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http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9KHHCT| Tipo: | Dissertação de Mestrado |
| Título: | Avaliação de distribuições de probabilidades das vazões médias díarias máximas anuais do Brasil |
| Autor(es): | Karoline Tenório da Costa |
| Primeiro Orientador: | Wilson dos Santos Fernandes |
| Primeiro membro da banca : | Mauro da Cunha Naghettini |
| Segundo membro da banca: | Heinz Dieter Oskar August Fill |
| Terceiro membro da banca: | Marcio Cicareli Pinheiro |
| Resumo: | A análise de frequência de dados hidrológicos ou climatológicos tem sido a principal ferramenta utilizada por engenheiros para a estimativa do risco ambiental de obras civis. Uma das etapas necessárias para a análise de frequência consiste na escolha de um modelo probabilístico para estimar vazões para determinados tempos de retorno com base em dados observados. No entanto, essa etapa tem sido realizada de maneira subjetiva no Brasil, o que pode comprometer o uso desse método. No presente trabalho, diversos modelos probabilísticos foram avaliados com o intuito de indicar os que melhor se adaptam aos dados fluviométricos brasileiros, tendo em vista fomentar a discussão acerca da padronização dos métodos utilizados na análise de frequência no Brasil. Os dados utilizados foram coletados automaticamente a partir do Web Service da Agência Nacional de Águas (ANA), segundo alguns critérios pré-definidos para eliminar estações com muitas falhas e com dados atípicos. Os dados foram caracterizados de acordo com estatísticas amostrais, que foram associadas às características climatológicas das regiões geográficas do Brasil. A adequação das 1943 amostras foi garantida através da aplicação de critérios para eliminar estações com um número grande de dados faltosos e dos testes de Mann-Whitney, Spearman e Pettit, para testar a homogeneidade, a estacionariedade e a presença de saltos, respectivamente. Para a avaliação dos modelos probabilísticos mais adequados aos dados brasileiros foram utilizados os critérios de informação de Akaike (AIC), e Bayesiano (BIC) e um critério baseado no teste de aderência de Anderson Darling (ADC), o diagrama de quocientes de momentos-L, o método de Beard e o software SEAF. Os resultados obtidos com a aplicação de tais procedimentos mostram que as distribuições de probabilidades mais adequadas para os dados brasileiros são as distribuições log-normal de dois e três parâmetros e que a única distribuição entre as testadas que não mostrou-se adequada aos dados brasileiros foi a generalizada de Pareto. Esses métodos foram ainda aplicados às regiões geográficas brasileiras e à regiões com características similares delimitadas através de análise de clusters no presente trabalho. Os resultados obtidos com essa análise foram mais diversificados e, portanto, não foram tão conclusivos, embora as distribuições log-normal de dois e três parâmetros sempre estivessem entre as mais indicadas na maioria das regiões. Nas últimas etapas do trabalho, foi focado o estudo dos recordes de vazão. Foram construídas curvas envoltórias de recordes de vazão para o Brasil e para as regiões com características similares delimitadas no presente trabalho e suas equações empíricas foram definidas em função somente da área de drenagem. Além disso, foram atribuídas probabilidades de excedência de cada um dos recordes estudados. |
| Abstract: | The frequency analysis of hydrologic and climate data has been the main tool used by engineers to estimate the environmental risk of civil works. One of the steps necessary for frequency analysis consists of choosing a probabilistic model to estimate flows for certain return periods based on observed data. However, this step has been performed subjectively in Brazil, which may compromise the use of this method. In this paper, several probabilistic models were evaluated to indicate which one was the best fit to Brazilian runoff data in order to stimulate discussion about the standardization of the methods used in the frequency analysis. The data were collected automatically from the Web Service of the National Water Agency (ANA), according to pre-defines criteria to eliminate years with outliers and big gaps. The adequacy of the 1943 samples was ensured through the application of criteria to eliminate stations with a large number of missing data and the Mann Whitney, Spearman and Pettit tests, to test the homogeneity, stationarity and shifts in the mean and variance, respectively. The Akaike information criterion (AIC), Bayesian information criterion (BIC) and a goodness-of-fit measure based on the Anderson Darling test, , the diagram of L-moments ratios, the method of Beard and the SEAF software were used to assess which probabilistic models are the most suitable to Brazilian data. The results obtained with the application of such procedures show that the most appropriate probability distributions for the Brazilian data are the two and three parameters log-normal distributions and that the only distribution among tested proved not adequate to the Brazilian data was the generalized Pareto. These methods were also applied to geographical regions and regions with similar characteristics defined by cluster analysis in this study. The results obtained from this analysis were more diversified and therefore were not as conclusive, although the log-normal distributions of two and three parameters were always among the most suitable in most regions. In the last sections of this work, the study was focused on the floods of records. Envelopes curves for maximum floods were developed for Brazil and for regions with similar characteristics defined previously in this work and their empirical equations were defined as a function of the drainage area. Moreover, the probability of exceedence of each record was estimated. |
| Assunto: | Estações fluviométricas Recursos hídricos Desenvolvimento Engenharia sanitária |
| Idioma: | Português |
| Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Sigla da Instituição: | UFMG |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9KHHCT |
| Data do documento: | 19-Mai-2014 |
| Aparece nas coleções: | Dissertações de Mestrado |
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