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http://hdl.handle.net/1843/32351| Type: | Dissertação |
| Title: | Geração estocástica de precipitação subdiária e simulação de eventos extremos |
| Other Titles: | Stochastic generation of subdaily precipitation and extreme events simulation |
| Authors: | Milena Guerra de Aguilar |
| First Advisor: | Veber Afonso Figueiredo Costa |
| First Referee: | Francisco Eustáquio Oliveira e Silva |
| Second Referee: | Luiz Rafael Palmier |
| Third Referee: | Carlos Rogério de Mello |
| Abstract: | Séries de precipitação de alta resolução temporal são necessárias para a modelagem de eventos regulares e extremos em projetos de sistemas pluviais urbanos, simulação de vazões em pequenas bacias, estudos de balanços hídricos e modelagem de inundações de curta duração, por exemplo. Não obstante, séries longas e contínuas de precipitação subdiária são, via de regra, difíceis de ser encontradas. De modo a obter séries compatíveis com as premissas mencionadas, são amplamente utilizados os geradores estocásticos de precipitação, que buscam reproduzir as propriedades estatísticas das séries de precipitação observadas, além de quantificar as incertezas e avaliar o risco envolvido nas estimativas dos quantis raros e extremos de chuva, para um conjunto adequado de durações. Nesta pesquisa foi desenvolvido um gerador estocástico de precipitação para a escala subdiária, apto a simular de maneira apropriada tanto os eventos regulares quanto aqueles mais extremos. Para isso, utilizou-se de um gerador estocástico de precipitação diária acoplado a um gerador de precipitação subdiária. O emprego do modelo diário buscou introduzir variabilidade às séries a serem desagregadas, obtendo estimativas mais confiáveis daqueles eventos de precipitação com reduzida probabilidade de superação. Após a geração das séries diárias, foi empregado um método não paramétrico de reamostragem juntamente com uma abordagem por similaridade regional, onde os “fragmentos” de precipitação subdiária são aleatoriamente amostrados de pluviógrafos nas proximidades, condicionados à altura de chuva diária no local de interesse. O método proposto foi aplicado para um grupo de 40 postos pluviográficos, realizando a desagregação da precipitação diária para as durações de 60, 180, 360 e 720 minutos. Os resultados indicaram um desempenho apropriado tanto para a geração da precipitação diária quanto para a sua desagregação, reproduzindo as estatísticas mensais, diárias e subdiárias, para as durações analisadas. Adicionalmente, o comportamento dos máximos anuais, mesmo para baixas probabilidades de excedência, foi relativamente bem descrito, abrangendo a variabilidade esperada dos quantis. De forma geral, a abordagem proposta mostrou-se uma alternativa coerente para simular séries contínuas de precipitação subdiária a partir de registros de menor resolução temporal. |
| Abstract: | Rainfall time series with high temporal resolution are often required for estimating storm events for the design of urban drainage systems, for performing rainfall-runoff simulation in small catchments and for modeling flash-floods. Nonetheless, large and continuous sub-daily rainfall samples are, most often than not, unavailable. In order to obtain time series with the mentioned premises, the stochastic rainfall generators are widely used. Those generators aim to reproduce the statistical proprieties of the observed rainfall series, besides quantify the uncertainties and assess the risks involved in the extreme rainfall quantiles estimative, for an appropriate group of durations. In this research, a sub-daily stochastic rainfall generator was developed. This generator is able to appropriate simulate both extreme and regular events. To achieve this, a daily and sub-daily stochastic rainfall generators were coupled. The use of a daily model allowed to introduce variability to the series to be disaggregated, obtaining more reliable estimates for the low exceedance probability rainfall events. After generating the daily series, a non-parametric approach of resampling was used herewith a regionalised similarity approach, where the “fragments” of subdaily rainfall are randomly sampled of sub-daily record gauges at nearby stations, conditioned on the daily precipitation amount at the location of interest. The proposed disaggregation method was applied to a set of 40 rainfall gauging stations. Disaggregation of daily rainfall was performed for the durations of 60, 180, 360 and 720 minutes. Results indicated an appropriate performance for the daily rainfall generation as well as for its disaggregation, reasonably reproducing monthly, daily and sub-daily summary statistics, for the evaluated durations. In addition, the annual block-maxima behavior, even for low exceedance probabilities, was relatively well described, properly summarizing the expected variability in the quantiles. Overall, the proposed approach proved a sound alternative for simulating continuous sub-daily rainfall amounts from coarse-resolution records. |
| Subject: | Engenharia sanitária Recursos hídricos - Desenvolvimento Precipitação (Meteorologia) |
| language: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| metadata.dc.publisher.department: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA HIDRÁULICA |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/32351 |
| Issue Date: | 18-Jun-2019 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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