Regionalização de vazões máximas na região oeste de santa catarina através dos métodos tradicional e da curva adimensional de probabilidade

Abstract

Entre 1991 e 2012, a região oeste de Santa Catarina (SC) foi a mais afetada por alagamentos no estado, e foi a segunda região mais afetada por enxurradas e inundações. O transbordamento de córregos, rios e canais gera prejuízos econômicos e sociais consideráveis ao estado. Por estas e outras razões, a Gerência de Monitoramento Hidrológico da Defesa Civil do Estado de SC incentivou a realização do estudo de regionalização das vazões máximas para a região oeste de SC, com o objetivo de desenvolver equações que auxiliem os sistemas de prevenção de inundações e o dimensionamento de obras hidráulicas em bacias não instrumentalizadas. Após análise das séries históricas de vazão das estações fluviométricas disponíveis no Portal HidroWeb, um total de 22 estações foram selecionadas, possibilitando a realização da regionalização das vazões máximas para três períodos base distintos, de 1977-1996, 1980-2014 e 2001-2014. Para cada período base, as distribuições estatísticas de Gumbel, Lognormal2, Lognormal3, Pearson3 e Logpearson3 foram aplicadas para estimar as vazões máximas referentes aos tempos de retorno de 2, 10, 20, 50 e 100 anos. As variáveis explicativas testadas na regionalização foram a área de drenagem (Ad), o comprimento do rio principal (L), a declividade média do rio principal (S), a precipitação anual média (PanualM) e as precipitações média do semestre, trimestre e mês mais chuvoso (PSem+, PTri+ e PMês+). A regionalização das vazões máximas foi executada através dos métodos tradicional e da curva adimensional de probabilidade, com auxílio do software SisCoRV 1.0. A região oeste de SC foi dividida em duas Regiões Hidrologicamente Homogêneas (RHH) para o período de 1977-1996, e uma única RHH para o período de 1980-2014. Nestes períodos, as equações do modelo exponencial, quando associadas às variáveis L e S, resultaram em ajustes estatísticos satisfatórios, com coeficientes de determinação R² e R² ajustado acima de 0,90, testes t e F abaixo de 5%, erro padrão fatorial abaixo de 0,50 e erro percentual entre vazões observadas e estimadas menores ou próximos de 30%. Outro modelo de equação que teve resultados satisfatórios nestes períodos base foi o potencial, com as variáveis Ad e L. O período de 2001-2014 obteve resultados estatísticos insatisfatórios, onde os valores do R² e R²a ficaram próximos de 0,70, devido a inclusão de três estações fluviométricas localizadas no extremo oeste de SC, que não fizeram parte da amostra dos demais períodos base. No geral, o resultado deste trabalho foi considerado satisfatório, pois proporciona aos servidores da Defesa Civil de SC e demais interessados a possibilidade de estimar as vazões máximas em rios não instrumentalizados da região oeste de SC.

Between 1991 and 2012, the western region of Santa Catarina (SC) was the most affected by flooding and was the second most affected by flash floods and inundation. The overflow of streams, rivers and channels, generates considerable economic and social damage to the state. For these and other reasons, the Hydrological Monitoring Department of the Civil Defense of the State of SC encouraged this study, about the regionalization of maximum flows to the western region of SC, with the goal of developing equations that assist flood prevention systems and the sizing of hydraulic constructions in non-instrumentalized basins. After analyzing the historical flow series of the fluviometric stations available on the HidroWeb Portal, a total of 22 stations were selected, making it possible to regionalize the maximum flows for three different base periods, from 1977-1996, 1980-2014 and 2001-2014. For each base period, the statistical distributions of Gumbel, Lognormal2, Lognormal3, Pearson3 and Logpearson3 were applied to estimate the maximum flow rates for the return times of 2, 10, 20, 50 and 100 years. The explanatory variables tested in the regionalization were the drainage area (Ad), the length of the main river (L), the average slope of the main river (S), the average annual precipitation (PanualM) and the average rainfall of the semester, quarter and rainiest month (PSem +, PTri + and PMês +). The regionalization of maximum flow rates was performed using the traditional methods and the dimensionless probability curve, with the aid of the SisCoRV 1.0 software. The western region of SC was divided into two Hydrologically Homogeneous Regions (HHR) for the period 1977-1996, and a single RHH for the period 1980-2014. In these periods, the exponential model equations, when associated with variables L and S, resulted in satisfactory statistical adjustments, with determination coefficients R² and R² adjusted above 0.90, t and F tests below 5%, factor error below 0.50 and percentage error between observed and estimated flows lower or close to 30%. Another equation model that had satisfactory results in these base periods was the potential, with the variables Ad and L. The period 2001-2014 obtained unsatisfactory statistical results, where the values of R² and R²a were close to 0.70, due to the inclusion of three fluviometric stations located in the extreme west of SC, which were not part of the sample of the other base periods. Generally, the main results of this work are satisfactory, turning possible to Civil Defense workers estimate de maximum flows to the non monitoring rivers of the western region of Santa Catarina.