Comparação dos métodos de séries de duração parcial e séries de máximo anuais na estimativa de cheias de projeto

Resumo: Esta dissertação analisa e compara diferentes métodos para a estimativa da cheia de projeto. A cheia de projeto é um dado imprescindível para o dimensionamento de estruturas hidráulicas, e tem importância decisiva nos custos e na segurança dos projetos de engenharia. Quando existem dados históricos de vazão no local de interesse e as condições da bacia hidrográfica não se modificam, a cheia de projeto pode ser estimada através da análise de frequência de cheias. Para esta abordagem há dois métodos fundamentais disponíveis, referidos na literatura como séries de duração parcial (PDS) e séries de máximos anuais (AMS). O objetivo geral desta pesquisa foi avaliar em que condições cada um destes dois métodos produzem estimativas mais robustas da cheia de projeto. O método baseou-se na geração de uma série sintética de vazões médias diárias com 5.000 anos pelo método shotnoise. O tempo de recorrência foi estimado pela média do intervalo entre dois eventos consecutivos. Estes valores foram considerados como os "verdadeiros" valores das cheias. Amostras de vazões médias diárias com tamanhos variados (10, 25 e 50 anos) foram extraídas da série sintética gerada. Sobre estas amostras foram aplicados os métodos de análise de frequência de cheias PDS e AMS adotando-se diferentes modelos probabilísticos. Os tempos de recorrência selecionados foram 2, 5, 10, 25, 50 e 100 anos. As estimativas obtidas através dos métodos AMS e PDS foram comparadas com as cheias "verdadeiras", através da raiz quadrada do erro quadrático médio. Em geral, o método PDS conduziu às estimativas de cheia mais eficientes. Na análise de frequência de cheias realizada pelo método PDS, para os três tamanhos de amostra selecionados, os melhores resultados provieram da aplicação do modelo probabilístico Poisson-exponencial com a utilização dos parâmetros 3, 2,6 e 2 , respectivamente. Estas observações conduzem às suposições de que quando o método de séries de duração parcial é aplicado, utilizar um número maior de eventos (maior valor de ) produz as estimativas mais eficientes, e de que o modelo Poisson-exponencial predomina sobre o Poisson- Pareto quando a assimetria da série de vazões é baixa, como no caso da série sintética de vazões gerada e assumida como verdadeira