Trabalho - Análise Estatística de Vazões - 2023-2

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL ENS7013 - HIDROLOGIA ANÁLISE ESTATÍSTICA DE VAZÕES Neste trabalho, cada aluno ou dupla receberá um código relativo a uma estação fluviométrica (código da bacia hidrográfica utilizada no Trabalho I) para acessar registros históricos de vazões diárias, fornecidos pela Agência Nacional de Águas (ANA), além do período histórico que deve ser utilizado (1980-2015). Data de entrega: 24/11/2023. ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO O trabalho deve ser organizado em tópicos de introdução, metodologia, resultados e discussão, conclusões e referências. 1. Introdução. Descrever a importância do estudo de vazões máximas e objetivo do trabalho. 2. Metodologia. Apresentar a área de estudo (figura de localização), com informações da estação fluviométrica - nome, código, órgão responsável, local (município, latitude, longitude, altitude), período de operação. Explicar sucintamente como as análises foram conduzidas. A metodologia deve ser explicada de maneira técnica. Por exemplo, não é necessário adicionar o relatório detalhes de quais funções do software foram utilizadas em cada etapa. OBS: não misturar os resultados com os métodos, eles devem ser apresentados separadamente no próximo tópico. 3. Resultados. Apresentar os resultados encontrados com a metodologia proposta. Os resultados devem ser apresentados por meio de figuras e tabelas e devem ser discutidos; 4. Limitações. Discutir as limitações do trabalho, em especial da utilização do modelo estatístico para estimativa de cheias; 5. Conclusão. Aqui devem ser apresentados os resultados mais relevantes encontrados durante a análise. ROTEIRO 1. Estabeleça o Hidrograma (gráfico Vazão x Tempo) e Histograma das vazões diárias da estação fluviométrica para o período designado.  Plotar todos os dados é muito importante para fazermos uma primeira análise dos dados. Procure identificar potenciais problemas na série de dados, por exemplo, períodos com ausência de medições (falhas), ou mudanças no comportamento da série histórica.  Para o histograma, utilizar a formula de Sturges para estimar o número de classes, definir a amplitude da classe como um múltiplo inteiro, aproximar convenientemente os limites superior e inferior das classes extremas, corrigir o número de classes). 2. Calcule valores médios mensais a partir da série histórica de vazões diárias.  As vazões mensais podem auxiliar na identificação de períodos de estiagem e de excesso hídrico. Contar o número de meses em que as vazões médias mensais ficaram acima e abaixo da média. A bacia parece estar passando por um período de estiagem ou excesso? 3. Calcule valores médios climatológicos a partir da série histórica de vazões diárias. Calcular também o coeficiente de variação das vazões. As vazões devem ser mostradas graficamente (gráfico de barras).  A climatologia consiste em estabelecer o comportamento médio das vazões em cada mês do ano, sendo obtido através da média das vazões diárias de todos os anos da série para cada mês... janeiro, fevereiro... até dezembro. Com isso é possível avaliar a influência das estações do ano (sazonalidade) no regime fluviométrico. Procure avaliar se existe algum mês ou estação do ano em que as vazões apresentam uma maior ou menor magnitude em relação aos outros meses. Procure referências sobre o regime de chuvas da região (procurar por normais climatológicas no site do INMET). Compare se a estação chuvosa da região apresenta alguma relação com as vazões. Caso não tenha relação, qual seria uma possível explicação? 4. Estabelecer a série de vazões máximas anuais. O resultado deve ser apresentado graficamente.  A série de vazões máximas anuais será utilizada para avaliar o comportamento de eventos extremos de vazão. Observe se a série máxima anual possui um comportamento aproximadamente constante ao longo do tempo. Caso contrário, procure avaliar se ela está diminuindo ou aumentando ao longo do tempo. Para avaliar mudanças na série de dados é útil a utilização de uma linha de tendência (linear). Uma reta com inclinação próxima de zero sugere que o comportamento da série é aproximadamente constante. Se a série apresentar uma inclinação considerável (positiva ou negativa), pode indicar que o regime de vazões máximas está mudando na região. Buscar referências para avaliar se os extremos de vazão da região estão mudando... DICA: ARTIGOS NO SITE DO LABHIDRO! Publicações > Artigos em Periódicos. Bartiko, D., Oliveira, D.Y., Bonumá, N.B., Chaffe, P.L.B. Spatial and seasonal patterns of flood change across Brazil. Hydrological Sciences Journal, 64(9), 1071-1079 2019. Chagas, V.B.P., Chaffe, P.L.B. The Role of Land Cover in the Propagation of Rainfall Into Streamflow Trends. Water Resources Research, 54, 5986-6004, 2018. 5. Faça um histograma das vazões máximas anuais.  O histograma de vazões máximas pode auxiliar a identificar a forma como os dados se distribuem. Como são os dados? apresentam uma distribuição simétrica ou assimétrica? Se encontram concentrados próximo a média ou são mais dispersos? 6. Calcular o Tempo de Retorno empírico das vazões máximas anuais e estimar a vazão associada a diferentes períodos de retorno utilizando (como no exemplo da aula) utilizando as distribuições Lognormal e de Gumbel e seus respectivos intervalos de confiança. Utilizar o erro quadrático médio para identificar qual é a distribuição mais adequada para descrever estatisticamente as vazões máximas. O resultado deve ser apresentado graficamente como mostrado na aula (curva de frequência para ambas as distribuições, com o Tr empírico, estimativa do modelo e intervalos de confiança).