Os estudos de consistência dos dados pluviométricos das bacias do rio Piraí, afluente do rio Paraíba do Sul, e do ribeirão das Lajes foram realizados em dois projetos distintos: 1) "Estudos de Consistência e Reconstituição de Séries de Vazões Naturais nas Bacias do Rio Paraíba do Sul e Ribeirão das Lajes", desenvolvido pelo Consórcio Enerconsult/Hidrosistem/Internave, para toda a bacia do rio Paraíba do Sul e bacia do ribeirão das Lajes; e 2) "Estudos de Consistência e Reconstituição de Séries de Vazões Naturais nas Bacias do Rio Piraí e do Ribeirão das Lajes", desenvolvido pela Hicon Engenharia Ltda., para as bacias citadas.
Foram, efetivamente, utilizados, nos estudos das bacias do rio Piraí e do ribeirão das Lajes, os resultados obtidos no Projeto 2.
Inicialmente, foram selecionados os postos pluviométricos das bacias do rio Paraíba do Sul e do ribeirão das Lajes que representassem adequadamente a distribuição espacial das chuvas, permitindo identificar gradientes isoiéticos para, posteriormente, compor as análises das vazões naturais. Além disso, levou-se, em consideração, a eventual necessidade de utilização de modelos de transformação chuva-vazão para a complementação das séries de vazões naturais médias mensais nos aproveitamentos.
De um total de 393 estações das bacias do rio Paraíba do Sul e do ribeirão das Lajes, cujos dados foram disponibilizados, foram selecionados 94 postos pluviométricos, resultando em cerca de um posto a cada 600km². No início do período de interesse deste estudo, correspondente ao ano de 1931 até 1934, existiam cerca de 24 postos pluviométricos com observações. Nos sete anos, entre 1934 e 1942, houve um rápido crescimento no número de postos pluviométricos com observações. No período de 1942 a 1998, havia, pelo menos, 65 postos pluviométricos com observações. No sentido inverso, após o ano de 1998, verifica-se um rápido decréscimo no número de postos pluviométricos com observações.
Para a aplicação dos métodos de análise de consistência e complementação das séries de precipitações mensais dos 94 postos pluviométricos selecionados, foram identificadas nove regiões homogêneas, utilizando os critérios da proximidade geográfica e o teste de homogeneidade regional proposto por Hosking e Wallis:
1 Alto rio Paraíba até a UHE Paraibuna;
2 Alto rio Paraíba a jusante da UHE Paraibuna até a confluência com o rio Jaguari;
3 Alto rio Paraíba entre a confluência com o rio Jaguari e o reservatório de Funil;
4 Ribeirão das Lajes e médio Paraíba entre as UHE's de Funil e Santa Cecília;
5 Bacia do rio Paraibuna;
6 Médio Paraíba a montante da UHE Simplício e bacias dos rios Cágado e Piabanha;
7 Bacia do alto e médio rio Pomba, a montante da UHE Barra do Braúna;
8 Bacia do alto e médio rio Muriaé;
9 Baixo rio Paraíba a jusante da UHE Simplício e bacias do rio Grande e do baixo rios Pomba e Muriaé.
Em função dos efeitos orográficos, uma primeira característica são as precipitações anuais maiores, entre 1.700 e 2.300mm, junto aos divisores da bacia nas Serras do Mar e da Mantiqueira. Como exemplo, pode-se mencionar os postos Visconde de Mauá - 2244047 com 2.283mm e Usina Isabel - 2245129 com 2.240mm juntos à Serra da Mantiqueira, e o posto Fazenda Fortaleza - 2244028 com 2.145mm, junto à Serra do Mar.
É interessante observar que a região Sudoeste do Alto Paraíba, encravada entre a Serra do Mar e da Mantiqueira, é uma área de pluviosidade relativamente baixa, ficando entre 1.200 e 1.350mm. Ainda no Alto Paraíba do Sul, após a confluência dos rios Paraíba do Sul e Jaguari, no trecho entre São José dos Campos e Aparecida, é identificado um núcleo de precipitações anuais menores situadas abaixo de 1.300mm. Da mesma forma, na região do Baixo Paraíba do Sul a jusante da UHE Itaocara, as precipitações anuais médias estão entre 950 e 1.050mm.
