Nonstationarity in building flow duration curves aiming at obtaining water resource permits / Não Estacionariedade na Construção de Curvas de Permanência com Vistas à Outorga de Recursos Hídricos /

Autores

Daniel Henrique Marco Detzel, Cristovão Vicente Scapulatempo Fernandes, Miriam Rita Moro Mine

Resumo

ABSTRACT Anthropogenic activities in watersheds are responsible for land use changes, thus interfering in its rivers flows. As a consequence, changes occur in the hydrological series statistical moments, a condition known as nonstationarity. The use of a nonstationary time series can cause relevant errors, misleading and biasing the analyses proposed. Therefore, this paper evaluates the possible effects of nonstationarity on water availability for water resources permits in six Brazilian gauging stations, considering Q_95% as reference. Median and seasonal flow duration curves are employed in two distinct periods, before and after 1969, for all series. Results suggested that Q_95% increased in four gauging stations and was reduced in the remaining two. Moreover, major changes were found in intermediate flow durations, suggesting that the variations are not limited to the extreme values in the series. Keywords: Statistical stationarity. Flow duration curve. Water resources permits RESUMO Atividades antrópicas nas bacias hidrográficas são responsáveis por causar mudanças no uso do solo, de modo a ocasionar reflexos nas vazões afluentes de seus rios. Dentre essas consequências está a alteração dos primeiros momentos estatísticos das séries hidrológicas, condição conhecida por não estacionariedade. O emprego de uma série não estacionária pode repercutir em erros relevantes e conclusões tendenciosas nas análises propostas. Dessa maneira, o presente trabalho avalia os possíveis efeitos dessa condição na disponibilidade hídrica para outorga de uso dos recursos hídricos em seis postos hidrométricos brasileiros, considerando como referência a Q_95%. Opta-se pelo uso da curva de permanência mediana anual e de curvas de permanência sazonais, determinadas em dois momentos distintos das séries históricas, antes e depois do ano de 1969. Os resultados sugerem aumento da Q_95% em quatro postos e redução nos outros dois. Além disso, alterações importantes foram também identificadas em permanências intermediárias, sugerindo que as variações nas séries não estão limitadas a valores extremos. Palavras Chave: Estacionariedade estatística. Curva de permanência. Outorga de recursos hídricos

Palavras-chave

Statistical stationarity. Flow duration curve. Water resources permits

Nonstationarity in determining flow-duration curves aiming water resources permits / Não Estacionariedade na Construção de Curvas de Permanência com Vistas à Outorga de Recursos Hídricos

Authors

Daniel Henrique Marco Detzel, Cristovão Vicente Scapulatempo Fernandes, Miriam Rita Moro Mine

Abstract

ABSTRACT Anthropogenic activities in watersheds are responsible for land use changes, thus interfering in its rivers flows. As a consequence, changes occur in the hydrological series statistical moments, a condition known as nonstationarity. The use of a nonstationary time series can cause relevant errors, misleading and biasing the analyses proposed. Therefore, this paper evaluates the possible effects of nonstationarity on water availability for water resources permits in six Brazilian gauging stations, considering Q_95% as reference. Median and seasonal flow duration curves are employed in two distinct periods, before and after 1969, for all series. Results suggested that Q_95% increased in four gauging stations and was reduced in the remaining two. Moreover, major changes were found in intermediate flow durations, suggesting that the variations are not limited to the extreme values in the series. Keywords: Statistical stationarity. Flow duration curve. Water resources permits RESUMO Atividades antrópicas nas bacias hidrográficas são responsáveis por causar mudanças no uso do solo, de modo a ocasionar reflexos nas vazões afluentes de seus rios. Dentre essas consequências está a alteração dos primeiros momentos estatísticos das séries hidrológicas, condição conhecida por não estacionariedade. O emprego de uma série não estacionária pode repercutir em erros relevantes e conclusões tendenciosas nas análises propostas. Dessa maneira, o presente trabalho avalia os possíveis efeitos dessa condição na disponibilidade hídrica para outorga de uso dos recursos hídricos em seis postos hidrométricos brasileiros, considerando como referência a Q_95%. Opta-se pelo uso da curva de permanência mediana anual e de curvas de permanência sazonais, determinadas em dois momentos distintos das séries históricas, antes e depois do ano de 1969. Os resultados sugerem aumento da Q_95% em quatro postos e redução nos outros dois. Além disso, alterações importantes foram também identificadas em permanências intermediárias, sugerindo que as variações nas séries não estão limitadas a valores extremos. Palavras Chave: Estacionariedade estatística. Curva de permanência. Outorga de recursos hídricos

Keywords

Statistical stationarity. Flow duration curve. Water resources permits