INTENSITY-DURATION-FREQUENCY RELATIONSHIP OF INTENSIVE RAINFALL FOR VILHENA, RONDÔNIA STATE, BRAZIL

Authors

  • Thallyson Alves Faculdade Marechal Rondon (FARON)
  • Eden Filipaldi Faculdade Marechal Rondon (FARON)
  • Marcelo Crestani Faculdade Marechal Rondon (FARON)
  • Dailton Souza Faculdade Marechal Rondon (FARON)
  • Hemerson Castro Faculdade Marechal Rondon (FARON)

DOI:

https://doi.org/10.21170/geonorte.2024.V.15.N.52.269.289%20%20%20

Keywords:

IDF curves; Gumbel; Return time; Water resource management; Daily maximum precipitation.

Abstract

Quantifying extreme rainfall, as well as knowing how it is distributed temporally and spatially, is extremely important in the design of hydraulic projects, especially those intended for irrigation, water availability for domestic and industrial supply, and construction works for flooding control and soil erosion. In this work, the IDF relations for the municipality of Vilhena-RO are developed using the Gumbel method and the Choi equation. For the quantification of rainfall, data from 13 consecutive hydrological years from 2008 to 2021 were used. With the daily data, the disaggregation coefficients of CETESB were used. Then, the statistical distribution methodologies of Gumbel and Choi were applied to estimate the maximum rainfall for return times from 1 to 100 years, with durations from 5 to 1440 min and stipulating their due maximum intensities. The IDF equations obtained are explicit by: i = 942.1863Tr0.1928 (t + 10.515)-0.75118 for the Gumbel method and i = 917.1045Tr0.1671 (t + 10.515)-0.75118 for the Choi equation. The two methodologies applied varied around 2.68% and 10.38% for return times between 1 and 25 years, respectively. The adjustments resulted in the following values by the Gumbel method: K = 942.1863, a = 0.1928, b = 10.515, and c = 0.75118. Using the Choi equation, the results obtained were: K = 917.1045, a = 0.1671, b = 10.515, and c = 0.75118. It is possible to highlight that the maximum intensity values ​​will be higher when calculated by the Gumbel method.

Downloads

Download data is not yet available.

References

ALBRIGO, N. S.; PEREIRA, M. T. S.; SOARES, N. T. D.; ANDRADE, G. S.; SOUZA, V. A. S.; ROSA, A. L. D. Determinação da curva de intensidade-duração-frequência do município de Cruzeiro do Sul-Acre. Ciência e Natura, v. 43, e30, p. 1-13, 2021. DOI: https://doi.org/10.5902/2179460X38301

ALHASSOUN, S. A. Developing an empirical formulae to estimate rainfall intensity in Riyadh region. Journal of King Saud University - Engineering Sciences, [s. l.], v. 23, n. 2, p. 81-88, 2011. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jksues.2011.03.003

ALVARES, C. A.; STAPE, J. L.; SENTELHAS, P. C.; GONÇALVES, J. L. M.; SPAROVEK, G. Köppen climate classification map for Brazil. Meteorologische Zeitschrift, v. 22, n. 6, p. 711-728, 2013. DOI: https://doi.org/10.1127/0941-2948/2013/0507

AL-WAGDANY, A. S. Intensity-duration-frequency curve derivation from different rain gauge records. Journal of King Saud University – Science, v.32, p. 3421-3431, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jksus.2020.09.028

ARBOIT, N. K. S.; MANCUSO, M. A.; FIOREZE, M. Ajuste de equação IDF por desagregação de chuvas diárias para o município de Iraí, RS. Anuário do Instituto de Geociências, v. 40, n. 3, p. 248-253, 2017. DOI: https://doi.org/10.11137/2017_3_248_253

ARIFF, N. M.; JEMAIN, A. A.; IBRAHIM, K.; WAN ZIN, W. Z. IDF relationships using bivariate copula for storm events in Peninsular Malaysia. Journal of Hydrology, v. 470-471, n. 12, p. 158-171, 2012. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2012.08.045

ABNT. NBR 10844: Instalações prediais de águas pluviais. Rio de Janeiro. 1989.

BALBINOT, R. et al. O papel da floresta no ciclo hidrológico em bacias hidrográficas. Ambiência - Revista do Setor de Ciências Agrárias e Ambientais, v. 4, n. 1, p. 131-149, 2008.