Ao adentrar no sentido da Serra do Mar e da Serra da Mantiqueira para o vale do rio Paraíba, ocorre um nítido e gradual decréscimo das precipitações anuais, atingindo, ao longo do vale, valores entre 950 e 1.500mm. Nesse sentido, é interessante, por exemplo, observar a bacia do rio Preto com totais precipitados de 2.283mm, no posto Visconde de Mauá - 2244047, junto à Serra da Mantiqueira, decrescendo gradativamente no sentido Oeste-Leste do curso d'água principal, atingindo 1.134mm, no posto Moura Brasil - 2243015, na sua foz no rio Paraíba do Sul. Situação muito similar ocorre na bacia do rio Piabanha, com 1.937mm, no posto pluviométrico Petrópolis - 2243009, junto à Serra do Mar, decrescendo continuamente no sentido Sul-Norte do curso d´água principal, atingindo 1.134mm, no já mencionado posto Moura Brasil - 2243015, na sua foz no rio Paraíba do Sul.
Para as bacias hidrográficas do rio Piraí e do ribeirão das Lajes, os postos pluviométricos formaram um único grupo. Isto é, foi considerado que, para os aproveitamentos, a área definida pelo conjunto dos postos pluviométricos selecionados para análise de consistência define uma área homogênea de precipitação. Essa hipótese se justifica pelo fato de a dimensão das bacias estudadas não ser muito grande e, também, pela reduzida disponibilidade de postos.
Foram disponibilizados dados pluviométricos de 31 estações, mas, com base na representatividade desses postos (localização na bacia, extensão dos registros e qualidade dos dados até então recebidos e analisados), foi definido um conjunto composto de 26 estações pluviométricas. Esse conjunto constitui a base de dados pluviométricos submetidos à análise de consistência para serem utilizados na reconstituição das séries de vazões naturais nas bacias do rio Piraí e do ribeirão das Lajes.
Foram estabelecidas, então, séries de totais pluviométricos mensais para todos os postos selecionados, abrangendo todo o período de análise, sendo que as falhas de observação foram preenchidas por correlação. Como produto da análise de consistência, obteve-se uma base de dados pluviométricos mensais cobrindo o período de janeiro de 1931 até junho de 2004.
De maneira geral, as séries mensais apresentaram falhas de observação, sendo que alguns postos pluviométricos necessitaram de preenchimento maior de 50% dos meses de sua série. Essa condição pode mascarar o resultado da análise duplo-acumulativa, pois o posto parece consistente apenas por ter tido muitos meses preenchidos por correlação com outro posto, esse sim consistente. No entanto, pela escassez de dados disponíveis, não foi possível adotar um critério mais rigoroso como, por exemplo, eliminar os postos com muitas falhas.
Dentre os postos analisados, destacaram-se, como os mais relevantes para a caracterização do comportamento pluviométrico nas bacias do rio Piraí e do ribeirão das Lajes, os seguintes postos: Barragem Tócos, Vargem (Ralo Coletor), Elevatória Santa Cecília e Fazenda Santa Rosa. No período mais recente, os postos Barragem Tócos e Fazenda Santa Rosa foram desativados em outubro de 2001 e setembro de 1993.
Esses postos têm registros disponíveis para quase todo o período de estudo (1931-2004), mostraram um comportamento sem desvios na análise duplo-acumulativa e necessitaram de pequenos preenchimentos nos meses com falha. Além disso, estão localizados na área de interesse para o modelo chuva-vazão do reservatório de Lajes.
Os dados dos postos pluviométricos de Lídice e Vigário também se mostraram bastante consistentes, mas não abrangem todo o período do estudo, com início apenas em março de 1957 e julho de 1949, respectivamente.
O posto pluviométrico Fazenda Lapa dispõe de dados entre abril de 1943 e abril de 1997, porém, apresenta muitas falhas e alguns períodos inconsistentes.