Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-09-14T17:49:22Z No. of bitstreams: 1 147783.pdf: 3219024 bytes, checksum: 6c21acd77f281649d9edfd04584180a8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-14T17:49:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 147783.pdf: 3219024 bytes, checksum: 6c21acd77f281649d9edfd04584180a8 (MD5) Previous issue date: 1977-12 / Análise detalhada dos principais métodos de cálculo do hidrograma unitário, quais sejam, as metodologias de Sherman, Curva-S, Snyder, Commons, SoilConservation Service, Clark, Nash, Dooge, O'Donnell e Inversão através de matrizes. Para todos os métodos foram desenvolvidos programas em linguagem Fortran. A máquina utilizada foi um Burroughs-6700, do Núcleo de Computação Eletrônica da UFRJ. Aplicações foram feitas para postos de medição localizados na bacia do rio Acari, no Estado do Rio de Janeiro. Além disto, foram feitas comparações entre os diversos métodos baseadas nos resultados das aplicações acima citadas, bem como na literatura analisada. / Detailed analysis of the main methods of calculus for the unit hydrograph, which are: the methodologies of Sherman, S-Curve, Snyder, Commd Soil Conservation Service, Clark, Nash, O'Donnell and Inversion via Matrices. There were developed computational programs for all methods, in Fortran Language. The machine used was a Burroughs 6700 pertaining to the Nucleo de Computação Eletrônica da UFRJ. Applications were made with data obtained from stations situated in the hydrographic basin of Rio Acari in Rio de Janeiro, Brazil. Furthermore, conparisons were made among the methods based upon the results obtained from the applications mentioned above, as well as in the analysed literature.

A variabilidade espaçotemporal das inundações determinam os processos ecológicos e influenciam as atividades humanas no Pantanal. O entendimento da dinâmica das inundações é a chave para melhores práticas de gerenciamento e reação no caso de eventos extremos. Nesse estudo, métodos de quantificação de água e extração de sazonalidade foram aplicados numa série temporal de dez anos (2000 a 2009) das imagens MODIS13Q1 para a modelagem contínua das inundações. Foram determinadas 25 sub-regiões, totalizando 150.502 km2, baseado no regime das inundações e na geomorfologia. A área inundada variou de 5.539 km2 até 52.894 km2, com média de 18.329 km2, refletindo um período seco comparado às décadas anteriores. A maior parte do Pantanal (86.841 km2) inundou pelo menos uma vez no período, mas uma área relativamente grande permaneceu não inundada ou inundou por um período curto de tempo. Áreas não inundadas ou inundadas por curtos períodos de tempo ficaram espalhadas por todo o Pantanal, enquanto que áreas que inundam por longos períodos de tempo ou permanentemente inundadas se concentraram apenas em alguns locais. Quatro estágios principais de inundação foram determinados e os principais fluxos e armazenagem de água foram mapeados embora tenha ocorrido uma alta variabilidade interanual. Apesar das limitações de escala e problemas de sobreposição dos mapas, foi obtida uma boa concordância entre o mapa de frequência de inundação e os mapas de vegetação e solos. Modelos estatísticos logísticos não lineares foram determinados para as relações entre os principais compartimentos hidrológicos e foi possível estimar cenários passados de inundação baseado na relação entre a área inundada total do Pantanal e o nível do rio Paraguai. Relações de similaridade e de fluxos de água foram determinados entre os sub-compartimentos, caracterizando o comportamento espacial e temporal da água. Baseado nos dados e informações gerados foi proposto um sistema de alerta de inundações e secas para o Pantanal (SISMONPAN). / The flood variability in space and time determine the ecological process and influences human activities in the Pantanal wetland. The understanding of the flood dynamics is the key for better management practices and reaction in case of extreme events. In this study, methods for water quantification and seasonality extraction were applied to a ten years time series (2000 to 2009) of MODIS13Q1 images for continuous modeling of floods. Based in flood regime and geomorphology an area of 150.502 Km2 distributed in 25 sub-regions was determined for the Pantanal. The flooded area varied from 5.539 km2 to 52.894 km2, averaging 18.329km2, reflecting a dry period compared with the previous decades. Most of the Pantanal (86.841 km2) flooded at least once in the period, but a relative big area keeps no flooded or flooded in a short period. No flooded or short time flooded areas was spread over all the Pantanal, while long time to permanent flooded areas were concentrated in just some spots. Four main stages of floods were determined and the main water fluxes and water storage areas were mapped, although a high inter annual variability has been occurred. Despite the limitations of scale and map matching, a good agreement between flood frequency map with vegetation and soils maps was obtained. Nonlinear Logistic statistical models were determined for the relationships between the main hydrological compartments. It was possible to estimate past flood scenarios based in the relationship between total flooded area and Paraguay River stage. Similarity and water fluxes relationships were determined between the sub-compartments, characterizing the spatial and temporal water behavior. Based on the data and information generated, an alert system for dry and flood events (SISMONPAN) was proposed for the Pantanal.