BRITTO, L. N. de; KELLNER, E. Procedimento para Construção da Equação de Chuva a partir das máximas precipitações diárias obtidas de séries anuais: Atualização da Equação de Chuva da cidade de São Carlos (SP). Revista Nacional de Gerenciamento de Cidades, v. 4, n. 26, p. 45-61, 2016. DOI: https://doi.org/10.17271/2318847242620161343

CAJAZEIRAS, C. C.; MOURÃO, M. A. A. Relatório diagnóstico Sistema Aquífero Parecis no Estado de Rondônia, Bacia Sedimentar dos Parecis. Belo Horizonte: CPRM – Serviço Geológico do Brasil, 2012. 40p.

CAMPANA, N. A.; TUCCI, C. E. M. PREDICTING FLOODS FROM URBAN DEVELOPMENT SCENARIOS: CASE STUDY OF THE DILÚVIO BASIN, PORTO ALEGRE, BRAZIL. Urban Water, v. 3, n. 1-2, p. 113-124, 2001. DOI: https://doi.org/10.1016/S1462-0758(01)00004-8

CAMPOS, A. R. et al. Equações de intensidade-duração-frequência de chuvas para o estado do Piauí1. Revista Ciência Agronômica, v. 45, n. 3, p. 488-498, 2014. DOI: https://doi.org/10.1590/s1806-66902014000300008

CARDOSO, C. O.; ULLMANN, M. N.; BERTOL, I. Análise de chuvas intensas a partir da desagregação das chuvas diárias de Lages e de Campos Novos (SC). Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 22, n. 1, p. 131-140, 1998. Disponível em: https://doi.org/10.1590/s0100-06831998000100018

CARVALHO, J. O. M.; VIEIRA, J. V.; UTUMI, M. M.; LIMA, L. M. L.; LOCATELLI, M. Produtividade de cultivares de cenoura no Município de Vilhena-RO, em dois períodos de cultivo. Porto Velho: Embrapa Rondônia, 2006. 3p. (Circular Técnica 82).

CECÍLIO, R. et al. Avaliação de interpoladores para os parâmetros das equações de chuvas intensas no Espírito Santo. Ambiente e Água, v. 4, n. 3, p. 82-92, 2009. DOI: https://doi.org/10.4136/ambi-agua.104

CETESB. Drenagem urbana: manual de projeto. 1.ed. São Paulo: DAEE/CETESB, 1986. 466p.

CHOI, Y. H.; CHOI, J. D. Design frequency decision for hydraulic structures due to heavy storm. In: Hydrologic Modeling: Proceedings of the International Conference on Water, Environment, Ecology, Socio-economics, and Health Engineering, 1999, Seoul National University, Seoul, Korea. Proceedings... Seoul, Korea: Water Resources Publication, 1999. p.268-275.

CHOW, Ven Te. Hydrologic determination of waterway areas for the design of drainage structures in small drainage basins. University of Illinois: Urbana-Champaign Library, 1962. 104p. (Engineering Experiment Station Bulletin). Available at: https://www.ideals.illinois.edu/items/5182

GONÇALVES, L. S.; TUCCI, C. E. M.; COLLISCHONN, B. Estabelecimento de Relações IDF com base em estimativas de precipitação por satélite. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE RECURSOS HÍDRICOS, 10., 2013, Bento Gonçalves, Bento Gonçalves. Anais [...] Bento Gonçalves, 2013. p. 1-8. Available at: https://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:_4r0sdSnGfYJ:https://abrh.s3.sa-east-1.amazonaws.com/Sumarios/155/a3dfca26dce1a4c580fd2cba1157cf13_faadd9836e49159b464b343441074bd8.pdf&cd=1&hl=pt-BR&ct=clnk&gl=br

GUMBEL, E. J. Statistics of Extremes. New York Chichester, West Sussex: Columbia University Press, 1958.

HERNANDEZ, V. Regionalização dos parâmetros de escala em chuvas intensas. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, v. 13, n. 1, p. 91-98, 2008. DOI: 10.21168/rbrh.v13n1.p91-98

HERSHFIELD, D. M.; KOHLER, M. A. An empirical appraisal of the Gumbel extreme-value procedure. Journal of Geophysical Research, v. 65, n. 6, p. 1737-1746, 1960. DOI: https://doi.org/10.1029/jz065i006p01737

IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Cidades e Estados. 2021. Available at: https://www.ibge.gov.br/cidades-e-estados/ro/vilhena.html

