Desempenho e análise de sensibilidade do modelo Morpho2DH em eventos extremos no sul do Brasil

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Franck, Alessandro Gustavo
• Orientador(a): Kobiyama, Masato
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Movimentos de massa; Fluxo de detritos; Modelos matemáticos; Presidente Getúlio (SC); Rolante (RS)
• Palavras-chave em Inglês: Numerical modelling; Mass movement; Debris flow
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/278684

O fluxo de detrito é um fluxo de uma mistura de água e sedimentos com um comportamento de fluído contínuo, impulsionado pela gravidade, que atinge grande mobilidade a partir do momento em que os espaços vazios, são saturados com água ou lama. Esse fenômeno pode se mover em velocidades consideráveis, desloca grandes volumes de material e possui um longo alcance. Sendo assim, é essencial que haja uma melhor gestão e um maior planejamento territorial para prevenção de desastres. Nesse sentido uma das ferramentas que pode ser utilizada é a modelagem computacional para previsão de áreas susceptíveis a esses fenômenos. A análise de sensibilidade é um passo crucial no processo de avaliação do modelo e na interpretação dos resultados. Através da análise de sensibilidade, obtemos informações essenciais sobre o comportamento do modelo. Desta forma, o objetivo do presente estudo foi realizar a análise de sensibilidade dos parâmetros de entrada do modelo de simulação de fluxos de detritos Morpho2DH, avaliar se esse é adequado para a previsão e mapeamento de perigo desse fenômeno no Brasil e recomendar critérios de aplicação para o modelo. O modelo foi aplicado em duas áreas no sul do Brasil, sendo elas: (i) Presidente Getúlio, em Santa Catarina, onde ocorreu um grande desastre em 2020 no alto vale do Itajaí; (ii) e Rolante, no Rio Grande do Sul, local de um desastre que ocorreu em 2017 na bacia do rio Mascarada. A metodologia consistiu em três etapas: (i) a calibração do modelo para os dois locais, variando principalmente o volume de entrada; (ii) análise de sensibilidade com abordagem One At a Time (OAT) dos parâmetros de entrada selecionados; (iii) análise de sensibilidade com abordagem All At a Time (AAT). Foram avaliadas as sensibilidades dos parâmetros de entrada para as variáveis de saída área total atingida, distância total percorrida, velocidade média, altura média, altura máxima e volume depositado. Os resultados da análise OAT demonstram que os parâmetros mais sensíveis dentre os avaliados foram a profundidade máxima de erosão do leito, o coeficiente de resistência, a profundidade mínima do fluxo e o diâmetro médio das partículas. Enquanto a concentração de sedimentos do leito estático, a vegetação e o ângulo de atrito interno apresentaram uma média sensibilidade. Já os parâmetros densidade do líquido, concentração de sedimentos e densidade do sedimento apresentaram as menores sensibilidades, chegando a não apresentar nenhuma influência em algumas das variáveis analisadas. Já os resultados da análise AAT demonstram que o parâmetro concentração do leito estático exerce a maior influência dentre os parâmetros analisados nessa etapa, e ao manter esse constante, o impacto da variação todos os outros parâmetros é pouco significativo. Por fim, recomenda-se que se utilize o modelo para situações em que o volume de entrada e os dados relativos ao terreno, espessuras de erosão e diâmetros médio das partículas sejam bem definidos. E também que se leve em consideração o custo computacional do modelo para a magnitude do evento que se deseja simular.