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Título: Aplicação do método das isozonas na obtenção das equações IDF de chuvas intensas dos municípios de Juazeiro do Norte, Barbalha e Crato – CE
Título em inglês: Application of the method of obtaining the equations isozonas IDF heavy rainfall in the municipalities of Juazeiro, Barbalha and Crato - EC
Autor(es): Fechine Sobrinho, Vicente
Orientador(es): Mendonça, Luiz Alberto Ribeiro
Coorientador(es): Tavares, Paulo Roberto Lacerda
Palavras-chave: Recursos hídricos
Precipitação (Meteorologia)
Variabilidade
Pluviometria
Data do documento: 18-Nov-2011
Citação: FECHINE SOBRINHO, V. (2011)
Resumo: O crescimento do uso e ocupação dos solos em áreas urbanas e rurais exige conhecimento e tratamento estatístico de dados de intensidade, duração e freqüência de chuvas intensas, importantes na previsão das vazões de pico utilizadas no dimensionamento de redes de drenagem. Os transtornos causados por alagamentos ou inundações de áreas urbanas e rurais somente são evitados com obras de drenagem bem dimensionadas, que resultam em custos de construção compatíveis com os fatores de risco e adequada previsão da vazão de projeto. Estas vazões de projetos podem ser estimadas a partir da equação IDF de chuva, que relaciona uma dada intensidade (I) de uma chuva intensa com a duração (D) e a frequência (F) ou tempo de retorno da mesma. Esta equação é obtida para uma determinada localidade, geralmente por método convencional, através de registros pluviográficos de chuvas consideradas intensas para certas durações e freqüências observadas. Entretanto, no Brasil não existe registros pluviográficos em quantidade suficiente, que abranja muitas áreas de importância urbana, agrícola e industrial. No Estado do Ceará, recentemente foram instalados 70 pluviógrafos digitais tipo báscula, monitorados pela Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos (FUNCEME), porém com registros inferiores a quatro anos de observação. Neste contexto, esta pesquisa objetivou desenvolver uma metodologia para obtenção da equação IDF de chuvas intensas, em áreas desprovidas de pluviógrafos, utilizando dados obtidos de pluviômetros e tratados pelo método das isozonas. Este trabalho foi desenvolvido em quatro etapas: (i) obtenção e análise estatística descritiva de série de precipitações máximas anuais; (ii) obtenção do ajuste dos dados a uma função distribuição de probabilidade; (iii) geração de intensidades de chuvas através do método das isozonas; (iv) formulação da equação IDF de chuvas intensas. Esta metodologia foi aplicada aos municípios de Juazeiro do Norte, Barbalha e Crato, localizados na Região Metropolitana do Cariri cearense. Antes do desenvolvimento da metodologia foi feito a validação do método das isozonas em duas zonas climatologicamente distintas, comparando com intensidades obtidas de equações IDF já formuladas. A validação mostrou, para os municípios de Fortaleza no Ceará e Miracema do Norte em Tocantins, que o método das isozonas superestima as intensidades em aproximadamente 10%, podendo ser utilizado com certa segurança. Ainda, a validação do método das isozonas foi verificada a partir de dados pluviográficos da estação climatológica de Aiuaba – CE, localizada na isozona G. Os números obtidos da estação de Aiuaba mostram o bom desempenho da metodologia das isozonas, tendo importância significativa para este trabalho, pois a área de estudo fica também na isozona G. Através da metodologia, para cada município estudado, o método das isozonas transformou os dados básicos de precipitações diárias máximas anuais, obtidos dos registros pluviométricos, em séries de intensidades máximas, durações e tempos de retornos, que foram utilizados na formulação das respectivas equações IDF de chuvas intensas, para durações de até 240 min. As utilizações destas equações tornam a aplicação do método das isozonas mais prática, eliminando a análise de mapa e tabelas, reduzindo a possibilidade de erros de transcrição.
Abstract: The increase in use of urban and rural land demands knowledge on statistically treated data on intensity, duration and frequency of heavy rainfall, allowing better forecasting of peak flow rates - used in the design of drainage networks. The damage caused by flooding of urban and rural areas are only avoided by well dimensioned drainage works, resulting in construction costs compatible with adequate treatment of the risk factors and with projected flow prediction. These projected flows can be obtained from the rainfall IDF equation, which links a given intensity (I) of heavy rain with its duration (D), and to its frequency (F) or with the time to pass until its return. This equation is obtained for a given location, usually by a conventional method, using rain gauge rainfall records considered intense for observed durations and frequencies. However, in Brazil there is insufficiency of rain gauge records, for many large and important urban, agricultural and industrial areas. Thus, 70 digital recording rain gauges were recently installed within the state of Ceará, monitored by the Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos (FUNCEME), but still with less than four years of recorded observation. In this context, this research was aimed at developing a methodology to obtain the equation of heavy rainfall IDF in areas devoid of recording rain gauges, using data obtained from conventional rain gauges, treated by the method of isozones. This study was conducted in four stages: (i) obtention and descriptive statistical analysis of a series of annual maximal precipitations, (ii) obtention of the data fit to a distribution function, (iii) generation of the rainfall intensities by the isozones method (iv) formulation of the heavy rainfall IDF equation. This methodology was applied to the municipalities of Juazeiro, Barbalha and Crato, located in the Cariri (CE) metropolitan area. Before the development of the methodology, it was performed the validation of the isozones method in two climatologically different areas, comparing it with intensities obtained from pre-existing IDF equations. The validation showed, for the cities of Fortaleza (in Ceará) and Miracema do Norte (in Tocantins), that the isozones method overestimates the rainfall intensities in approximately 10%, and thus can be used with relative safety. Still, the validation of the isozones method was verified using rainfall data from the meteorological station of Aiuaba - EC, located in the isozone G. The numbers obtained from the Aiuaba station show the good performance of the isozones methodology, what is significantly important to this study, because the studied area is also in the isozone G. Through the methodology, for each city studied, the isozones method turned the basic data of annual daily maximal precipitation, in a series of intensities, durations and return times, which were used in the formulation of their heavy rainfall IDF equations, for durations of up to 240 min. These equations make the use of the isozones method more practical, eliminating the analysis of charts and tables, and thus reducing the probability of transcription errors.
Descrição: FECHINE SOBRINHO, V. Aplicação do método das isozonas na obtenção das equações IDF de chuvas intensas dos municípios de Juazeiro do Norte, Barbalha e Crato – CE. 2011. 72 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/3752
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