Simulação sazonal da precipitação mediante o uso do Modelo de BartlettLewis do Pulso Retangular Modificado em durações sub-horárias.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Manke, Emanuele Baifus
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPel - Guaiaca
Texto Completo: http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/5347
Resumo: O conhecimento da precipitação em uma determinada região é de extrema importância para o dimensionamento de obras hidráulicas, sendo que muitas vezes é necessário o conhecimento das precipitações extremas, as quais podem ser determinadas por meio de relações de intensidade, duração e frequência. No entanto, muitas vezes há uma grande dificuldade na obtenção de séries longas de dados de precipitação em pequenas durações, as quais são fundamentais para obtenção das relações de intensidade-duraçãofrequência. Uma alternativa é o uso de modelos que permitam a simulação estocástica da precipitação, os quais são calibrados com base em estatísticas dos dados observados. Um dos modelos que tem sido comumente aplicado na simulação da chuva é o de Bartlett-Lewis de Pulso Retangular Modificado, porém normalmente o mesmo é utilizado na modelagem da precipitação de cada mês do ano separadamente e praticamente não se conhece o comportamento deste quando aplicado de forma anual ou sazonal. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi simular a influência da sazonalidade na obtenção das relações de intensidade-duração-frequência de precipitação por meio da modelagem estocástica. Os dados de precipitação utilizados compreendem o período de 1982 a 2015. A partir dos registros pluviográficos foram obtidas as estatísticas descritivas das séries de precipitação do verão e do inverno, para as durações de 5, 10, 15, 30, 60, 120, 360, 720 e 1440min. As estatísticas estimadas foram a média, a variância, o coeficiente de autocorrelação de retardo 1 e a proporção de períodos secos. Com base nestas foram estabelecidos os conjuntos estatísticos A, B, C, D e E, os quais foram utilizados na estimativa dos seis parâmetros do modelo. Os parâmetros foram aplicados na simulação da precipitação do período do verão e do inverno, para todas as combinações de estatísticas estabelecidas. As séries simuladas foram comparadas com as observadas do período do verão e do inverno e também com as obtidas por Dorneles et al. (2019), utilizando o erro relativo médio quadrático e o teste de Wilcoxon. Os dados simulados de cada um dos conjuntos foram utilizados na obtenção das equações de intensidadeduração-frequência, para as duas estações do ano. Além disso, as intensidades históricas do verão e do inverno foram comparadas com as determinadas por Dorneles et al. (2019), bem como os parâmetros das equações de intensidade-duração-frequência para os mesmos períodos. A análise dos parâmetros do modelo possibilitou verificar que esses apresentaram algumas variações entre as estações avaliadas, ou seja, a sazonalidade afetou a estimativa dos parâmetros. O modelo apresentou um ajuste satisfatório em relação as estatísticas das séries simuladas em todos os conjuntos analisados, porém a comparação das intensidades máximas permitiu concluir que a precipitação foi subestimada pelo modelo para ambas as estações. As relações intensidade-duração-frequência dos dados históricos do período do verão apresentaram pequenas diferenças quando comparadas às de Dorneles et al. (2019), contudo o oposto foi verificado para o inverno.
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spelling 2020-05-13T21:24:07Z2020-05-13T21:24:07Z2019-12-04Manke, Emanuele Baifus. Simulação sazonal da precipitação mediante o uso do Modelo de Bartlett-Lewis do Pulso Retangular Modificado em durações sub-horárias. 2019. 124f. Tese (Doutorado em Manejo e Conservação do Solo e da Água) – Programa de Pós-Graduação em Manejo e Conservação do Solo e da Água, Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel, 2019.http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/5347O conhecimento da precipitação em uma determinada região é de extrema importância para o dimensionamento de obras hidráulicas, sendo que muitas vezes é necessário o conhecimento das precipitações extremas, as quais podem ser determinadas por meio de relações de intensidade, duração e frequência. No entanto, muitas vezes há uma grande dificuldade na obtenção de séries longas de dados de precipitação em pequenas durações, as quais são fundamentais para obtenção das relações de intensidade-duraçãofrequência. Uma alternativa é o uso de modelos que permitam a simulação estocástica da precipitação, os quais são calibrados com base em estatísticas dos dados observados. Um dos modelos que tem sido comumente aplicado na simulação da chuva é o de Bartlett-Lewis de Pulso Retangular Modificado, porém normalmente o mesmo é utilizado na modelagem da precipitação de cada mês do ano separadamente e praticamente não se conhece o comportamento deste quando aplicado de forma anual ou sazonal. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi simular a influência da sazonalidade na obtenção das relações de intensidade-duração-frequência de precipitação por meio da modelagem estocástica. Os dados de precipitação utilizados compreendem o período de 1982 a 2015. A partir dos registros pluviográficos foram obtidas as estatísticas descritivas das séries de precipitação do verão e do inverno, para as durações de 5, 10, 15, 30, 60, 120, 360, 720 e 1440min. As estatísticas estimadas foram a média, a variância, o coeficiente de autocorrelação de retardo 1 e a proporção de períodos secos. Com base nestas foram estabelecidos os conjuntos estatísticos A, B, C, D e E, os quais foram utilizados na estimativa dos seis parâmetros do modelo. Os parâmetros foram aplicados na simulação da precipitação do período do verão e do inverno, para todas as combinações de estatísticas estabelecidas. As séries simuladas foram comparadas com as observadas do período do verão e do inverno e também com as obtidas por Dorneles et al. (2019), utilizando o erro relativo médio quadrático e o teste de Wilcoxon. Os dados simulados de cada um dos conjuntos foram utilizados na obtenção das equações de intensidadeduração-frequência, para as duas estações do ano. Além disso, as intensidades históricas do verão e do inverno foram comparadas com as determinadas por Dorneles et al. (2019), bem como os parâmetros das