinária e Cokrigagem) e determinístico (Inverso da Distância elevado a potência de 1 a 6). O melhor interpolador foi definido por meio do menor Módulo do Erro Médio Percentual (MEMP) e o melhor modelo, dentro do interpolador, foi definido por meio da menor raiz do quadrado médio do erro (RMSE). O interpolador Inverso da Distância (IDP) apresentou menor módulo do Erro Médio Percentual (MEMP), de 3%, em comparação ao interpolador Geoestatístico, igual a 15,75%. Com isso, os parâmetros “K”, “a”, “b” e “c” da equação de IDF foram gerados pela espacialização das intensidades máximas média de precipitação pelo interpolador Inverso da Distância, para cada pixel de 2km x 2km para os estados de Minas Gerais, Espírito Santo e Rio de Janeiro.Intense rainfalls have the characteristic of producing great precipitated depths in short times, generating a high flow rate. The knowledge on that is fundamental for society in planning soil and water conservation practices management of hydrographic basins and hydraulic structures projects. The present study has as objective to obtain parameters for the intense rains equation (“K”, “a”, “b” e “c”) using interpolated data for average maximum rainfall intensity, for the states of Minas Gerais, Espírito Santo and Rio de Janeiro. The average maximum rainfall intensity data was obtained by of the Intensity-Duration-Frequency equations (IDF), created by pluviographic data, available in the literature. In these were submitted combinations between six return periods (2, 5, 10, 20, 50 and 100 years) and 16 durations values (10, 20, 30, 40, 50, 60, 120, 240, 360, 420, 660, 720, 900, 1140, 1380 and 1440 minutes), resulting in 96 maximum intense rainfall maps. In the interpolation two interpolators, the geostatistical (Simple Kriging, Ordinary Kriging and Cokriging) and the deterministic (Inverse of Distance to powers of 1 to 6) were evaluated. The best interpolator was defined by the lowest Mean Absolute Percentual Error (MAPE), and the best model, inside the interpolator, was defined by the smallest Root Mean Square Error (RMSE). The Inverse Distance interpolation (IDP) presented lower Mean Absolute Percentage Error (MAPE), of 3%, compared to the Geostatistical interpolator, equal to 15.75%. Thus, the parameters "K", "a", "b" and "c" of the IDF equation were obtained by spatialization of the average intense rainfall data, by the Inverse Distance interpolator, for each of 2km x 2km pixel, for the states of Minas Gerais, Espírito Santo and Rio de Janeiro.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic

ESTIMATES OF VOLUME AND SEDIMENTATION OF THE RESERVOIR OF THE ITACARAMBI RIVER DAM, MINAS GERAIS, BRAZIL

ESTIMATIVAS DO VOLUME E ASSOREAMENTO DO RESERVATÓRIO DA BARRAGEM DO RIO ITACARAMBI, MINAS GERAISA barragem do rio Itacarambi, situada em São João das Missões, MG, é uma contenção hidráulica criada pela CODEVASF em 1988 para regularização da vazão e perenização do rio Itacarambi, armazenamento de água, abastecimento humano e animal, irrigação e piscicultura. No início do seu funcionamento o reservatório da barragem possuía 7,388 hm3 de capacidade volumétrica em área de 100 ha. O objetivo deste trabalho foi realizar um levantamento batimétrico que possibilitou a confecção de carta batimétrica e cálculo de parâmetros morfométricos. A partir dos dados levantados, o reservatório da barragem do rio Itacarambi apresentou constantes irregularidades no seu fundo, com formação de bancos de areia submersos, que podem ser reflexo do assoreamento ao longo dos anos. Na área ocupada pela barragem (100 ha) foi predito um volume equivalente a 5,75 hm3, isto é, redução de 20% da sua capacidade original. A taxa de sedimentação estimada foi de 62.347,8 m3 ano-1 e o tempo de vida útil do reservatório de 115 anos desde o início de funcionamento.Palavras-chave: barragem, levantamento batimétrico, características morfométricas. ABSTRACTThe dam of the Itacarambi River, located in São João das Missões, MG, Brazil, is a hydraulic containment created by CODEVASF in 1988 to regulate the flow and perpetuation of the river, water storage for human and animal supply, irrigation and fish farming. At the beginning of its operation, the reservoir had a volumetric capacity of 7,388 hm3 in an area of 100 ha. The aim of this study was to conduct a bathymetric survey for production of a bathymetric chart and calculation of morphometric parameters. The data collected showed that the Itacarambi river reservoir dam had constant irregularities in its bottom, forming submerged sandbanks, which may be a reflection of silting over the years. A volume of 5.75 hm3, that is, 20% of its original capacity, was predicted to be lost in the area occupied by the dam (100 ha). The estimated sedimentation rate was 62,347.8 m3 year-1 and the lifetime of the reservoir was 115 years since the beginning of operation. Keywords: dam, bathymetric survey, morphometric characteristics. DOI: http://dx.doi.org/10.14583/2318-7670.v04n04a08ESTIMATIVAS DO VOLUME E ASSOREAMENTO DO RESERVATÓRIO DA BARRAGEM DO RIO ITACARAMBI, MINAS GERAISA barragem do rio Itacarambi, situada em São João das Missões, MG, é uma contenção hidráulica criada pela CODEVASF em 1988 para regularização da vazão e perenização do rio Itacarambi, armazenamento de água, abastecimento humano e animal, irrigação e piscicultura. No início do seu funcionamento o reservatório da barragem possuía 7,388 hm3 de capacidade volumétrica em área de 100 ha. O objetivo deste trabalho foi realizar um levantamento batimétrico que possibilitou a confecção de carta batimétrica e cálculo de parâmetros morfométricos. A partir dos dados levantados, o reservatório da barragem do rio Itacarambi apresentou constantes irregularidades no seu fundo, com formação de bancos de areia submersos, que podem ser reflexo do assoreamento ao longo dos anos. Na área ocupada pela barragem (100 ha) foi predito um volume equivalente a 5,75 hm3, isto é, redução de 20% da sua capacidade original. A taxa de sedimentação estimada foi de 62.347,8 m3 ano-1 e o tempo de vida útil do reservatório de 115 anos desde o início de funcionamento.Palavras-chave: barragem, levantamento batimétrico, características morfométricas. ABSTRACTThe dam of the Itacarambi River, located in São João das Missões, MG, Brazil, is a hydraulic containment created by CODEVASF in 1988 to regulate the flow and perpetuation of the river, water storage for human and animal supply, irrigation and fish farming. At the beginning of its operation, the reservoir had a volumetric capacity of 7,388 hm3 in an area of 100 ha. The aim of this study was to conduct a bathymetric survey for production of a bathymetric chart and calculation of morphometric parameters. The data collected showed that the Itacarambi river reservoir dam had constant irregularities in its bottom, forming submerged sandbanks, which may be a reflection of silting over the years. A volume of 5.75 hm3, that is, 20% of its original capacity, was predicted to be lost in the area occupied by the dam (100 ha). The estimated sedimentation rate was 62,347.8 m3 year-1 and the lifetime of the reservoir was 115 years since the beginning of operation. Keywords: dam, bathymetric survey, morphometric characteristics. DOI: http://dx.doi.org/10.14583/2318-7670.v04n04

LOCAÇÃO DE CORREDORES ECOLÓGICOS E ÁREA DE PRESERVAÇÃO PERMANENTE NA UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA

A Zona da Mata Mineira foi alvo do intenso cultivo de café, contribuindo para redução, e consequente fragmentação, da Mata Atlântica na Região. A Universidade Federal de Viçosa (UFV) possui, em seu Campus sede situado na cidade de Viçosa/MG, fragmentos de vegetação de Mata Atlântica, que são importantes para a manutenção da flora e fauna locais. Sendo assim o presente trabalho teve como objetivo, num primeiro momento, propor adequações para as áreas de vegetação permanente, e, posteriormente, indicar corredores ecológicos interligando os fragmentos de vegetação de modo a garantir o fluxo gênico entre os remanescentes florestais dentro do Campus. Para isso foi utilizada uma imagem Ikonos do ano de 2007 do campus da universidade e por meio dela mapeou-se a hidrografia e também foi feita a classificação do uso do solo adotando como critério a interpretação visual. Em seguida, procedeu-se com a delimitação das áreas de preservação permanente de acordo com os critérios do Novo Código Florestal Brasileiro (Lei 12.651/2012). Como resultado, obteve-se a necessidade de se recuperar 54,68 ha de Áreas de Preservação Permanente (APP) para adequá-la a legislação vigente, assim como a criação de 9,58 ha de corredores ecológicos para a ligação entre os remanescentes florestais.Palavras-chave: área de preservação permanente, uso e ocupação do solo, Mata Atlântica. INDICATING OF ECOLOGICAL CORRIDORS AND PERMANENT PRESERVATION AREA IN THE FEDERAL UNIVERSITY OF VIÇOSA ABSTRACTThe Atlantic Forest of Minas Gerais was specially reached by coffee agriculture that caused reduction and fragmentation of the forest. The main campus of Federal University of Viçosa, has Atlantic Forest fragmentation that is very important for flora and fauna conservation. This paper had the objective to propose adequation for permanent vegetation areas and indicate ecological corridors location linking the vegetation fragments to ensure the gene flow of forest species in the university Campus. It was utilized an IKONOS image corresponding to 2007 which was used to map the hydrography and to classify the soil use by visual interpretation. The permanent vegetation areas was delimitating according New Brazilian Forest Code (Law 12.651/2012). As result, is necessary to recover 54,68 ha of permanent conservation areas (APP), for legal regularization, and to create 9,58 ha of ecological corridors to link fragment vegetation.Keywords: permanent preservation area, land use, Atlantic Forest. DOI: http://dx.doi.org/10.14583/2318-7670.v04n06a1

ASPECTOS MORFOMÉTRICOS RELACIONADOS AO ESTUDO DE ENCHENTES NA BACIA DO RIO SAPUCAÍ, MINAS GERAIS

A caracterização morfométrica de bacias hidrográficas tem grande importância para a melhoria do planejamento e gestão de recursos hídricos, especialmente em áreas sujeitas a enchentes. O objetivo do estudo foi de verificar a influência da morfometria nas enchentes ocorridas na bacia hidrográfica do rio Sapucaí e em duas sub-bacias, no estado de Minas Gerais, por meio do uso de ferramentas de sistemas de informações geográficas. A base de dados consistiu de um modelo digital de elevação e da rede hidrográfica vetorial do IBGE. Em termos morfométricos, a bacia do rio Sapucaí e a sub-bacia a montante do município de Itajubá apresentaram formato irregular sendo pouco susceptíveis a enchentes em condições normais de precipitação. Já a sub-bacia a montante do município de São Sebastião da Bela Vista apresenta formato mais circular e maior potencial para a ocorrência enchentes. A elevada diferença de nível entre a região de cabeceira e o trecho a montante da cidade de Itajubá foi considerada a principal causadora das enchentes na região, devido à diminuição do tempo de concentração do escoamento e a ocorrência de picos de enchentes.Palavras-chave: geoprocessamento, morfometria, recursos hídricos. MORPHOMETRIC ASPECTS OF SAPUCAÍ RIVER BASIN, MINAS GERAIS STATE, BRAZIL, RELATED TO THE FLOOD STUDIES ABSTRACTThe morphometric analysis of watershed is a very important tool to improving the planning and management of water resources, especially in basins subject to flooding. Using Geographic Information System were obtained several morphometric indexes of the Sapucaí river basin and the same was made for two sub-basins, in Minas Gerais State, to check the influence of the morphology of the basins in the floods occurred in the region. The database consisted of a digital elevation model of Shuttle Radar Topography Mission and the hydrographic network vector of IBGE. The Sapucaí river basin and the sub-basin upstream of Itajubá city had an elongated shaped, making the same less susceptibility to floods in normal conditions of rainfall. Already, the sub-basin upstream of Sebastião da Bela Vista is subject to floods because the shaped is next to circle, resulting in a shorter flow concentration and therefore greater potential for the occurrence of flood peak flows. Among the results, the considerable change in the slope values of the Sapucaí river basin, was considered the reason to flood occurrence in the region, because the time of concentration and the occurrence of peaks flooding of these areas.Keywords: geoprocessing, morphometry, water resources. DOI: http://dx.doi.org/10.5935/2318-7670.v05n03a0

