DIRECÇÃO DOS SERVIÇOS DE RECURSOS HÍDRICOS
Precipitações Intensas em Portugal Continental
para Períodos de Retorno até 1000 anos
Cláudia Brandão
& Rui Rodrigues
Lisboa, Junho de 1998
1 - OBJECTIVO
Esta Publicação tem como objectivo imediato munir os técnicos presentemente envolvidos no
planeamento de recursos hídricos, com expressões de cálculo de precipitações intensas para a
obtenção de hidrogramas de cheia nos diversos ambientes geográficos das bacias em estudo,
através da modelação hidrológica.
Por extensão, a informação agora disponibilizada torna-se também acessível a toda a
comunidade técnica envolvida em projectos de obras hidráulicas que requeiram a verificação
do dimensionamento para caudais de cheia com períodos de retorno até ao milenar.
A necessidade de uma rápida disponibilização deste tipo de informação para os consórcios faz
com que esta publicação ainda não possa ser considerada na sua versão final, devendo ser
encarada apenas como provisória. Isto não significa, porém, que esteja incompleta quanto ao
objectivo principal que é o de possibilitar a avaliação de precipitações extremas associadas a
períodos de retorno de projecto de até 1000 anos, informação essa até hoje nunca
disponibilizada de forma sistemática e abrangente em termos do território continental.
Outro aforismo para uma publicação deste tipo é o de que ela nunca estará concluída, estando
sempre sujeita a permanente actualização. No caso da realidade nacional, ainda que esta
premissa seja verdadeira, a actualização verdadeiramente utilitária dependerá mais da inclusão
de novos pontos de observação  à medida que a vasta informação de base dos arquivos do
INAG e de outras instituições vá sendo trabalhada  do que da inclusão de mais anos
hidrológicos.
2 – BREVE HISTORIAL
Apesar das redes de medição de precipitação em Portugal serem mais do que centenárias, a
generalização de expressões de cálculo de precipitações extremas para o território continental
para durações de chuvada inferiores ao dia não constitui um procedimento rotineiro ( ao
contrário de outros países europeus).
Mesmo as expressões de cálculo publicadas mais frequentemente para durações diárias
(LOUREIRO e MACEDO, 1981) enfermam geralmente de algumas imprecisões
(RODRIGUES, 1990), o que contribuiu para algum descrédito na sua aplicação. Neste
ambiente constituíram excepção e marco de referência os trabalhos de MATOS e SILVA
(1986) e de GODINHO (1987; 1989) e, mais recentemente, BRANDÃO (1995).
No estudo de MATOS e SILVA (1986) é feita uma das primeiras tentativas de sistematização
espacial da variabilidade dos fenómenos pluviosos intensos. A Figura 1 resume esse
mapeamento baseado na análise de 20 postos, 11 dos quais com informação processada
inferior a uma hora, onde se nota uma preocupação em reproduzir, no zonamento dos
máximos de intensidade pluviosa, o zonamento próprio dos volumes totais médios anuais
precipitados que, por corresponderem a integrações de diversos fenómenos pluviosos,
provenientes de diferentes estímulos (térmico, nos fenómenos convectivos, altimétrico nos
fenómenos orográficos, ou de circulação, nos fenómenos frontais) poderão não reflectir
situações meteorológicas específicas associadas aos máximos.
Outro aspecto merecedor de alguma reflexão no zonamento proposto é a disposição contígua
de zonas extremas sem faixas de transição, no Norte do País.
Fig. 1 – Zonamento pluviométrico proposto por MATOS e SILVA (1986).
No estudo do Sotavento Algarvio, RODRIGUES (1990) põe em causa a uniformidade de
comportamento pluviográfico entre a região de Lisboa e o Sotavento Algarvio  como
preconizado em MATOS e SILVA (1986). De facto, no Sotavento Algarvio predominam os
fenómenos convectivos, reconhecidos como menos sensíveis ao efeito de altitude.
RODRIGUES (1990) chega mesmo a estipular a hipótese de independência dos fenómenos
pluviosos extremos do efeito de altitude em zonas escudadas.
