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RBRH
Revista Brasileira de Recursos Hídricos
Brazilian Journal of Water Resources

ISSN 2318-0331

VOLUME. 21 - Nº. 4 - OUT/DEZ - 2016
ARTICLE
Hydrological system time lag responses to meteorological shifts
Abstract:
Hydrological system-s sensibility and resilience to dry periods are crucial for estimating the potential impacts of droughts. Quantifying response times (RT) of this system-s components relative to droughts allows one to develop a predictive understanding of future impacts. In this context, this study proposes the use of non-parametric statistical methods to estimate RT between meteorological shifts, given by the Standardized Precipitation Index (SPI), and the respective changes in the hydrological system, measured by river discharge (Q) and reservoir storage time series. Change point (CP) analyses were applied to time series of (i) SPI and accumulated storage relative to 32 reservoirs within the Paraná basin; and (ii) SPI, Q and reservoir storage relative to Furnas hydroelectric power plant. Based on the responses from CP analyses, RT in case (i) varied from 0 - 6 months, whereas, in case (ii), results indicate that significant changes in Q occurred in the same month of changes in rainfall. Results also suggest a minor role of anthropogenic factors (dam operation) compared to natural forcing in reservoir depletion during the 2014 drought than that in 2000/2001. This study reinforces the importance of an optimized reservoir management, considering the balance between anthropogenic and natural forcing as a strategy to combat droughts impacts. 
Keywords: Meteorological drought; SPI; Change point analysis; Time series 

 

 

Defasagem temporal de resposta do sistema hidrológico sob mudanças meteorológicas
Resumo:
A sensibilidade de um sistema hidrológico e sua capacidade de recuperação após períodos de estiagem são questões determinantes para estimar o impacto potencial de secas. A quantificação dos tempos de resposta (TR) de componentes desse sistema em relação às secas possibilita antecipar futuros impactos. Neste contexto, o presente trabalho propõe a utilização de métodos estatísticos não-paramétricos para estimar TR entre mudanças meteorológicas, medidas por meio do índice de precipitação padronizado (SPI), e respectivas alterações no sistema hidrológico, medidas por meio de séries de vazão (Q) e de armazenamento em reservatórios. Para o desenvolvimento deste trabalho, foram estimados os pontos de mudanças das séries temporais de (i) SPI e volume de armazenamento mensal equivalente de 32 reservatórios da bacia do Rio Paraná; e de (ii) SPI, vazão e volume de armazenamento no reservatório da usina hidrelétrica de Furnas. Com base nas respostas dos métodos empregados, o TR para o caso (i) varia de 0 a 6 meses, enquanto que, para o caso (ii), os resultados indicam que mudanças significativas na vazão devido a mudanças na precipitação ocorrem em menos de 1 mês. Os resultados também mostram que os fatores antropogênicos (operação dos reservatórios) contribuíram menos para depleção dos reservatórios na seca de 2014 do que em 2000/2001. Este trabalho reforça a importância da otimização na operação de reservatórios visando o melhor equilíbrio entre fatores naturais e antropogênicos como estratégia de combate aos efeitos das secas. 
Palavras-chave: Seca meteorológica; SPI; Ponto de mudança; Séries temporais 

 

 

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