Orientador: Abel Maia Genovez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-14T03:35:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Campos_ElaineFrancode.pdf: 1908892 bytes, checksum: a9423fde9edbc3d1ba0202ab8f3be9b6 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A precipitação é um componente do ciclo hidrológico que apresenta grande variabilidade espacial. Postos pluviométricos fornecem registros válidos apenas para um pequeno entorno do instrumento. A baixa densidade e as curtas séries de dados dos postos pluviométricos em bacias brasileiras tem sido fatores determinante nas incertezas dos resultados de diversos modelos hidrológicos que têm sido aplicados no país. Nesse contexto, o estudo de estimativas espaciais de precipitação podem ser extremamente úteis na busca de hidrogramas de projeto. Essas estimativas, embora a precariedade dos dados observados, devem fornecer uma boa noção da distribuição espacial das chuvas. Assim, com este trabalho, utilizam-se as estimativas da distribuição espacial da precipitação, obtidas a partir de dados de radar meteorológico, que são comparados aos dados da rede pluviométrica. Os dados da distribuição espacial da precipitação são usados como dados de entrada do modelo hidrológico distribuído Storm Water Management Model (SWMM), o qual foi aplicado a uma pequena bacia urbana da cidade de Campinas - SP, com área de drenagem de 7,59 km2. Os resultados são analisados comparando os hidrogramas simulados com os observados. Foram realizados estudos de caso na Bacia Hidrográfica Ralph Stettinger pertencente à Bacia do Ribeirão das Anhumas, na cidade de Campinas, estado de São Paulo, Brasil, que conta com boa rede pluviométrica para aferir as estimativas da distribuição espacial da chuva e com dados fluviométricos de várias enchentes ocorridas na bacia. Os dados de radar utilizados foram os do radar meteoro lógico localizado na cidade de São Paulo. A precipitação acumulada estimada pelo radar meteorológico para os nove eventos representou satisfatoriamente a chuva, quando comparados com os valores medidos nas estações pluviográficas, na qual, as diferenças obtiveram valor médio de 28%. Os hidrogramas resultantes da aplicação dos dados de radar reproduziram resultados satisfatórios se comparados aos resultados gerados pelo uso de dados de pluviógrafos, pois o coeficiente de eficiência obtido usando dados de radar foi de 0,69, já o coeficiente de eficiência encontrado usando dados de pluviógrafos foi de 0,85. / Abstract: The precipitation is one variable of the hydrological cycle that shows a large spatial variability. Conventional rain gauges only provide valid records from the positions next to the instrument. The low density of rainfall data recording posts in Brazilian watersheds has been the determinant factor of the uncertainties on the results of various hydrological models that have been applied in this country. In this context, the study of spatial estimates of precipitation can be extremely useful to find more accurate hydrographs of projects. These estimates, despite these poor data observed, may provide a good knowledge of the spatial rain distribution at the environment. With this study, the estimates of the spatial distribution of precipitation, using a weather radar, may be compared with the rainfall data from the recording stations. The data of the spatial distribution of precipitation is used as an input at the distributed hydrological model "Storm Water Management Model (SWMM)", which was applied to a urban watershed in the city Campinas - SP, with a drainage area in about 7,59 km2. The results are analyzed by comparing , the simulated hydrographs to observed flow rates. Studies of case were made in the watershed Ralph Stettinger belonging to Ribeirão das Anhumas watershed, which has a good pluviometric record to measure the estimates of the spatial distribution of rainfall and with tluviometric data from several flooding, occurred in this watershed. The radar data used was from the weather radar located in the city of São Paulo. The accumulated precipitation that the weather radar predicted for the nine events, represented the rain as well when compared with the values already measured in the rain gauges, which the average value differences was 28%. The resultant hydrographs of the application of radar data reproduced satisfactofy results if compared to the generated results by the rain gauges, because the obtained efficiency coefficient using radar data was 0,69, otherwise, the efficiency coefficient that was found using rain gauges data was 0,85. / Universidade Estadual de Campi / Recursos Hidricos, Energeticos e Ambientais / Mestre em Engenharia Civil

