Metropolitan region of Belém-PA Brazil a comparative determination of average annual precipitation

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i4.14133

Keywords:

Average annual precipitation; Arithmetic mean; Thiessen polygons; Isohyets.

Abstract

The knowledge of the rainfall regime has great importance for determining the average annual precipitation, mainly for locations where precipitation is intense and with an increasing tendency over the years, as well as for water resource management plans. The main goal of this research was to determine the average annual precipitation in the Metropolitan Region of Belém (MRB), by comparing and verifying the variations between the obtained results. Therefore, three different methods were applied: Arithmetic Mean, Thiessen Polygon and Isohyets (through interpolation by ordinary Kriging and inverse of the square of the distance) for three different data conditions (historical data with: 37, 28 and 20 years). The obtained results, precipitation values around 2,841 mm, shows that the variations were insignificant for Thiessen and Isohyet methods, while the Arithmetic Mean method was distant from the others with an average of 2,604 mm. Finally, it was concluded from the obtained results that even with an irregular distribution of the rainfall stations, that is a very common situation, and a little rugged relief, the Thiessen Polygon and Isohyet methods are equivalent for the objective in question, having no significant variation between these conditions.

Author Biographies

Éverton Costa Dias, Universidade Federal do Pará

Engenheiro Sanitarista e Ambiental pela Universidade Federal do Pará - UFPA (2013-2018). Atualmente é mestrando do Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil na Linha de Pesquisa: Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental, pela UFPA. Também realiza o curso de especialização Lato Sensu em Gerenciamento de Resíduos Sólidos e Líquidos pelo Centro Universitário Metropolitano da Amazônia (UNIFAMAZ). Durante o último período da graduação foi monitor voluntário na disciplina Hidrologia e Climatologia (2018) no Laboratório Engenharia Sanitária e Ambiental (LAESA); foi bolsista do Programa de Educação Tutorial (PET) de Engenharia Sanitária e Ambiental da UFPA (2014-2018), no qual desenvolveu atividades de Ensino, Pesquisa e Extensão. Também atuou como estagiário na Companhia de Saneamento do Pará (COSANPA) (2017-2018), no departamento de Estudos e Projetos, trabalhando no apoio ao desenvolvimento de projetos de sistemas de abastecimento de água e sistema de rede coletora de esgoto. No momento, como profissional, faz parte da empresa Sanevias Consultoria & Projetos, atuando como Engenheiro Sanitarista e Ambiental.

Giovanni Chaves Penner, Universidade Federal do Pará

Graduado em Engenharia Sanitária pela UFPA (1997), mestrado e doutorado pela EESC-USP (2000 e 2005). Intercâmbio com a USEPA (2004). Especialista em Gestão Municipal de Recursos Hídricos ANA/IFCE (2018). Trabalha como professor doutor desde (2005). Tem experiência na área de Engenharia Sanitária, Hidrologia e Recursos Hídricos, com ênfase em Gerenciamento de Áreas Contaminadas e Controle da Poluição, atuando principalmente nos seguintes temas: modelagem matemática de plumas poluentes, contaminação do solo, passivos ambientais, qualidade da água subterrânea, diagnóstico ambiental, avaliação de risco e remediação, estudo de chuvas intensas, bacia hidrográficas e medição de vazão em cursos d'água. Atua como Professor Doutor na UFPA na Faculdade de Engenharia Sanitária e Ambiental e Consultor na área de Saneamento Ambiental com ênfase no Gerenciamento de Áreas Contaminadas e Recursos Hídricos

Juliana Silva do Nascimento, Universidade Federal do Pará

Graduanda em Engenharia Sanitária e Ambiental pela Universidade Federal do Pará (8° semestre). Participou como bolsista PIBEX 2017 no Projeto de Extensão: "Separar para Coleta Seletiva Solidária: um gesto simples, uma atitude nobre". Organizadora na 7º edição do Trote Solidário e Sustentável "O Papel do Calouro da UFPA" (2018). Bolsista no Programa de Educação Tutorial (PET) do curso de Engenharia Sanitária e Ambiental da UFPA (2018-2019). Atualmente é estagiária na Diretoria de Meteorologia, Hidrologia e Mudanças Climáticas (DIMUC) da Secretaria de Meio Ambiente e Sustentabilidade (SEMAS) do Estado do Pará (2020) e Bolsista PIVIC na pesquisa "Determinação do Raio de Influência e Parâmetros de Aquífero por Teste de Bombeamento em Poços de Monitoramento no Campus da UFPA em Belém - PA" (2020).