Análise da comportamento espectral da água do Rio Doce, Brasil, mediante o rompimento da barragem de sedimentos da empresa SAMARCO

A Barragem de Fundão, localizada na Bacia Hidrográfica do Rio Doce, Brasil, destinava-se ao acúmulo de sedimentos das atividades de extração de minério de ferro da empresa SAMARCO. Esta barragem rompeu-se no dia 5 de novembro de 2015, causando enorme desastre ambiental em todos os cursos d’agua à jusante, até atingir o Oceano Atlântico. A lama de rejeitos atingiu o Rio Doce e alterou a qualidade da água para captação e consumo em diversos municípios, sendo um desses o de Governador Valadares (MG). Sabe-se que, dentro das aplicações do sensoriamento remoto para a engenharia, a análise visual e do comportamento espectral dos alvos auxilia a tomada de decisão para a recuperação e o manejo de bacias hidrográficas. Desta forma, analisou-se o comportamento espectral da água e do NDWI (Normalized Difference Water Index) de seis imagens do Landsat 8 para o município de Governador Valadares, sendo duas antes e quatro após o rompimento da barragem (datas 05/08/2014; 25/09/2015; 12/11/2015, 16/02/2016; 10/08/2016 e 10/06/2017). Em escala de 0-1, o pico de reflectância da água antes ao ocorrido (05/08/2014) era da banda do verde, de 0,048. A imagem referente ao dia 12/11/2015, logo após o rompimento, apresentou maior reflectância em todas as bandas, com maior pico na infravermelho próximo (0,48), banda esta correspontente à resposta dos alvos sólidos suspensos na água e vegetação, bem como elevação do NDWI. A reflectância foi reduzida após 8 meses do desastre, entretanto em nenhuma data analisada o comportamento espectral equivaleu-se ao observado antes do desastre ambienta

Critérios para Escolha de Distribuições de Probabilidades em Estudos de Eventos Extremos de Precipitação

Este estudo objetivou estabelecer um critério sobre qual teste de aderência deve ser preferido na escolha de funções de distribuição de probabilidades (fdp). Para tal, foram ajustadas as fdp: Gumbel (GUM), Generalizada de valores extremos (GEV) e Log-normal a 2 parâmetros (LN2), através dos métodos dos momentos, momentos-L e máxima verossimilhança, em séries de precipitação diária máxima anual de 11 estações localizadas na bacia hidrográfica do rio Sapucaí. A aderência dessas fdp aos dados foi feita pelos testes de Kolmogorov-Smirnov (KS), Qui-quadrado (χ2), Filliben (Fi) e Anderson-Darling (AD). Verificaram-se quais testes de aderência são mais rigorosos na seleção de distribuições de probabilidade e, ainda, os testes de aderência que convergem os resultados para a escolha da fdp com melhor desempenho na análise de incerteza e/ou nas estatísticas de ajuste. Os testes de aderência mais rigorosos no aceite da aderência da fdp aos dados são os testes de Fi e AD. O teste de Fi é o que mais converge para a escolha da fdp com melhor desempenho na análise de incerteza e nas estatísticas de ajuste, seguido pelo teste de χ2, portanto devem ser preferidos. As fdp GUM e GEV se destacaram em representar os dados de precipitação máxima anual.This study aimed to establish a criterion on which good of fit test should be preferred in the choice of probability distribution functions (pdf). For this, the Gumbel (GUM), Generalized Extreme Value (GEV) and 2-parameter Log-Normal (LN2) were fit Moments, L-moments and maximum likelihood methods, in annual maximum daily precipitation series of 11 rain gauges located in the hydrographic basin of the Sapucaí river. The adherence of these fdp to the data was made by the Kolmogorov-Smirnov (KS), Chi-square (χ2), Filliben (Fi) and Anderson-Darling (AD) tests. It was verified which good of fit tests are more rigorous in the selection of pdf and also the good of fit test that converge the results to the choice of the best performing fdp in the uncertainty analysis and/or statistics performance. The most stringent good of fit test on the adherence of fdp to the data are the Fi and AD tests. The Fi test, followed by the χ2 test showed best performance in terms of goodness of fit and convergence therefore, they should be preferred to others tests. The GUM and GEV are great pfd in representing the annual maximum precipitation data