Precipitação

A precipitação é entendida em hidrologia como toda água proveniente do meio atmosférico que atinge a superfície terrestre. A determinação da intensidade da precipitação é importante para o controle de inundação e a erosão do solo. Por sua capacidade para produzir escoamento, a chuva é o tipo de precipitação mais importante para hidrologia (Tucci, 2002). Para o escopo deste trabalho sempre que for utilizado o termo precipitação será considerado que o mesmo é equivalente a chuva.

Segundo Tucci (2002), as características principais da precipitação são o seu total, duração, e distribuições temporal e espacial. O total precipitado não tem significado se não estiver ligado a uma duração. A ocorrência da precipitação é um processo aleatório que não permite uma previsão determinística com grande antecedência. O tratamento dos dados de precipitação para a grande maioria dos problemas hidrológicos é estatístico.

As grandezas que caracterizam uma chuva são:

 Altura pluviométrica: é a espessura média da lâmina de água precipitada que recobriria a região atingida pela precipitação, admitindo-se que essa água não se infiltrasse, não se evaporasse, nem se escoasse para fora dos limites da região. A unidade de medição habitual é o milímetro de chuva, definido como a quantidade de precipitação correspondente ao volume de 1 litro por metro quadrado de superfície;  Duração: é o período de tempo durante o qual a chuva cai. As unidades normalmente utilizadas são o minuto ou a hora;

 Intensidade: é a precipitação por unidade de tempo. Expressa-se normalmente em mm/h ou mm/min. A intensidade de uma precipitação apresenta variabilidade temporal, mas, para análise dos processos hidrológicos, geralmente são definidos intervalos de tempo nos quais é considerado constante;

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 Frequência de probabilidade e tempo de recorrência: a precipitação é um fenômeno de tipo aleatório. Na análise de alturas pluviométricas (ou intensidades) máximas, o tempo de recorrência é interpretado como o número médio de anos durante o qual espera-se que a precipitação analisada seja igualada ou superada. O seu inverso é a probabilidade de um fenômeno igual ou superior ao analisado, ocorrer em um ano qualquer (probabilidade anual).

Os equipamentos utilizados na coleta da precipitação são os pluviômetros para medidas diárias, os pluviógrafos para medidas no tempo e o radar que mede no tempo e no espaço. O pluviômetro é um aparelho totalizador que marca a altura de chuva total acumulada num dado período de tempo. Este aparelho é mais utilizado para totalizar a precipitação diária, sendo monitorado por um operador que mora nas proximidades do aparelho. O pluviógrafo é um aparelho que registra automaticamente as variações da precipitação ao longo do tempo. Este aparelho pode ser gráfico ou digital e é visitado periodicamente por um observador ou equipe que controla a rede de aparelhos.

2.3.2.1 Análise de Consistência dos Dados Pluviométricos

O que se espera de um posto de medição de chuvas é que este forneça uma série contínua dos dados de precipitação ao longo dos anos. No entanto, é comum a ocorrência de períodos sem informações ou mesmo com falhas nas observações em muitas estações, principalmente em longas séries históricas. Portanto, se faz necessário que os dados coletados sejam submetidos a uma análise de consistência antes de serem utilizados, visando a caracterização do regime de chuvas e a preparação dos dados para desenvolvimento de qualquer tipo de estudo.

As causas mais comuns de erros grosseiros nas observações são: a) preenchimento errado do valor na caderneta de campo; b) soma errada do número de provetas, quando a precipitação é alta; c) valor estimado pelo observador, por não se encontrar no local no dia da amostragem; d) crescimento de vegetação ou outra obstrução próxima ao posto de observação; e) danificação do aparelho; f) problemas mecânicos no registrador gráfico (Tucci, 2002).

Para analisar a consistência dos dados de chuva coletados é necessário compará-los com dados de estações vizinhas e verificar a homogeneidade entre os mesmos. O método da Dupla Massa, desenvolvido pelo Geological Survey (USA), é uma prática comum

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adotada no Brasil, utilizada para séries mensais e anuais. O método consiste em selecionar os postos de uma região, acumular para cada um deles os valores mensais ou anuais, e plotar num gráfico cartesiano os valores acumulados correspondentes ao posto a consistir (nas ordenadas) e da média de outros postos adotados como base de comparação (nas abscissas). Se os valores do posto a consistir são proporcionais aos observados na base de comparação, os pontos devem se alinhar segundo uma única reta (Figura 2.3.A). A declividade da reta determina o fator de proporcionalidade entre ambas as séries. Nos casos em que não ocorre essa proporcionalidade, os pontos podem apresentar diferentes comportamentos sendo estes exemplificados na Figura 2.3 e descritos a seguir:

Figura 2.3 – Casos típicos relativos à aplicação da Análise de Dupla Massa – (A) Dados sem inconsistência; (B) Dados com mudança de tendência; (C) Dados com erros de transcrição e (D)

Dados de postos com diferentes regimes pluviométricos. (Tucci, 2002)

 Mudança na declividade (duas ou mais retas): Constitui o exemplo típico derivado da presença de erros sistemáticos, mudanças nas condições de observação ou a existência de uma causa física real, como alterações climáticas no local provocadas pela presença de reservatórios artificiais (Figura 2.3.B);

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 Alinhamento dos pontos em retas paralelas: Ocorre quando existem erros de transcrição de um ou mais dados ou pela presença de anos extremos em uma das séries plotadas. A ocorrência de alinhamentos, segundo duas ou mais retas aproximadamente horizontais ou verticais, pode ser a evidência da comparação de postos com diferentes regimes pluviométricos (Figura 2.3.C);

 Distribuição errática dos pontos: Geralmente é resultado da comparação de postos com diferentes regimes pluviométricos, sendo incorreta toda associação que se deseje fazer entre os dados dos postos plotados (Figura 2.3.D).