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Type: Dissertação
Title: Avaliação comparativa de modelos hidrodinâmicos para previsão de inundações: um estudo de caso do município de Getúlio Vargas-RS
Author: Sartori, Rueliton Zambon
First advisor: Silva, Roberto Valmir da
metadata.dc.contributor.advisor2: Grzybowski, Jose Mario Vicensi
metadata.dc.contributor.referee1: Silva, Roberto Valmir da
metadata.dc.contributor.referee2: Grzybowski, Jose Mario Vicensi
metadata.dc.contributor.referee3: Korf, Eduardo Pavan
metadata.dc.contributor.referee4: Grison, Fernando
Resume: Os eventos de inundação podem causar diversos danos em um local, portanto demarcar locais sujeitos à inundação constitui uma atividade essencial para o planejamento e gerenciamento do uso do solo. Além disso, os modelos hidrodinâmicos também podem ser aplicados para o mapeamento não somente de profundidades, mas também de velocidades e direções de fluxo. Com o acelerado desenvolvimento e acesso aos softwares de modelos hidrodinâmicos, a atividade tem se tornado constante em projetos e estudos. Diante de uma expressiva oferta de softwares com diferentes métodos e discretizações espaciais se impõe a necessidade de comparação e avaliação destes softwares. Desta forma, este estudo tem como objetivo analisar o desempenho e as incertezas na modelagem hidrodinâmica de inundações de três dos principais softwares disponíveis na atualidade, HEC-RAS, FLO-2D, e Iber e mapear as possíveis zonas inundáveis. A área de estudo compreende o município de Getúlio Vargas-RS, que sofre com inundações, com ocorrências recentes em maio de 2017, outubro de 2016, julho de 2015, junho de 2014, novembro de 2013 e uma enchente histórica em maio de 1992 onde a população ribeirinha sofreu perdas com o evento. Para alcançar este objetivo a metodologia foi composta por: 1) visitas a campo para a área de estudo; 2) mapeamento da área de estudo com um Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT) e construção de um Modelo Digital de Elevação (MDE), 3) regionalização das vazões para o local de estudo, a partir de dados de estações fluviométricas, 4) avaliação de sensibilidade aos parâmetros de entrada e avaliação da estabilidade numérica devido às condições iniciais e parâmetros, 5) simulações de inundações para diferentes tempos de retorno, e 6) mapeamento de áreas de risco. Foi possível obter um MDE com grau de precisão de 0,34 m e vazões para área de estudo referentes a determinados tempos de retorno. Através da avaliação verificou-se que o HEC-RAS possui melhor operacionalização e performance. Constatou-se que passos de tempo com mais de 10 segundos causavam instabilidade numérica, bem como grids com tamanho maior que 25 metros. Geraram-se mapas para os diferentes tempos de retorno de cheias para cada modelo hidrodinâmico e verificou-se que eles condizem com dados observados do nível de água durante eventos de inundação. O mapeamento das áreas de perigo é outro resultado gerado, onde foi possível verificar que as áreas próximas ao canal possuem nível de perigo alto, enquanto que regiões vicinais possuem índices médios e baixos.
Abstract: Flood events effects upon areas range from lives lost to property damaged. Thus, flood area mapping is an essential activity for supporting decision makers on land use planning and management. This activity may be carried out through the application of a hydrodynamic mathematical model. As results, the model can deliver not only spatially distributed water depths, but also flow velocities and directions. In regards for the fast development and easier access to the hydrodynamic models’ packages, observed in the past decade, their application has become more often in engineering studies and projects. Thereby, due the expressive diversity of models with different methods and discretizations, it is necessary to compare and evaluate the models’ capabilities and results. The objective of this study is to analyze the performance and uncertainties of three hydrodynamic models currently free available: HEC-RAS, FLO2D and Iber. These softwares are used to map flooded areas. The study area comprises the municipality of Getúlio Vargas-RS, which is prone to floods, with recent occurrences in May 2017, October 2016, July 2015, June 2014, November 2013 and a historical flood in May 1992 that caused severe damages to the riverside population. To fulfil the study main objective, the methodology was composed of: 1) study area characterization by means of field surveys, 2) deployment of an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) to compose a Digital Elevation Model (DEM), 3) discharge regionalization to the study area, 4) sensitivity model analysis to input parameters and numerical stability evaluation due to initial conditions and parameters, 5) flood simulations for several discharge values scenarios, and 6) mapping of hazard areas. It was possible to obtain a 0,34 m resolution DEM and discharges to the study area for specific return periods. According to the evaluation HEC-RAS has an application operationality better, and a better performance, as well. It was found that time steps longer than 10 seconds caused numerical instability as well as grids larger than 25 meters. Maps were generated for the different flood return periods for every hydrodynamic model. Flood maps were consistent with observed water level data during flood events. The mapping of the hazard areas was also obtained, and it shows that the areas near the channel were classified as high level, whereas vicinal regions were classified as medium and low levels.
Keywords: Inundações
Modelos hidrodinâmicos
Comparativo de softwares
Mapeamento de áreas inundáveis
Enchentes urbanas
Prevenção contra enchentes urbanas
Softwares
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal da Fronteira Sul
Acronym of the institution: UFFS
College, Institute or Department: Campus Erechim
Name of Program of Postgraduate studies: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental
Type of Access: Acesso Aberto
URI: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/2059
Issue Date: 19-Apr-2018
metadata.dc.level: Mestrado
Appears in Collections:Ciência e Tecnologia Ambiental

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