A Figura 2, extraída de RODRIGUES (1990), demonstra como o efeito de altitude se vai
afirmando, no Sotavento Algarvio, apenas com a progressão dos fenómenos pluviosos para
intervalos de tempo maiores, mais relacionados com totalizações volumétricas do que com
intensidades de precipitação.
Fig. 2 – Aderência da configuração das isoietas centenárias à disposição das cumeadas principais da serra do
Caldeirão para durações superiores ao dia no Sotavento Algarvio (extraído de RODRIGUES, 1990).
Para o seu estudo MATOS e SILVA (1986) usaram os dados de base compilados por Rocha
Faria e Sousa Machado e utilizados num estudo similar em 1978 (GODINHO, 1987, op. cit.)
que compreendia 20 postos, dos quais 13 com séries entre 10 e 28 anos, e sete com séries
inferiores a 10 anos.
Como o melhoramento das estimativas por inclusão de mais postos se mostrasse demorada,
GODINHO (1987) limita a leitura dos gráficos à determinação do máximo em 60 minutos e,
com esta simplificação, aumenta a rede de base em mais 11 postos, actualizando ainda as
séries da rede primitiva.
Assim, sem a preocupação de determinação de máximos para durações inferiores a uma hora,
surgem novas estimativas baseadas numa rede de 31 postos, 18 dos quais com séries
superiores a 20 anos, nove postos com séries entre os 13 e os 20 anos, e quatro postos com
séries inferiores a 13 anos.
Com esta nova rede publica mapas de relações entre os máximos com durações de 60 minutos
e os máximos diários, bem como entre os máximos em 6 horas e os máximos diários, quer
para os valores médios da amostra (T = 2,33), quer para o período de retorno de 100 anos.
Para as determinações de máximos em durações inferiores a uma hora GODINHO (1987)
propõe a utilização das relações médias estabelecidas com os máximos de 60 minutos
preconizadas no Guia de Práticas Hidrológicas da OMM.
Uma nova actualização das estimativas de GODINHO (1989), com um aditamento em 1991,
dá também origem a uma actualização dos mapeamentos anteriormente referidos. São estas
novas estimativas que se apresentam nas Figuras 3 a 6. Para as estimativas sub-horárias
continua a ser preconizada a utilização dos coeficientes de redução que, nesta nova versão,
aparecem referidos a um zonamento sumário do território continental (Fig. 7).
Com o estudo de BRANDÃO (1995) foi possível começar a conhecer mais em detalhe os
fenómenos extremos devido à digitalização sistemática de todos os hietogramas. Desta feita
passaram a obter-se estimativas seguras para durações horárias e sub-horárias que, até aí,
estavam muitas vezes confinadas aos dias de maior volume total de precipitação.
Esta independência relacional conferida pela digitalização sistemática permitiu, numa primeira
fase, analisar a adequabilidade das expressões de redução sub-horária dos totais de 60 minutos
já referidas. A Figura 8 resume a confrontação efectuada para quatro postos com extensa série
de registos onde se notam ligeiros afastamentos entre os valores médios observados e os
valores médios propostos no Guia de Práticas Hidrológicas da OMM, afastamento esse mais
pronunciado quando estão envolvidos dados de locais onde existe maior predominância de
fenómenos convectivos. Na mesma figura são sobrepostos os afastamentos a estas relações
médias das relações máximas e mínimas observadas, havendo aí grande dispersão. Ainda que
não haja uma função proporcional bem definida entre os máximos afastamentos ao
comportamento médio e os maiores períodos de retorno, parecer haver alguma tendência para
uma relação directa entre os mesmos uma vez que, em Lisboa, três das cinco maiores relações
entre máximos de durações 15 e 60 minutos (superiores ao limiar 0,8) situavam-se nos 18,5%
superiores da série de máximos, sendo que a maior dessas relações correspondia ao terceiro
maior máximo já registado.
Fig. 3 – Percentagem dos máximos em 60 minutos em função dos totais diários para a média da amostra
(extraído de GODINHO, 1989).
