Made available in DSpace on 2017-07-10T18:56:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wagner Alessandro Pansera.pdf: 570958 bytes, checksum: 6984d964a2c6069ce6ee03e50131b7a1 (MD5) Previous issue date: 2010-02-01 / The rainfall is the only way of entry of water in river basins, therefore the knowledge of their spatial and temporal behavior as well as their frequency is of vital importance for the planning, operation and design of hydraulic works. To this end, probabilistic models are built based on observations made in the place of interest in order to obtain future risks. It often happens that a network of hydrological monitoring data does not show the place of interest is necessary to use procedures that allow the transport of this information. Hydrological regionalization is a statistical procedure that allows, within a homogeneous region, estimate probabilities of occurrence, by data from neighboring stations, in site of interest. The problem is how to define homogeneous region. The solution proposed in this paper was the use of multivariate clustering methods, k-means and hierarquical cluster, validated by quality index. The clusters were then subjected to measures of discordancy and heterogeneity to evaluate homogeneity of groups. The clustering methodology that obtained the best performance was a hybrid approach between k-means and ward, getting errors of at most 10% in the estimation of quantiles regional dimensionless. / O conhecimento do comportamento espacial e temporal da precipitação pluvial e sua frequência são vitais para o planejamento, operação e dimensionamento de obras hidráulicas. Para este fim, são construídos modelos probabilísticos baseados nas observações efetuadas nos locais de interesse com a finalidade de obter os riscos de ocorrência futura. No entanto, uma rede de monitoramento hidrológico não apresenta dados de todos os locais de interesse, sendo necessário recorrer a procedimentos que possibilitem o transporte desta informação. A regionalização hidrológica é um procedimento estatístico que permite, dentro de uma região homogênea, estimar probabilidades de ocorrência, pelos dados das estações vizinhas, no local de interesse. O problema está em como determinar uma região homogênea. A solução proposta neste trabalho foi a utilização de metodologias de agrupamento multivariados, k-médias e hierárquicos, validados por índices de qualidade de agrupamento. Foram usadas 227 estações localizadas no estado do Paraná com dados mensais referentes ao período de 1976-2006. Os agrupamentos obtidos foram submetidos às medidas de discordância e heterogeneidade para avaliar a homogeneidade dos grupos. A metodologia de agrupamento que obteve o melhor desempenho foi a metodologia híbrida entre k-médias e ward, obtendo erros de, no máximo, 10% na estimativa de quantis regionais adimensionais.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:46:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wagner.pdf: 5111902 bytes, checksum: b4edf3498cca6f9c7e2a9dbde6e62e18 (MD5) Previous issue date: 2013-12-07 / The purpose of hydrologic frequency analysis is to relate magnitude of events with their occurrence frequency based on probability distribution. The generalized probability distributions can be used on the study concerning extreme hydrological events: extreme events, logistics and Pareto. There are several methodologies to estimate probability distributions parameters, however, L-moments are often used due to computational easiness. Reliability of quantiles with high return period can be increased by LH-moments or high orders L-moments. L-moments have been widely studied; however, there is little information about LH-moments on literature, thus, there is a great research requirement on such area. Therefore, in this study, LH-moments were studied under two approaches commonly used in hydrology: (i) local frequency analysis (LFA) and (ii) regional frequency analysis (RFA). Moreover, a database with 227 rainfall stations was set (daily maximum annual), in Paraná State, from 1976 to 2006. LFA was subdivided into two steps: (i) Monte Carlo simulations and (ii) application of results to database. The main result of Monte Carlo simulations was that LH-moments make 0.99 and 0.995 quantiles less biased. Besides, simulations helped on creating an algorithm to perform LFA by generalized distributions. The algorithm was applied to database and enabled an adjustment of 227 studied series. In RFA, the 227stations have been divided into 11 groups and regional growth curves were obtained; while local quantiles were obtained from the regional growth curves. The difference between local quantiles obtained by RFA was quantified with those obtained via LFA. The differences may be approximately 33 mm for return periods of 100 years. / O objetivo da análise de frequência das variáveis hidrológicas é relacionar a magnitude dos eventos com sua frequência de ocorrência por meio do uso de uma distribuição de probabilidade. No estudo de eventos hidrológicos extremos, podem ser usadas as distribuições de probabilidade generalizadas: de eventos extremos, logística e Pareto. Existem diversas metodologias para a estimativa dos parâmetros das distribuições de probabilidade, no entanto, devido às facilidades computacionais, utilizam-se frequentemente os momentos-L. A confiabilidade