En la zona costera mediterránea se llevan a cabo una gran cantidad de actividades socioeconómicas. En estas áreas los eventos meteorológicos son un factor importante para su manejo y gestión. Esto ha generado la necesidad de mejorar el conocimiento y la predicción de eventos como las tormentas de oleaje. Por ello, se ha planteado como objetivo principal de esta tesis la caracterización y simulación numérica de tormentas de oleaje.La generación del oleaje es el resultado del sistema acoplado océano - atmósfera. Esta interface y los flujos de momentum entre ambas capas ha sido de interés y ha generado una gran cantidad de investigaciones. Un avance importante ha sido el desarrollo de los modelos de tercera generación de oleaje, capaces de predecir espectros de oleaje a partir de campos de viento. Estos modelos que constituyen la base de esta tesis, consideran el aporte de energía por el viento, la disipación e interacciones no lineales entre ondas.Para este trabajo se han utilizado los modelos WAM y SWAN junto con mediciones de oleaje en la costa catalana. Para forzar los modelos se han utilizado campos de vientos de los modelos atmosféricos MASS ARPEGE. Se han utilizado también datos de viento de estaciones meteorológicas costeras.El viento y oleaje en la franja costera catalana están caracterizados principalmente por componentes del este, noroeste y del sur. Para el caso de tormentas con impacto en la costa, las del este son las más intensas, pero las tormentas del Noroeste pueden generar condiciones de riesgo para la navegación.Se han descrito tormentas características de la costa catalana, considerando su dirección, duración, e intensidad. De manera paralela se han analizado mas detalladamente dos eventos particulares que se registraron en Noviembre 2001 y Marzo-Abril 2002. Ambas tormentas presentaron oleaje de componente principal del este y una cantidad importante de espectros bimodales. Esta característica no se había estudiado a detalle con anterioridad y se debe al oleaje swell del este y a la rotación de los vientos en la costa catalana para volverse del noroeste generando localmente un sistema de oleaje en esta dirección. Debido a esto, la anchura espectral se comporto de manera opuesta a la esperada, pero mostró ser un indicador de la complejidad del estado del mar por lo que se propone que sea utilizada en la estimación del coeficiente de arrastre.Se han utilizado los modelos de oleaje en diferentes situaciones: en un dominio idealizado, en los eventos de Noviembre y Marzo - Abril y durante el invierno 2002 -2003. Los resultados muestran diferencias entre modelos en tiempo y espacio. Utilizando el parámetro integrado de Hs el SWAN mostró un mejor comportamiento para la detección de tormentas. Sin embargo el espectro del WAM mostró en la mayoría de los casos aproximarse mas al espectro medido. Una parte de los errores registrados en los modelos durante las tormentas, se debieron a la mala simulación de la bimodalidad la cual a su vez se debe a una mala resolución espacial y temporal tanto de los modelos de viento como de oleaje. La correcta definición espacial de las islas en el mediterráneo mostró ser poco significante para la validación de las predicciones en la zona costera catalana.Finalmente debemos decir que a pesar de que este trabajo ha avanzado en el conocimiento del oleaje en la costa catalana y el comportamiento de los modelos, este solo es el principio y se debe de dar continuidad a este esfuerzo. Una manera (indispensable) es mejorando las observaciones disponibles e incluir medidas espaciales (satélite, por ejemplo) para la mejor descripción y validación de los modelos. / Many socio-economic activities take place on the Mediterranean coast. Meteorological events are an important factor for the proper management and administration of these activities in this area.This has inspired an improvement of knowledge and forecasting of environmental phenomena such as wave storms. Thus, the main objective of this dissertation is the characterisation and numerical simulation of wave storms.The generation of wind waves are the result of the coupled system which connects the air and the ocean. This layer, and its fluxes, have been of great interest and generated a large amount of research. The development of third generation wave models has been an important step. Such models are able to reproduce directional wave spectra from wind fields taking into consideration wind energy input, dissipation and non-linear interactions. These models are the basis of this dissertation.For this work, we have used the WAM and SWAN models, together with the wind and wave measures on the Catalan coast. The forcing winds came from the MASS and ARPEGE atmospheric models.The wind and waves on the Catalan coast are characterised by an east, northwest and south component. For coastal damage, the storms from the east cause the