DISTRIBUIÇÃO TEMPORAL DE CHUVAS INTENSAS EM PIRACICABA, SP Ronalton Evandro Machado 1 *; Liebe Santolin Ramos Rittel Bull 2 ; Paulo César Sentelhas 3 Resumo O estudo da variação temporal de chuvas intensas é de grande importância na hidrologia, para a análise e previsão de eventos extremos, necessárias em projetos de controle de engenharia. Foram analisados dados de pluviogramas da cidade de Piracicaba, SP, do período de 2001 a 2014, para se determinar a distribuição temporal de chuvas intensas de 2 e 4 horas de duração. As chuvas de 2 horas foram subdivididas em três intervalos iguais e sucessivos de 30 min cada um, enquanto as chuvas de 4 horas foram subdivididas em quatro intervalos iguais e sucessivos de 1 hora. O modelo de distribuição da precipitação que predominou para as chuvas de 2 hora de duração foi o distribuição normal assimétrica em 45,5% dos casos. Para as chuvas de 4 horas, foi do tipo exponencial negativo, com 53,3% dos casos. Para as chuvas de 2 horas, com altura pluviométrica média de 30,6 mm, a distribuição foi de 20,6; 54,5; 20,2 e 4,7% do total precipitado, respectivamente, nos quatros intervalos sucessivos de 30 min. Para as chuvas de 4 horas, com altura pluviométrica média de 33,9 mm, o resultado foi de 52,6; 22,5; 15,7; e 9,1%, respectivamente, nos quatro intervalos sucessivos de 1 hora. Palavras-Chave chuvas intensas, distribuição temporal, modelos TIME DISTRIBUTION OF INTENSE RAINFALL IN PIRACICABA, SP, BRAZIL Abstract Time distribution models of intense and short rains are very important in hydrology and for extreme predictions in engineering projects. With this purpose, rain data of Piracicaba, SP, Brazil, from 2001 to 2014 were analyzed to establish time distribution models of 2 and 4 hours intense rains, during the rainy season from october through march. Time distribution models were assessed by four intervals of thirty minute s duration, for 2 hours rains and by four intervals of one-hour duration for 4 hours rains. The prevailing precipitation model for 2-hour was normal asymmetrical distribution in 45.5% of cases. For rain 4-hours, it was the negative exponential, with 53.3% of cases. For 2 hours rains fractions were distributed as 20.6; 54.5; 20.2; and 9.1% of a total 33.9 mm precipitation. For 4 hours rains, the result was 52.6; 22.5; 15.7 and 9.1% of a total 33.3 mm precipitation, in four successive intervals. Keywords intense rains, time distribution, models * Autor Correspondente: Professor Doutor da Faculdade de Tecnologia da UNICAMP - machado@ft.unicamp.br 2 Afiliação: Aluna do curso de Tecnologia em Controle Ambiental da Faculdade de Tecnologia da UNICAMP - liebe_bull@hotmail.com 3 Afiliação: Professor Livre-docente da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz/USP - pcsentel.esalq@usp.br XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 1
INTRODUÇÃO E OBJETIVO Questões relacionadas ao impacto ambiental decorrente de chuvas intensas tem sido motivo de grande preocupação para técnicos e administradores ligados ao planejamento e à ocupação do espaço geográfico, seja ele rural ou urbano (MELLO et al., 1994). As intensidades de precipitação dependem das condições atmosféricas que se modificam com o tempo. Por isso, é difícil estabelecer um valor para considerar uma chuva como intensa, já que seus impactos dependem da característica do meio. Em áreas rurais, por exemplo, chuvas intensas podem provocar o processo erosivo no solo (KAUFMANN et al., 2012). No perímetro urbano a problemática está ligada ao acelerado escoamento superficial e baixa infiltração, ocasionando enchentes e alagamentos, muito comuns nas grandes cidades brasileiras que crescem desordenadamente (CANHOLI, 2005). Para um engenheiro, fica a capacidade de prever a ocorrência de eventos extremos e suas consequências, a partir do modelo de variabilidade da distribuição temporal da chuva na região climática estudada e de maior probabilidade de incidência para o período considerado (CRUCIANI et al., 2002). Conhecer o modelo de distribuição temporal de chuvas intensas de uma localidade torna mais realista a previsão hidrológica em projetos de engenharia em áreas rurais e urbanas, permitindo a quantificação do efeito de um evento hidrológico com maior precisão, o que pode ser efetuado pela aplicação de métodos de análise de hidrógrafas (SENTELHAS et al., 1998). Esse trabalho teve o objetivo de analisar dados de pluviogramas do posto agrometeorológico na cidade de Piracicaba, SP, localizado na Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ) no período de 2001 a 2014, para se determinar a distribuição temporal de chuvas intensas de 2 e 4 horas de duração. METODOLOGIA Os dados de precipitação foram obtidos do posto agrometeorológico da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, em Piracicaba, Estado de São Paulo, localizado nas coordenadas geográficas: latitude 