Time Series Trends of Streamflow and Rainfall in the Santo Antônio River Basin, Brazil

Ferreira, Fernanda Laurinda Valadares; Silva, Demétrius D. da; Teixeira, David Bruno de Sousa; Almeida, Laura Thebit de

doi:10.1590/1809-4430-eng.agric.v41n1p47-55/2021

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“…This study was carried out in the municipality of Piracicaba, São Paulo State, Brazil, located at a critical point of transition of general circulation currents, with varied climate characteristics. This variability causes two distinct periods: a hotter and rainy period from November to March and a less hot and drier period from May to August (Ferreira et al, 2021). Wolff et al (2014) state that the region has tropical trends, that is, mean annual temperatures vary around 20 °C, reaching a mean of 23 °C in the hottest months of the year and 17 °C in the coldest months.…”

Section: Area Of Interest For Carrying Out the Studymentioning

confidence: 99%

Light Rain Characterization in Piracicaba, São Paulo State, Brazil

Johanson¹,

Farias-Ramirez²,

Jacomazzi³

et al. 2023

Eng. Agríc.

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The disorderly soil occupation without the necessary conservationist practices leads to impacts on the local hydrology and induces the pollution of water resources. This pollution may come from more urbanized areas due to the amount of pollutants drained during the rains. Even moderate precipitations constitute one of the main factors that define pollutant runoff on the surface. These rains have recently been called light rains. Light rains have a lower precipitation height and a higher frequency compared to classic rains of drainage projects, being necessary to define them according to patterns of rain frequency for each region. This study aimed to characterize light rain in the municipality of Piracicaba to establish statistical standards for the frequency of certain precipitation heights. A database provided by the ESALQ/USP automatic weather station, which provides precipitation measurements every 15 minutes, was used in the present study. Light rain heights reached 40.3, 41.4, and 42.7 mm for 100, 90, or 80% frequencies, respectively, which implies the use of return periods of 1.00, 1.11, and 1.25 years, respectively.

show abstract

Section: Area Of Interest For Carrying Out the Studymentioning

confidence: 99%

Light Rain Characterization in Piracicaba, São Paulo State, Brazil

Johanson¹,

Farias-Ramirez²,

Jacomazzi³

et al. 2023

Eng. Agríc.

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“…Finally, the Sen Slope test [48,49] was used to measure the magnitude of the trends. The tests were applied considering a significance level of 5% [50,51].…”

Section: Monthly Climatic Water Balance (Cwb)mentioning

confidence: 99%

Spatial–Temporal Variability of Climatic Water Balance in the Brazilian Savannah Region River Basins

Ferreira

Althoff

Amorim

2023

Water

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The evaluation of water and energy cycles from the estimation of water balance is a fundamental instrument to assess the water potential of a region. Thus, the objective of this study was to evaluate the probable monthly water deficit and surplus in Cerrado river basins and the trend of monthly data on climatic water balance (CWB) and its input variables in the study region. Monthly data on precipitation (P) and reference evapotranspiration (ETo) from January 2003 to December 2019 were used. The deficit and the probable monthly water surplus were obtained from the CWB for each of the 4531 ottobasins. For this, the frequency equal to or greater than 80% of permanence in time was used as a reference. Trend analysis was applied. In the rainy season, most ottobasins showed positive CWB. On the other hand, in the period of lower water availability, most ottobasins showed a negative balance. In all months, there was some ottobasin with a significant trend both for CWB and for P and ETo. In most situations, these trends were a decrease in CWB and monthly P and an increase in monthly ETo.

show abstract

“…No trabalho de Cecílio et al (2021), realizado na bacia do rio Itapemirim, os autores encontraram a maioria dos pontos de mudança na década de 1990, com redução da vazão média nos meses do período seco da bacia e apontaram o crescimento populacional como o principal fator de alteração. Ferreira et al (2021), por outro lado, identificaram mudanças no regime de vazões mínimas em uma estação fluviométrica nessa década em uma bacia próxima. Como possíveis explicações para essas alterações, os autores apontaram a influência das modificações no uso e cobertura da terra e aumento da demanda hídrica na bacia.…”

Section: Análise Dos Meses/anos De Mudança Nas Séries De Vazãounclassified

Modelagem de vazões máximas e mínimas com base em aprendizado de máquina

Silva¹

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O comportamento hidrológico de diversas bacias hidrográficas tem sido afetado por fatores como uso e cobertura da terra, demanda hídrica e mudanças climáticas, levando ao comprometimento da disponibilidade hídrica ou à ocorrência de eventos extremos de vazão. Esse comportamento pode ser avaliado por meio de testes não-paramétricos, que mostram a tendência de variáveis hidroclimatológicas de interesse para a gestão ambiental. Além dessa análise, em estudos hidrológicos tem-se a necessidade de aumentar os horizontes de previsão da vazão, principalmente em bacias com frequente ocorrência de eventos de alta magnitude. Assim, objetivou-se compreender o comportamento hidrológico e suas possíveis mudanças nos últimos anos na bacia hidrográfica do rio Muriaé, além de modelar a vazão com base em diferentes cenários de dias de antecedência na sua previsão. No Capítulo 1 foram aplicados testes não-paramétricos para a identificação de tendências de mudança no comportamento hidrológico em anos/meses em diferentes níveis de significância, bem como a investigação de fatores que poderiam estar associados às mudanças. Os testes não-paramétricos mostraram tendência negativa dos valores extremos de vazão, principalmente no período de estiagem, com destaque para o mês de outubro. Na análise dos fatores, a precipitação e a demanda hídrica apresentaram indicativos de influência no regime de vazões, diferentemente do uso e cobertura da terra. Os diferentes métodos estatísticos permitiram encontrar resultados satisfatórios sobre o comportamento hidrológico da bacia, enquanto as análises dos fatores climáticos e antrópicos possibilitaram conhecer as possíveis influências nas mudanças de tendência da vazão. No Capítulo 2 foi explorada a utilização de técnicas de Aprendizado de Máquina como o Modelo Linear Generalizado (GLM), as Splines de Regressão Adaptativa Multivariada (MARS) e o Random Forest (RF) na previsão da vazão considerando cenários de dados com um, dois e três dias de antecedência. A modelagem mostrou que todas as técnicas tiveram um desempenho muito bom na previsão das vazões com um dia de antecedência. Por outro lado, houve uma redução do desempenho com o aumento do horizonte de previsão, principalmente no cenário de três dias. Em todos os períodos de antecedência a técnica RF se mostrou superior às demais, mesmo que tenha apresentado subestimação das vazões máximas. A modelagem em diferentes cenários de previsão com Aprendizado de Máquina mostrou a aplicabilidade dos algoritmos na previsão da vazão, principalmente em bacias com ocorrência elevada de eventos máximos de vazão, com possibilidade de serem utilizados nos sistemas de alerta e, assim, reduzir os impactos socioambientais causados por esses eventos. Palavras-chave: Comportamento hidrológico. Modelagem hidrológica. Períodos de antecedência.

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Time Series Trends of Streamflow and Rainfall in the Santo Antônio River Basin, Brazil

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