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:04:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Glaucia Machado Ferreira - parte 1.pdf: 189110 bytes, checksum: f04665c7f2b340a0148473b4d48af6c9 (MD5) Previous issue date: 2010-08-24 / A presente pesquisa teve por objetivo o estudo de métodos de estimativa de vazões mínimas de sete dias consecutivos com período de retorno de dez anos (Q7,10) e de vazões mínimas associadas à permanência de 90% no tempo (Q90), por meio da regionalização hidrológica. As metodologias consideradas foram Eletrobrás (1985a), Eletrobrás (1985b) e Chaves et al. (2002). As características físicas utilizadas na regionalização pelo método Eletrobrás (1985a) foram área de drenagem (A), comprimento do rio principal (L), densidade de drenagem (Dd), declividade média da bacia (Sm) e declividade média do rio principal (SL), extraídas a partir de modelo digital de elevação hidrologicamente consistente (MDEHC), e a característica climática considerada foi a precipitação média anual (P). A região de estudo está compreendida entre as bacias dos rios Doce e Itabapoana. Os valores de Q7,10 foram estimados considerando a distribuição probabilística Log-Normal a três parâmetros e os valores das vazões associadas a 90% de permanência no tempo (Q90) foram obtidos da curva de permanência de valores diários de cada posto fluviométrico. As equações de regressão foram definidas a partir de duas regiões consideradas hidrologicamente homogêneas. Estudo complementar foi realizado para a bacia do rio Itapemirim. Os modelos obtidos foram avaliados considerando coeficientes de determinação ajustados (R²a), erros padrões fatoriais e resultados do teste F. Para as metodologias de Chaves et al. (2002) e Eletrobrás (1985b), os valores de vazões foram estimados por meio da aplicação de equações específicas, para cada condição de posicionamento dos postos fluviométricos. Procedeu-se comparações dos resultados da utilização das metodologias consideradas, com os obtidos por outros trabalhos na região de estudo, através do cálculo de erros médios percentuais e coeficientes de eficiência de Nash e Sutcliffe. Observou-se que o modelo digital de elevação obtido foi hidrologicamente consistente e possibilitou a determinação automática das características físicas da bacia. Área de drenagem, comprimento do rio principal e declividade média da bacia foram as variáveis presentes nas equações de melhor ajuste, tanto para as vazões Q7,10 como para as vazões Q90, pelo método Eletrobrás (1985a). A metodologia Eletrobrás (1985a) foi a que permitiu a obtenção de equações apresentando melhores estimativas de vazões Q7,10 e Q90, para a região de estudo / The main objective of the research was the study and application of different methods for estimating ten years return period minimum annual seven consecutive days low flows (Q7,10) and minimum flows associated with remaining 90% in time (Q90), for the region between Doce and Itabapoana basins, through the hydrological regionalization. The three compared methods are: Eletrobrás (1985a), Eletrobrás (1985b) and Chaves et al. (2002). The physical characteristics used in the regionalization by the Eletrobrás (1985a) method were drainage area (A), length of the main river (L), watershed drainage s density (Dd), watershed medium slope (Sm) and main river slope (SL), extracted from a hydrological consistent elevation model (HCDEM). Climatic characteristic was represented by average annual rainfall (P). Q7,10 values were estimated by fitting three parameter Log-Normal probability distribution. Q90 values were obtained from daily permanence curve for each water discharge gaging station. Regression equations were estimated for two hydrographic regions. Additional analyses was made for the Itapemirim watershed. Results were compared, taking into consideration determining coefficients, factorial standard deviations and results of F-tests. By the methods Chaves et al. (2002) and Eletrobrás (1985b), the discharges were estimated by the applying different equations, depending on the relative location of the discharge gaging stations. Results obtained by the different methods were compared with those from previous studies developed for the study region by using two indexes: percentual error average and Nash and Sutcliffes s efficiency coefficient. The results indicated that the digital elevation model obtained for the study area was hydrologically consistent and allowed automatic estimation of basin physical characteristics. Drainage area, length of the main river and watershed medium slope were the variables that best represented Q7,10 and Q90 in the Eletrobrás (1985a) regionalization method. The Eletrobrás (1985a), based on regional regression equations, allowed the obtaining of the best fitting equations to the Q7,10 and Q90 variables

