Every dam must be capable of safely passing a predetermined flood magnitude. For high-hazard dams, it is a common practice to require that this flood be the Probable Maximum Flood (PMF). The determination of the PMF starts with the determination of the Probable Maximum Precipitation (PMP). We used the generalized estimates of the PMP as outlined in Hydrometeorological Report (HMR) 49. In this study we used the storm event model approach to convert the PMP into PMF. Different synthetic unit hydrograph (SUH) techniques were then used in the conversion process. The Soil Conservation Service (SCS) curve number method was used to estimate the losses, and the U.S. Bureau of Reclamation (USBR) lag time relationship was used as the basis for estimating the time parameters for the different (SUH) methods. The objectives of this study were 1) to evaluate the theoretical and empirical basis for the SUH methods that are commonly used for Utah PMF determinations; 2) to compare the PMF determinations for representative Utah watersheds based on alternative SUH methods using Geographic Information System (GIS) techniques, and to explore the effects of parameter uncertainty ; and 3) to make recommendations for the selection and use of SUH methods for Utah PMF determinations. An interactive PMF modeling system was formulated. The modeling system processes the different databases and estimates the parameters required for HEC 1 model input to produce the PMF hydrograph. Five SUHs were used, tbe SCS, Clark, Snyder, USBR, and the Corps of Engineers (COE) LA valley S-graph. Seven representative Utah high-hazard dam sites were selected and used in the evaluation of the five SUH techniques, focusing on their procedure, practice and applicability, and analytical and empirical evaluations. GIS procedures proved to be a very efficient and flexible means for obtaining rainfall-runoff model inputs. Deviation of the site-specific time-area curve from the default curve in HEC 1 leads to errors in the peak flow estimate. In the absence of suitable events for site-specific development of unit hydrographs, the USBR SUH technique is to be used, but careful consideration should be given to the appropriateness of the use of local storm K, values for Utah local storm PMFs.

A definição de valores máximos de variáveis hidrológicas na engenharia de recursos hídricos atua como ferramenta de extrema importância em vista de inúmeras aplicações práticas que se utilizam desses valores. Neste trabalho é apresentada uma revisão do estado da arte na definição de valores máximos de variáveis hidrológicas (metodologia estatística e determinística). Na metodologia estatística é mostrada uma avaliação conceitual e crítica, na qual é apresentado um exemplo numérico que demonstra as inconsistências ou falhas que caracterizam a necessidade de revisão nos conceitos. Na metodologia determinística é demonstrada as técnicas que definirão os valores da precipitação máxima provável e algumas considerações adicionais quanto à metodologia determinística, principalmente no que se refere às imprecisões dos valores determinados para a precipitação máxima provável/enchente máxima provável. A partir das conclusões sobre ambas as metodologias avaliadas é aplicado uma nova metodologia para determinação de valores máximos de projeto. Essa metodologia, denominada conjugada, resulta da combinação dos procedimentos atualmente usados: metodologia probabilística e determinística. Com o objetivo de caracterizar as importantes contribuições do método conjugado para engenharia, são apresentados alguns estudos de casos que procuram demonstrar a aplicabilidade prática do método e suas vantagens em detrimento aos métodos atuais. A conclusão é que o método conjugado representa um avanço em relação aos métodos atualmente utilizados, uma vez que é consistente com o fenômeno físico e permite atribuir probabilidades às variáveis hidrológicas, resultando em valores de projeto mais realista. / The description of extreme values of hydrological variables in water resources engineering is an extremely importance tool for innumerable practical applications. This work provides a review of statistical and deterministic methods that are used to estimate extreme values of hydrological variables. A critical and conceptual evaluation of statistical methods is presented along with a numerical example that demonstrates the inconsistencies or imperfections of such methods, characterizing the necessity of revisions of these concepts. Deterministic methods to estimate the maximum probable precipitation are also presented and some additional considerations regarding the methodology are discussed, especially those concerned to the imprecise estimates of the maximum probable precipitation/flood. A new methodology to estimate extreme values of hydrologic variables for engineering projects is developed based upon conclusions about the evaluated methodologies. This new methodology is called conjugated, and results from the combination of the currently used statistical and deterministic procedures. In order to characterize the important contributions provided by the conjugated method, some case studies are presented as an attempt to demonstrate its practical applicability as well as its advantages over current methods. The conclusion is that the conjugate method represents an advance with respect to current methods because it is consistent with the physical phenomenon and it allows assigning probabilities to the hydrological variable, resulting in more realistic values to be employed in engineering projects.

A definição de valores máximos de variáveis hidrológicas na engenharia de recursos hídricos atua como ferramenta de extrema importância em vista de inúmeras aplicações práticas que se utilizam desses valores. Neste trabalho é apresentada uma revisão do estado da arte na definição de valores máximos de variáveis hidrológicas (metodologia estatística e determinística). Na metodologia estatística é mostrada uma avaliação conceitual e crítica, na qual é apresentado um exemplo numérico que demonstra as inconsistências ou falhas que caracterizam a necessidade de revisão nos conceitos. Na metodologia determinística é demonstrada as técnicas que definirão os valores da precipitação máxima provável e algumas considerações adicionais quanto à metodologia determinística, principalmente no que se refere às imprecisões dos valores determinados para a precipitação máxima provável/enchente máxima provável. A partir das conclusões sobre ambas as metodologias avaliadas é aplicado uma nova metodologia para determinação de valores máximos de projeto. Essa metodologia, denominada conjugada, resulta da combinação dos procedimentos atualmente usados: metodologia probabilística e determinística. Com o objetivo de caracterizar as importantes contribuições do método conjugado para engenharia, são apresentados alguns estudos de casos que procuram demonstrar a aplicabilidade prática do método e suas vantagens em detrimento aos métodos atuais. A conclusão é que o método conjugado representa um avanço em relação aos métodos atualmente utilizados, uma vez que é consistente com o fenômeno físico e permite atribuir probabilidades às variáveis hidrológicas, resultando em valores de projeto mais realista. / The description of extreme values of hydrological variables in water resources engineering is an extremely importance tool for innumerable practical applications. This work provides a review of statistical and deterministic methods that are used to estimate extreme values of hydrological variables. A critical and conceptual evaluation of statistical methods is presented along with a numerical example that demonstrates the inconsistencies or imperfections of such methods, characterizing the necessity of revisions of these concepts. Deterministic methods to estimate the maximum probable precipitation are also presented and some additional considerations regarding the methodology are discussed, especially those concerned to the imprecise estimates of the maximum probable precipitation/flood. A new methodology to estimate extreme values of hydrologic variables for engineering projects is developed based upon conclusions about the evaluated methodologies. This new methodology is called conjugated, and results from the combination of the currently used statistical and deterministic procedures. In order to characterize the important contributions provided by the conjugated method, some case studies are presented as an attempt to demonstrate its practical applicability as well as its advantages over current methods. The conclusion is that the conjugate method represents an advance with respect to current methods because it is consistent with the physical phenomenon and it allows assigning probabilities to the hydrological variable, resulting in more realistic values to be employed in engineering projects.