Duration-frequency relationships of heavy rainfall in Santa Catarina, Brazil

Abstract

The purpose of this study was to adjust equations that establish relationships between rainfall events with different duration and data from weather stations in the state of Santa Catarina, Brazil. In this study, the relationships between different duration heavy rainfalls from 13 weather stations of Santa Catarina were analyzed. From series of maximum annual rainfalls, and using the Gumbel-Chow distribution, the maximum rainfall for durations between 5 min and 24 h were estimated considering return periods from 2 to 100 years. The data fit to the Gumbel-Chow model was verified by the Kolmogorov-Smirnov test at 5 % significance. The coefficients of Bell's equation were adjusted to estimate the relationship between rainfall duration t (min) and the return period T (y) in relation to the maximum rainfall with a duration of 1 hour and a 10 year return period. Likewise, the coefficients of Bell's equation were adjusted based on the maximum rainfall with a duration of 1 day and a 10 year return period. The results showed that these relationships are viable to estimate short-duration rainfall events at locations where there are no rainfall records.O objetivo deste trabalho foi ajustar equações que relacionam as precipitações com diferentes durações aos dados medidos em estações pluviográficas do Estado de Santa Catarina. Foram estudadas as relações entre precipitações intensas de diferentes durações de 13 estações pluviográficas do Estado de Santa Catarina. A partir das séries de chuvas máximas anuais, 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 a 100 anos. A aderência dos dados ao modelo de Gumbel-Chow foi comprovada por meio do teste de Kolmogorov-Smirnov, com nível de significância de 5 %. Ajustaram-se os coeficientes da equação proposta por Bell a fim de estimar a relação entre a chuva com duração t (min) e o período de retorno T (anos), em função da chuva máxima com período de retorno de 10 anos e duração de 1 h. Do mesmo modo, foram ajustados os coeficientes da equação de Bell, cuja base foi a chuva máxima com período de retorno de 10 anos e duração de um dia. Os valores obtidos mostram que o uso dessas relações constitui-se em alternativa viável para estimar as chuvas de curta duração em locais sem registros pluviográficos.