most severe coastal damage while the northwest storm can create risky conditions for navigation.Typical storms on the Catalan coast are described, taking into account the direction, duration, and significant wave height. Additionally, it was studied in detail two severe storms that were measured during November 2001 and March-April 2002. Both storms presented a mean eastern wave component, however, a large amount of bimodal spectra were found. This feature had not been studied before at this area and it is produced due to the wind rotation (to northwest) at the coast because of the orography. This produces a different behaviour of the spectral width than expected, but such a parameter was an indicator of the complexity of the sea state and thus it is proposed to apply it in the drag coefficient estimation.The wave models were applied under different situations: idealised domain, November 2001 and March-April storms and during a winter period. The results show differences between models in time and space. When considering significan wave height, the SWAN model showed a better behaviour for storm detection. However, the spectral shape was better predicted by WAM. Part of the errors were due to the bad simulation of bimodal features, and at the same time, this was produced by the coarse time and spatial resolution of wind and wave models.Finally we have to outline that this work is an advance in the knowledge of waves on the Catalan coast and the behaviour of the models. However, this is only the beginning and an effort should be made for the continuos development and improvement on this topic. A good start is by increasing the wind and wave measurements available including spatial measures, such as satellite, for the better description and model validation.

Aquesta tesi proposa un marc metodològic per a la determinació d'Àrees amb Risc d'Inundació i l'Avaluació de Danys per Tempestes Costaneres, en dues escales de treball: una a llarg termini relacionat amb l'Elevació Relativa del Nivell del Mar i una altra episòdic/extrem relacionada amb esdeveniments de tempesta. La incorporació de la resposta morfodinàmica de la costa als esdeveniments de tempesta és una part fonamental d'aquesta proposta. Aquest marc metodològic va ser aplicat al Delta de l'Ebre El principal procés en l'escenari a llarg termini que pot causar importants canvis en zones costaneres amb poca elevació (per exemple, el Delta de l'Ebre), és l'Elevació del Nivell del Mar. Degut a això, es reproduïxen tres escenaris d'elevació del nivell del mar per a determinar àrees potencialment inundables, tenint en compte el paper de les estructures interiors -com canals, dics i carreteres- en la prevenció d'inundacions. L'escenari extrem o episòdic, s'associa a processos amb períodes de retorn molt amplis i que no presenten una periodicitat en el temps. En aquest cas, es van identificar les àrees inundables associades a tempestes costaneres amb períodes de retorn de 10, 50, 100 i 500 anys. Per a la determinació d'aquestes àrees, es va identificar la resposta morfodinámica de la costa i la distribució de la inundació a la part posterior de la platja. Així mateix, es va dur a terme una avaluació dels danys i pèrdues associades a la inundació. Per a això es van emprar els valors dels serveis ecològics de l'ecosistema. I es va implementar un indicador de Vulnerabilitat Costanera a l'Erosió per Tempestes. / Esta tesis propone un marco metodológico para la determinacion de Areas con Riesgo a Inundaciones y la Evaluación de Daños por Tormentas Costeras, en dos escalas de trabajo: una a largo plazo relacionada con la Elevacion Relativa Nivel del Mar y una episódica/extrema relacionada con eventos de tormenta. La incorporación de la respuesta morfodinamica de la costa a eventos de tormenta es una parte fundamental de esta propuesta. Este marco metodológico fue aplicado en el Delta del Ebro. El principal proceso en el escenario a largo plazo que puede causar cambios importantes en zonas costeras con poca elevación (por ejemplo, el Delta del Ebro), es la Elevación del Nivel del Mar. Por lo anterior, se reproducen tres escenarios de elevación del nivel del mar para determinar áreas potencialmente inundables, teniendo en cuenta el papel de las estructuras interiores -como canales, diques y carreteras- en la prevención de inundaciones. El escenario extremo o episódico, se asocia a procesos con periodos de retorno muy amplios y que no presentan una periodicidad en el tiempo. En este caso, se identificaron las áreas inundables asociadas a tormentas costeras con periodos de retorno de 10, 50, 100 y 500 años. Para la determinación de estas àreas, se identifico la respuesta morfodinámica de la costa y la distribución de la inundación en la parte posterior de la playa. Así mismo se llevo a cabo una evaluación de los daños y perdidas asociadas a la inundación. Para lo cual se