Obtaining the Index-Flood for homogeneous regions of Minas Gerais, Brazil

Autores

DOI:

https://doi.org/10.55761/abclima.v31i18.15420

Palavras-chave:

IDF relationship, Intense rainfall, Rainfall regionalization, Cluster analysis.

Resumo

The evaluation of heavy rainfall is important because rainfall data are frequently used to design storm drainage and erosion control systems in agricultural areas. Because it is difficult to obtain local rainfall data, heavy rainfall regionalization techniques are necessary. One such technique is known as the Index-Flood method, which standardizes data obtained for different areas within a region considered homogeneous to use as a single sample set. The objectives of this study were to divide the state of Minas Gerais, Brazil, into hydrologically homogeneous regions and to use the return periods and duration to obtain the respective Index-Flood values for each state to aid the design rainfall estimation. Maximum annual rainfall and total annual rainfall data from 494 weather stations in Minas Gerais were used. K-means cluster analysis was used to identify homogeneous regions and generated a total of three groups in the state. For each group, the regional intensity–duration–frequency (IDF) relationships were generated and were related to the rainfall intensity values associated with different durations, resulting in the Index-Flood value. Subsequently, the regional dependent variable equations were obtained and were associated with the Index-Flood and the local rainfall value to obtain the local design rainfall used in the design storm drainage and erosion control systems in agricultural areas. The coefficient of determination was used to evaluate the accuracy of the estimates, and the r² values were close to 1.0 for all fittings, which indicated a good fit of the data and allowed the equations generated to be used in the design rainfall estimation.

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Biografia do Autor

Italoema Pinheiro Bello, Departamento de Recursos Hídricos da Universidade Federal de Lavras

Mestre em Recursos Hídricos em Sistemas Agrícolas, na linha de pesquisa de Saneamento Ambiental e dissertação sobre índices de chuva intensa regionalizados para o estado de Minas Gerais para auxiliar na obtenção das nas chuvas de projeto necessárias em obras hidráulicas. Graduada em Engenharia Ambiental e Sanitária na Universidade Federal de Lavras (UFLA). Bolsista por três anos no programa Bolsa Institucional de Pesquisa oferecida pela UFLA, atuando no Departamento de Engenharia/Setor de Engenharia Ambiental e Sanitária com projetos de monitoramento de lixiviação de nitrato e potássio em cafeeiros; monitoramento de parâmetros físicos, químicos e biológicos do Ribeirão Vermelho. Um ano assessora e seis meses como diretora na Diretoria de Projetos da Empresa Júnior do curso de Engenharia Ambiental e Sanitária da UFLA, PRESERVA JR.

Luiz Fernando Coutinho de Oliveira, Departamento de Recursos Hídricos da Universidade Federal de Lavras

Possui graduação em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Lavras (1986), mestrado em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Lavras (1992) e doutorado em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Viçosa (1999). Ex-Coordenador do curso de graduação em Engenharia Ambiental e Sanitária e dos Programas de Pós-graduação em Tecnologias e Inovações Ambientais e Engenharia Ambiental da Universidade Federal de Lavras. Professor Titular do Departamento de Recursos Hídricos (DRH), atuando na ministração disciplinas para os cursos de Graduação em Engenharia Agrícola, Engenharia Ambiental e Sanitária e Engenharia Civil e no Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos em Sistemas Agrícola da UFLA e, atualmente é o Coordenador Adjunto do Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos PPGRH/UFLA. Área de atuação: Engenharia de Água e Solo e Recursos Hídricos.

Gabriela Rezende de Souza, Departamento de Recursos Hídricos da Universidade Federal de Lavras

Coordenadora de projetos e Service Designer na Agência Flow - Criatividade em Movimento. Doutora em Recursos Hídricos na área de Hidrologia na Universidade Federal de Lavras-MG com período sanduíche na Purdue University - Lyles School of Civil Engineering em regionalização de vazões e modelagem de cheias. Mestre em Recursos Hídricos, atuando no tratamento de águas residuárias, pela Universidade Federal de Lavras. Bacharela em Engenharia Ambiental e Sanitária pela Universidade Federal de Lavras. Realizou Estágio a Docência na disciplina de Qualidade Ambiental. Co-fundadora da Preserva Jr. Projetos e Consultoria Ambiental e Sanitária, empresa júnior de Engenharia Ambiental e Sanitária, possuindo mais de 4 anos de experiência em empresas juniores. Foi aluna do Ciência Sem Fronteiras na Szent Istvan University-HU no ano de 2014. Foi bolsista de iniciação científica na área de tratamento de águas residuárias.

