REGIONALIZAÇÃO DE VAZÕES MÁXIMAS

Apresentação em tema: "REGIONALIZAÇÃO DE VAZÕES MÁXIMAS"— Transcrição da apresentação:

1 REGIONALIZAÇÃO DE VAZÕES MÁXIMAS
Carlos Ruberto Fragoso Jr. Marllus Gustavo F. Passos das Neves

2 Vazões Máximas Vale de inundação Escoa durante as inundações
Maior vazão que ocorre numa seção de um rio num período definido Representa as condições de inundação do local Vale de inundação Escoa durante as inundações Escoa na maior parte do tempo

3 Vazões Máximas Vale de inundação

4 Vazões Máximas Formação de diques naturais
Vazão média de enchente  média das vazões máximas anuais  representa, em média, uma ocorrência de cerca de 2 anos  um pouco acima do nível correspondente ao leito menor do rio Vazão que delimita o leito maior  corresponde geralmente ao TR = 100 anos Formação de diques naturais

5 Séries de vazões Amostras representativa; valores independentes,
série homogênea 1. Selecione para cada ano a vazão máxima dentro ano hidrológico (inicia no período chuvoso); 2. Verifique nos anos de falha se o período com falha é o período chuvoso 3. O valor instantâneo e máximo de dois valores Se houver linígrafo ou sensor de pressão  passo 1 tomar a vazão máxima instantânea

6 Abordagens Séries dos postos todas com período comum  vazões com o mesmo TR, mas com provável perda de períodos de séries longas Sem período comum  Preenchimento de falhas por regressão com postos vizinhos ou modelo chuva-vazão

7 Métodos de Regionalização
Valores selecionados regionaliza vazões com probabilidades escolhidas método dos parâmetros regionaliza os parâmetros da distribuição estatística curva adimensional regionaliza fator de adimensionalização (vazão média de enchente Qmc) e curva de probabilidade adimensional

8 Métodos da curva adimensional
Objetiva-se que o usuário da regionalização siga o procedimento abaixo Variável dependente da regressão: Vazão média de enchente Qmc Variável de determinação mais fácil como a área Área A Variável desejada a partir da adimensionalização

9 Métodos da curva adimensional
Curva de adimensionalização

10 Metodologia 1. Determine as curvas de probabilidades individuais;
2. Adimensionalize os valores com base na média de cheia Qmc; 3. Determine uma curva adimensional geral e uma equação de regressão geral; 4. Verifique regiões homogêneas 5. Defina as curvas adimensionais e a equação de regressão por região homogênea

11 Curvas de probabilidades individuais
Ordene as vazões máximas anuais em ordem decrescente Calcule a probabilidade pela equação de Grigorten N  tamanho da amostra i  ordem dos valores Curva adimensional de cada posto ...

12 Curva adimensional Divide-se cada valor de vazão pela Qmc  obtida pela média dos valores anuais para séries de 10 anos ou mais ou graficamente para TR = 2 anos (2,33 anos  Gumbel) curva adimensional regional determinada por ajuste de uma distribuição estatística (Gumbel ou Log Pearson III) por ajuste gráfico de todos os valores Q/Qmc pela curva média de valores de intervalos  para cada intervalo de y determine o valor médio de Q/Qmc  ajuste os valores resultantes graficamente

13 Curva adimensional Curva média  média de y e média de Q/Qmc de todos os postos y vem de Gumbel: Devem-se adotar faixas para calcular as médias por faixa (intervalos) No caso mostrado: - 1,5 ≤ y < -1, ,0 ≤ y ≤ 4,5

14 Curva adimensional Se for necessário extrapolar a curva regional adimensional Tucci (2002), páginas 137 a 139

15 Para uma bacia na região com 2.000 km2
Equação de regressão A vazão média de cheia geralmente se ajusta bem a uma curva de potência com a área de drenagem Bacia do Alto Uruguai  10 postos com 30 anos ou mais de dados de vazão máxima Qmc=0,0373.A0,946 R2 = 0,994 Para uma bacia na região com km2 Qmc=0,0373.(2.000)0,946 = 49,5 m3/s

16 Uso da curva adimensional
Região do Alto Uruguai Para a mesma bacia de km2 Qual a vazão máxima de 50 anos? Q50 = Q50/Qmc.Qmc Q50 = 2, ,5 Q50 = 105 m3/s 2,122