emplearon los valores de los servicios ecológicos del ecosistema. Y se implemento un indicador de Vulnerabilidad Costera a la Erosión por Tormentas. / A methodological framework for Flood Hazard Mapping and Damage Assessment to Coastal Storms was proposed in this thesis in two working scales: A long-term scale related to Relative Sea-Level Rise, and an episodic/extreme scale related to storm events. The incorporation of coastal response to storm events in this framework is a basic part of this proposal. This methodological framework was aplied to the Ebro Delta. In terms of the long term scale, the Relative Sea Level Rise is the main process that can cause important changes in low-lying coastal areas, such as Ebro Delta. Three possible scenarios of sea level rise were reproduced to determine potentially flood areas considering the paper of the inner structures - like channels, docks and highways - in the floods prevention. The extreme/episodic scenario is associated to processes that have very large return periods and do not exhibit a periodicity in the time. Flood areas associated to coastal storms with return periods of 10, 50, 100 and 500 years were identified. For this aim, the coastal morphodynamic response and the backbeach flood distribution were studied. Additionally, an evaluation of the lost and damages associated to flood was carry out. For this study, the values of the ecological services of the ecosystem were used. An indicator of Coastal Vulnerability to the Erosion by Storms was also implement.

Esta tese propõe um modelo para descrever o campo de velocidade do vento originado numa tormenta elétrica. O escoamento descendente que ocorre durante uma tormenta elétrica madura é modelado como um campo de fluxo axial simétrico. A evolução da velocidade do vento com o tempo é considerada por meio de uma função de modulação empírica. As flutuações da velocidade ao redor da velocidade média em evolução são representadas por um processo aleatório do tipo ruído branco em faixa. Todos os parâmetros utilizados no modelo estão relacionados a variáveis meteorológicas, tais como a altura e diâmetro da nuvem cumulonimbus causadora do evento, a diferença de pressão e a distância entre o solo e a base da nuvem. Adicionalmente considera-se que a nuvem é transportada numa direção pré escolhida pelo vento de fundo, que pode ser devido à circulação geral na região ou a um ciclone extra-tropical. O campo de velocidades do vento resulta da superposição de ambos campos. O modelo é validado comparando as velocidades do vento determinadas em eventos simulados, com registros de estações meteorológicas. Adicionalmente, perfis verticais previstos pelo modelo são comparados com vários perfis para tormentas elétricas propostos na literatura. Finalmente, séries de velocidade máximas anuais a altura padrão de 10m foram simuladas para três estações meteorológicas no sul do Brasil, para as quais dados experimentais são conhecidos, em termos do número médio de tormentas elétricas por ano e das funções distribuição de probabilidade que caracterizam o vento de fundo. A comparação com séries de registros máximos existentes é satisfatória, dando credibilidade adicional ao modelo proposto.

Esta tese propõe um modelo para descrever o campo de velocidade do vento originado numa tormenta elétrica. O escoamento descendente que ocorre durante uma tormenta elétrica madura é modelado como um campo de fluxo axial simétrico. A evolução da velocidade do vento com o tempo é considerada por meio de uma função de modulação empírica. As flutuações da velocidade ao redor da velocidade média em evolução são representadas por um processo aleatório do tipo ruído branco em faixa. Todos os parâmetros utilizados no modelo estão relacionados a variáveis meteorológicas, tais como a altura e diâmetro da nuvem cumulonimbus causadora do evento, a diferença de pressão e a distância entre o solo e a base da nuvem. Adicionalmente considera-se que a nuvem é transportada numa direção pré escolhida pelo vento de fundo, que pode ser devido à circulação geral na região ou a um ciclone extra-tropical. O campo de velocidades do vento resulta da superposição de ambos campos. O modelo é validado comparando as velocidades do vento determinadas em eventos simulados, com registros de estações meteorológicas. Adicionalmente, perfis verticais previstos pelo modelo são comparados com vários perfis para tormentas elétricas propostos na literatura. Finalmente, séries de velocidade máximas anuais a altura padrão de 10m foram simuladas para três estações meteorológicas no sul do Brasil, para as quais dados experimentais são conhecidos, em termos do número médio de tormentas elétricas por ano e das funções distribuição de probabilidade que caracterizam o vento de fundo. A comparação com séries de registros máximos existentes é satisfatória, dando credibilidade adicional ao modelo proposto.

