Utilização do Método GRADEX para detecção de mudanças de tendência hidrológica, considerando a ciclicidade e manutenção de eventos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Campos, Heitor Berger, 1989-
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634591
Resumo: Orientador: Antonio Carlos Zuffo
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spelling Utilização do Método GRADEX para detecção de mudanças de tendência hidrológica, considerando a ciclicidade e manutenção de eventosGRADEX Method to detect hydrological trend changes, considering cyclicity and maintenance of eventsEngenharia hidrologicaHidrologiaHidrologia - EstatísticasInundaçõesDrenagemHydrologic engineeringHydrologyHydrology statisticsFloodsDrainageOrientador: Antonio Carlos ZuffoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e UrbanismoResumo: Conforme o tempo passa e as populações modificam a forma como ocupam as áreas próximas aos corpos hídricos, estruturas hidráulicas se fazem necessárias para evitar que as cheias naturais ao tentarem alagar as áreas de várzeas dos rios e córregos, que ao longo do tempo foram sendo ocupadas, gerem prejuízos e perdas para essa população. Contudo, para que essas obras possam funcionar de maneira adequada, seus projetos devem ser executados de acordo com as vazões de pico correspondentes ao período de retorno determinado para cada obra. Tais vazões podem ser determinadas por meio de métodos sintéticos ou estatísticos, sendo que a qualidade dos métodos estatísticos está diretamente atrelada a qualidade das séries históricas utilizadas. Na determinação de vazões, seria correto utilizar séries históricas de vazões, contudo, sempre que não se tem acesso a essa informação são utilizadas séries históricas de registros de precipitação. Contudo, na maioria das vezes em que se utilizam séries históricas de informações pluviométricas não nos atentamos à presença de informações que representam períodos e condições de contorno diferentes para um mesmo posto pluviométrico. Ao realizar tal análise é possível perceber a existência de ciclos de grande duração que se alternam. Sabendo disso, e que usualmente suas tendências se escondem à sombra de um comportamento médio das séries históricas, faz-se necessário utilizar uma ferramenta que consiga detectar essa variação de tendência e também determinar vazões extremas para projetos considerando os diferentes períodos. A fim de constatar a viabilidade do Método GRADEX como potencial detector de tendências hidrológicas e como método confiável na determinação de vazões de projetos, foram analisadas 26 bacias hidrográficas do Estado de São Paulo, sendo cada uma delas correspondente a um posto fluviométrico operado pelo DAEE. Estas bacias foram analisadas tomando como base o pressuposto de que o período entre 1936 e 1975 apresentou precipitações máximas diárias anuais menores do que o esperado pela média histórica, enquanto que o período entre 1976 e 2010 apresentou comportamento contrário, com precipitações máximas diárias anuais maiores que o esperado. Do ponto de vista do GRADEX, esperava-se que as séries entre 1936 e 1975 apresentassem coeficiente GRADEX inferior do que o do período entre 1936 e 2010, enquanto que as séries entre 1976 e 2010 apresentassem coeficiente GRADEX superior. Após realizar tal análise e verificar que mais de 75% das bacias analisadas responderam positivamente à proposta inicial, é possível afirmar que o GRADEX se apresenta como ferramenta útil para detecção de ciclos, assim como para otimizar a determinação de vazões de pico e, portanto, o dimensionamento de estruturas hidráulicas. Essa otimização ocorre porque o Método GRADEX relaciona frequências de eventos de chuva e vazão ao invés de relacionar magnitudes, sendo sua principal característica, visto que permite sua utilização em qualquer bacia que possua um mínimo de registros históricos de vazões e precipitações, sendo que para o caso de bacias urbanas, geralmente de pequeno porte, tal utilização se faz mais facilmente por não ser necessário mais do que um posto pluviométrico para se fazer a aplicação do Método GRADEXAbstract: As time passes and populations change the way they occupy areas close to water bodies, hydraulic structures are needed to prevent natural flooding by attempting to flood the floodplain areas of rivers and streams, which over time have been occupied , generate losses for this population. However, in order for these hydraulic structures to work properly, their designs must be executed according to the peak flows corresponding to the return period determined for each structures. Such flows can be determined by means of synthetic or statistical methods, and the quality of the statistical methods is directly linked to the quality of the historical series used. In the determination of flow rates, it would be correct to use historical series of flow rates, however, whenever there is no access to this information, historical series of precipitation records are used. However, in most of the cases in which historical series of rainfall information are used, we do not consider the presence of information representing different periods and boundary conditions for the same rainfall station. In carrying out such an analysis it is possible to perceive the existence of cycles of long duration that alternate. Knowing this, and usually tends to hide in the shadow of an average behavior of the historical series, it is necessary to use a tool that can detect this trend variation and also determine extreme flows for projects considering the different periods. In order to verify the viability of the GRADEX Method as a potential detector of hydrological trends and as a reliable method to determine project flows, 26 hydrographic basins of the State of São Paulo were analyzed, each of them corresponding to a fluviometric station operated by DAEE. These basins were analyzed based on the assumption that the period between 1936 and 1975 showed annual daily maximum precipitations lower than expected by the historical average, while the period between 1976 and 2010 showed opposite behavior, with annual maximum maximum precipitations higher than expected. From the point of view of GRADEX behavior, the series between 1936 and 1975 were expected to have a lower GRADEX coefficient than the one between the years 1936 and 2010, while the series between 1976 and 2010 had a higher GRADEX coefficient. After performing such analysis and verifying that more than 75% of the analyzed basins responded positively to the initial proposal, it is possible to affirm that GRADEX presents itself as a useful tool to detect cycles, as well as to optimize the determination of peak flows and, therefore, the design of hydraulic structures. This optimization occurs because the GRADEX method relates frequencies of rainfall and flow events instead of relating magnitudes, being its main characteristic, since it allows its use in any basin that has a minimum of historical records of flows and precipitations. In the case of urban basins, usually of small size, such use is easier because it does not require more than one rain gauge to apply the GRADEX MethodMestradoRecursos Hídricos, Energéticos e AmbientaisMestre em Engenharia Civil[s.n.]Zuffo, Antonio Carlos, 1963-Luvizotto Junior, EdevarSilva, Luciene Pimentel daUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e UrbanismoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASCampos, Heitor Berger, 1989-20182018-07-24T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (286 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634591CAMPOS, Heitor Berger. Utilização do Método GRADEX para detecção de mudanças de tendência hidrológica, considerando a ciclicidade e manutenção de eventos. 2018. 1 recurso online (286 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1634591. 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