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 ParanĂĄ 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.
RESUMOA sensibilidade de um sistema hidrolĂłgico e sua capacidade de recuperação apĂłs perĂodos de estiagem sĂŁo questĂ”es determinantes para estimar o impacto potencial de secas. A quantificação dos tempos de resposta (TR) de componentes desse sistema em relação Ă s secas possibilita antecipar futuros impactos. Neste contexto, o presente trabalho propĂ”e a utilização de mĂ©todos estatĂsticos nĂŁo-paramĂ©tricos para estimar TR entre mudanças meteorolĂłgicas, medidas por meio do Ăndice de precipitação padronizado (SPI), e respectivas alteraçÔes no sistema hidrolĂłgico, medidas por meio de sĂ©ries de vazĂŁo (Q) e de armazenamento em reservatĂłrios. Para o desenvolvimento deste trabalho, foram estimados os pontos de mudanças das sĂ©ries temporais de (i) SPI e volume de armazenamento mensal equivalente de 32 reservatĂłrios da bacia do Rio ParanĂĄ; e de (ii) SPI, vazĂŁo e volume de armazenamento no reservatĂłrio da usina hidrelĂ©trica de Furnas. Com base nas respostas dos mĂ©todos 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 vazĂŁo devido a mudanças na precipitação ocorrem em menos de 1 mĂȘs. Os resultados tambĂ©m mostram que os fatores antropogĂȘnicos (operação dos reservatĂłrios) contribuĂram menos para depleção dos reservatĂłrios na seca de 2014 do que em 2000/2001. Este trabalho reforça a importĂąncia da otimização na operação de reservatĂłrios visando o melhor equilĂbrio entre fatores naturais e antropogĂȘnicos como estratĂ©gia de combate aos efeitos das secas.