22 42 S, longitude 47 38 W e altitude 546 m. O período analisado foi de 2001 a 2014, entre os meses de outubro e março, caracterizando a estação chuvosa, quando ocorre aproximadamente 80% do total anual de chuvas. Os eventos de chuvas intensas de 2 e 4 horas de duração foram selecionados com base nos seguintes critérios: a) para chuvas intensas de 2 horas, subdivididas em 4 intervalos de tempo de 30 min cada um: - Prec 15 mm, nos primeiros 60 min, ou - Prec 20 mm, durante os 120 min. b) Para a caracterização de chuva intensa no intervalo de 4 horas, foram adotados os seguintes critérios: - Prec 15 mm, na primeira hora; - Prec 20 mm, durante as 4 horas. Esses critérios foram estabelecidos de acordo com a velocidade de infiltração básica da água nos solos da região de Piracicaba que, segundo Reichardt (1987), é da ordem de 15 mm h -1. Deste modo, procurou-se selecionar os eventos com potencial para geração de escoamento superficial. Os eventos, subdivididos em intervalos, foram dispostos em histogramas, selecionando-se para análise os casos mais frequentes de distribuição temporal. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 2
RESULTADOS E DISCUSSÕES Foram identificadas quatro tipos predominantes de histogramas de distribuição temporal de chuvas intensas de 2 horas a partir da análise dos dados (Figura 1). O caso 4 foi o que ocorreu com maior frequência na maioria dos meses analisados, em média 46,5%. O caso 1, em média 36,6% dos eventos no período analisado, seguido do caso 2, em 17,4% dos eventos, e do caso 3, em 8,3%. Esses resultados divergem daqueles obtidos por CRUCIANI et al. (2002) no período de 1966 a 2000 para a mesma localidade. Eles constataram que o modelo de distribuição tipo 1 foi o que predominou em 50,7% dos caso. O tipo 4, segundo os autores, ocorreu em somente 10% dos casos analisados. Figura 1 Histogramas de distribuição de chuvas intensas de 2 horas, nos meses de outubro a março, O modelo de distribuição de chuvas de 2 horas apresentou média geral de 30,6 mm (Figura 2), com a seguinte distribuição temporal: 20,6% no primeiro intervalo de 30 min, 54,5% no segundo, 20,2% no terceiro e 4,7% no quarto intervalo. Na figura 3, são apresentados os tipos predominantes de histogramas de precipitação intensa de 4 horas, observados no período de 2001 a 2014. Pode-se observar que o modelo de distribuição temporal de maior frequência é do tipo I, representando, em média, nos meses chuvosos, 53,3% dos eventos de precipitação intensa em períodos de 4 horas, seguida do caso 2, onde houve, em média, 36,6% dos eventos. Os demais casos, 3 e 4, tiveram menores ocorrências, inferiores a 30% dos eventos em cada mês, chegando a não ocorrer em alguns deles. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 3
Figura 2 Variação temporal média das chuvas intensas de 2 horas, nos meses de outubro a março, Figura 3 Histogramas de distribuição de chuvas intensas de 4 horas, nos meses de outubro a março, O modelo de distribuição de chuvas de 4 horas apresentou média geral de 33,9 mm (Figura 4), com a seguinte distribuição temporal: 52,6% no primeiro intervalo de 1 hora, 22,5% no segundo, 15,7% no terceiro e 9,1% no quarto intervalo. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 4
CONCLUSÃO Os resultados obtidos permitem as seguintes conclusões: 1. Os histogramas de chuvas intensas de 1 e 4 horas de duração, representativos dos meses chuvosos (de outubro a março), apresentaram distribuição normal assimétrica para chuvas de 1 hora em 45,5% dos casos e distribuição temporal do tipo exponencial negativa, em 53,3% dos casos para chuvas de 4 horas de duração. 2. O modelo de distribuição temporal das chuvas intensas de 1 e 4 horas indicam, que para a cidade de Piracicaba, prevalecem as chuvas de distribuição adiantada, independentemente do total e da duração da precipitação. REFERÊNCIAS CANHOLI, A. P. Drenagem Urbana e Controle de Enchentes. São Paulo, Oficina de Textos, 2005. CRUCIANI, D. E., MACHADO, R. E.; SENTELHAS, P. C. Modelos da distribuição temporal de chuvas intensas em Piracicaba, SP. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.6, n.1, p.76-82, 2002. KAUFMANN, V.; CASTRO, N.M.DOS R; PINHEIRO, A. Escoamentos Superficiais e de Drenagem em Solo com Diferentes Manejos e Intensidades de Chuvas Simuladas. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, v.17, n.4, 273, 2012. MELLO, M.H.A., ARRUDA, H.V., ORTOLANI, A. A. Probabilidade de ocorrência de totais pluviais máximos horários, em Campinas - São Paulo. Revista IG, v.15, n.1/2, p.59-67, 1994. SENTELHAS, P.C.; CRUCIANI, D.E.; PEREIRA, A.S.; VILLA NOVA, N.A. Distribuição horária de chuvas intensas de curta duração: um subsídio ao dimensionamento de projetos de drenagem superficial. Revista Brasileira de Meteorologia, Jaboticabal, v.13, n.1, p.45-52, 1998. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 5