A variabilidade espaçotemporal das inundações determinam os processos ecológicos e influenciam as atividades humanas no Pantanal. O entendimento da dinâmica das inundações é a chave para melhores práticas de gerenciamento e reação no caso de eventos extremos. Nesse estudo, métodos de quantificação de água e extração de sazonalidade foram aplicados numa série temporal de dez anos (2000 a 2009) das imagens MODIS13Q1 para a modelagem contínua das inundações. Foram determinadas 25 sub-regiões, totalizando 150.502 km2, baseado no regime das inundações e na geomorfologia. A área inundada variou de 5.539 km2 até 52.894 km2, com média de 18.329 km2, refletindo um período seco comparado às décadas anteriores. A maior parte do Pantanal (86.841 km2) inundou pelo menos uma vez no período, mas uma área relativamente grande permaneceu não inundada ou inundou por um período curto de tempo. Áreas não inundadas ou inundadas por curtos períodos de tempo ficaram espalhadas por todo o Pantanal, enquanto que áreas que inundam por longos períodos de tempo ou permanentemente inundadas se concentraram apenas em alguns locais. Quatro estágios principais de inundação foram determinados e os principais fluxos e armazenagem de água foram mapeados embora tenha ocorrido uma alta variabilidade interanual. Apesar das limitações de escala e problemas de sobreposição dos mapas, foi obtida uma boa concordância entre o mapa de frequência de inundação e os mapas de vegetação e solos. Modelos estatísticos logísticos não lineares foram determinados para as relações entre os principais compartimentos hidrológicos e foi possível estimar cenários passados de inundação baseado na relação entre a área inundada total do Pantanal e o nível do rio Paraguai. Relações de similaridade e de fluxos de água foram determinados entre os sub-compartimentos, caracterizando o comportamento espacial e temporal da água. Baseado nos dados e informações gerados foi proposto um sistema de alerta de inundações e secas para o Pantanal (SISMONPAN). / The flood variability in space and time determine the ecological process and influences human activities in the Pantanal wetland. The understanding of the flood dynamics is the key for better management practices and reaction in case of extreme events. In this study, methods for water quantification and seasonality extraction were applied to a ten years time series (2000 to 2009) of MODIS13Q1 images for continuous modeling of floods. Based in flood regime and geomorphology an area of 150.502 Km2 distributed in 25 sub-regions was determined for the Pantanal. The flooded area varied from 5.539 km2 to 52.894 km2, averaging 18.329km2, reflecting a dry period compared with the previous decades. Most of the Pantanal (86.841 km2) flooded at least once in the period, but a relative big area keeps no flooded or flooded in a short period. No flooded or short time flooded areas was spread over all the Pantanal, while long time to permanent flooded areas were concentrated in just some spots. Four main stages of floods were determined and the main water fluxes and water storage areas were mapped, although a high inter annual variability has been occurred. Despite the limitations of scale and map matching, a good agreement between flood frequency map with vegetation and soils maps was obtained. Nonlinear Logistic statistical models were determined for the relationships between the main hydrological compartments. It was possible to estimate past flood scenarios based in the relationship between total flooded area and Paraguay River stage. Similarity and water fluxes relationships were determined between the sub-compartments, characterizing the spatial and temporal water behavior. Based on the data and information generated, an alert system for dry and flood events (SISMONPAN) was proposed for the Pantanal.

Se por um lado a estimação das vazões máximas pelos métodos tradicionais, estatístico (Análise de Frequência Local - AFL) e determinístico (Cheia Máxima Provável - CMP), vem sendo alvo de críticas, por outro, a Análise de Frequência Conjugada (AFC) e o método do Hidrograma Máximo Mais Provável (HMMP), mais recentemente proposto, evidenciam-se como ferramentas promissoras. A AFC consiste da combinação entre técnicas probabilísticas e determinísticas e o HMMP utiliza os conceitos do Hidrograma Unitário Curvilíneo (HUC) de Mockus e da distribuição temporal de chuvas dada por Huff. Este trabalho tem o intuito de aplicar os métodos AFL, AFC e HMMP de maneira a avaliar os procedimentos e peculiaridades de cada método e assim possibilitar uma análise comparativa. Os referidos métodos foram aplicados para as séries de vazões dos aproveitamentos hidrelétricos UHE Sobradinho e UHE Três Marias, localizados na bacia do rio São Francisco, e a estação fluviométrica Paso de Los Libres localizada na bacia hidrográfica do rio Uruguai. Foram avaliadas a estabilidade e a sensibilidade dos métodos à extensão da série, à variação da magnitude das menores vazões das séries de valores máximos e a influência da presença de outliers, nos valores máximos determinados. As análises da estabilidade e sensibilidade apresentam diferenças máximas entre as estimativas de vazões decamilenares de 321% para a Análise de Frequência Local, 64% para a Análise de Frequência Conjugada e 82% para o Hidrograma Máximo Mais Provável. Conclusões importantes foram obtidas, dentre as quais o fato dos métodos AFC e HMMP apresentarem vantagens em