Milena Jéssica Guimarães Monteiro, Universidade Federal do Pará

Graduanda no 8º período de Engenharia Sanitária e Ambiental na Universidade Federal do Pará. Possui o certificado Toelf em Inglês avançado pela Instituição privada Idiomas Aslan. Estagiária na Gerência do Sistema de Informações sobre Recursos Hídricos - GESIR/DIREH da Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Sustentabilidade - SEMAS; Bolsista PIVIC no Projeto de pesquisa: Monitoramento do Aquífero livre no campus da UFPA em Belém/PA. 

Paulo Victor Nobre Lopes, Universidade Federal do Pará

Graduando em Engenharia Sanitária e Ambiental pela Universidade Federal do Pará (8° semestre). Realizou estágio (bolsa PROAD) no gabinete da prefeitura da UFPA (2018). Bolsista no Programa de Educação Tutorial (PET) do curso de Engenharia Sanitária e Ambiental da UFPA (2018-2019). Atualmente é estagiário Na Companhia de Saneamento do Estado do Pará (COSANPA).

References

Agência Nacional de Águas (2017). Estudos Hidrogeológicos para a Definição de Estratégias de Gestão das Águas Subterrâneas da Cidade de Belém/PA e Municípios Adjacentes: relatório parcial. p. 41. Brasília.

Albuquerque, M. F., Souza, E. B., Oliveira, M. C. F. & Junior, J. A. S. (2010). Precipitação nas mesorregiões do estado do Pará: climatologia, variabilidade e tendências nas últimas décadas (1978-2008). Revista Brasileira de Climatologia. vol. 6.

Al-Ahmady, K. K., & Al-Jarjees, S. D. (2020). The usage of gis for the devastated urban centers management and preservation of monuments study case: Nabi-Jarjis district In Mosul City In Iraq. Iraqi Geological Journal,. 53, 57-69.

Aleixo, N. C. R., & Neto, J. C. A. S. (2019). Caracterização da precipitação pluviométrica do médio Solimões - AM. Acta Geográfica, 13(31), 104-120.

Al-Ozeer, A., Abdaki, M. A., Al-Iraqi, A. R., Al-Samman, S. H., & Al-HAmmadi, N. A. (2020). Estimation of mean areal rainfall and missing data by using gis in nineveh, Northern Iraq. Iraqi Geological Journal, 53(1), 93-103.

Andriotti, J. L. S. (2002). Notas de geoestatística. Revista Acta Geologica Leopoldensia. 35(55): 3–14.

Balany, F. (2011). Different ways of calculating catchment rainfall: case in Indonesia. Civil Engineering Forum, 20(1), 1175-1182.

Barboza, E. N., Caiana, C. R. A., & Neto, F. D. C. B. (2020). Análise da precipitação pluviométrica na Região do Centro-Sul Cearense: Um estudo do período (1980-2009). Research, Society and Development, 9(6).

Bertoni, J. C., & Tucci, C. E. M. (2002). Precipitação. In C. E. M. Tucci (Org.), Hidrologia: Ciência e Aplicação (cap. 5). Porto Alegre: ABRH.

Borges, A. E. F., Souza, A. M. B., Monteiro, A. D. S., Silva, B. M., Soares, C. D. A., Silva, D. A. C., & Lobato, W. T. D. S. (2019). Comparação da Precipitação Pluviométrica de 12 Cidades Paraenses. As ciências exatas e da terra no século XXI [recurso eletrônico] : volume 2 / Organizadores Júlio César Ribeiro, Carlos Antônio dos Santos. Ponta Grossa, PR: Atena Editora. 1-388. Recuperado de https://www.atenaeditora.com.br/post-artigo/23275.

Campos, T. L. O. B., Mota, M. A. S., & Santos, S. R. Q. (2015). Eventos extremos de precipitação em Belém-PA: uma revisão de notícias históricas de jornais. Revista Ambiente & Água, 10(1), 182-194.

Chowdhury, M. A. I., Kabir, M. M., Sayed, A. F., & Hossain, S. (2016). Estimation of rainfall patterns in Bangladesh using different computational methods (arithmetic average, thiessen polygon and isohyet). Journal of Biodiversity and Environmental Sciences, 8(1), 43-51.

Collischonn, W., & Dornelles, F. (2015). Hidrologia para engenharia e ciências ambientais (2 ed.). Porto Alegre: ABRH.

Farias, O. G., Francisco, C. N., & Senna, M. C. A. (2017). Avaliação de métodos de interpolação espacial aplicados à pluviosidade em região montanhoso no litoral sul do estado Rio de Janeiro. Revista Brasileira de Climatologia, 21.

