In renatoinomata/hidrowebr: hidrowebr: uma ferramenta para análise estatística de séries hidrológicas

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  collapse = TRUE,
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)

A presente vignette apresenta um tutorial para realizar análises estatísticas. Será demonstrado um processo de cálculo de vazões Q710, Qmlp e Q90 para a estação de Fluviópolis (código 65220000).

Cálculo da Q7,10

Pré-processamento

Nesta etapa os dados são inseridos no hidrowebr. Utiliza-se a função de importar para carregar os dados brutos vindos do portal Hidroweb. A função de organizar organiza esses dados em uma data frame de 3 colunas: Est, Data e Q ou P.

Para este tutorial, utilizou-se os dados da estação de Fluviopolis, que podem ser acessados por:

fluviopolis

É bastante comum realizar o descarte de meses que apresentam falhas, dessa maneira, tem-se:

dados <- descartar(fluviopolis, falhas = 5, modo = "mensal")

No código acima, realizou-se o descarte dos meses que apresentaram mais que 5% de falhas. É possível realizar o descarte anual, bastando apenas substituir o parâmetro modo = "mensal" por modo = "anual". Os dados foram armazenados na variável dados.

Processamento

Para cálculo da Q710, necessita-se primeiro obter uma série com as vazões médias de 7 dias consecutivos. Assim:

q7 <- qx(dados, x = 7)

O parâmetro x refere-se ao número de dias consecutivos utilizados para realizar a média.

De posse desta série, é necessário obter as vazões mínimas anuais. Portanto:

q7min <- minAnuais(q7, col_valores = "Qx")

onde col_valores é o nome da coluna que apresenta os valores de vazão para a data.frame de q7.

Análise

Finalmente, para o cálculo da Q710 utilizou-se distribuições de probabilidade para estimar a vazão. Usou-se neste exemplo as distribuições Log-Normal, Weibull e Pearson III (Gamma3):

distribuicoes <- c("lnorm", "weibull", "gamma3")
library(FAdist)
distProb <- distprob(q7min, col_valores = "Minima", dist = distribuicoes, prob = 0.1)

Utilizou-se prob = 0.1 visto que o período de retorno é T = 10 anos. Neste exemplo obteu-se:

| Est | Dist | Coef1 | Coef2 | KS | Estimado | |----------|---------|----------|-------------|------------|----------| | 65220000 | lnorm | 4.513113 | 0.3744244 | 0.09818686 | 56.44512 | | 65220000 | weibull | 2.691175 | 110.1405925 | 0.14947933 | 47.72977 | | 65220000 | gamma3 | 7.261692 | 13.4764214 | 0.10933547 | 55.15069 |

Como KS refere-se ao valor obtido pelo teste de Kolmogorov-Smirnov, percebe-se que a distribuição que melhor se ajustou foi a Log-Normal, uma vez que seu KS é o menor. Portanto, o valor para a Q710 é igual a 56.44.

Caso estivessem sendo analisadas diversas estações simultaneamente, o comando resumoDist pode ser útil para visualizar apenas a melhor distribuição e os valores estimados.

Cálculo da Qmlp

O cálculo da vazão média de longo período Qmlp é feito simplesmente com o comando:

qmlp(fluviopolis, col_valores = "Q")

O resultado obtido foi:

| Est | Qmlp | |----------|---------| | 65220000 | 389.26 |

Cálculo da Q90

Para calcular as vazões de permanência é necessário construir a curva de permanência:

cPerm <- cperm(fluviopolis)

Por padrão, será utilizado a posição de plotagem de Weibull para o cálculo das frequências, mas podem ser utilizadas outras fórmulas, vide documentação da função.

Assim, para o cálculo da Q90, basta:

qperm(cPerm, 90)

O resultado obtido foi:

| Est | Q90 | |----------|---------| | 65220000 | 109.25 |

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