ABSTRACT With the impermeabilization of urban soils and the increase in the frequency of heavy rains, conventional drainage systems have become obsolete, resulting in the occurrence of floods. In this sense, the aim of this study was to evaluate the impact of implementing urban drainage compensatory techniques in Ressaca stream basin - Belo Horizonte - MG. For this, scenarios were proposed that contemplate the current condition of occupation of the basin, verifying the possible techniques to be adopted, and a future situation, which envisages a new pattern of urban development and an equation IDF that incorporates non-stationarity conditions. The increase in peak flow rates observed when comparing the scenarios that contemplate the different perspectives of IDF, although quite expressive, could be attenuated with the implementation of techniques that contribute to reducing runoff volume. This study findings evidence the hydrological benefits that compensatory techniques could promote in the face of a scenario of changes in rainfall patterns.

RESUMO Com a impermeabilização dos solos urbanos e o aumento da frequência de chuvas intensas, os sistemas convencionais de drenagem tornaram-se obsoletos, resultando na ocorrência de enchentes. Nesse sentido, o objetivo deste estudo foi avaliar o impacto da implantação de técnicas compensatórias de drenagem urbana na bacia do córrego Ressaca - Belo Horizonte - MG. Para isso, foram propostos cenários que contemplam a condição atual de ocupação da bacia, verificando as possíveis técnicas a serem adotadas, e uma situação futura, que contempla um novo padrão de desenvolvimento urbano e uma equação IDF que incorpora condições de não estacionariedade. O aumento das vazões de pico observadas na comparação dos cenários que contemplam as diferentes perspectivas do IDF, embora bastante expressivo, poderia ser atenuado com a implantação de técnicas que contribuam para a redução do volume de escoamento. Os achados deste estudo evidenciam os benefícios hidrológicos que as técnicas compensatórias podem promover diante de um cenário de mudanças nos padrões de chuva.

RESUMO O estudo de mudanças em séries de dados hidrológicos é de grande importância científica e prática para os sistemas de recursos hídricos, uma vez que estes são normalmente projetados a partir da suposição de que a série temporal seja estatisticamente estacionária. Entretanto, tal suposição pode não ser verificada quando são considerados aspectos como alterações ou variabilidade climática. Dessa forma, esta pesquisa buscou identificar tendências em intensidades máximas de chuva em Belo Horizonte (MG) e propor, diante dos resultados observados, uma nova curva intensidade-duração-frequência (IDF) sob a ótica da não-estacionariedade para a cidade. Para a análise de tendências, foram utilizados testes estatísticos, e para quantificar as intensidades de chuva e ajustar uma curva IDF, foi proposta uma adaptação do conceito “Minimax Design Life Level”. Como resultados, foram detectadas diferentes tendências, sendo observado para durações iguais ou inferiores a 1 hora um aumento nas intensidades de chuva a partir do ano 2000. No que se refere ao ajuste da IDF, foram obtidas intensidades de chuva até 48% superiores às estimativas atuais. Ressalta-se, então, a necessidade de revisões periódicas das relações IDF a fim de evitar sub ou superestimativas no dimensionamento de obras hidráulicas.

ABSTRACT The study of changes in hydrological data series is of great scientific and practical importance for water resources systems, since these are normally projected based on the assumption that time series is statistically stationary. However, such assumption may not be verified when aspects as changes or climatic variability are considered. In this sense, the present study sought to identify trends in maximum rainfall intensities in Belo Horizonte (MG) and propose, in view of the observed results, a new intensity-duration-frequency (IDF) curve from the perspective of non-stationarity. For the trend analysis, statistical tests were applied, and an adaptation of the concept “Minimax Design Life Level” was proposed to quantify rainfall intensities and fit a non-stationary IDF curve. As a result, different trends were detected, with an increase in rainfall intensities for durations equal to or less than 1 hour starting in 2000. Regarding the IDF relationships, the obtained rain intensities were up to 48% higher than current estimates. Our results emphasize the need to periodically review IDF relationships in order to avoid under or overestimation in the design of hydraulic structures.

RESUMO Eventos climáticos extremos são considerados uma das principais manifestações de mudança climática, sendo que a minimização dos impactos decorrentes passa pelo estudo da magnitude e frequência de suas ocorrências. Neste sentido, a presente pesquisa busca identificar tendências em eventos extremos de precipitação na Região Metropolitana de Belo Horizonte, à luz da crescente preocupação com o aumento de sua ocorrência na região. As tendências da precipitação foram estudadas, principalmente, por meio dos índices estabelecidos pela ETCCDMI, incluindo séries temporais do número anual de dias chuvosos acima de um certo limiar estabelecido, considerando quatorze estações pluviométricas. A fim de estimar o valor de precipitação limiar, que acarretaria potenciais impactos, foi realizada uma busca de alagamentos ocorridos na região, para que estes fossem associados aos dados de precipitação nos dias de sua ocorrência. A análise efetuada não permitiu a detecção de um padrão regional nos índices analisados, no entanto, a estação localizada em Belo Horizonte apresentou aumento dos eventos de precipitação diária iguais ou superiores a 10, 20, 30 e 40 mm, na precipitação acumulada em cinco dias consecutivos, na intensidade diária e no total anual precipitado. Foram também registradas mudanças abruptas nas séries de precipitação. Os resultados indicaram que Belo Horizonte pode ser impactada pelo aumento de chuvas extremas, fato que pode estar associado a mudanças identificadas nas séries de temperatura.

ABSTRACT Extreme weather events have emerged as one of the main manifestations of climate change, being that the mitigation of the elapsed impacts demand studies of the magnitude and frequency of their occurrence. This study aims to identify the trends of extreme precipitation events in the Metropolitan Region of Belo Horizonte, especially concerning their frequency. The trends of precipitation were studied with especial regard to the indices set by ETCCDMI (Expert Team on Climate Change Detection Monitoring and Indices), including time series of annual number of rainy days above a certain threshold recorded at fourteen rainfall gauging stations. One stage of this study consisted in surveying the flood occurrence in the area, besides analyzing the precipitation data corresponding to date of flood occurrences, in order to establish a threshold value beyond which an event would entail potential impacts. No regional index pattern could be set based on such results, although the rainfall station located in the city of Belo Horizonte reported a statistically significant increase in daily precipitation events above 10, 20, 30 and 40 mm, in maximum precipitation recorded over five consecutive days, in daily intensity, and in total annual precipitation. Abrupt changes in rainfall series were also recorded. The results have indicated that the city may be potentially impacted by extreme rainfall increase, probably associated to changes in temperatures on regional and local scales.