Esta tese propõe um modelo para descrever o campo de velocidade do vento originado numa tormenta elétrica. O escoamento descendente que ocorre durante uma tormenta elétrica madura é modelado como um campo de fluxo axial simétrico. A evolução da velocidade do vento com o tempo é considerada por meio de uma função de modulação empírica. As flutuações da velocidade ao redor da velocidade média em evolução são representadas por um processo aleatório do tipo ruído branco em faixa. Todos os parâmetros utilizados no modelo estão relacionados a variáveis meteorológicas, tais como a altura e diâmetro da nuvem cumulonimbus causadora do evento, a diferença de pressão e a distância entre o solo e a base da nuvem. Adicionalmente considera-se que a nuvem é transportada numa direção pré escolhida pelo vento de fundo, que pode ser devido à circulação geral na região ou a um ciclone extra-tropical. O campo de velocidades do vento resulta da superposição de ambos campos. O modelo é validado comparando as velocidades do vento determinadas em eventos simulados, com registros de estações meteorológicas. Adicionalmente, perfis verticais previstos pelo modelo são comparados com vários perfis para tormentas elétricas propostos na literatura. Finalmente, séries de velocidade máximas anuais a altura padrão de 10m foram simuladas para três estações meteorológicas no sul do Brasil, para as quais dados experimentais são conhecidos, em termos do número médio de tormentas elétricas por ano e das funções distribuição de probabilidade que caracterizam o vento de fundo. A comparação com séries de registros máximos existentes é satisfatória, dando credibilidade adicional ao modelo proposto.

La zona de deslizamiento es un área en el cual se genera un importante intercambio de nutrientes entre la playa y el mar, funcionando como una zona de transición entre ambos ambientes. Esta característica la transforma en un ambiente con cualidades únicas en la trama trófica de los ecosistemas costeros marinos debido a su alta productividad. La presente tesis se divide en dos secciones. La primera sección consiste en el estudio de la estructura y dinámica del zooplancton en condiciones de buen tiempo y su relación con las variables ambientales (fisicoquímicas y meteorológicas). Luego de identificar la abundancia y características generales del zooplancton en diferentes condiciones de buen tiempo, la segunda sección de la tesis se focaliza en el estudio del efecto de las tormentas y fuertes vientos sobre el zooplancton de la zona de deslizamiento, analizando la variabilidad de la comunidad zooplanctónica luego del pasaje de distintos sistemas atmosféricos. La playa de Pehuen Co se localiza al sudoeste de la provincia de Buenos Aires y se caracteriza por ser una playa intermedia-disipativa- dominada por arena fina y numerosos afloramientos rocosos. Entre diciembre de 2016 y julio de 2019 se realizaron muestreos de zooplancton, mediciones in situ de variables fisicoquímicas (temperatura, salinidad, altura de ola, velocidad de la corriente litoral) y se tomaron muestras de agua para la posterior determinación de la concentración del material particulado en suspensión, materia orgánica y clorofila-a. Todos estos muestreos se realizaron mensualmente y en condiciones de buen tiempo. Además, se obtuvo información de variables meteorológicas (temperatura del aire, precipitación, velocidad y dirección del viento) de una estación localizada en la costa. Con los datos obtenidos se realizó el análisis del clima de la región y se analizó la estructura y dinámica temporal del zooplancton en la zona de deslizamiento de Pehuen Co y su relación con las principales variables ambientales. Del análisis de las variables ambientales (fisicoquímicas y meteorológicas) en condiciones de buen tiempo, se observó un aumento de la temperatura media anual junto con un incremento en las precipitaciones en comparación con estudios anteriores, evidenciando una notable variabilidad climática. El zooplancton de la zona de deslizamiento en condiciones de buen tiempo presentó una fuerte estacionalidad, principalmente explicada por cambios en la temperatura del agua, siendo los copépodos Acartia tosa y Paracalanus parvus los taxa dominantes durante el período de muestreo. Ambos copépodos estuvieron presentes todo el año, sin embargo, A. tonsa estuvo dominó ampliamente en el mes de marzo y P. parvus en julio-agosto. Se registraron también copépodos típicos de aguas de plataforma interior tales como Ctenocalanus vanus, Calanoides carinatus, Labidocera fluviatilis y Euterpina acutifrons especialmente en agosto de 2018. Se registraron también abundancias altas del sergéstido Peisos petrunkevitchi en el mes de septiembre