relação ao método AFL para todas as análises realizadas. O método do HMMP apresentou variação pouco significativa quanto à presença de outliers e influência da presença dos menores valores, sendo considerado o mais promissor dentre os três métodos e para as séries analisadas no presente trabalho. / If, on one hand, the estimation of peak flows by traditional statistical analysis (Local Frequency Analysis - AFL) and deterministic methods (Probable Maximum Flood - PMF) has been criticized, on the other, the Conjugated Frequency Analysis (AFC) and the method of Hydrograph Maximum Most Probable (HMMP), recently proposed, are highlighted as promising tools. The AFC consists of a combination of deterministic and probabilistic techniques and HMMP uses the concepts of Curvilinear Unit Hydrograph (HUC) by Mockus and temporal distribution of rainfall given by Huff. This paper aims to apply the AFL, AFC and HMMP methods in order to assess the procedures and peculiarities of each method and thus provide a comparative analysis. The methods were applied to the series of flows of hydroelectric Sobradinho and Três Marias, located in the São Francisco basin, and Paso de Los Libres fluviometric station located in the basin of the River Uruguay. Stability and sensitivity of the methods to extend the series, the variation of the magnitude of lower flows series of maxima and the influence of the presence of outliers in certain maximums were evaluated. The stability and sensitivity analyzes presented maximum differences between estimated decamilenares flow of 321% for the Analysis of Local Frequency, 64% for the Analysis of Combined frequency and 82% for Hydrograph Maximum Most Probable. The method presented HMMP negligible variation for the presence of outliers and influence of the presence of minor amounts, and it is considered the most promising among the three methods and for the series analyzed in this work.

Se por um lado a estimação das vazões máximas pelos métodos tradicionais, estatístico (Análise de Frequência Local - AFL) e determinístico (Cheia Máxima Provável - CMP), vem sendo alvo de críticas, por outro, a Análise de Frequência Conjugada (AFC) e o método do Hidrograma Máximo Mais Provável (HMMP), mais recentemente proposto, evidenciam-se como ferramentas promissoras. A AFC consiste da combinação entre técnicas probabilísticas e determinísticas e o HMMP utiliza os conceitos do Hidrograma Unitário Curvilíneo (HUC) de Mockus e da distribuição temporal de chuvas dada por Huff. Este trabalho tem o intuito de aplicar os métodos AFL, AFC e HMMP de maneira a avaliar os procedimentos e peculiaridades de cada método e assim possibilitar uma análise comparativa. Os referidos métodos foram aplicados para as séries de vazões dos aproveitamentos hidrelétricos UHE Sobradinho e UHE Três Marias, localizados na bacia do rio São Francisco, e a estação fluviométrica Paso de Los Libres localizada na bacia hidrográfica do rio Uruguai. Foram avaliadas a estabilidade e a sensibilidade dos métodos à extensão da série, à variação da magnitude das menores vazões das séries de valores máximos e a influência da presença de outliers, nos valores máximos determinados. As análises da estabilidade e sensibilidade apresentam diferenças máximas entre as estimativas de vazões decamilenares de 321% para a Análise de Frequência Local, 64% para a Análise de Frequência Conjugada e 82% para o Hidrograma Máximo Mais Provável. Conclusões importantes foram obtidas, dentre as quais o fato dos métodos AFC e HMMP apresentarem vantagens em relação ao método AFL para todas as análises realizadas. O método do HMMP apresentou variação pouco significativa quanto à presença de outliers e influência da presença dos menores valores, sendo considerado o mais promissor dentre os três métodos e para as séries analisadas no presente trabalho. / If, on one hand, the estimation of peak flows by traditional statistical analysis (Local Frequency Analysis - AFL) and deterministic methods (Probable Maximum Flood - PMF) has been criticized, on the other, the Conjugated Frequency Analysis (AFC) and the method of Hydrograph Maximum Most Probable (HMMP), recently proposed, are highlighted as promising tools. The AFC consists of a combination of deterministic and probabilistic techniques and HMMP uses the concepts of Curvilinear Unit Hydrograph (HUC) by Mockus and temporal distribution of rainfall given by Huff. This paper aims to apply the AFL, AFC and HMMP methods in order to assess the procedures and peculiarities of each method and thus provide a comparative analysis. The methods were applied to the series of flows of hydroelectric Sobradinho and Três Marias, located in the São Francisco basin, and Paso de Los Libres fluviometric station located in the basin of the River Uruguay. Stability and sensitivity of the methods to extend the series, the variation of the magnitude of lower flows series of maxima and the influence of the presence of outliers in certain maximums were evaluated. The stability and sensitivity analyzes presented maximum differences between estimated decamilenares flow of 321% for the Analysis of Local Frequency, 64% for the Analysis of Combined frequency and 82% for Hydrograph Maximum Most Probable. The method presented HMMP negligible variation for the presence of outliers and influence of the presence of minor amounts, and it is considered the most promising among the three methods and for the series analyzed in this work.