Heavy rainfall equations for Santa Catarina, Brazil

Abstract

Knowledge of intensity-duration-frequency (IDF) relationships of rainfall events is extremely important to determine the dimensions of surface drainage structures and soil erosion control. The purpose of this study was to obtain IDF equations of 13 rain gauge stations in the state of Santa Catarina in Brazil: Chapecó, Urussanga, Campos Novos, Florianópolis, Lages, Caçador, Itajaí, Itá, Ponte Serrada, Porto União, Videira, Laguna and São Joaquim. The daily rainfall data charts of each station were digitized and then the annual maximum rainfall series were determined for durations ranging from 5 to 1440 min. Based on these, with the Gumbel-Chow distribution, the maximum rainfall was estimated for durations ranging from 5 min to 24 h, considering return periods of 2, 5, 10, 20, 25, 50, and 100 years,. Data agreement with the Gumbel-Chow model was verified by the Kolmogorov-Smirnov test, at 5 % significance level. For each rain gauge station, two IDF equations of rainfall events were adjusted, one for durations from 5 to 120 min and the other from 120 to 1440 min. The results show a high variability in maximum intensity of rainfall events among the studied stations. Highest values of coefficients of variation in the annual maximum series of rainfall were observed for durations of over 600 min at the stations of the coastal region of Santa Catarina.O conhecimento das relações intensidade-duração-frequência (IDF) de chuvas é de grande importância no dimensionamento de estruturas de drenagem superficial e controle de erosão do solo. O objetivo deste trabalho foi obter equações IDF para 13 estações pluviográficas do Estado de Santa Catarina: Chapecó, Urussanga, Campos Novos, Florianópolis, Lages, Caçador, Itajaí, Itá, Ponte Serrada, Porto União, Videira, Laguna e São Joaquim. Os pluviogramas diários de cada estação foram digitalizados e, posteriormente, determinaram-se as séries de máximas anuais de chuva com duração de 5 a 1.440 min. A partir delas, foram estimadas, por meio da distribuição de Gumbel-Chow, as chuvas máximas com durações variando de 5 min a 24 h, considerando-se os períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50 e 100 anos. A aderência dos dados ao modelo de Gumbel-Chow foi comprovada por meio do teste de Kolmogorov-Smirnov a 5 %. Para cada estação pluviográfica, ajustaram-se duas equações IDF de chuvas: uma válida para duração de 5 a 120 min e outra para duração de 120 a 1.440 min. Os resultados mostraram grande variação na intensidade máxima da chuva entre as estações estudadas. Foram observados maiores valores de coeficientes de variação nas séries de máximas anuais de chuva com duração superior a 600 min das estações situadas na faixa litorânea do Estado de Santa Catarina.