Análise da influência da topobatimetria de jusante em estudo de rompimento de barragem

• Autor(a) principal: Colferai, Marcele Nonnenmacher
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/179904
• topic: Batimetria; Ruptura de barragens; Modelos hidrodinâmicos; Geoprocessamento; Segurança de barragens; Hidrograma; Topografia; Modelos hidrológicos; Santa Catarina; Hydrodinamic modeling; Dam break; Topobatimetry data

A eventual ruptura de uma barragem tem potencial para gerar uma onda de cheia jamais observada no local e, portanto, impactar significativamente no vale a jusante da barragem. Nesse sentido, faz-se importante a execução de estudos de rompimento através da modelagem hidrodinâmica, para avaliar as consequências de um acidente desta magnitude. A topobatimetria de jusante consiste em um dos principais dados de entrada do modelo e questiona-se quanto a necessidade da representação detalhada da calha do rio, considerando a magnitude das vazões geradas pela ruptura de uma barragem. Nesta conjuntura, este estudo buscou avaliar a influência dos dados topobatimétricos de jusante nas principais variáveis analisadas em estudos de rompimento de barragens, através da simulação da propagação de onda de ruptura fictícia oriunda da Barragem Sul, localizada no município de Ituporanga, em Santa Catarina. Para tal, foi utilizado um Modelo Digital de Terreno (MDT) de alta precisão, com resolução de 2 m, que foi modificado para representar profundidades fictícias dos rios, definidas através da análise de perfis transversais de estações fluviométricas na área de estudo. Assim, foram estabelecidos quatro cenários, três com MDT modificados e um com MDT inalterado. Os demais dados de entrada do modelo foram fixados. As simulações foram conduzidas utilizando a abordagem bidimensional do modelo hidrodinâmico HEC-RAS versão 5.0.3. Primeiramente, foi conduzida uma simulação preliminar para definição do domínio de simulação, onde observou-se que a onda de cheia potencialmente iria impactar significantemente os rios Itajaí do Oeste e Trombudo, localizados à montante do trecho. Com o domínio definido, foram realizadas simulações de condições iniciais, para os quatro cenários propostos, visando o estabelecimento de uma vazão frequente (Q50) nos cursos hídricos do modelo no início das simulações de propagação de onda de ruptura. Nos resultados foi analisada a influência da calha através da extração das variáveis de interesse em seções, ao longo de 72 km do modelo, sendo essas os hidrogramas para análise das vazões de pico e tempos de pico e a elevação máxima do nível d’água. Também foram analisadas as manchas de inundação nos trechos estudados. De forma geral, as simulações de propagação de onda de ruptura mostraram que a influência do detalhamento da calha do rio é sensível às características geomorfológicas e a magnitude da vazão de pico. No trecho caracterizado como um vale relativamente mais encaixado e onde as vazões de pico apresentaram tempos de retorno superiores a 10 mil anos, não foram constatadas diferenças significativas nas variáveis de interesse e nas manchas de inundação, entre os cenários considerados. Quando o trecho adquire características de planície de inundação e a magnitude das vazões de pico se aproxima a vazões com tempo de retorno menores, observou-se que a extensão da inundação varia consideravelmente. Conclui-se que o detalhamento da calha influencia significantemente nos resultados, principalmente relativos a manchas de inundação e elevação máxima de nível d’água, quando se trata de local caraterizado como planície de inundação e quando as vazões máximas são próximas a vazões de calha cheia.