a b s t r a c t Study region: The study was conducted in the Rio Grande do Sul state -Brazil. Study focus: Studies about heavy rainfall events are crucial for proper flood management in river basins and for the design of hydraulic infrastructure. In Brazil, the lack of runoff monitoring is evident, therefore, designers commonly use rainfall intensity-duration-frequency (IDF) relationships to derive streamflow-related information. In order to aid the adjustment of IDF relationships, the probabilistic modeling of extreme rainfall is often employed. The objective of this study was to evaluate whether the GEV and Kappa multiparameter probability distributions have more satisfying performance than traditional two-parameter distributions such as Gumbel and Log-Normal in the modeling of extreme rainfall events in southern Brazil. Such distributions were adjusted by the L-moments method and the goodness-of-fit was verified by the Kolmogorov-Smirnov, Chi-Square, Filliben and Anderson-Darling tests. New hydrological insights for the region: The Anderson-Darling and Filliben tests were the most restrictive in this study. Based on the Anderson-Darling test, it was found that the Kappa distribution presented the best performance, followed by the GEV. This finding provides evidence that these multiparameter distributions result, for the region of study, in greater accuracy for the generation of intensity-duration-frequency curves and the prediction of peak streamflows and design hydrographs. As a result, this finding can support the design of hydraulic structures and flood management in river basins.

R E S U M OA gestão de cheias em bacias hidrográficas brasileiras deve ser discutida e priorizada, porém o cenário atual indica lacunas quanto às informações hidrológicas com variabilidade espacial e temporal condizentes. A modelagem probabilística de eventos extremos de precipitação, buscando a extrapolação para uma frequência e duração, pode servir como excelente ferramenta de análise e tomada de decisões. O objetivo principal deste trabalho foi analisar o ajuste de diferentes modelos probabilísticos a séries de precipitação máxima diária anual no Rio Grande do Sul. Séries pluviométricas de 342 estações foram ajustadas às distribuições Log-Normal a 2 e 3 parâmetros e Gumbel e a adequação foi realizada pelos testes de Kolmogorov-Smirnov e Qui-Quadrado. Todas as distribuições de probabilidade consideradas foram adequadas; entretanto, a distribuição Log-Normal a 3 parâmetros apresentou os melhores ajustes segundo os resultados do teste Qui-Quadrado. Os parâmetros das distribuições de probabilidades apresentaram variabilidade ao longo do estado e forte relação com a localização, sugerindo que a regionalização de chuvas intensas pode ser empregada no Rio Grande do Sul como excelente ferramenta de gestão.Probabilistic modelling of extreme rainfall events in the Rio Grande do Sul state A B S T R A C T Flood management in Brazilian watersheds must be discussed and prioritized, however, the current scenario indicates that there are gaps in hydrological information with respect to its spatial and temporal variability. The probabilistic modelling of extreme rainfall events, having as goal to extrapolate values for a given frequency and duration, can be used as an excellent tool for analysis and decision-making. The main objective of this study was to analyse the adjustment of different probabilistic models for series of annual maximum daily rainfall in Rio Grande do Sul. Series of 342 rain gauges were adjusted to 2-parameter Log-Normal, 3-parameter Log-Normal and Gumbel probability distributions and goodnessof-fit tests were based on the Kolmogorov-Smirnov and Chi-Square procedures. It was found that all the distributions presented adequate results, however, 3-parameter LogNormal distribution had the best performance in accordance with the Chi-Square test. The parameters of probability distribution presented variability over the state and a pronounced relationship with the location of rain gauges. This suggests that regionalization of highintensity rainfall can be employed in Rio Grande do Sul as an excellent management tool. Palavras-chave:chuvas intensas distribuição de probabilidade regionalização hidrológica

