Comparação de técnicas de extensão de séries hidrológicas

• Autor(a) principal: Lucas Filipe Lucena Jesus
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-AV2NF4
• topic: Eventos extremos; Hidrologia modelos matemáticos; Hietogramas de projeto; Distribuição temporal de precipitação; Recursos hídricos Desenvolvimento; Engenharia sanitária; Hidrologia Modelos matematicos

A análise de frequência de variáveis hidrológicas é um tema extensivamente estudado na literatura científica, tanto pela responsabilidade dos seus resultados quanto pelas diversas incertezas inerentes à metodologia tradicionalmente empregada. Uma das fontes de incertezas é a pequena extensão das séries históricas hidrológicas reduzidas. Diante disso, diversas técnicas de extensão de séries hidrológicas foram desenvolvidas a partir de meados do século passado, como o grupo denominado Manutenção da Variância (MOVE1 a MOVE4) e as técnicas KTRL2 (Linha Robusta Kendall-Theil 2) e RLOC (Linha Robusta de Correlação). Essas técnicas foram estudadas em conjunto com os modelos estatísticos de regressão OLS (Mínimos Quadrados Ordinários), KTRL e GLM (Modelos Lineares Generalizados), com o objetivo de obter séries hidrológicas reduzidas estendidas mais representativas das medidas descritivas populacionais do que a série reduzida curta. Dessa forma, seriam proporcionadas melhorias na estimativa da frequência de eventos hidrológicos extremos. Todos os modelos estudados baseiam-se nas observações de uma estação fluviométrica ou pluviométrica de referência para extrapolar os registros de uma série hidrológica curta. A metodologia do estudo consistiu de simulações de Monte Carlo contemplando vários cenários de extensão das séries curta e de referência, além do nível de correlação linear entre elas. Também foram simulados cenários abrangendo dados modelados por diferentes distribuições bivariadas (Normal, Gumbel e Pearson 3 com assimetria positiva e negativa). Foram analisados o viés, a variância e o erro das estimativas da média, da variância, do coeficiente de assimetria, dos percentis e dos quantis populacionais, além do erro e do viés na estimativa dos registros individuais. Esses resultados foram utilizados para a elaboração de critérios de aplicação das técnicas baseados na teoria dos estimadores. Os critérios elaborados reúnem as técnicas que geraram séries estendidas com desempenho superior à serie curta, no que tange à estimativa dos momentos populacionais analisados. Os resultados indicaram que os modelos de regressão KTRL e GLM não são indicados para a extensão das séries hidrológicas. O modelo OLS teve desempenho satisfatório apenas na estimativa dos registros individuais. As técnicas com melhor desempenho são aquelas pertencentes à família MOVE. O critério de aplicação das técnicas elaborado foi avaliado por meio da aplicação sobre dados reais. Concluiu-se que as técnicas de extensão de séries hidrológicas são capazes de gerar séries estendidas com medidas descritivas mais próximas dos respectivos valores populacionais do que a série curta