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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35649
Tipo: Dissertação
Título: Estimativa do índice de erosividade da chuva no Brasil com dados de precipitação sub-horários
Autor(es): Silva, Abner Lins
Primeiro Orientador: Almeida, Cristiano das Neves
Primeiro Coorientador: Fullheart, Andrew
Resumo: A erosividade da chuva é um dos parâmetros da equação universal de perda de solo (USLE) e quantifica o potencial erosivo de um evento chuvoso. Para o cálculo dessa variável, são necessários dados de precipitação com resolução sub-horária, uma vez que ela é definida de acordo com a ocorrência do pico de intensidade em relação à sua duração. Além disso, há uma necessidade de uma cobertura temporal no mínimo de 10 anos para garantir a representatividade dos resultados. Muitos estudos foram realizados com a proposta de calcular e espacializar essa grandeza, porém, as dificuldades de se obter dados de chuva com essas características configuram um impasse para esse tipo de estudo, e muitos autores acabam optando por uso de séries sintéticas ou equações empíricas que relacionam precipitação diária ou mensal e erosividade. Esta pesquisa se propôs, de maneira inédita, utilizar dados sub-horários de 2 bases distintas (CEMADEN e ANA) combinadas com 4.560 estações pluviográficas ao longo dos últimos 11 anos (2014 a 2024) para estimar a erosividade da chuva no território Nacional. A metodologia adotada para o cálculo segue as diretrizes estabelecidas por Wischmeier e Smith (1978). Utilizando o método dos Mínimos Intervalos de Tempo (MIT) para a identificação de eventos chuvosos. Para a análise dos dados, foram aplicadas técnicas estatísticas e geoestatísticas, incluindo a Krigagem Ordinária, que permite a interpolação espacial dos valores de erosividade com base na correlação espacial entre os pontos amostrados. A validação cruzada foi aplicada para avaliar a precisão do mapa de erosividade gerado pela interpolação. O modelo apresentou um coeficiente de determinação (R²) de 0,64. Além disso, o erro médio absoluto percentual (EMA%) foi inferior a 10%, demonstrando a confiabilidade do mapa produzido. Como resultado do estudo foram gerados três conjuntos de produtos: (1) um banco de dados com valores de erosividade da chuva de alta confiabilidade com resolução sub-horária; (2) mapa interpolado de erosividade da chuva para o Brasil destacando as áreas com maior potencial erosivo; (3) um script principal validado para cálculos e (4) outros scripts auxiliares para leitura, processamento e apresentação dos resultados. Os resultados deste estudo permitem identificar áreas de maior erosividade e fornecem uma visão espacial detalhada, auxiliando no planejamento da conservação do solo e gestão dos recursos hídricos.
Abstract: Rain erosivity is one of the parameters of the universal soil loss equation (USLE) and quantifies the erosive potential of a rainfall event. To calculate this variable, precipitation data with sub- hourly resolution is necessary, since it is defined according to the occurrence of the intensity peak in relation to its duration. Furthermore, there is a need for temporal coverage of at least 10 years to guarantee the representativeness of the results. Many studies have been carried out with the aim of calculating and spatializing this quantity, however, the difficulties in obtaining rainfall data with these characteristics pose an impasse for this type of study, and many authors end up opting for the use of synthetic series or empirical equations that relate daily or monthly precipitation and erosivity. This research proposed, in an unprecedented way, to use sub-hourly data from 2 different databases (CEMADEN and ANA) combined with 4,560 rain gauge stations over the last 11 years (2014 to 2024) to estimate the erosivity of rain in the National territory. The methodology adopted for the calculation follows the guidelines established by Wischmeier and Smith (1978). Using the Minimum Time Intervals (MIT) method to identify rainy events. For data analysis, statistical and geostatistical techniques were applied, including Ordinary Kriging, which allows the spatial interpolation of erosivity values based on the spatial correlation between the sampled points. Cross-validation was applied to evaluate the accuracy of the erosivity map generated by interpolation. The model presented a coefficient of determination (R²) of 0.64, indicating a good correlation between the estimated and observed values. Furthermore, the mean absolute percentage error (EMA%) was less than 10%, demonstrating the reliability of the map produced. As a result of the study, three sets of products were generated: (1) A database with highly reliable rainfall erosivity values with sub-hourly resolution; (2) Interpolated rain erosivity map for Brazil highlighting the areas with the greatest erosive potential; (3) And a main script validated with RIST software (USDA) for calculations plus other scripts for reading, processing and presenting results. The results of this study allow the identification of areas of greater erosivity and provide a detailed spatial view, assisting in planning soil conservation and water resources management.
Palavras-chave: Chuva - Erosividade
Equação Universal de Perda de Solo (USLE)
Erosividade Anual
Krigagem ordinária
USLE
R Factor
Ordinary Kriging
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Engenharia Civil e Ambiental
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental
Tipo de Acesso: Acesso aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35649
Data do documento: 28-Fev-2025
Aparece nas coleções:Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental

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