Orientador: José Teixeira Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-22T03:32:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_VaniaRosa_D.pdf: 39575910 bytes, checksum: a5b13e6f4e56d6fbd47c97a2c191a9ce (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este trabalho foi desenvolvido com o intuito de verificar se as mudanças de uso das terras ocorridas entre os períodos de 1985 a 2005 interferiram na dinâmica das vazões dos rios Atibainha e Cachoeira. Seus resultados mostraram que não existem evidências de que o uso das terras interferiu diretamente no regime de vazões de estiagem. Em relação às características de uso das terras, a conversão mais significativa ocorreu na forma de mata secundária em estágio inicial de recuperação para silvicultura. A silvicultura tem finalidade para lenha e carvão vegetal, e, por isso, possui ciclo curto de cinco anos. Grande parte da conversão ocorreu nas áreas de alta declividade. Menos de 20% da área das bacias foi modificada neste intervalo estudado e tal conversão ocorreu de forma diluída ao longo dos anos. A análise estatística das séries temporais de chuva e vazão em período coincidente com as mudanças de uso das terras demonstrou tendências de decréscimos significativos para as chuvas, tanto na escala local quanto na regional, especialmente durante o período de recarga, no verão. As vazões apresentaram decréscimos nos totais anuais, de cheia e estiagem. Os resultados também indicaram evidências de que as intensidades de chuva decresceram durante o intervalo analisado e que não houve mudança no padrão de distribuição de dias de chuva e nem na concentração dos dias de chuva. A simulação do modelo determinístico para os cenários reais indicou que a quantidade de conversão de uso das terras ocorrida durante o intervalo analisado não seria suficiente para modificar os totais das vazões nos recortes anuais e sazonais (cheia e estiagem) sob o mesmo regime de chuvas. Nos cenários hipotéticos extremos, as mudanças de uso afetam os totais de vazão. De acordo com os resultados da simulação, para as bacias do Atibainha e Cachoeira, as mudanças na evapotranspiração das plantas influenciam de forma mais direta os totais de vazão do que as no escoamento. Apesar dos resultados indicarem que o uso das terras não afetou diretamente o regime hídrico anual e sazonal, os mesmos podem ser considerados inconclusivos. O regime de chuvas diárias não foi suficientemente detalhado para compreender os processos de chuva/escoamento/vazão. E, a escala de análise utilizada não permitiu identificar detalhes do processo de conversão que podem influenciar o regime hídrico ao longo dos anos, como, por exemplo, o efeito acumulativo do manejo da silvicultura e a aplicação de fogo na colheita das toras / Abstract: This thesis objective was to investigate the main driving factor that explains the river discharge changes during the dry period. The study area - Atibainha and Cachoeira river basins - are located in southeast Brazil. The results did not showed evidences that land use changes affected directly the discharge during the dry period. The changes occurred in a transition from secondary forest in its initial restoration stage to silviculture with Eucalyptos urophylla. The silviculture supplies the charcoal and firewood demand. So the harvest rotation is up 4 to 5 years. The majority of land use conversion was in hilly upland areas. Less than 20% of the two studied basins area was changed during the period. The amount of land use conversion was diluted during years. The precipitation and discharge time series analysis in the coincident period with the land use changes showed significant decreases. The precipitation negative trends with p_value < 0.001 occurred in the local and regional scale and were mainly in summer i.e. the recharge period. The discharge showed negative trends p value < 0.001 in all season and in the annual analysis. The precipitation time series analyses showed evidences of decreases in intensity. No changes however were found in concentration or distribution of precipitation events. Two land use scenarios were analyzed with the deterministic hydrological simulation model - HSPF under the same precipitation regime. A real land use scenario with the evolution from 1985 to 2005 and a hypothetical extreme one, as the entire basin with one land use were analyzed. The real scenario simulation suggests that the land use change i. e. less than 20% of basin was not sufficient to modify the annual and seasonal discharge. The hypothetic extreme scenarios simulation showed that changes/losses in evapotranspiration would be the main driving factor to impact the river discharge while the runoff would be the secondary. The results indicated that land use changes were not the main driving factor to explain the discharge negative trends. The results however could be considered inconclusive. The daily time series discretization and the short interval considered here i.e. 20 years analysis were not enough to understand the precipitation/runoff/discharge basin processes. The soil cumulative effects of silviculture practices should be considered in future studies. The harvesting with fire and the short rotation and regrowth cycle consequences must be better understood / Doutorado / Análise Ambiental e Dinâmica Territorial / Doutora em Geografia

