Abstract Intense rainfall is an environmental variable of great importance in the planning of hydraulic works, being usually characterized by intensity-duration-frequency (IDF) curves obtained from rainfall data. In places that do not have rainfall stations, the IDF curves can be obtained using daily rainfall disaggregation methods. Thus, this work sought to adjust the 1-day rainfall disaggregation coefficients and the parameters of the Bell equation in the State of Mato Grosso, as well as to verify which method provides better results in estimating rainfall of different durations and return times. The adjustment of the two methods was performed by analyzing the relationship between rainfall obtained from the IDF curves of 14 rainfall stations in the state and the annual series of maximum daily rainfall, in the same locations, adjusted to the generalized distribution of extreme values. Due to the low frequency of rainfall lasting more than 360 minutes, the first rainfall disaggregation coefficient obtained was 1 day in 6 hours (0.53). The adjustment of both methods was responsible for reducing the associated errors when compared to the national coefficients, thus, they are indicated for obtaining rainfall of less than 1 day from rainfall data in Mato Grosso.

Resumo As chuvas intensas é uma variável climática importante no planejamento de obras hidráulicas, sendo usualmente caracterizada pelas curvas de intensidade-duração-frequência (IDF) obtidas de dados pluviográficos. Em locais que não dispõem de estações pluviográficas as curvas IDF podem ser obtidas por métodos de desagregação de chuvas diárias. Assim, esse estudo ajustou os coeficientes de desagregação de chuvas de 1 dia e os parâmetros da equação de Bell no Estado de Mato Grosso e verificou qual método proporciona melhores resultados na estimativa de chuvas de diferentes durações e tempos de retorno. O ajuste dos métodos de desagregação de chuvas de 1 dia e equação de Bell foi realizado pela análise das relações entre as chuvas obtidas das curvas IDF de 14 estações pluviográficas do estado e das séries anuais de chuva máxima diária, nos mesmos locais, ajustados à distribuição generalizada de valores extremos. Devido à baixa frequência de chuvas com duração superior a 360 min, o primeiro coeficiente de desagregação de chuvas obtidos foi de 1 dia em 6 horas (0.53). Os parâmetros médios da equação de Bell (α: 0.19, β1: 0.99, β2: 0.96, β3: 0.99, γ: 0.16) apresentaram ajuste satisfatório com R2 igual 0.88. As raízes dos erros médio quadrático de ambos os métodos variaram de 3.5 mm (chuvas de 10 min) a 18.7 mm (chuvas de 360 min), com um viés inferior a 10%. O ajuste de ambos os métodos foi responsável por reduzir os erros associados quando comparado aos coeficientes nacionais, sendo assim, indicados para a obtenção de chuvas de durações inferiores a 1 dia a partir de dados pluviométricos no Mato Grosso.

Resumo A chuva intensa é uma importante variável meteorológica que apresenta interesse técnico em projetos hidráulicos. Assim, este estudo teve como objetivo obter equações intensidade-duração-frequência (IDF), obtidas por análise de pluviógrafos, para 14 estações no Estado do Mato Grosso. As séries anuais de intensidade máximas de chuva com duração de 10 a 1440 min foram obtidas de Pluviogramas diários digitalizados. Verificada a aderência das séries à distribuição generalizada de valores extremos, pelo teste de Kolmogorov-Smirnov à 20% de significância, calculou-se as chuvas máximas prováveis para os tempos de retorno de 2, 5, 10, 20, 30, 50 e 100 anos e, ajustaram-se as equações IDF. O desempenho das equações IDF foi avaliado pelo erro absoluto médio (MAE), erro quadrático médio (RMSE), bias, índice de concordância de Willmott e índice de eficiência de Nash-Sutcliffe (ENS). Em todas as estações foi possível ajustar apenas equações IDF para chuvas com duração de 10 a 360 min, devido à baixa frequência de chuvas com duração superior. Houve grande variação na intensidade máxima da chuva e dos parâmetros da equação IDF entre as estações estudadas. O bom desempenho dos modelos, conforme atestados por índices estatísticos, permitem a utilização das equações IDF para as durações de 10 a 360 min e tempo de retorno de 2 a 100 anos, nas regiões das estações do Mato Grosso.

Abstract Intensive rainfall is an important meteorological variable that is of technical interest in hydraulic projects. This study therefore generated Intensity-Duration-Frequency equations (IDF) for 14 weather stations in Mato Grosso State, based on pluviograph analysis. Annual maximum rainfall data regarding 10-to-1440-minute long rainfall events were collected from digitized daily pluviographs. Data adherence to the generalized extreme value distribution (GEV) was checked through the Kolmogorov-Smirnov test at a 20% significance level. Next, the maximum probable rainfall for return periods such as 2, 5, 10, 20, 30, 50 and 100 years was calculated and the IDF equations were adjusted. The performance of the IDF equations was evaluated based on mean absolute error (MAE), root mean square error (RMSE), bias, Willmott's concordance index and Nash-Sutcliffe efficiency index (ENS). Adjusting the IDF equations was only possible for rainfall durations ranging from 10 to 360 min at each station due to the low frequency of longer rainfalls. High variation was present in parameters of the IDF equation and in maximum rainfall intensity between stations. The satisfactory performance of the models, as attested to by statistical indices, allows using IDF equations adjusted for rainfall durations from 10 to 360 min, and return periods from 2 to 100 years, in the regions of the Mato Grosso weather stations.

