Abordagem metodológica em relação ao ajuste dos parâmetros do Modelo Neyman-Scott do Pulso Retangular para simulação da chuva em escala sub-horária.

• Autor(a) principal: Karsburg, Roberta Machado
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPel - Guaiaca
• Texto Completo: http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/8536
• topic: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLO::MANEJO E CONSERVACAO DO SOLO; Modelagem estocástica; SazonaIidade; Tormentas históricas; Combinações estatísticas; Stochastic modeling; Seasonal; Historical storms; Statistical combinations

A existência de séries temporais de precipitação de uma determinada localidade apresenta grande importância para os projetos relacionados aos recursos hídricos, sendo muitas vezes necessário o acesso às séries de precipitações discretizadas em pequenas durações (5min). Entretanto, existem muitas dificuldades na obtenção de séries longas de dados de precipitação discretizadas em pequenas durações. Uma alternativa é o uso de modelos que permitam a simulação estocástica da precipitação, os quais são calibrados com base em estatísticas dos dados históricos de precipitação. Um dos modelos comumente aplicado na simulação da precipitação é o Neyman-Scott do Pulso Retangular. Esse geralmente é utilizado na modelagem da precipitação para cada mês do ano separadamente e praticamente não se conhece o comportamento do referido modelo quando aplicado de forma anual ou sazonal. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi quantificar a influência do conjunto de parâmetros do modelo Neyman-Scott do Pulso Retangular (NSPR) em relação às séries simuladas de chuva na duração sub-horária (5min), para os meses de inverno e verão comparativamente às séries históricas. Os dados de precipitação utilizados compreendem o período de 1982 a 2015. A partir dos registros pluviográficos foram obtidas as estatísticas das séries de precipitação dos meses de inverno e de verão para as durações de 5, 10, 15, 20, 30, 60, 120, 360, 720 e 1440min. As estatísticas estimadas foram a média, a variância, covariância e proporção de períodos secos. Com base nestas foram constituídas dezoito combinações estatísticas (A a R), com quatro repetições cada, referentes aos pesos atribuídos às estatísticas do modelo NSPR e restrições aplicadas aos cinco parâmetros durante a estimativa dos mesmos. As restrições foram obtidas a partir da análise de quinze tormentas das séries históricas para os meses de inverno e de verão. Sendo assim, as quatro repetições estudadas foram mescladas com as utilizadas por Cowpertwait et al., (1996) e as desenvolvidas por este estudo. Deste modo, setenta e duas combinações estatísticas foram analisadas para cada período, entretanto nem todas combinações conseguiram realizar a estimativa dos parâmetros. Os conjuntos de parâmetros ajustados para o inverno (47) e para o verão (62) foram utilizados para a simulação da chuva através do modelo, a qual foi realizada 1000 vezes para cada conjunto de parâmetros. As séries simuladas foram comparadas com as históricas do período do inverno e do verão, utilizando o erro relativo médio quadrático (RMSE), selecionando-se duas melhores combinações estatísticas para cada período analisado, comparandose as estatísticas históricas e simuladas, assim como visualmente através das séries históricas e simuladas nas durações de 5 e 1440min, comparando-se seus valores de precipitação máxima. Através da simulação do modelo verificou-se que as combinações estatísticas constituídas com os pesos e restrições elaborados por este estudo apresentaram melhores resultados, M2 e F2 para o inverno e N4 e M4 para o verão. O modelo NSPR foi incapaz de representar as características estatísticas da série temporal da precipitação histórica da cidade de Pelotas sazonalmente, representando apenas a média.