FURTADO, L., PEREIRA, C., & CASTRO, A. D. C. (2017). Análise de métodos de interpolação para a espacialização da precipitação pluviométrica da região metropolitana de Belém e Nordeste paraense. In Embrapa Amazônia Oriental-Artigo em anais de congresso (ALICE). Anais do Congresso Brasileiro de Cartografia, Rio de Janeiro, RJ, Brasil, 27.

Gonçalves, L., Araújo, S., Lima, A., & Rocha, E. (2013). Estimativa da distribuição da precipitação pluviométrica e de vazões mínimas de referência para as bacias dos rios branco e negro. Anais do Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, Bento Gonçalves, RS, Brasil, 20. Recuperado de https://abrh.s3.sa-east-1.amazonaws.com/Sumarios/155/6fb75cde593139d234a3cc4f27aeeaaa_d99a5c0feaac3b6ca1f45bff9 653e7d4.pdf .

Heedan, M. O., Bapeer, G. B., & Khodakarami, L. (2017). Estimation the volume of runoff using natural resources conservation service method and geographic information system in Koya Basin, Sulaimaniya, Iraq. Iraqi Geological Journal, 50, 100-120.

Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística - IBGE. Recuperado de https://cidades.ibge.gov.br/brasil/pa/belem/panorama.

Ishihara, J. H., Fernandes, L.L., Duarte, A. A. M., Duarte, A. R. C. L. M., Ponte, M. X., & Loureiro, G. E. (2014). Quantitative and spatial assessment of precipitation in the Brazilian Amazon (Legal Amazon) – (1978 to 2007). Revista Brasileira de Recursos Hídricos, 19 (1), 29-39.

Lee, J., Kim, S., & Jun, H. (2018). A study of the influence of the spatial distribution of rain gauge networks on areal average rainfall calculation. Water, 10.

Lira, B. R. P. Avaliação do Comportamento e da Tendência Pluviométrica na Amazônia Legal no Período de 1986 a 2015. (2019). (Dissertação de Mestrado). Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal do Pará – UFPA, Belém, PA, Brasil.

Lira, B. R. P., Lopes, L. N. A, Chaves, J. R., Santana, L. R., & Fernandes, L. L. (2020). Identificação de Homogeneidade, Tendência e Magnitude da Precipitação em Belém (Pará) entre 1968 e 2018. Anuário do Instituto de Geociências, 43(4), 426-439.

Loitzenbauer, E., & Adam, K. (2011). Análise espacial da precipitação média mensal na Sub-Bacia do Taboão (RS), durante os anos de 2001 a 2008. Anais do Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, Maceió, AL, Brasil, 19. Recuperado de https://www.abrhidro.org.br/SGCv3/publicacao.php?PUB=3&ID=81&PUBLICACAO=SIMPOSIOS

Lundgren, W. J. C., Souza, I. F., & Lundgren, G. A. (2017). Krigagem na construção de mapa pluviométrico do Estado de Sergipe. Revista Brasileira de Geografia Física, 10(1), 13-22.

Magalhães, I. A. L., Almeida, K. L., Thiago, C., Junior, B., Zanetti, S. S., & Cecílio, R. (2013). Análise de métodos de interpolação para espacialização da precipitação pluvial na região Norte do estado do Espírito Santo, Brasil. Anais do Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto-SBSR. Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 16.

Marciano, A. G., Barbosa, A. A., & Silva, A. P. M. (2018). Cálculo de precipitação média utilizando método de Thiessen e as linhas de cumeada. Revista Ambiente & Água, 13(1).

Marcuzzo, F. F. N. (2016). A distribuição espacial da chuva mensal e anual no território do município de São Paulo. Anais do Encontro Técnico AESABESP – Congresso Nacional de Saneamento e Meio Ambiente, São Paulo, SP, Brasil, 27. Recuperado de http://rigeo.cprm.gov.br/jspui/bitstream/doc/16643/3/2016-08%20-%20Chuva%20Mensal%20e%20Anual%20em%20S%c3%a3o%20Paulo%20Capital%20-%20Marcuzzo.pdf.

Medeiros, F.J., Lucio, P. S., & Silva, H.J.F. (2017). Análise de Métodos de Krigagem na Estimativa da Precipitação no Estado do Rio Grande do Norte. Revista Brasileira de Geografia Física, 10(5), 1668-1676.

Mello, Y. R., & Sampaio, T. V. M. (2019). Análise geoestatística da precipitação média para o estado do Paraná. Revista Brasileira de Climatologia, 25, 643-660.