RESUMO A outorga de direito de uso da água é um dos principais instrumentos de gestão para controle quantitativo e qualitativo dos recursos hídricos. Para sua implantação, é necessário, entre outras ações, definir critérios e desenvolver ferramentas para análise integrada dos aspectos quantitativos e qualitativos da água. Dessa forma, o objetivo do estudo foi desenvolver um sistema para análise das outorgas de captação de água e diluição de efluentes aplicado à bacia hidrográfica do rio Piracicaba (MG). Inicialmente, foram realizados o levantamento e a preparação da base de dados geográfica, hidrológica e administrativa. O sistema foi desenvolvido utilizando tecnologias open source, sendo estruturado em três camadas: de dados, de negócios e de apresentação. De acordo com os resultados, constatou-se que os trechos mais críticos quanto à vazão passível de outorga localizam-se na foz e na cabeceira do rio Piracicaba. A análise dos dados permitiu concluir que o sistema determina, de forma consistente, a disponibilidade hídrica outorgável ao longo da hidrografia e as vazões de diluição e indisponível pelos lançamentos, além de identificar trechos dos cursos d’água com disponibilidade hídrica crítica, fornecendo subsídios para análises das outorgas quali-quantitativas dos recursos hídricos na bacia.

ABSTRACT The granting of water use rights is one of the main management instruments for the quantitative and qualitative control of water resources. For its implementation, it is necessary, among other actions, to develop tools for integrated analysis of the quantitative and qualitative aspects of water. Thus, the objective of the study was to create a system for the analysis of water abstraction and effluent dilution in the Piracicaba river basin in Minas Gerais. Initially, the survey and preparation of the geographic, hydrological and administrative database were carried out. The system was developed using open-source technologies, with a three-layer structure: data, business, and presentation. According to the results, it was verified that the most critical sections regarding the grantable flow available are located at the mouth and spring of the Piracicaba river. The analysis of the data allowed us to conclude that the system consistently determines the availability of water throughout the hydrography, the dilution flow and discharge unavailability, and identifies stretches of the watercourses with critical water availability, providing support for analyses of the quali-quantitative granting of water resources in the basin.

RESUMO A parametrização e a análise do desempenho de um modelo hidrológico permitem sua consolidação para avaliação de estratégias de gerenciamento de recursos hídricos e para previsão de eventos extremos. Nesse contexto, o objetivo do trabalho foi avaliar o desempenho dos modelos chuva-vazão Soil Moisture Accounting (SAC-SMA) e IPH II para predição de vazões na bacia do rio Teles Pires, localizada na região amazônica do estado de Mato Grosso, Brasil. Os modelos foram calibrados de forma automática com o algoritmo Shuffled Complex Evolution (SCE-UA) e validados para cinco seções de monitoramento de vazão. Os resultados mostraram que ambos os modelos são adequados na modelagem de vazões diárias na bacia do rio Teles Pires e que apresentam melhor desempenho para estimativa de vazões em bacias com maior área de drenagem. Além disso, conclui-se que a complexidade de um modelo hidrológico chuva-vazão não é necessariamente sinônimo de melhores estimativas. Apesar de o modelo SAC-SMA ser mais complexo e apresentar maior detalhamento dos processos hidrológicos, ele não conseguiu superar o desempenho do IPH II em todas as seções de monitoramento de vazão do rio Teles Pires.

ABSTRACT Parameterization and performance analysis of a hydrological model allow its consolidation, so that water-resource management strategies could be evaluated and extreme events forecast. In this context, this study aimed to evaluate the performance of the Sacramento Soil Moisture Accounting (SAC-SMA) and IPH II models for runoff estimation in the Teles Pires River basin, which is located in the Amazon region, State of Mato Grosso, Brazil. Both models were automatically calibrated using Shuffled Complex Evolution algorithm (SCE-UA) and validated for five runoff monitoring units. Our results showed that both are suitable for daily runoff modeling in the Teles Pires River basin with higher performance in larger drainage area basins. We can also infer that the simple use of complex rainfall-runoff models might not provide improved estimates. Although the SAC-SMA is the most complex and detailed model for hydrological processes, it has not outperformed IPH II in any of the monitoring units in the Teles Pires River.

ABSTRACT This study aimed at testing the fit of continuous probability distributions to a daily reference evapotranspiration dataset (ET0) at a 75% probability level for designing of irrigation systems. Reference evapotranspiration was estimated by the Penman-Monteith method (FAO-56-PM) for eight locations, within the state of Espírito Santo (Brazil), where there are automatic gauge stations. The assessed probability distributions were beta, gamma, generalized extreme value (GEV), generalized logistic (GLO), generalized normal (GN), Gumbel (G), normal (N), Pearson type 3 (P3), Weibull (W), two- and three-parameter lognormal (LN2 and LN3). The fitting of the probability distributions to the ET0 daily dataset was checked by the Kolmogorov-Smirnov's test. Among the studied distributions, GN was the only one to fit the ET0 data for all studied months and locations. We should also infer that continuous probability models have a good fit to the studied ET0 dataset, enabling its estimation at 75% probability through a Generalized Normal distribution (GN). Therefore, it can be used for the sizing of irrigation systems according to a given degree of risk.