de 2017 y del misidáceo Arthromysis magellanica en agosto y octubre de 2017. Se observó una relación directa entre la abundancia del zooplancton y las características hidrodinámicas de la zona de deslizamiento (velocidad de la corriente litoral y altura de la ola), observándose las abundancias más bajas durante los días de muestreo con mayores velocidades de corriente litoral y mayor altura de ola. Esto sugirió que las características hidrodinámicas del área juegan un rol fundamental que controla los cambios a escala local y a corto plazo de las abundancias de los organismos. Durante el mismo período de estudio (diciembre 2016 - julio 2019) se realizaron muestreos de zooplancton, variables fisicoquímicas y meteorológicas durante el pasaje de 17 sistemas atmosféricos dentro de los cuales se incluyeron eventos de tormenta y fuertes vientos. Los muestreos se realizaron antes y después de los eventos. En trece de estos eventos de tormenta se incluyeron además mediciones en alta frecuencia de altura de ola y nivel de agua suministrados por un sensor EMAC localizado en aguas de la zona de deslizamiento. Debido a que los vientos más fuertes en el área de estudio son los causados por el pasaje de centros ciclónicos con dirección de viento provenientes del sector S, SE, SW y W, particularmente estos episodios fueron los considerados para el estudio. Por lo tanto, se tuvieron en cuenta los eventos de tormentas y fuertes vientos a velocidades del viento superiores a 17 m s-1 provenientes del sector S, SE, SW y W. Los eventos de viento se agruparon en cuatro tipos de acuerdo a su dirección predominante del viento y su duración en horas: eventos de corta duración del SE-SW y W (≤ 6 h) y eventos de larga duración del SE-SW y W (> 6 h). Los resultados más relevantes se observaron sobre la abundancia del zooplancton. Sin embargo, también se evidenciaron cambios en la composición de la comunidad zooplanctónica luego del pasaje de los episodios de viento. Los eventos de corta duración se asociaron con un aumento en la abundancia del zooplancton, siendo A. tonsa y P. parvus las especies dominantes. Dentro de los eventos de corta duración, los de viento predominante del W se asociaron con la presencia de copépodos típicos de la plataforma continental interior (C. vanus, C. carinatus, E. acutifrons y L. fluviatilis), mientras que en los eventos de viento de corta duración del SE-SW se observó un mayor número de taxa pertenecientes al plancton adventicio en comparación con los casos de viento del W. En cuanto a los casos de larga duración, estos se asociaron con una disminución significativa en la abundancia, siendo A. tonsa y P. parvus los copépodos dominantes. Dentro de este grupo, los casos de viento del SE-SW se asociaron con un aumento de taxa correspondientes al plancton adventicio. En conclusión, se evidenció una fuerte la interacción físico-biológica en la zona de deslizamiento de la playa de Pehuen Co. Cambios en las variables atmosféricas producto del pasaje de eventos de tormenta y fuertes vientos provocan alteraciones en la circulación del agua, generando un aumento en las velocidades de las corrientes litorales, mayor atura de ola, influenciando significativamente en la dinámica de la comunidad zooplanctónica generando cambios en la composición y en la abundancia. Esto caracteriza al área de estudio como un ambiente sumamente dinámico e inestable en un corto plazo de tiempo / The surf zone represents a transition area between the beach and the open sea, playing an important role in transporting materials and exchanging nutrients with these adjacent environments. This characterizes it in a unique area in the trophic web of coastal marine ecosystems due to its high productivity. This thesis presents two sections. The first section focuses on the study of the structure and dynamics of a zooplankton community in good weather conditions and its relationship with environmental variables (physicochemical and meteorological) on the zooplankton composition and abundance. After identifying the abundance and general characteristics of zooplankton in different good weather conditions, the second section concentrates on the effect of storm and wind events in the surf zone zooplankton, focusing on the zooplankton variability after a passage of different atmospheric systems. Pehuen Co beach is located on the southwest coast of Buenos Aires Province. It is an intermediate-dissipative sandy beach, dominated by fine sand and the presence of rock outcrops. Monthly sampling was performed between December 2016 and July 2019. Qualitative and quantitative measurements were taken for the surf zone zooplankton, physicochemical variables (water temperature, salinity, wave