Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2398_1.pdf: 2577610 bytes, checksum: 42437f0a584393092b0393e11fcd3d48 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Para dimensionamento da estrutura dos sistemas de microdrenagem e macrodrenagem, deve-se saber qual a quantidade de precipitação na área a ser drenada, associada a um período de retorno. As equações de chuvas intensas são essenciais no processo de drenagem urbana e rural de águas pluviais, apresentando grande importância para os projetos de hidráulica dos centros urbanos e sistemas de drenagem agrícola que necessitam definir a chuva de projeto para estimar a vazão de projeto dos mesmos. Além disso, as relações IDF contribuem para a diminuição da margem de erros, minimizando-se o risco de enchentes causado por chuvas de alta intensidade, como também são indispensáveis para elaboração e controle dos sistemas de drenagem e irrigação. Em função da pouca disponibilidade de informações no estado de Pernambuco quanto às equações de chuvas intensas, este trabalho tem como objetivo principal a determinação da relação IDF para algumas localidades do território pernambucano. Para isso, foram utilizados os dados de 12 estações pluviográficas e 11 estações pluviométricas, com séries históricas de 8 a 14 anos de observações (pluviógrafos) e séries de 10 a 34 anos de registros (pluviômetros). Além disso, foram realizadas comparações entre as equações geradas por dados pluviográficos e pluviométricos, objetivando avaliar a qualidade das curvas IDF oriundas de dados pluviométricos. O critério adotado para o estabelecimento das séries históricas foi o de séries anuais. Tais séries históricas foram obtidas através de análise de pluviogramas digitalizados, no caso das estações pluviográficas, e por meio da metodologia de desagregação de chuvas de um dia em tempos menores, para os pluviômetros. Na análise de freqüência das séries anuais foram aplicados o modelo de distribuição de Gumbel e o de Weibull, sendo que a segunda distribuição, na maioria dos casos estudados, apresentou os melhores ajustes com o teste de Kolmogorov-Smirnov ao nível de significância de 5% e com R² variando de 0,9199 a 0,9907. Para determinação dos parâmetros da equação de chuvas intensas foram usadas as metodologias de Regressão Linear e a Regressão não-linear, onde o segundo método apresentou melhor ajuste dos parâmetros em todas as equações desenvolvidas. Por fim, as equações geradas por meio de registros pluviométricos apresentaram bons ajustes em comparação com as relações IDF obtidas com dados de pluviogramas, com R² variando de 97% a 99,9%

A previsão hidrológica é um processo estocástico dependente de fatores aleatórios, e, por si só, possui incertezas, porém, como a descarga sólida de um rio se correlaciona com a vazão por uma relação do tipo potência, na previsão do assoreamento de reservatório estas incertezas são maximizadas. Métodos empíricos e semi-empíricos de previsão de assoreamento negligenciam importantes fenômenos hidráulicos que regem o comportamento instantâneo do transporte de sedimentos. Incertezas e erros na estimativa da vida útil de reservatórios na fase de estudo de viabilidade é prejudicial ao processo decisório de qual reservatório e/ou se o reservatório deve ser construído. A pesquisa identificou os mecanismos de como a variabilidade hidrológica influencia a previsão do assoreamento de reservatórios por meio de casos idealizados e validação das hipóteses em estudo de caso, também foi proposto um fluxograma de atividades para a previsão de assoreamento capaz de reduzir incertezas inerentes a estes estudos, pautado na modelagem hidrodinâmica de transporte de sedimentos, ferramentas de hidrologia estatística e uso de múltiplos cenários, o Procedimento Metodológico para Redução de Incertezas na Previsão do Assoreamento de Reservatórios (PRIPAR - NH). Identificou-se que: séries de vazões com maior variabilidade resultam em um aporte de sedimento maior quando comparado à somatório de seu valor médio, e quanto maior a variabilidade maior o aporte resultante; séries com mesmo aporte de sedimentos e maior parte nos primeiros anos do reservatório resultam em assoreamento mais rápido devido a relativa alta Eficiência de Retenção de sedimentos nos primeiros anos e sua redução com a evolução do assoreamento; e, comprovou-se que modelos estocásticos para geração de séries sintéticas produzirão séries ligeiramente diferentes caso aplicados mais de uma vez, mesmo quando utilizando parâmetros de calibração iguais, causando significativa diferença na previsão do assoreamento. O PRIPAR - NH foi aplicado no estudo de caso do reservatório da PCH Mogi-Guaçu. Os 50 cenários