Fig. 4 – Percentagem dos máximos em 60 minutos em função dos totais diários para um período de retorno de
100 anos (extraído de GODINHO, 1989).
Fig. 5 – Percentagem dos máximos em 6 horas em função dos totais diários para a média da amostra (extraído
de GODINHO, 1989).
Fig. 6 – Percentagem dos máximos em 6 horas em função dos totais diários para um período de retorno de 100
anos (extraído de GODINHO, 1989).
Fig. 7 – Percentagem de redução dos máximos em 60 minutos para durações sub-horárias relativa a valores
médios da amostra (adaptado e modificado de GODINHO, 1989).
3 - EXPRESSÕES PARA PROJECTO HIDRÁULICO (T=1000ANOS)
Uma das grandes limitações das metodologias de MATOS e SILVA (1986) e de GODINHO
(1989), em termos da sua utilização para o projecto hidráulico, é a ausência de expressões
para períodos de retorno superiores a 100 anos. Compreensivelvamente, já que os estudos
estatísticos de suporte a expressões de cálculo de precipitações intensas para períodos de
retorno superiores aos 100 anos necessitam de séries amostrais extensas e requerem maior
cuidado na análise estatística, principalmente na rejeição de máximos da amostra como
outliers. Neste último caso a admissão de hipóteses de misturas de distribuições tem que ser
devidamente explorada, principalmente quando os máximos de precipitação num local provêm,
quer de fenómenos frontais, quer de fenómenos convectivos (RODRIGUES, 1990).
Na ausência de funções IDF correspondentes a um período de retorno de 1000 anos para uma
malha densa de pontos no território continental português, complementadas com zonamentos
da sua aplicabilidade regional (à semelhança do que foi efectuado para o Sotavento Algarvio
em RODRIGUES, 1990), e face à necessidade premente de possibilitar o cálculo de máximos
de precipitação milenares, apresentam-se neste estudo os primeiros resultados dos estudos do
INAG neste domínio, devendo estes ser entendidos como apenas uma primeira contribuição
para a colmatação da ausência metodológica sentida. Os resultados aqui apresentados são,
portanto, provisórios.
No estabelecimento das curvas IDF para períodos de retorno de até 1000 anos foi utilizado
um núcleo principal de postos udográficos sobre o qual se efectuou uma digitalização
sistemática dos udogramas. Procurou-se que o número de anos de registo digitalizados destes
postos se situasse entre os 30 e os 40 anos. À informação deste grupo foi acrescentada outra
proveniente de um segundo grupo de postos onde a leitura dos udogramas não foi sistemática
(podendo, portanto, os máximos correspondentes a curtas durações estar sub-avaliados). No
Quadro I são apresentados os postos que foram alvo de análise, com indicação do período
analisado, bem como do número de valores das amostras e do método de leitura utilizado.
Quadro I - Postos utilizados no estudo de caracterização de máximos em várias unidades de tempo, e restante
informação apropriada.
Estação udográfica Período estudado
Bragança
1957-1984
Vila Real
1955-1984
Porto (Serra do Pilar)
1930-1954
Aveiro (Universidade)
1980-1992
Caramulo
1941-1963
Penhas Douradas
1941-1959
Covilhã
1943-1986
Coimbra
1935-1966
Fonte Boa
1958-1981
Lisboa (IGIDL)
1860-1992
Évora-Cemitério
1940-1992
Catraia
1959-1974
S. Brás de Alportel
1942-1989
Figueirais
1945-1981
Praia da Rocha
1960-1980
Monchique
Faro
1943-1992
5
21
21
25
10
10
28
30
25
10
15
21
21
25
10
15
36
15
36
15
36
24
88
28
24
124
32
24
102
34
21
21
21
23
26
28
Número de máximos anuais
20
30
60
120
28
28
21
30
30
21
25
25
25
25
10
10
10
23
15
15
15
36
36
36
31
29
24
24
24
107
132
132
101
39
40
41
17
17
42
42
35
35
21
21
21
32
36
38
180
23
29
17
42
35
360
28
30
720
10
23
15
36
29
24
19
41
17
42
35
21
10
42
15
36
29
19
41
17
42
35
43
Metodologia
Leitura discreta
Leitura discreta
Leitura discreta
Digitalização sistemática
Leitura discreta
Digitalização sistemática
Digitalização sistemática
Leitura discreta
Leitura discreta
Digitalização+Leitura discreta
Digitalização sistemática
Digitalização não sistemática
Digitalização não sistemática
Digitalização não sistemática
Leitura discreta
Por inferência diária
Digitalização sistemática
No Quadro II são apresentadas as funções IDF para cada um dos postos utilizados.