equações de intensidade-duração-frequência para os mesmos períodos. A análise dos parâmetros do modelo possibilitou verificar que esses apresentaram algumas variações entre as estações avaliadas, ou seja, a sazonalidade afetou a estimativa dos parâmetros. O modelo apresentou um ajuste satisfatório em relação as estatísticas das séries simuladas em todos os conjuntos analisados, porém a comparação das intensidades máximas permitiu concluir que a precipitação foi subestimada pelo modelo para ambas as estações. As relações intensidade-duração-frequência dos dados históricos do período do verão apresentaram pequenas diferenças quando comparadas às de Dorneles et al. (2019), contudo o oposto foi verificado para o inverno.The knowledge of the precipitation in a determined region is extreme importance of the sizing of hydraulic structures, being that many times the knowledge of precipitation extreme, can be determined through of equations what establish the relations of intensity, duration and frequency. However, oftentimes there is a great difficulty in obtention of long rainfall time series in short duration relations which are fundamental for obtention of relation of intensity-duration-frequency. The alternative are models what allow the stochastic simulation of rainfall, what are calibrated based in statistical of observed data. The model that has been commonly applied in rainfall simulation is modified Bartlett-Lewis Rectangular Pulse Model, but this normally is used in modeling of precipitation and do not know the behavior this when applied annual and seasonal. Thus, the purpose of this work is simulating the influence of the seasonality in obtention of the rainfall intensity-duration-frequency through of stochastic modeling. The precipitation data are comprising the period of 1982 a 2015. From the rainfall records was obtained descriptive statistics of the summer and winter precipitation series for the duration of 5, 10, 15, 30, 60, 120, 360, 720 e 14440 min. The estimated statistics was average, variance, lag1 autocorrelation coefficient and proportion of dry. Based on these was established the statistical sets A, B, C, D e E used in the estimation of the six parameters of the model. The parameters were applied in rainfall simulation of the summer and winter period and too with the obtained for Dorneles et al. (2019) through the quadratic mean relative error and the Wilcoxon test. The simulate data of each sets was used in obtention of the equation of intensityduration-frequency for two seasons. Furthermore, the historical intensity of summer and winter was compared with the determined for Dorneles et al. (2019) as well as the parameters of the equations of the intensity-frequencyduration for the same periods. The analyze of the model parameters of the model made it possible verify that they presented some variations between the season’s evaluations in other words the seasonality affected the estimation of the parameters. The model presented a satisfactory fit in relation the statistic of the simulated series in all sets, but the comparative of the maximum intensities allowed to conclude that the precipitation was underestimated for the model for both seasons. The relation intensity-duration-frequency of the historical data of the summer period presented slight differences when compared to Dorneles et al. (2019), however the opposite was verified for winter.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESporUniversidade Federal de PelotasPrograma de Pós-Graduação em Manejo e Conservação do Solo e da ÁguaUFPelBrasilFaculdade de Agronomia Eliseu MacielCNPQ::CIENCIAS AGRARIASChuva intensaIDFModelagem estocásticaSazonaIidadeIntense RainfallStochastic ModelingSeasonalitySimulação sazonal da precipitação mediante o uso do Modelo de BartlettLewis do Pulso Retangular Modificado em durações sub-horárias.Seasonal precipitation simulation through the use of modified Bartlett-Lewis Rectangular Pulse Model in sub-hourly duration.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://lattes.cnpq.br/0593365374093191http://lattes.cnpq.br/0140129324988355Damé, Rita de Cássia Fragahttp://lattes.cnpq.br/9421021176282511Teixeira-Gandra, Claudia Fernanda AlmeidaManke, Emanuele Baifusinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFPel - Guaiacainstname:Universidade Federal de Pelotas (UFPEL)instacron:UFPELTEXTTese Emanuele Baifus Manke.pdf.txtTese Emanuele Baifus Manke.pdf.txtExtracted texttext/plain239634http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/5347/6/Tese%20Emanuele%20%20Baifus%20Manke.pdf.txt261a0d8ba8ba8e56f3442a5222a902b1MD56open accessTHUMBNAILTese Emanuele Baifus Manke.pdf.jpgTese Emanuele Baifus Manke.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1220http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/5347/7/Tese%20Emanuele%20%20Baifus%20Manke.pdf.jpg8c10b4be28b4e22989e0ef8611411c77MD57open accessORIGINALTese Emanuele Baifus Manke.pdfTese Emanuele Baifus Manke.pdfapplication/pdf1674214http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/5347/1/Tese%20Emanuele%20%20Baifus%20Manke.pdf111956a6126e66daf4b39661b3214d06MD51open accessCC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain; charset=utf-849http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/5347/2/license_url4afdbb8c545fd630ea7db775da747b2fMD52open accesslicense_textlicense_texttext/html; charset=utf-80http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/5347/3/license_textd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD53open accesslicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-80http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/5347/4/license_rdfd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD54open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-867http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/5347/5/license.txtfbd6c74465857056e3ca572d7586661bMD55open accessprefix/53472023-07-13 06:32:07.467open accessoai:guaiaca.ufpel.edu.br:prefix/5347VG9kb3Mgb3MgaXRlbnMgZGVzc2EgY29tdW5pZGFkZSBzZWd1ZW0gYSBsaWNlbsOnYSBDcmVhdGl2ZSBDb21tb25zLg==Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufpel.edu.br/oai/requestrippel@ufpel.edu.br || repositorio@ufpel.edu.br || aline.batista@ufpel.edu.bropendoar:2023-07-13T09:32:07Repositório Institucional da UFPel - Guaiaca - Universidade Federal de Pelotas (UFPEL)false
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