Orientador: Antonio Carlos Zuffo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-24T13:45:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BarbarottoJunior_JorgeLuiz_M.pdf: 6489676 bytes, checksum: 5dbd642fb4544c432d9ff8dc34acf529 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Os estudos relacionados aos recursos hídricos têm se mostrado cada vez mais presentes nas instituições de pesquisas e órgãos afins devido à frequente possibilidade de escassez de água para os múltiplos usos nas bacias hidrográficas. Portanto, conhecer a disponibilidade hídrica de uma bacia é de grande importância para se determinar até que ponto os recursos hídricos desta podem ser usados para atender os diferentes usos, os quais variam com o tempo. Neste sentido, o objetivo desta pesquisa é analisar a disponibilidade hídrica atual e futura da bacia do rio Jundiaí por meio de simulações hidrológicas de cenários prováveis baseados em séries de precipitações históricas e suas respectivas séries de vazões simuladas, usando para isso o modelo SWAT. A metodologia do trabalho se subdividiu entre as etapas de elaboração da base cartográfica, obtenção e processamento de dados de precipitação, a preparação do SWAT envolvendo a análise de sensibilidade, calibração e validação, e por fim a simulação dos cenários no SWAT. Como resultados, constituiu-se uma base cartográfica com os seguintes mapas: mapa geral com limites da bacia, modelo digital de elevação, mapa de solos, uso da terra para 1984 e 2007. No processamento dos dados de precipitação 20 postos pluviométricos foram considerados consistidos e devido a cobertura temporal apenas 9 foram utilizados para a modelação no SWAT. Na preparação do SWAT todos os resultados avaliativos da calibração e validação foram considerados como "Bom" ou "Muito Bom" segundo a bibliografia utilizada, viabilizando o modelo para simulações. Quatro cenários foram executados e avaliados segundo a Q90, no primeiro cenário determinou-se a disponibilidade atual da bacia, no segundo as precipitações foram reduzidas conforme o período anterior a 1970, o terceiro aplicou uma redução drástica de 30% da precipitação e o quarto cenário executou uma redução contínua do período chuvoso para uma década. As vazões Q90 para os cenários foram respectivamente 4,56; 2,98; 2,22 e 4,93 m3/s. A bacia do Jundiaí situa-se entre às regiões metropolitanas de Campinas e São Paulo, evidenciando assim a importância de seu gerenciamento correto e a necessidade de expandir o conhecimento sobre seus recursos hídricos e seu comportamento hidrológico para fins de planejamentos futuros / Abstract: The related studies to water resources have been presented increasingly in research institutions and public agencies due to the frequent possibility of shortage of water for multiple uses in the watersheds. Therefore, it is very important to know the water availability to determine the extent to which these water resources can be used to support the different uses, which vary with the time. In this sense, the objective of this research was analyze the current and future water availability of the Jundiai river basin through hydrological simulations of likely scenarios based on historical rainfall series and their respective stream flow series, by using the SWAT model. The methodology of the work was subdivided between the stages of preparation of the cartographic base, obtaining and processing of the rainfall data, the SWAT model preparation involving sensitivity analysis, calibration and validation, and finally the simulation of scenarios in SWAT. As a result, a cartographic base was constituted with the following maps: general maps with the basin boundaries, digital elevation model map, soil map, land use for 1984 and 2007. In the rainfall data processing 20 rain gages were considered consisted, but only 9 were used in the SWAT modeling, because the temporal coverage conditions required. In the SWAT preparation all the evaluation results for the calibration and validation were considered as "Very Good" or "Good" according to the scientific papers used, enabling the model to the simulations. Four scenarios have been run and evaluated according to Q90. In the first scenario the current water availability to the basin was determined, in the second scenario the precipitation were reduced as the period before 1970, the third one applied 30% reduction in rainfall and the fourth scenario performed a continuous reduction in the wet season for a decade. The Q90 stream flow for the scenarios were respectively 4.56; 2.98; 2.22; 4.93 m3/s. The Jundiai basin is situated between the metropolitan regions of Campinas and São Paulo, evidencing the importance of a proper management and the need to expand the knowledge about their water resources and hydrological behavior for purposes to future planning / Mestrado / Recursos Hidricos, Energeticos e Ambientais / Mestre em Engenharia Civil