A hipótese da existência de uma relação linear entre o raio de alcance de um canhão hidráulico e a velocidade do vento, que é assumida no modelo semi-empírico de Richards & Weatherhead, para simulação da distribuição de água de canhões hidráulicos operando sob condições de vento, foi avaliada neste trabalho. Na avaliação foram utilizadas distâncias observadas em ensaios de campo, entre o canhão Plona RL-250 e os limites da sua área molhada, tomadas nas seguintes direções: contrária, a favor e perpendicular ao sentido do vento. As retas ajustadas pelo método dos mínimos quadrados aos dados disponíveis, indicam que cada incremento de 1m s-1 na velocidade do vento provoca as seguintes alterações, expressas em relação ao valor do raio sem vento do aspersor: (i) um decréscimo de 6,3% no sentido contrário ao vento (R² = 0,737); (ii) um decréscimo de 7,3% nas direções perpendicular ao vento (R² = 0,850); e (iii) um acréscimo de 1,3% no sentido do vento; esses resultados indicam que, no intervalo de velocidades de vento consideradas (0 a 5 m s-1) a hipótese de uma relação linear entre raio de alcance e velocidade do vento pode ser utilizada.

RESUMONeste estudo se avaliou a capacidade preditiva de cinco modelos empíricos visando estimar as perdas de água por evaporação e arraste dos aspersores Agropolo/NY (bocal 3,5 mm) e Naan/5024 (bocal 3,0 mm); para cada aspersor foram ajustados modelos específicos. Por meio de comparação entre resultados de distribuição de água medidos em ensaios de campo e resultados simulados com os modelos propostos por Yazar (1984), Trimmer (1987), Seginer et al. (1991), Tarjuelo et al. (2000) e Playán et al. (2005) foi possível concluir que os diferentes modelos considerados apresentaram índices de desempenho classificado como Péssimo ou, no máximo, Sofrível. Comparados com os cinco modelos empíricos considerados, os novos modelos ajustados apresentaram menores erros, qualificando-se para serem utilizados com índices de desempenho classificado como Bom e Muito Bom, indicando que a aplicação de modelos empíricos deve ser limitada às condições operacionais (diâmetro de bocal, pressão de operação, etc.) similares àquelas em que os modelos foram desenvolvidos. Palavras-chave: simulação, irrigação por aspersão, ventoModeling of evaporation and wind drift losses in medium-pressure sprinklers ABSTRACT Five empirical models were evaluated with respect to their ability to estimate evaporation and wind drift losses of Agropolo/NY (nozzle 3.5 mm) and Naan/5024 (nozzle 3.0 mm) sprinklers, and other specific models were developed for each sprinkler model. By comparing measured results, which were obtained in field trials, with simulated ones (models of Yazar, 1984;Trimmer, 1987;Seginer et al., 1991;Tarjuelo et al., 2000; and Playán et al., 2005), these models were classified as very bad or poor according to the index of performance. However, the new adjusted models presented lower errors, resulting in indexes of performance classified as good and very good, thus indicating that their application must be limited to operational conditions (nozzle size, operational pressure, etc.) similar to those in which they were developed.

, GIULIANI DO PRADO 4 RESUMO: A uniformidade de aplicação de água é um importante fator a ser considerado na avaliação dos sistemas de irrigação por aspersão. A uniformidade em sistemas convencionais de aspersão depende de fatores como: o tipo de aspersor e suas condições operacionais, a disposição e o espaçamento entre aspersores no campo, e a velocidade e a direção do vento durante o período de aplicação de água. Tendo em visa que as complexas relações entre esses fatores e a uniformidade podem ser caracterizadas de forma mais eficiente com o auxílio da modelagem matemática, neste estudo, foram avaliadas simulações, fornecidas pelo modelo semiempírico de RICHARDS & WEATHERHEAD (1993), da distribuição espacial da água aplicada pelo canhão PLONA-RL250, operando sob diferentes condições de vento. Valores de uniformidade de Christiansen (CUC), obtidos com dados de ensaios de campo e em simulações digitais, foram comparados, mostrando-se, por meio de diversos índices (R 2 = 0,73; desvio absoluto médio de 4,1% e índice de desempenho de 0,78), que o modelo semiempírico avaliado fornece estimativas adequadas do CUC de sistemas convencionais de irrigação. Demonstra-se que a modelagem matemática permite reduzir o esforço e o tempo requeridos em trabalhos de campo envolvendo a avaliação da distribuição de água de canhões hidráulicos operando sob condições de vento. PALAVRAS-CHAVE:PLONA-RL250, canhão hidráulico, Richard & Weatherhead. WATER APPLICATION UNIFORMITY SIMULATION OF SOLID SET SPRINKLER SYSTEMS OPERATING UNDER DIFFERENT WIND CONDITIONS ABSTRACT:The water application uniformity is an important factor to be considered on the sprinkler irrigation system evaluation. Solid set sprinkler system water application uniformity depends on factors such as: sprinkler type and its operational conditions, sprinkler disposition and spacing on the field, and wind velocity and direction during water application periods. Considering that the complex relationships among these factors and uniformity are more efficiently characterized by employing mathematical modeling, this study aimed to evaluate simulations, provided by the RICHARDS & WEATHERHEAD (1993) semi-empirical model of the spatial distribution of the water applied by a PLONA RL-250 gun type sprinkler operating under different wind conditions. Values of Christiansen coefficient of uniformity (CUC) based on in-field single sprinkler tests were compared to simulated values showing, through different evaluation indices (R 2 =0.73; a 4.1% average absolute deviation, and a 0.78 performance index), that the evaluated semi-empirical model provides reliable estimates of CUC of solid set sprinkler systems. It is demonstrated that mathematical simulations can provide reduction on both the effort and the time required to perform field work related to spatial water distribution evaluations of single gun type sprinklers operating under windy conditions.

