DESEMPENHO DE MODELOS PARAMÉTRICOS INTENSIDADE-DURAÇÃO-FREQUÊNCIA NO ESTUDO DE CHUVAS INTENSAS

Resumo

DESEMPENHO DE MODELOS PARAMÉTRICOS INTENSIDADE-DURAÇÃO-FREQUÊNCIA NO ESTUDO DE CHUVAS INTENSAS

WAGNER ALESSANDRO PANSERA¹; BENEDITO MARTINS GOMES² E JOÃO CARLOS CURY SAAD³

¹ Departamento de Engenharia Civil, UTFPR, R. Cristo Rei, 19, Vila Becker, CEP 85902-490, Toledo, PR, Brasil, pansera@utfpr.edu.br

² Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas, UNIOESTE, R. Universitária, 1619, Universitário, CEP 85819-170, Cascavel, PR, Brasil, benedito.gomes@unioeste.br

³ Departamento de Engenharia Rural, FCA/UNESP, Av. Universitária, 3780, Jardim Paraíso, CEP 18610-034, Botucatu, SP, Brasil, joao.saad@unesp.br.

1 RESUMO

As chuvas intensas são caracterizadas pela sua intensidade (i), pelo tempo de duração (t) e pelo período de retorno (T). A chuva de projeto utilizada nos dimensionamentos de obras hidráulicas é determinada utilizando modelos matemáticos do tipo i = f(T,t). Essa relação funcional normalmente é feita por um modelo potencial de regressão múltipla não-linear, denominado de modelo padrão. No entanto, existem outros modelos que foram pouco estudados e podem apresentar desempenho melhor que o modelo padrão. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de sete modelos matemáticos alternativos ao modelo padrão. Foram utilizados dados de precipitação máxima diária anual da cidade de Cascavel-PR, referente ao período de 1975 a 2015. As chuvas foram desagregadas em intensidades com período de retorno variando de 2 a 100 anos e duração entre 5 e 1440 min. Aos valores desagregados foram ajustados os sete modelos estudados, assim como o modelo padrão. Os melhores desempenhos foram dos modelos 1 e 7, pois seus erros de estimativa na intensidade de precipitação foram inferiores a 5%. Já os piores desempenhos foram dos modelos 5 e 6, que podem gerar erros superiores a 40%.

Keywords: Valores extremos, desagregação de chuvas, regressão não-linear.

PANSERA, W. A.; GOMES, B. M.; SAAD, J. C. C.

PERFORMANCE OF PARAMETRIC INTENSITY-DURATION-FREQUENCY MODELS IN THE STUDY OF INTENSE RAINFALLS

2 ABSTRACT

Intensive rainfalls are characterized by their intensity (i), duration (t) and return period (T). The design rainfall used in hydraulic works design is determined using mathematical models of type i = f (t,T). This functional relationship is usually made by a potential non-linear multiple regression model, called the standard model. However, there are other models that have been poorly studied and may perform better than the standard model. Thus, this work aimed to evaluate the performance of seven mathematical models alternative to the standard model. Data of annual-daily-maximum rainfall for Cascavel, Paraná - Brazil, from 1975 to 2015, were used to derive the models. The rainfalls were disaggregated at intensities with return period ranging from 2 to 100 years and duration between 5 and 1440 min. The seven models studied were adjusted to the disaggregated values, as in the standard model. The best performances were from models 1 and 7, as their estimation errors in precipitation intensity were less than 5%. The worst performances were on models 5 and 6, which can generate errors greater than 40%.

Keywords: extreme values, rainfall disaggregation, nonlinear regression.