Caracterização das inundações urbanas e de seus efeitos sobre a macrodrenagem, através de modelagem hidrográfica e hidráulica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rocha, Gabriel Felix de Souza
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
Texto Completo: https://app.uff.br/riuff/handle/1/33584
Resumo: A maior parte das cidades brasileiras apresentam problemas causados por sistemas de drenagem urbana ineficazes. Os crescentes índices de urbanização, somados ao aumento da supressão vegetal, são fatores que intensificam a quantidade precipitação que se transforma em escoamento superficial direto, levando ao aumento da ocorrência de inundações. A proposta deste trabalho foi caracterizar a respostas da macrodrenagem de uma bacia urbana à diferentes eventos de cheia, simuladas através de softwares de modelagem hidrológica e hidráulica 2D, nomeadamente, HEC-HMS e o HEC-RAS. A área estudada foi a sede do Município de Marechal Floriano, no estado do Espírito Santo. Através de levantamentos de dados topobatimétricos e imagens advindas de aerofotogrametria, a geometria da área de estudo foi caracterizada. Para a simulação hidrológica, também foram levantados dados de vazão e precipitação, e calculada uma equação IDF. Os hidrogramas gerados pela simulação hidrológica, por sua vez, foram utilizados para alimentar simulação hidráulica 2D. Dois cenários distintos foram simulados, um com apenas as duas sub-bacias menores contribuindo como a vazão de cheia e outro com as três sub-bacias da área de estudo contribuindo com sua vazão de cheia. Foi possível observar que até mesmo para tempos de retornos de 25 anos, a sede do município inunda. A sub-bacia do braço sul do Rio Jucu, é problemática devido a sua grande área de drenagem, e por consequência, pelo grande volume de escoamento superficial capaz de gerar. A sub-bacia do córrego Rancho Alegre gera pouco de escoamento superficial, entretanto a calha do curso d’água extravasa devido as reduzidas dimensões da galeria nela instalada. Em relação ao Córrego Batatal, a modelagem hidrológica apontou que até 19,01% volume precipitado, chega a escoar superficialmente, além disso, a simulação hidráulica revelou que as dimensões do canal principal da bacia não são suficientes para comportar tal volume escoado. Portanto, qualquer uma das três sub-bacias da área de estudo isoladamente pode causar inundações, porém caso os eventos coincidam, chega-se a até 30.489 m2 de área inundada.
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Através de levantamentos de dados topobatimétricos e imagens advindas de aerofotogrametria, a geometria da área de estudo foi caracterizada. Para a simulação hidrológica, também foram levantados dados de vazão e precipitação, e calculada uma equação IDF. Os hidrogramas gerados pela simulação hidrológica, por sua vez, foram utilizados para alimentar simulação hidráulica 2D. Dois cenários distintos foram simulados, um com apenas as duas sub-bacias menores contribuindo como a vazão de cheia e outro com as três sub-bacias da área de estudo contribuindo com sua vazão de cheia. Foi possível observar que até mesmo para tempos de retornos de 25 anos, a sede do município inunda. A sub-bacia do braço sul do Rio Jucu, é problemática devido a sua grande área de drenagem, e por consequência, pelo grande volume de escoamento superficial capaz de gerar. A sub-bacia do córrego Rancho Alegre gera pouco de escoamento superficial, entretanto a calha do curso d’água extravasa devido as reduzidas dimensões da galeria nela instalada. Em relação ao Córrego Batatal, a modelagem hidrológica apontou que até 19,01% volume precipitado, chega a escoar superficialmente, além disso, a simulação hidráulica revelou que as dimensões do canal principal da bacia não são suficientes para comportar tal volume escoado. Portanto, qualquer uma das três sub-bacias da área de estudo isoladamente pode causar inundações, porém caso os eventos coincidam, chega-se a até 30.489 m2 de área inundada.Most of the Brazilian cities have problems caused by ineffective urban drainage systems. The increasing rates of urbanization, plus to the increase in deforestation, are factors that intensify the amount of rain that is transformed into direct surface runoff, increasing the occurrence of flooding. The proposal of this work was to characterize macro drainage responses of an urban basin with different flood events, simulated with hydrologic and 2D hydraulic modeling softwares, HEC-HMS and HECRAS. The studied area was Marechal Floriano downtown, a city in the state of Espirito Santo, which frequently suffers from events of flooding. An MDT that characterized the geometry of the study area was created by using topobathymetric and aerophotogrammetry data. For hydrological simulation, flow and rainfall data were also collected, and an IDF equation for a study area was created. The hydrograms generated by the hydrological simulation were used for the 2D floods models of the hydraulic simulations. Two distinct scenarios were simulated, one with the two smaller sub-basins contributing to flood and the other scenario with all three sub-basins of the study area contributing with its flood. Furthermore, even with a return time of 25 years, the city center would flood. A sub-basin of the Jucu River is problematic due to its large drainage area that generates a large volume of runoff. The Rancho Alegre sub-basin generates less runoff volume, however, the watercourse leaks due to it’s minimal culvert proportions. Regarding the Batatal Stream, a hydrological model pointed out that up to 19.01% of precipitated volume, reaches a superficial flow, in addition, a hydraulic simulation revealed that the dimensions of the main channel of the basin are not capable to take flow volume. Therefore, any of the three sub-basins of the study area alone can cause flooding, but if events coincide, it has a flood of huge proportions105 f.Prata Filho, Dario de AndradeHora, Mônica de Aquino Galeano Massera daMachado, Anna Virgínia MunizRocha, Gabriel Felix de Souza2024-07-24T14:48:37Z2024-07-24T14:48:37Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfROCHA, Gabriel Felix de Souza. 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