Método de previsão de estiagens em rios perenes usando poucos dados de vazão e longas séries de precipitação
| Ano de defesa: | 1982 |
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| Tipo de documento: | Tese |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Palavras-chave em Português: | |
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Resumo: | A seca hidrológica um dos campos mais desprezados da Hidrologia, pode ser definida como o período das vazões de estiagem, e tem como características principais a duração e a magnitude que devem ser analisadas com as curvas de frequência do período de tempo da estiagem e das vazões mínimas. A determinação destas curvas não é tão fácil, uma vez que a falta de dados fluviométricos é uma constante. Entretanto em quase todas as bacias de médio e grande porte, portanto de rios perenes, existem longas séries de dados de precipitação, e com o advento do Decenio Hidrológico Internacional várias estações hidrométricas foram projetadas e instaladas na última década possuindo hoje poucos anos de observação. Neste trabalho adotou-se um modelo matemático simples com base na equação de BOUSSINESQ, Q = Qo exp ( -æt), com a esperança de poder-se determinar Qo e æ com boa aproximação, pois t, parecia óbvio, se correlacionava com a sequência máxima de dias sem chuva. Depois de vários estudos determinou-se que æ era uma característica da bacia que poderia ser considerada constante com o tempo e determinada com poucos dados de vazão. Os logaritmos das vazões que marcam o início do período de estiagem mostraram-se correlacionados com as precipitações antecedentes (Pm), ou seja, o total, dos 6 meses antecedentes ao início da estiagem, das precipitações médias da bacia. O período de tempo é, talvez, a variável mais importante do método, pois além de estar associada a vazão mínima, portanto à magnitude da seca, é a variável que define a duração da seca. Felizmente este período pode ser definido pelo número de dias sem chuva (tsc), ou seja, a sequência máxima de dias em que não ocorrem precipitações, ou se elas ocorrem serão inferiores a um total limite que indica a influência das precipitações ao lençol subterrâneo. Geralmente o número de dias sem chuva é determinado como um valor puntual (estação pluviométrica), era necessário para o modelo que fosse representativo da bacia e para isto utilizou-se o método de Thiessen Modificado. O método de precisão das vazões de estiagem, Ln Qmin = Ln Qo - æ t, com as modificações determinadas neste estudo , pelas relações entre Ln Qo e Pm e entre t e tsc, mostra que as vazões mas são relacionadas linearmente com duas variáveis, Pm e tsc, normalmente distribuídas e independentes. Para testar o método utilizou-se a bacia do Rio Piracicaba, onde eram disponíveis séries tanto pluviométricas como fluviométricas longas (20 anos), selecionou-se para verificar a viabilidade do método, partes desta série. Assim o método mostrou-se viável quando se dispunha de pelo menos 6 anos de dados de vazão e ainda razoável com apenas 4 anos. |
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Neste trabalho adotou-se um modelo matemático simples com base na equação de BOUSSINESQ, Q = Qo exp ( -æt), com a esperança de poder-se determinar Qo e æ com boa aproximação, pois t, parecia óbvio, se correlacionava com a sequência máxima de dias sem chuva. Depois de vários estudos determinou-se que æ era uma característica da bacia que poderia ser considerada constante com o tempo e determinada com poucos dados de vazão. Os logaritmos das vazões que marcam o início do período de estiagem mostraram-se correlacionados com as precipitações antecedentes (Pm), ou seja, o total, dos 6 meses antecedentes ao início da estiagem, das precipitações médias da bacia. O período de tempo é, talvez, a variável mais importante do método, pois além de estar associada a vazão mínima, portanto à magnitude da seca, é a variável que define a duração da seca. Felizmente este período pode ser definido pelo número de dias sem chuva (tsc), ou seja, a sequência máxima de dias em que não ocorrem precipitações, ou se elas ocorrem serão inferiores a um total limite que indica a influência das precipitações ao lençol subterrâneo. Geralmente o número de dias sem chuva é determinado como um valor puntual (estação pluviométrica), era necessário para o modelo que fosse representativo da bacia e para isto utilizou-se o método de Thiessen Modificado. O método de precisão das vazões de estiagem, Ln Qmin = Ln Qo - æ t, com as modificações determinadas neste estudo , pelas relações entre Ln Qo e Pm e entre t e tsc, mostra que as vazões mas são relacionadas linearmente com duas variáveis, Pm e tsc, normalmente distribuídas e independentes. Para testar o método utilizou-se a bacia do Rio Piracicaba, onde eram disponíveis séries tanto pluviométricas como fluviométricas longas (20 anos), selecionou-se para verificar a viabilidade do método, partes desta série. Assim o método mostrou-se viável quando se dispunha de pelo menos 6 anos de dados de vazão e ainda razoável com apenas 4 anos.Hidrologic drought which is one of the least attended subjects in Hydrology, may be defined as the period of low river flows. The principal characteristics of drought are its magnitude and duration which can be studied trough frequency analises. This type of analysis is not so straight forward in view of the usual shortage of sufficiently long series of river discharge. However, in most of the medium and large sized watersheds with perennial rivers, long series of precipitation data are usually available. At the same time, in the wake of the International Hydrologic Decade, many hydrometric stations were installed in the last decade which has resulted in the awailability of large number of short length discharge records. In this study, a simple mathematical model based in the Boussinesq equation, Q = Qo exp (- æ t), was adopted in the hope of determining its parameters Qo and æ with reasonable accuracy, as the drought period t appeared to be correlated with the maximum sequence of rainless period. It was found that the parameter æ was a characteristic of the watershed which can be considered to be constant independent of time and determined on the basis of few discharge data. The logarithms of the discharges at the beginning of the drought period appear to be correlated with the antecedent precipitation (Pm) defined as the total sum of average basin precipitation during the six months preceding the start of the drought. The time period is perhaps the most important variable in the proposed Method because, besidcs being related to the low flows, it defines the drought duration. Fortunately this period can be determined from the number of dry days, that is to say, the maximum sequence of days on which it did not rain (tsc)or if it rained, the rain depths were less than an upper limit which reflects their importance in the groundwater recharge. In general the number of days without rain is a point information (rain gage station) whereas the model required that such information should be representative of the whole basin. A modified Thiessen method was used to generalize the point precipitation data. The method of predicting drought discharge, Ln Qmin - Ln Qo - æ t, together with the modifications proposed in the study, on the basis of relationships between Ln Qo and Pm, and between t and tsc, demonstrates that the minimum discharge is linearly related with Qo and tsc which are independent and normally distributed random variables. In order to test the method, data from the Piracicaba River basin were used. This basin offered long rainfall and discharge series from which various short periods were selected to verify the usefulness of the method. In this manner it was establisled that the proposed method would give very good estimates when one had 6 years of discharge data, and reasonable even if one had only 4years.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPVillela, Swami MarcondesMattos, Arthur1982-09-03info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-23042025-120248/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-04-24T19:42:05Zoai:teses.usp.br:tde-23042025-120248Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-04-24T19:42:05Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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