Mapeamento de perigo potencial associado a rompimentos de barragens sob efeito cascata

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Lima, Stefany Gonçalves
• Orientador(a): Paiva, Rodrigo Cauduro Dias de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Modelos físicos; Segurança de barragens; Ruptura de barragens; Mapa de riscos; Inundações : Simulação; Barragens em cascata; Guaíba, Lago, Bacia do (RS)
• Palavras-chave em Inglês: Dam break; Flood hazard mapping; Cascading effect
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/267350

Barragens são estruturas que, mediante o contexto histórico dos recursos hídricos, possuem um papel extremamente relevante para a sociedade. Se, por um lado, as construções desses reservatórios trazem benefícios, por outro lado, possíveis rompimentos dessas estruturas resultam em potenciais danos que podem se intensificar em rios que possuem reservatórios em cascata. Os grandes desastres ocorridos no passado levantaram a discussão sobre a importância da criação de mapas de perigo em grande escala para auxiliar na gestão e prevenção desses eventos. Considerando o crescente aumento no número de barragens no Brasil, torna-se um grande desafio elaborar mapas com índices simples, intuitivos e que também apresentem embasamento físico para identificar possíveis impactos ocasionados por acidentes dessa natureza. Em vista disso, este estudo apresenta uma alternativa para mapear o perigo de inundações de rompimentos de barragens sob efeito cascata, através do desenvolvimento e aplicação de um modelo físico que prevê a atenuação da vazão de pico da onda de cheia à medida que ela se propaga para jusante. O modelo pode ser facilmente aplicado com parâmetros comumente disponíveis relacionados às características do rio e do hidrograma afluente. A proposta de elaboração dos mapas de perigo apresenta etapas para estimar as vazões de pico, aplicar o modelo de atenuação de forma recursiva ao longo dos segmentos de comprimento do rio, determinar o tempo de propagação da onda de cheia e propor a obtenção dos períodos de retorno das vazões de pico. A validade e precisão do modelo foram demonstradas através de três análises diferentes. Quando testado, ele replicou soluções numéricas das equações de Saint-Venant, mostrou precisão na reprodução das observações históricas de vazão de pico e foi consideravelmente mais preciso que um modelo empírico simplificado. Além disso, forneceu previsões de atenuação equivalentes às fornecidas por um modelo hidrodinâmico detalhado e observações in situ para uma cheia real. Os produtos da aplicação da metodologia foram distribuídos espacialmente em formato de mapas de perigo, com informações atraentes e também embasadas fisicamente por meio de índices de vazão máxima, tempo de propagação e período de retorno da onda de cheia. O mapa de vazões máximas de ruptura apresentou as vazões de pico diminuindo à medida que se propagam para jusante, conforme o comportamento proposto no modelo de atenuação. O produto do tempo de propagação da onda de cheia apresentou informações que podem ser necessárias para a elaboração de planos de evacuação mediante a ocorrência de acidentes, e o mapa de período de retorno das cheias expôs alto grau de perigo para a maioria dos cursos d’água, com cheias que podem comprometer a segurança das estruturas construídas. O principal propósito desta dissertação foi a elaboração de mapas de perigo em grande escala, com o intuito de fomentar a comunicação sobre os riscos de inundações decorrentes de possíveis rupturas de barragens sob efeito cascata e auxiliar na tomada de decisões.