dos quantis com alto período de retorno pode ser aumentada utilizando os momentos-LH ou momentos-L de altas ordens. Os momentos-L foram amplamente estudados, todavia, os momentos-LH apresentam literatura reduzida, logo, mais pesquisas são necessárias. Portanto, neste estudo, os momentos-LH foram estudados sob duas abordagens comumente utilizadas na hidrologia: (i) Análise de frequência local (AFL) e (ii) Análise de frequência regional (AFR). Além disso, foi montado um banco de dados com 227 estações pluviométricas (máximas diárias anuais), localizadas no Estado do Paraná, no período de 1976 a 2006. A AFL subdividiu-se em duas etapas: (i) Simulações de Monte Carlo e (ii) Aplicação dos resultados ao banco de dados. O principal resultado das simulações de Monte Carlo foi que os momentos-LH tornam os quantis 0,99 e 0,995 menos enviesados. Além disso, as simulações viabilizaram a criação de um algoritmo para realizar a AFL utilizando as distribuições generalizadas. O algoritmo foi aplicado ao banco de dados e possibilitou ajuste das 227 séries estudadas. Na AFR, as 227 estações foram dividas em 11 grupos e foram obtidas as curvas de crescimento regional. Os quantis locais foram obtidos a partir das curvas de crescimento regional. Foi quantificada a diferença entre os quantis locais obtidos via AFL com aqueles obtidos via AFR. As diferenças podem ser de aproximadamente 33 mm para períodos de retorno de 100 anos.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:23:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wagner.pdf: 5111902 bytes, checksum: b4edf3498cca6f9c7e2a9dbde6e62e18 (MD5) Previous issue date: 2013-12-07 / The purpose of hydrologic frequency analysis is to relate magnitude of events with their occurrence frequency based on probability distribution. The generalized probability distributions can be used on the study concerning extreme hydrological events: extreme events, logistics and Pareto. There are several methodologies to estimate probability distributions parameters, however, L-moments are often used due to computational easiness. Reliability of quantiles with high return period can be increased by LH-moments or high orders L-moments. L-moments have been widely studied; however, there is little information about LH-moments on literature, thus, there is a great research requirement on such area. Therefore, in this study, LH-moments were studied under two approaches commonly used in hydrology: (i) local frequency analysis (LFA) and (ii) regional frequency analysis (RFA). Moreover, a database with 227 rainfall stations was set (daily maximum annual), in Paraná State, from 1976 to 2006. LFA was subdivided into two steps: (i) Monte Carlo simulations and (ii) application of results to database. The main result of Monte Carlo simulations was that LH-moments make 0.99 and 0.995 quantiles less biased. Besides, simulations helped on creating an algorithm to perform LFA by generalized distributions. The algorithm was applied to database and enabled an adjustment of 227 studied series. In RFA, the 227stations have been divided into 11 groups and regional growth curves were obtained; while local quantiles were obtained from the regional growth curves. The difference between local quantiles obtained by RFA was quantified with those obtained via LFA. The differences may be approximately 33 mm for return periods of 100 years. / O objetivo da análise de frequência das variáveis hidrológicas é relacionar a magnitude dos eventos com sua frequência de ocorrência por meio do uso de uma distribuição de probabilidade. No estudo de eventos hidrológicos extremos, podem ser usadas as distribuições de probabilidade generalizadas: de eventos extremos, logística e Pareto. Existem diversas metodologias para a estimativa dos parâmetros das distribuições de probabilidade, no entanto, devido às facilidades computacionais, utilizam-se frequentemente os momentos-L. A confiabilidade dos quantis com alto período de retorno pode ser aumentada utilizando os momentos-LH ou momentos-L de altas ordens. Os momentos-L foram amplamente estudados, todavia, os momentos-LH apresentam literatura reduzida, logo, mais pesquisas são necessárias. Portanto, neste estudo, os momentos-LH foram estudados sob duas abordagens comumente utilizadas na hidrologia: (i) Análise de frequência local (AFL) e (ii) Análise de frequência regional (AFR). Além disso, foi montado um banco de dados com 227 estações pluviométricas (máximas diárias anuais), localizadas no Estado do Paraná, no período de 1976 a 2006. A AFL subdividiu-se em duas etapas: (i) Simulações de Monte Carlo e (ii) Aplicação dos resultados ao banco de dados. O principal resultado das simulações de Monte Carlo foi que os momentos-LH tornam os quantis 0,99 e 0,995 menos enviesados. Além disso, as simulações viabilizaram a criação de um algoritmo para realizar a AFL utilizando as distribuições generalizadas. O algoritmo foi aplicado ao banco de dados e possibilitou ajuste das 227 séries estudadas. Na AFR, as 227 estações foram dividas em 11 grupos e foram obtidas as curvas de crescimento regional. Os quantis locais foram obtidos a partir das curvas de crescimento regional. Foi quantificada a diferença entre os quantis locais obtidos via AFL com aqueles obtidos via AFR. As diferenças podem ser de aproximadamente 33 mm para períodos de retorno de 100 anos.