height, the velocity of the littoral current), and water samples for determination of a suspended particulate matter, particulate organic matter, and Chlorophyll-a. All these samplings were carried out monthly and in good weather conditions. Furthermore, meteorological variables (air temperature, precipitations, wind velocity, and direction) were obtained from the EMAC station located on the coast. In the first place, a climate characterization was carried out for Pehuen Co. Then, the temporal dynamic of the zooplankton community and their environmental regulation was analyzed. Compared to than reported in previous studies, the environmental variables show an increase in annual air temperature as well as an increment in annual precipitation. This evidence an important climatic variability. The surf zone zooplankton showed a strong seasonality, mainly affected by changes in water temperature. Two species were dominant throughout the sampling period: Acartia tonsa and Paracalanus parvus. The copepod A. tonsa was present in all the samples, dominated in March, while P. parvus was observed in almost all the samples, dominated in July-August. Also, copepods of the inner shelf zones such as Ctenocalanus vanus, Calanoides carinatus, Labidocera fluviatilis, and Euterpina acutifrons were recorded in August-2018. Despite the dominance of Copepoda in surf waters, were observed a change in this typical structure from August to October-2017, when Peisos petrunkevitchi and Arthromysis magellanica, respectively, dominated the surf waters. Variation in significant wave height and velocity of littoral current affected zooplankton abundances in surf waters. Low zooplankton abundances were associated with sampling days with high speeds and waves, suggesting that the surf zone hydrodynamics may be a fundamental mechanism that controls the short-term local-scale changes in zooplankton abundances. During the same study period (December 2016 - July 2019) a total of 17 storm and wind events were sampled before and after the events. In all cases, zooplanktonic, physicochemical, and meteorological (high-frequency data of wind velocity and direction) samplings were carried out in the area. For 13 storm events only, high-frequency environmental data (wave height and water level) were obtained at the EMAC surf zone station. Considering that the strongest winds in the study area are those caused by the passage of atmospheric systems with wind direction coming from the S, SE, SW, and W sectors, particularly these episodes were used in the present study. The events were grouped into four types as regards wind direction and duration in hours: SE-SW/W short-duration events (≤ 6 h) and SE-SW/W long-duration events (> 6 h). The most relevant results were observed on the abundance of zooplankton. However, changes in the composition of the zooplankton community were also evidenced after the passage of strong winds episodes. Short-duration events were associated with an increase in zooplankton abundances, being A. tonsa and P. parvus the dominant species. Within short-duration events, W wind-events were associated with the presence of the inner continental shelf copepods (C. vanus, C. carinatus, E. acutifrons y L. fluviatilis), whereas in the samples of winds from the SE-SW sector, a greater number of adventitious taxa in comparison with the W events were recorded. Regarding long duration cases, they were associated with a significant decrease in zooplankton abundances, being A. tonsa and P. parvus the dominant taxa. Within this group, SE-SW wind-events were associated with the presence of adventitious fraction taxa. In conclusion, a strong physical biological interaction was evidenced in the surf zone of Pehuen Co beach. Changes in atmospheric variables as a result of the passage of storm events and strong winds cause alterations in the water circulation, generating an increase in the speed of the littoral current, wave height, influencing the zooplankton composition and abundance. The zooplankton community showed changes in response to physical variations such as wind, waves, currents, and turbulence, evidence that the surf zone is a highly dynamic and unstable environment on a short-term time scale