Resumo -O objetivo deste trabalho foi determinar a influência da tensão de água e de atributos físicos e químicos do solo sobre a produtividade do arroz irrigado por aspersão, em terras baixas no Rio Grande do Sul. Na safra 2011/2012, foram avaliados os efeitos das tensões de água no solo de 20 e 40 kPa, durante todo o ciclo da cultura, bem como as de 40 e 20 kPa nas fases vegetativa e reprodutiva, respectivamente. Na safra 2012/2013, foram avaliadas as tensões de 10, 20 e 40 kPa, durante todo o ciclo da cultura, e as de 40 e 10 kPa nas fases vegetativa e reprodutiva, respectivamente. Em ambas as safras, utilizou-se a cultivar de arroz irrigado BRS Pampa. O gasto com água na irrigação por aspersão representou 48% do gasto com a irrigação por inundação. A produtividade do arroz correlacionou-se positivamente com a microporosidade e com os teores de fósforo e potássio disponíveis no solo; e negativamente com a macroporosidade e a saturação por alumínio. A avaliação conjunta da tensão de água e de atributos físicos e químicos do solo permite avaliar com mais propriedade a variabilidade na produtividade de arroz irrigado por aspersão em terras baixas no Rio Grande do Sul. A irrigação por aspersão possibilita melhor uso da água proveniente da precipitação pluvial, com efeitos positivos sobre a economia de água.Termos para indexação: Oryza sativa, economia de água, fertilidade do solo, física do solo, porosidade do solo, tensão de água no solo. Sprinkler-irrigated rice yield in lowlands as a function of water availability and soil attributesAbstract -The objective of this work was to determine the effect of soil water tension and physicochemical soil attributes on sprinkler-irrigated rice yield in lowlands of the state of Rio Grande do Sul, Brazil. In the 2011/2012 crop season, the effects of 20 and 40 kPa soil water tensions throughout the crop cycle were evaluated, as well as of 40 and 20 kPa during the vegetative and reproductive phases, respectively. In the 2012/2013 crop season, soil water tensions of 10, 20, and 40 kPa were evaluated throughout the entire crop cycle, and the tensions of 40 and 10 kPa were evaluated during the vegetative and reproductive phases, respectively. In both crop seasons, the irrigated rice cultivar BRS Pampa was used. Water costs with sprinkler irrigation represented 48% of that with flood irrigation. Rice yield was positively correlated with soil microporosity and phosphorus and potassium availability; and negatively correlated with macroporosity and aluminum saturation. The joint evaluation of soil water tension and soil physicochemical attributes allow a better evaluation of the variability of sprinkler-irrigated rice yield in the lowland areas of the state of Rio Grande do Sul. Sprinkler irrigation allows better use of rainwater, revealing positive effects on water economy.

No abstract

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