17 Regiões Homogêneas Definidas pela delimitação física que apresente melhor aproximação das funções regionais Valores iguais ou semelhantes de vazão adimensional indicam que os postos apresentam a mesma proporcionalidade entre as enchentes: o indicador rmc = Qmc / Qm pode fornecer pistas de regiões homogêneas Os métodos descritos procuram identificar tendências semelhantes nas curvas adimensionais

18 Regiões Homogêneas Bacia do rio Itajaí – Açu (Tucci, 1993)
Há critérios diversos para definir regiões homogêneas

19 Regiões Homogêneas Critérios
Tamanho das bacias  não garantem regiões com comportamentos distintos Rios principais  nem sempre é um bom critério  rios de grande porte mudam suas características físicas e meteorológicas de montante para jusante Geografia  conveniente para uso futuro dos resultados e pode ser aplicada para grandes áreas Critérios estatísticos  verificam se uma região apresenta uma melhor definição dos elementos principais da regionalização: equação de regressão e curva de probabilidade

20 Regiões Homogêneas Critérios estatísticos
Método da cheia índice (para curvas individuais de probabilidade) Média dos resíduos (para equação de regressão) Resíduos e tendências da curva adimensional (verificam a melhor definição da curva adimensional individual de probabilidade e a regressão)

21 Resíduos e tendências da curva adimensional
Passos Determine a equação de regressão para todos os dados Plote espacialmente os resíduos adimensionais R = (Q0 – Qc) / Q0, onde Q0  vazão média de cheia observada e Qc  vazão média de cheia calculada pela regressão Tendência  valores com mesmo sinal representem uma mesma região R = 1 R = -2

22 Resíduos e tendências da curva adimensional
Passos Reúna os postos com tendência semelhante, principalmente para os TRs intermediários Verifique a compatibilidade geográfica entre a equação de regressão e a curva adimensional R = 1 R = -2

23 Regiões Homogêneas quando uma região possui poucos postos para regressão é possível agregar a região para equação de regressão. Pode-se justificar que para TRs menores os postos tendem a possuir comportamento semelhantes, diferenciando-se nos máximos a tendência das curvas adimensionais podem ser definidas com menor número de postos. Por exemplo, no rio Alto Paraguai as regiões I e II ficaram com uma equação regressão e uma curva adimensional para cada região

24 Vazão máxima instantânea
As equações da literatura relacionam valores médios diários com o instantâneo e a área da bacia a área da bacia não é o fator fundamental, mas o tempo de pico dos hidrogramas Equação com dados do Sul do Brasil; modelo hidrológico

25 Vazão máxima instantânea
Importante para bacias menores que km2 Exemplo: bacia com área de 1000 km2 Qmi = 1,273 . Qmd Para bacias com tempo de pico > 7 horas ou tempo de concentração maior que 12 horas o coeficiente é inferior a 1,1

26 Uso da regionalização Fluxograma
Vazão máxima média pela equação de regressão  quando não existem dados, utiliza-se diretamente o método desenvolvido com base na equação de regressão Vazão média de cheia com base em séries parciais  existem dados com série pequena  uso de séries parciais para a estimativa da vazão média de longo período Estimativa da vazão média de cheia a partir de séries anuais  séries superiores a 5 anos A curva adimensional regional é utilizada em todas as opções, mesmo quando a série no local é longa

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28 Estimativa e variância
Curva de adimensionalização

29 Estimativa e variância
p. 145 a 148 Tucci (2002) Cv(j) coeficiente de variação de cada posto j nj  tamanho da amostra de cada posto j

30 Estimativa e variância
Bacia do rio Itajaí – Açu (Tucci, 1993) TR = 50 anos

31 Trabalho Baixar do site planilha com dados de vazões máximas anuais  36 postos Calcular indicadores regionais para verificar preliminarmente se há grupos semelhantes Calcular curvas adimensionais fazendo o mesmo Determinar curvas de regressão: Com todos os postos Com os postos agrupados nas curvas adimensionais Com postos que você achar mais conveniente Definir regiões com base nos indicadores, nas curvas adimensionais e nos critérios dos resíduos Tenha em mente que estes métodos se complementam, discuta as diferenças e semelhanças ocorridas Será que uma boa observação de indicadores regionais já indica as regiões?