Esta pesquisa tem como finalidade discutir os impactos da variabilidade espacial e temporal de precipitações intensas nas vazões de cursos d\'água em bacias urbanizadas mediante a análise de dados históricos da pluviometria obtidos durante eventos críticos. A bacia hidrográfica do rio Tietê, em sua porção mais urbanizada, é a área objeto deste estudo. Após uma revisão sobre o tema na literatura específica, foram desenvolvidas chuvas de projeto com os padrões observados e com padrões teóricos, frequentemente utilizados na geração das tormentas sintéticas. O volume total precipitado foi associado ao período de retorno (TR) de 100 anos, a partir da análise estatística de chuvas pontuais e pela aplicação de fatores de redução de área (FRA) observados na área em estudo e de outras regiões, que vêm sendo utilizados em projetos de drenagem, sem qualquer estudo de validação; o intuito foi o de demonstrar a importância da definição de FRA específicos, a fim de evitar superdimensionamentos e otimizar as soluções. As chuvas de projeto foram aplicadas num modelo matemático de transformação chuva-vazão, devidamente calibrado, para obtenção das vazões de projeto resultantes no limite de jusante da bacia hidrográfica, frente aos diferentes padrões de solicitações hidrológicas. Para auxiliar a calibração do modelo estavam disponíveis dados dos postos telemétricos do Sistema de Alerta a Inundações de São Paulo - SAISP, curvas-chave e, para melhor representação dos eventos de precipitação observados, pode-se contar com as imagens do radar de Ponte Nova, em complementação às informações da rede de superfície. A comparação dos resultados obtidos no modelo hidrológico mostrou que os efeitos dos parâmetros variáveis (volume, distribuição espacial e temporal) são expressivos na composição dos hidrogramas de projeto. Dos testes realizados, identificaram-se as situações mais e menos críticas para a bacia, em termos de distribuição espacial e temporal e duração da chuva de projeto, além de estabelecer as diferenças no dimensionamento do sistema de drenagem pela adoção de FRA específico. Concluiu-se que, pela metodologia proposta, é possível chegar a vazões máximas de projeto apenas pela simulação de tormentas sintéticas, com diferenças de 10% a 20% das tormentas observadas maximizadas. Há, no entanto, a necessidade de realização de estudos adicionais, tanto para definição dos valores de FRA específicos, quanto de simulação de quantidade maior de padrões críticos observados, para a aplicação prática das indicações desse estudo com maior confiabilidade. / This research aims to discuss the impact of the spatial and temporal variability of heavy rainfall in the river flows in urbanized catchments by the historical rainfall data analysis obtained during critical events. The Tiete River catchment, in its most urbanized portion, is the subject of study of this research. After a review of the subject in the specific literature, design rainfall was developed along with the observed and theoretical patterns, often used in the generation of synthetic storms. The total volume precipitated was associated with the 100 years return period (RP), from the statistical analysis of point rainfall and for the application of areal reduction factors (ARF) observed in the study area and in other regions, which have been used in drainage projects without any validation study; the intention was to demonstrate the importance of the definition of specific ARF, in order to avoid oversizing and optimizing solutions. The design precipitation was applied on rainfall-runoff mathematical model, properly calibrated, so as to obtain the resulting design flow at the downstream boundary of the catchment, facing the different patterns of hydrological solicitations. In order to assist the calibration of the model, available data has been used from telemetric stations of the Sistema de Alerta a Inundações de São Paulo (São Paulo Flooding Alert System) - SAISP, discharge curves, and for better representation of the observed precipitation events, can be counted on the images taken from the Ponte Nova radar, as a complement to the information from the surface network. The comparison of the results of the hydrological model has shown that the effects of the variable parameters (volume, spatial and temporal distributions) are significant in the composition of the design hydrograph. Out of the performed tests, the most and the least critical situations were identified concerning the catchment in terms of both spatial and temporal distribution as well as the duration of the design storm. Also, the differences in the dimensions of the of the drainage system design were established by the adoption of specific ARF. Thus, it has been concluded, according to the proposed methodology, that it is possible to reach maximum design flow just by simulating synthetic storms, with differences ranging from 10% to 20% of the observed storms maximized. However, there is a need for additional studies, either to set up setting specific values of ARF or to simulate a larger quantity of critical patterns observed, in order to apply the indications of this study with higher reliability.