analisados suportam a hipótese, apresentando amplitude de 12,4% do volume assoreado calculado, com média de 48,1% de seu volume em 50 anos. / The hydrologic forecast is a stochastic process that relays on a random factor. It present uncertainties by itself, but when used for reservoir sedimentation studies this uncertain are maximized due the fact that sediment load relates with flow discharge by a power type function. Empirical and semi-empirical methods for reservoir sedimentation forecast, widely used in Brazil, neglects important hydraulic phenomena that governs the instantaneous sediment transport behavior. Uncertainties and errors in reservoirs useful life estimation during feasibility studies are detrimental for the process of choosing which reservoir should be build and/or if the reservoir should be build. This study identified how hydrologic forecast and flow variability affects reservoir sedimentation studies, by means of hypothetical ideal scenarios and validations of the hypothesis in a study case. It also proposed a process flowchart for reservoir sedimentation studies able reduces uncertainty by the use of sediment transport modelling, statistical tools applied in hydrology and multiple scenarios, the PRIPAR-NH. It was identified that: as the degree of variability in flow data series increases, sediment loads also increase in comparison with the value calculated by the average flow; for the same sediment income, data series that presents most part of the sediment loads in the early years of the reservoir operation presents a faster sedimentation, it is explained by the fact the sediment Trap Efficiency reduces along the time due the reservoir storage capacity loss; and, it was proved that stochastic model will produce different data series if applied more than once, even when using the same calibration parameters, and it affects significantly the sedimentation forecast results. The PRIPAR-NH was applied to assess the sedimentation in Mogi-Guaçu Hydropower reservoir. The 50 analyzed scenarios support the study main hypotheses, presenting results for sedimentation volume ranging in 12.4%. The average sedimentation volume found was 48.1% for a 50 years scenario.

A previsão hidrológica é um processo estocástico dependente de fatores aleatórios, e, por si só, possui incertezas, porém, como a descarga sólida de um rio se correlaciona com a vazão por uma relação do tipo potência, na previsão do assoreamento de reservatório estas incertezas são maximizadas. Métodos empíricos e semi-empíricos de previsão de assoreamento negligenciam importantes fenômenos hidráulicos que regem o comportamento instantâneo do transporte de sedimentos. Incertezas e erros na estimativa da vida útil de reservatórios na fase de estudo de viabilidade é prejudicial ao processo decisório de qual reservatório e/ou se o reservatório deve ser construído. A pesquisa identificou os mecanismos de como a variabilidade hidrológica influencia a previsão do assoreamento de reservatórios por meio de casos idealizados e validação das hipóteses em estudo de caso, também foi proposto um fluxograma de atividades para a previsão de assoreamento capaz de reduzir incertezas inerentes a estes estudos, pautado na modelagem hidrodinâmica de transporte de sedimentos, ferramentas de hidrologia estatística e uso de múltiplos cenários, o Procedimento Metodológico para Redução de Incertezas na Previsão do Assoreamento de Reservatórios (PRIPAR - NH). Identificou-se que: séries de vazões com maior variabilidade resultam em um aporte de sedimento maior quando comparado à somatório de seu valor médio, e quanto maior a variabilidade maior o aporte resultante; séries com mesmo aporte de sedimentos e maior parte nos primeiros anos do reservatório resultam em assoreamento mais rápido devido a relativa alta Eficiência de Retenção de sedimentos nos primeiros anos e sua redução com a evolução do assoreamento; e, comprovou-se que modelos estocásticos para geração de séries sintéticas produzirão séries ligeiramente diferentes caso aplicados mais de uma vez, mesmo quando utilizando parâmetros de calibração iguais, causando significativa diferença na previsão do assoreamento. O PRIPAR - NH foi aplicado no estudo de caso do reservatório da PCH Mogi-Guaçu. Os 50 cenários analisados suportam a hipótese, apresentando amplitude de 12,4% do volume assoreado calculado, com média de 48,1% de seu volume em 50 anos. / The hydrologic forecast is a stochastic process that relays on a random factor. It present uncertainties by itself, but when used for reservoir sedimentation studies this uncertain are maximized due the fact that sediment load relates with flow discharge by a