Flávia Vilela Corrêa, Departamento de Recursos Hídricos da Universidade Federal de Lavras

Doutoranda em Recursos Hídricos pela Universidade Federal de Lavras, UFLA, onde desenvolve pesquisas relacionadas, principalmente, à Drenagem Agrícola. Membro dos Núcleos de Estudos em Hidráulica e Hidrologia (NEHIDRO-UFLA; 2020 aos dias atuais) e Irrigação (NEI-UFLA; 2021 aos dias atuais) e bolsista Capes (2021 aos dias atuais). Mestre em Recursos Hídricos pela Universidade Federal de Lavras, UFLA (2019-2020), onde desenvolveu pesquisas relacionadas, principalmente, aos efeitos da corrosão devido a fertirrigação em materiais metálicos utilizados em pivô-central. Durante o mestrado, foi bolsista Capes (2019-2020). Graduada em Engenheira Ambiental e Sanitária pela Universidade Federal de Lavras, UFLA (2013-2018). Durante a graduação, foi membro do Núcleo de Estudos em Ergonomia e Segurança do Trabalho (NUSEG- UFLA; 2014-2018); bolsista institucional pela Universidade Federal de Lavras (2018-2018) onde desenvolveu pesquisas na área de Segurança do Trabalho; integrante da ONG Internacional Engenheiros Sem Fronteiras - Núcleo Lavras (2015 - 2018) onde desenvolveu atividades voluntárias relacionadas, principalmente, à engenharia em prol da sociedade carente de Lavras; bolsista CNPq onde desenvolveu, principalmente, pesquisas relacionadas à eventos extremos (2013-2017); coordenadora de Assuntos Acadêmicos no Centro Acadêmico de Engenharia Ambiental e Sanitária - UFLA (2014-2015). Formou em inglês pela escola de idiomas Wizard-Lavras (2010-2016) e foi bolsista BIC-JUNIOR (2010-2012).

Alice Raquel Caminha, Departamento de Recursos Hídricos da Universidade Federal de Lavras

Graduada em Engenharia Ambiental e Sanitária e Mestre em Recursos Hídricos. Atualmente, aluna de doutorado do Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos da Universidade Federal de Lavras, na linha de pesquisa de Hidrologia. Participa, também, do Núcleo de Estudos em Hidráulica e Hidrologia, atuando no Conselho de Comunicação. Durante a graduação, participou, como aluna de iniciação científica, do Programa de Bolsa Institucional de Pesquisa (PIBIC) durante 5 anos consecutivos, nos quais desenvolveu trabalhos no Departamento de Ciência do Solo e Departamento de Recursos Hídricos.

Marcelo Vieira da Silva Filho, Departamento de Engenharia Ambiental da Universidade Federal de Lavras

Doutor em ciências na área de química atmosférica pelo programa de meteorologia no Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da Universidade de São Paulo (USP). Sua tese de doutorado teve o propósito de dimensionar as incertezas a respeito do ciclo biogeoquímico do nitrogênio, com foco específico nas emissões do gás amônia e suas implicações em ecossistemas. Concluiu mestrado e bacharelado na mesma área com ênfase em deposição atmosférica e transporte de poluentes em 2011 e 2008, respectivamente. Em 2012, iniciou sua segunda graduação em química ambiental no Instituto de Química (IQ) da Universidade de São Paulo (USP) em conjunto com o programa de doutorado no IAG-USP. Foi pesquisador visitante na University of Illinois at Urbana-Champaign (UIUC) entre 2013 e 2014, onde desenvolveu trabalho em conjunto com o Newmark?s Engeeniring Lab e Illinois State Water Survey (ISWS), sobre participação de emissões de amônia e seus impactos na qualidade do ar. Realizou estágio pós-doutoral com foco nas medidas de compostos orgânicos voláteis (COVs) na atmosfera de São Paulo em 2016. No mesmo ano, foi nomeado professor do quadro permanente do magistério superior da Universidade Federal de Lavras (UFLA) no Departamento de Engenharia Ambiental (DAM), atuando na área de controle da poluição do ar, estatística e programação em linguagem R. Em 2017, fundou a entidade de extensão, NEP-UAI, Núcleo de Estudos em Poluição Urbana e Agroindustrial. Atualmente, é coordenador adjunto do curso de graduação em engenharia ambiental e sanitária e integra o quadro de pesquisadores dos programas de pós-graduação em recursos hídricos (PPGRH) e engenharia ambiental (PPGEAMB). Seus interesses estão relacionados à composição química da deposição, propriedades de aerossóis, estatística multivariada, programação R, termodinâmica, energias renováveis e micrometeorologia.

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Publicado

17-11-2022

Como Citar

Bello, I. P., Oliveira, L. F. C. de, Souza, G. R. de, Corrêa, F. V., Caminha, A. R., & Silva Filho, M. V. da. (2022). Obtaining the Index-Flood for homogeneous regions of Minas Gerais, Brazil. Revista Brasileira De Climatologia, 31(18), 611–629. https://doi.org/10.55761/abclima.v31i18.15420

Edição

v. 31 (2022)

Seção

Artigos

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