Quadro II – Expressões IDF propostas
b
Estação udográfica
Bragança
Vila Real
Porto (Serra do Pilar)
Aveiro (Universidade)
Caramulo
Penhas Douradas
Covilhã
Coimbra
Fonte Boa
Lisboa (IGIDL)
Évora-Cemitério
Catraia
S. Brás de Alportel
Figueirais
Praia da Rocha
Monchique
Faro
Parâmetros
a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
a
b
Curva IDF (I (mm/h) =at (min) )
1000
500
100
469.45
435.89
357.89
-0.614
-0.612
-0.609
767.12
703.45
556.04
-0.659
-0.656
-0.647
492.98
462.63
392.06
-0.574
-0.576
-0.58
420.5
-0.621
428.17
393.46
313.44
-0.509
-0.505
-0.492
859.55
787.4
620.87
-0.669
-0.664
-0.649
472.942
438.14
357.356
-0.562
-0.56
-0.552
1020.4
943.9
766
-0.683
-0.683
-0.681
520.89
484.46
399.74
-0.613
-0.613
-0.611
579.94
541.23
451.14
-0.592
-0.592
-0.594
752.99
702.32
584.27
-0.631
-0.632
-0.636
1521.34
1226.80
745.79
-0.616
-0.611
-0.6
1458.66
1174.97
708.99
-0.581
-0.58
-0.577
2659.5
1982.22
1008.21
-0.616
-0.61
-0.598
453.42
423.06
352.57
-0.566
-0.567
-0.571
3518.46
2548.65
1145.89
-0.765
-0.737
-0.633
923.71
858.24
703.88
-0.631
-0.633
-0.636
50
324.17
-0.607
492.67
-0.642
361.53
-0.583
384.96
-0.62
279.23
-0.485
549.52
-0.641
322.509
-0.548
689.05
-0.68
363.09
-0.61
412.14
-0.595
533.36
-0.638
600.34
-0.595
570.33
-0.576
749.83
-0.592
322.14
-0.574
637.12
-0.638
4 – ZONAMENTO ESPACIAL DAS EXPRESSÕES DE CÁLCULO
Como anteriormente foi referido, não existe ainda informação udográfica digitalizada de um
número suficiente de postos para se estabelecer uma regionalização das curvas IDF
anteriormente identificadas. Para obviar a esse facto, e dada a urgência em prover os
consórcios dos planos de bacia com uma metodologia de âmbito nacional, foi efectuado um
estudo de verificação dos zonamentos propostos por GODINHO (1989) para o período de
retorno de 100 anos, concretamente: o zonamento das relações entre as estimativas de
precipitação em 60 minutos e as estimativas de precipitação em 24 horas (Fig. 4), e; o
zonamento das relações entre as estimativas de precipitação em seis horas e as estimativas da
precipitação em 24 horas (Fig. 6).
O facto de se possuírem estimativas baseadas na digitalização sistemática para alguns postos
coincidentes com os dessas figuras permitiu constactar alguma sub-avaliação dessas relações
(principalmente em Faro, Évora, Lisboa e Coimbra). Na zona da serra da Estrêla, por se
adicionar também neste estudo informação relativa ao posto da Covilhã, foi possível definir
melhor a variabilidade das relações entre os máximos de 6 e 24 horas, admitindo-se a
existência de dois núcleos de abaixamento dessa relação no maciço da serra, um nas encostas a
barlavento, e outro nas encostas a sotavento, à semelhança, aliás, do que o próprio
GODINHO (1989) propõe para as relações dos 60 minutos com as 24 horas.