Esta pesquisa tem como finalidade discutir os impactos da variabilidade espacial e temporal de precipitações intensas nas vazões de cursos d\'água em bacias urbanizadas mediante a análise de dados históricos da pluviometria obtidos durante eventos críticos. A bacia hidrográfica do rio Tietê, em sua porção mais urbanizada, é a área objeto deste estudo. Após uma revisão sobre o tema na literatura específica, foram desenvolvidas chuvas de projeto com os padrões observados e com padrões teóricos, frequentemente utilizados na geração das tormentas sintéticas. O volume total precipitado foi associado ao período de retorno (TR) de 100 anos, a partir da análise estatística de chuvas pontuais e pela aplicação de fatores de redução de área (FRA) observados na área em estudo e de outras regiões, que vêm sendo utilizados em projetos de drenagem, sem qualquer estudo de validação; o intuito foi o de demonstrar a importância da definição de FRA específicos, a fim de evitar superdimensionamentos e otimizar as soluções. As chuvas de projeto foram aplicadas num modelo matemático de transformação chuva-vazão, devidamente calibrado, para obtenção das vazões de projeto resultantes no limite de jusante da bacia hidrográfica, frente aos diferentes padrões de solicitações hidrológicas. Para auxiliar a calibração do modelo estavam disponíveis dados dos postos telemétricos do Sistema de Alerta a Inundações de São Paulo - SAISP, curvas-chave e, para melhor representação dos eventos de precipitação observados, pode-se contar com as imagens do radar de Ponte Nova, em complementação às informações da rede de superfície. A comparação dos resultados obtidos no modelo hidrológico mostrou que os efeitos dos parâmetros variáveis (volume, distribuição espacial e temporal) são expressivos na composição dos hidrogramas de projeto. Dos testes realizados, identificaram-se as situações mais e menos críticas para a bacia, em termos de distribuição espacial e temporal e duração da chuva de projeto, além de estabelecer as diferenças no dimensionamento do sistema de drenagem pela adoção de FRA específico. Concluiu-se que, pela metodologia proposta, é possível chegar a vazões máximas de projeto apenas pela simulação de tormentas sintéticas, com diferenças de 10% a 20% das tormentas observadas maximizadas. Há, no entanto, a necessidade de realização de estudos adicionais, tanto para definição dos valores de FRA específicos, quanto de simulação de quantidade maior de padrões críticos observados, para a aplicação prática das indicações desse estudo com maior confiabilidade. / This research aims to discuss the impact of the spatial and temporal variability of heavy rainfall in the river flows in urbanized catchments by the historical rainfall data analysis obtained during critical events. The Tiete River catchment, in its most urbanized portion, is the subject of study of this research. After a review of the subject in the specific literature, design rainfall was developed along with the observed and theoretical patterns, often used in the generation of synthetic storms. The total volume precipitated was associated with the 100 years return period (RP), from the statistical analysis of point rainfall and for the application of areal reduction factors (ARF) observed in the study area and in other regions, which have been used in drainage projects without any validation study; the intention was to demonstrate the importance of the definition of specific ARF, in order to avoid oversizing and optimizing solutions. The design precipitation was applied on rainfall-runoff mathematical model, properly calibrated, so as to obtain the resulting design flow at the downstream boundary of the catchment, facing the different patterns of hydrological solicitations. In order to assist the calibration of the model, available data has been used from telemetric stations of the Sistema de Alerta a Inundações de São Paulo (São Paulo Flooding Alert System) - SAISP, discharge curves, and for better representation of the observed precipitation events, can be counted on the images taken from the Ponte Nova radar, as a complement to the information from the surface network. The comparison of the results of the hydrological model has shown that the effects of the variable parameters (volume, spatial and temporal distributions) are significant in the composition of the design hydrograph. Out of the performed tests, the most and the least critical situations were identified concerning the catchment in terms of both spatial and temporal distribution as well as the duration of the design storm. Also, the differences in the dimensions of the of the drainage system design were established by the adoption of specific ARF. Thus, it has been concluded, according to the proposed methodology, that it is possible to reach maximum design flow just by simulating synthetic storms, with differences ranging from 10% to 20% of the observed storms maximized. However, there is a need for additional studies, either to set up setting specific values of ARF or to simulate a larger quantity of critical patterns observed, in order to apply the indications of this study with higher reliability.