ILIOPOULOU, T.; KOUTSOYIANNIS, D. Revealing hidden persistence in maximum rainfall records. Hydrological Sciences Journal, v. 64, n. 14, p. 1673-1689, 2019. DOI: https://doi.org/10.1080/02626667.2019.1657578

KOUTSOYIANNIS, D.; KOZONIS, D.; MANETAS, A. A mathematical framework for studying rainfall intensity-duration-frequency relationships. Journal of Hydrology, v. 206, n. 1-2, p. 118-135, 1998. DOI: https://doi.org/10.1016/S0022-1694(98)00097-3

MANKE, E. B. et. Seasonal intensity-duration-frequency relationships for Pelotas, Rio Grande do Sul, Brazil. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 26, n. 2, p. 85-90, 2022. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v26n2p85-90

PEREIRA, D. C.; DUARTE, L. R.; SARMENTO, A. P. Determinação da curva de intensidade, duração e frequência do município de Ipameri – Goiás. REEC - Revista Eletrônica de Engenharia Civil, v. 13, n. 2, p. 233-246, 2017. DOI: https://doi.org/10.5216/reec.v13i2.43330

PEREIRA, S. B.; FIETZ, C. R.; PEIXOTO, P. P. P.; SOBRINHO, A. T.; SANTOS, F. M. Equação de intensidade, duração e frequência da precipitação para a região de Dourados, MS. Embrapa Agropecuária Oeste, 2007. 18p. (Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento 44).

PETRUCCI, E.; OLIVEIRA, L. A. de. Relações entre intensidade, duração e frequência das precipitações máximas de 24 horas e equação de chuvas intensas para a cidade de Uberlândia-MG. Revista Brasileira de Climatologia, v. 25, p. 337-354, 2019. DOI: http://dx.doi.org/10.5380/abclima.v25i0.57767

RANGEL, E. M.; HARTWIG, M. P. Análise das curvas de intensidade-duração-frequência para a cidade de Pelotas através de uma função de desagregação. Revista Thema, v. 14, n. 1, p. 63-77, 2017. DOI: https://doi.org/10.15536/thema.14.2017.63-77.353

SOUZA, V. A. S. et al. Análise de chuvas intensas por meio da desagregação de precipitações diárias de Jaru e Machadinho d’Oeste – RO, Brasil. Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável, v. 8, n. 1, p. 80-85, 2013. DOI: https://www.gvaa.com.br/revista/index.php/RVADS/article/view/1910/1510

SOUZA, V. A. S.; DIAS, R. H. S.; SILVA FILHO, E. P.; NUNES, M. L. A.; ANDRADE, C. D.; ROSA, A. L. D. Determining idf equations for the State of Rondônia. Revista Brasileira de Climatologia, v. 18, p. 10-26, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.5380/abclima.v18i0.44119

SOUZA, V. A. S. et al. Equação de Intensidade-Duração-Frequência (IDF) de chuvas de Rolim de Moura-RO. Revista Brasileira de Ciências da Amazônia, v. 4, n. 1, p. 1-13, 2015. DOI: https://www.researchgate.net/publication/348024048

SOUZA, V. A. S. Padrões e tendências hidroclimáticas de chuva identificados por sensoriamento remoto na bacia do Rio Madeira - Amazônia. 2019. Tese de doutorado (Doutorado em Engenharia Civil). Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2019.

SUBRAMANYA, K. Engineering hydrology. 5. ed. New Delhi: McGraw Hill, 2020. 592p.

TUCCI, C. E. M. Hidrologia: ciência e aplicação. 4. ed. Porto Alegre: Ed. da UFRGS, ABRH, 2009. 943p.

VILLELA, S. M.; MATTOS, A. Hidrologia aplicada.1 ed. São Paulo: McGraw Hill do Brasil, 1975. 245p.

YUE, S. The Gumbel mixed model applied to storm frequency analysis. Water Resources Management, v. 14, n. 5, p. 377-389, 2000. DOI: https://doi.org/10.1023/A:1011124423923

Published

2024-12-13

How to Cite

Wanderley Muniz Alves, T., Mozart de Souza Filipaldi, E., Crestani, M. ., Fernandes de Souza, D. ., & Pablo Silva Castro, H. . (2024). INTENSITY-DURATION-FREQUENCY RELATIONSHIP OF INTENSIVE RAINFALL FOR VILHENA, RONDÔNIA STATE, BRAZIL. REVISTA GEONORTE, 15(52). https://doi.org/10.21170/geonorte.2024.V.15.N.52.269.289