No Algarve existe um núcleo de abaixamento das relações 60 min/24 hr também no sotavento,
e não só no barlavento como propõe GODINHO (1989). Este último núcleo do barlavento foi
confirmado no presente estudo com os dados de Monchique.
Outras subavaliações encontradas poderão advir do facto de alguns máximos publicados para
24 horas corresponderem a leituras das 0 às 24 horas (efectuadas sobre o udograma) enquanto
que outros provêm de leituras das 9 às 9 horas, coexistência essa verificada, por vezes, dentro
de uma mesma série.
No presente estudo todos os valores foram padronizados e referenciados das 9 às 9 horas por
ser esse o intervalo de totalização geralmente adoptado na generalidade das leituras de
udómetros. Aliás, a leitura das 0 às 24 horas, assim como a das 9 às 9 horas, não significa que
se reproduza o máximoocorrido em 24 horas mas, tão somente, máximos diários (com o dia
como unidade de truncatura). O máximo em 24 horas poderá ocorrer entre a uma hora de um
dia e a uma hora do dia seguinte (corrompendo o valor das 0 às 24 horas), ou entre as 8 horas
de um dia e as 8 horas do dia seguinte (corrompendo o valor das 9 às 9 horas) ou, como é
óbvio, entre qualquer outro intervalo de 24 horas. De qualquer forma o intervalo das 9 às 9
horas não só é o praticado pelos observadores nacionais como não quebra eventuais efeitos da
maré lunar na precipitação.
Depois de efectuada a verificação dos zonamentos de GODINHO (1989) para o período de
retorno de 100 anos, com introdução das alterações acima mencionadas, foi feita uma
inferência sobre o zonamento dessas mesmas relações para o período de retorno de 1000 anos.
Dado que as relações milenares pouco diferem das centenárias foi admitido como válido a
generalização dos zonamentos de 100 anos para períodos de retorno superiores. As Figuras 9
e 10 resumem os procedimentos de desagregação de estimativas de 24 horas podendo ser
utilizadas em conjunção com o ábaco proposto por GODINHO (1989) para obtenção das
curvas IDF ou apenas como inferência do grau de regionalização das expressões pontuais do
Quadro II.
Fig. 9 – Percentagem dos máximos em 60 minutos em função dos totais diários para um período de retorno de
1000 anos (adaptado e modificado de GODINHO, 1989).
Fig. 10 – Percentagem dos máximos em 6 horas em função dos totais diários para um período de retorno de
1000 anos (adaptado e modificado de GODINHO, 1989).
5 – BIBLIOGRAFIA
BRANDÃO, C. 1995 – Análise de Precipitações Intensas. Dissertação para a obtenção do
grau de Mestre em Hidráulica e Recursos Hídricos. IST, Lisboa.
GODINHO, S. 1987 – Valores Máximos de Quantidade de Precipitação. Estimativa dos
Valores Relativos a Durações Inferiores a 24 Horas (II). Divisão de Hidrometeorologia,
INMG, Lisboa.
GODINHO, S. 1989 – Valores Máximos de Quantidade de Precipitação. Estimativa dos
Valores Relativos a Durações Inferiores a 24 Horas (II). Nota Técnica de Meteorologia e
Geofísica Nº 10. INMG, Lisboa.
LOUREIRO, J. MIMOSO; MACEDO, M. Van ZELLER 1981 – Precipitação Máxima em 24
Horas para Diferentes Períodos de Retorno. Recursos Hídricos vol. 2, nº 2, pp. 45-61. APRH,
Lisboa.
RODRIGUES, R, 1990 – Caracterização de Episódios Meteorológicos Extremos: O
Sotavento Algarvio. Publicação Nº 10/90, Direcção dos Serviços de Hidrologia.
DGRN/MARN, Lisboa.