power type function. Empirical and semi-empirical methods for reservoir sedimentation forecast, widely used in Brazil, neglects important hydraulic phenomena that governs the instantaneous sediment transport behavior. Uncertainties and errors in reservoirs useful life estimation during feasibility studies are detrimental for the process of choosing which reservoir should be build and/or if the reservoir should be build. This study identified how hydrologic forecast and flow variability affects reservoir sedimentation studies, by means of hypothetical ideal scenarios and validations of the hypothesis in a study case. It also proposed a process flowchart for reservoir sedimentation studies able reduces uncertainty by the use of sediment transport modelling, statistical tools applied in hydrology and multiple scenarios, the PRIPAR-NH. It was identified that: as the degree of variability in flow data series increases, sediment loads also increase in comparison with the value calculated by the average flow; for the same sediment income, data series that presents most part of the sediment loads in the early years of the reservoir operation presents a faster sedimentation, it is explained by the fact the sediment Trap Efficiency reduces along the time due the reservoir storage capacity loss; and, it was proved that stochastic model will produce different data series if applied more than once, even when using the same calibration parameters, and it affects significantly the sedimentation forecast results. The PRIPAR-NH was applied to assess the sedimentation in Mogi-Guaçu Hydropower reservoir. The 50 analyzed scenarios support the study main hypotheses, presenting results for sedimentation volume ranging in 12.4%. The average sedimentation volume found was 48.1% for a 50 years scenario.

The aim of this masterthesis is to study and develop a methodology for the first stage of the deployment of a Small Hydraulic Plant (SHP), the Estimate Hydroelectric Potential, stage in which is studied the favorable and unfavorable situations to the deployment of small plants. Basing on environmental, technical and economic criteria of a watershed, according secondary data that are provided by agencies and institutions responsible for each criterion. Data collections for the study observe the geological and geotechnical, environmental, infrastructure and logistics, water availability and topography aspects. Moreover, it presents the use of GIS (Geographic Information Systems) to generate maps where relevant aspects are presented and analyzed, and it use the Hydrology Statistics for the hydrological study, to verify the flow of a river or precipitation at a local or region. At the end, it presents the estimate average energy generated, or average power, basing first on the variation of flow over an average year, and constant height, then with constant values of flow and height, estimating the specific power location, the type of water turbine, power and voltage of electric generator. It was applied a study case of the methodology in the watershed of the Tijuco river, limited to the city of Ituiutaba MG. / Esta dissertação tem como objetivo estudar e desenvolver uma metodologia para a primeira etapa do ciclo de implantação de uma Pequenas Centrais Hidráulica (PCH), a Estimativa do Potencial Hidrelétrico, etapa em que se estudam as situações favoráveis e desfavoráveis à implantação de pequenas usinas. Basea-se em critérios socioambientais, técnicos e econômicos de uma bacia hidrográfica, conforme dados secundários que são disponibilizados pelas agências e instituições responsáveis por cada critério. Os dados da coleta para o estudo observam os aspectos geológicos geotécnicos, socioambientais, infraestrutura e logística, disponibilidade hídrica e topografia. Além disso, apresenta o uso da ferramenta de Sistema de Informação Geográfica SIG, sistema com capacidade para aquisição, manipulação e exibição de informações digitais georreferenciadas, capaz de gerar mapas onde os aspectos relevantes são apresentados e analisados, e utiliza a Hidrologia Estatística para o estudo hidrológico, onde se verifica a vazão de um rio ou a precipitação em um local ou região. Ao final, apresenta a estimativa da energia média gerada, ou potência média, baseando-se primeiro na variação dos valores de vazão ao longo de um ano médio, e queda constante, depois com valores constantes de vazão e queda, estimando a potência específica do local, o tipo de turbina hidráulica, potência e tensão do gerador elétrico. Foi aplicado um estudo de caso da metodologia em questão na bacia hidrográfica do rio Tijuco, limitado ao município de Ituiutaba MG. / Mestre em Ciências