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Previous issue date: 2015-03-27 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The assessment of rainfall-runoff transformation mechanisms with high temporal resolution data has proven crucial to the improving of hydrological studies, by providing detailed knowledge and information about the properties and the characteristics of their main variables. This study aimed at assessing the influence of rainfall event definition criteria in determining the characteristics of hyetographs, as well as in investigating the hydrological relations of rainfall events and antecedent soil moisture with those of the runoff hydrograph, by means of statistical techniques, in experimental basins in Northeast Brazil. To this end, a portion of the data was acquired, in sub-hourly scale, from the databases maintained by the partners of the research since 2003 and the other one was monitored and taken along the hydrological year of 2013-2014 through frequent measurements, performing essays and data processing. Then, descriptive statistics, hypothesis testing, exploratory data analysis, multivariate statistical techniques and multiple linear regression were carried out either for visual inspection or for statistical data investigation, in order to establish variation patterns and evaluate the association degree among variables. The first study revealed that the variation in minimum inter-event time criteria has reduced by almost 50% the number of events, and underestimated the average intensity of events by 4 times on average. The second study showed that the tropical coastal basin has approximately 4 times more events than those of semiarid, of which 6% of all events that remain unshaped, contribute to 38% of the total precipitation, and could be reduced by up to 97%, becoming mainly on unimodal events with peak to the left. The third study showed that soil moisture has a similar variation pattern up to 3 days in advance and exerts a significant influence, along with the precipitation and duration of rainfall events on both the runoff coefficient, the peak and the discharge of hydrographs; on the other hand, the principal component responsible for the peak and intensities of hyetographs was significant only on the runoff coefficient, which was, in turn, the best feature set for the multiple linear regression analysis, as it the coefficient of determination was 0.66. Therefore, this study highlights the importance of continuous and systematic hydro-climatological data monitoring for the experimental studies that may provide input to decision-making in water resources management measures. / O entendimento dos mecanismos de transformação chuva-vazão com dados em alta resolução temporal mostra-se fundamental no aperfeiçoamento da maior parte dos estudos hidrológicos, ao provê conhecimento e informação detalhada a respeito das propriedades e características de suas principais variáveis. Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência dos critérios de definição de evento chuvoso na determinação das características dos hietogramas, bem como investigar as relações hidrológicas dos eventos chuvosos e da umidade antecedente do solo com aquelas dos hidrogramas de escoamento superficial, por meio de técnicas estatísticas, em bacias experimentais do Nordeste Brasileiro. Para tanto, uma parcela dos dados foi adquirida, em escala sub-horária, dos bancos de dados mantidos pelos parceiros da Rede de Hidrologia do Semiárido (REHISA) desde 2003 e a outra foi monitorada e obtida ao longo do hidrológico 2013-2014, por meio de frequentes medições, realização de ensaios e tratamento de dados. Em seguida, técnicas de estatística descritiva, testes de aderência e de hipóteses, métodos exploratórios de dados, análises estatísticas multivariadas e técnicas de regressão linear múltipla foram utilizadas, quer na inspeção visual, quer na investigação estatística dos dados, a fim de estabelecer padrões de variação e avaliar o grau de associação entre variáveis. O primeiro estudo realizado revelou que a variação do critério de mínimo intervalo de tempo entre eventos fez reduzir em até quase 50% o número de eventos, além de subestimar a intensidade média dos eventos 4 vezes, em média. O segundo estudo mostrou que a bacia hidrográfica tropical costeira apresenta aproximadamente 4 vezes mais eventos do que as do semiárido, dos quais 6% da totalidade dos eventos que permanecem não caracterizados, contribuem para 38% do total precipitado, e puderam ser reduzidos em até 97%, transformando-se, sobretudo, em eventos do tipo unimodal com pico à esquerda. O terceiro estudo mostrou que a umidade do solo apresenta um padrão de variação similar até 3 dias de antecedência e exerce uma influência significante, juntamente com a lâmina precipitada e a duração dos eventos chuvosos, sobre o coeficiente de escoamento, o pico e a vazão do hidrograma; por outro lado, a componente responsável pelo pico e intensidades dos hietogramas foi significante apenas sobre o coeficiente de escoamento, este que, por sua vez, foi a característica melhor ajustada pela análise de regressão múltipla, dado o coeficiente de determinação de 0,66. Portanto, este estudo evidencia a importância do monitoramento contínuo e sistemático de dados hidroclimatológicos para a realização de estudos experimentais que venham a dar subsídios à tomada de decisões em medidas de gerenciamento de recursos hídricos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/7683 |
| Date | 27 March 2015 |
| Creators | Barbosa, Luís Romero |
| Contributors | Almeida, Cristiano das Neves |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental, UFPB, Brasil, Engenharia Cívil e Ambiental |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -4172961295717007118, 600, 600, 600, 600, 600, 3643437807006062141, -6274833215046395772, 1802873727776104890, 3590462550136975366 |
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