Mendes, A. T., & Zukowski Junior, C. C. (2019). Caracterização do Regime Pluviométrico do Município de Araguaína–TO. Revista Brasileira de Meteorologia, 34(4), 449-458.

Mendonça, M. C. S., Sena, I. M. N., & Santos, M. R. A. (2015). Comparação dos métodos da média aritmética e de Thiessen para determinação da pluviosidade média da Sub-Bacia do Rio Siriri. Anais do Congresso Internacional da Rede de Saneamento e Abastecimento de Água (RESAG), Aracaju, SE, Brasil, 2. Recuperado de http://www.resag.org.br/congressoresag2015/anais/img/pdfs/ID_21.pdf.

Menezes, F. P. (2013). O uso da estatística para regionalização da precipitação no Estado do Pará. (Dissertação de Mestrado). Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal do Pará (UFPA), Belém, PA, Brasil.

Mushtaha, A. M., Van Camp, M., & Walraevens, K. (2019). Quantification of recharge and runoff from rainfall using new gis tool: example of the Gaza Strip aquifer. Water (Switzerland), 11(1).

Paiva, R. C. D. (2008). Estimativa de Campos de Precipitação: Análise Geoestatística e Integração de Dados de Postos Pluviométricos e Satélite TRMM.

Pereira, A. S., Shitsuka, D. M., Parreira, F. J., & Shitsuka, R. (2018). Metodologia da pesquisa científica.

Ponte, J. P. X., Lima, J. J., Cardoso, A. C., & Rodrigues, R. M., (2013). Análise do IBEU Local Região Metropolitana de Belém-PA. In L. C.de Q. Ribeiro, & M. G. Ribeiro (Orgs.). Ibeu: índice de bem-estar urbano. Rio de Janeiro: Letra Capital.

Righi, E., & Basso, L. A. (2016). Aplicação e análise de técnicas de interpolação para espacialização de chuvas. Ambiência Guarapuava (PR), 12(1), 101-117.

Rossato, L., Alvalá, R. C., Marengo, J. A., Zeri, M., Cunha, A. P., Pires, L., & Barbosa, H. A. (2017). Impact of soil moisture on crop yields over Brazilian semiarid. Frontiers in Environmental Science, 5.

Silva, C. S. D., Pereira, M. G., Delgado, R. C., & Silva, E. V. D. (2016). Spatialization of soil chemical and physical attributes in an agroforestry system, Seropédica, Brazil. Cerne, 22(4), 407-414.

Silva, T. P., Rodrigues, R. A., Delgado, R. C., Oliveira, L. J. C., & Sarmento, A. P. (2018). Métodos de interpolação espacial do regime pluviométrico no espaço urbano de Catalão, Goiás. Revista Brasileira de Geografia Física, 11(3), 745-757.

Silva, A. S., Anjos, M. M. S., Gomes, A. W. A., Bezerra, A. C., & Guimarães, M. J. M. (2020). Modelagem automática e cálculo da precipitação média da Bacia Hidrográfica do Rio Mundaú. Research, Society and Development, 9(10), 1-24.

Shatha, I. J., & Kadhum, J. H. (2019). Dynamical analysis of severe rain events over Iraq. Al-Mustansiriyah Journal of Science, 30(1).

Uliana, E. M., Reis, E. F., Silva, J. G. F., & Xavier, A. C. (2013). Precipitação mensal e anual provável para o Estado do Espírito Santo. Irriga, 18(1), 139-417.

Wanderley, H. S., Amorim, R. F. C. D., & Carvalho, F. O. D. (2012). Variabilidade espacial e preenchimento de falhas de dados pluviométricos para o estado de Alagoas. Revista Brasileira de Meteorologia, 27(3), 347-354.

Wei, Z., Ruirui, L., Yan Quan, L., & Jin, X. (2018). Effect of different areal precipitation estimation methods on the accuracy of a reservoir runoff inflow forecast model. Earth and Environmental Science, 208.

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Published

09/04/2021

How to Cite

DIAS, Éverton C. .; PENNER, G. C.; NASCIMENTO, J. S. do .; MONTEIRO, M. J. G. .; LOPES, P. V. N. . Metropolitan region of Belém-PA Brazil a comparative determination of average annual precipitation . Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 4, p. e24510414133, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i4.14133. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/14133. Acesso em: 26 dec. 2024.

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Vol. 10 No. 4

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Copyright (c) 2021 Éverton Costa Dias; Giovanni Chaves Penner; Juliana Silva do Nascimento; Milena Jéssica Guimarães Monteiro; Paulo Victor Nobre Lopes

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