Modelagem hidrológica e hidrodinâmica com geração de mapas de perigo de inundação na Bacia do Tapacurá

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Main Author: CHAVES, João Victor Bezerra
Publication Date: 2023
Format: Master thesis
Language: por
Source: Repositório Institucional da UFPE
Download full: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/55065
Summary: A urbanização desenfreada e não planejada, aliado as projeções de mudanças climáticas, apontam para um cenário de maior vulnerabilidade de pessoas e infraestruturas às inundações urbanas. Nesse contexto inclui-se a cidade de Vitória de Santo Antão, na Zona da Mata do estado de Pernambuco, que cresceu no entorno do rio Tapacurá, ocupando sua planície de inundação. Essa cidade já sofreu com eventos catastróficos de inundações no passado, merecendo destaque os eventos de 2005, 2010 e 2011, com um número estimado de 3,26 milhões de pessoas afetadas, 162 óbitos e um custo da ordem de R$13,52 milhões. O presente trabalho teve como objetivo realizar modelagem hidrológica e hidrodinâmica 2D com o auxílio de técnicas de Sensoriamento Remoto e modelo digital do terreno de alta resolução para geoespacializar a ocorrência de inundações e obter mapas com indicadores e índices de perigo para a sede urbana do município de Vitória do Santo Antão. O modelo digital do terreno foi obtido a partir de perfilamento a laser e disponibilizado pelo projeto Pernambuco Tridimensional. Os modelos hidrológicos e hidrodinâmicos foram efetivados com os softwares de livre acesso HEC-HMS e HEC-RAS, respectivamente. A calibração e validação do modelo hidrológico foram executadas com dados de vazão disponíveis e foi simulado um evento real que aconteceu em maio de 2011, alcançando um coeficiente eficiência Nash-Sutcliffe de 0,940 para a calibração. As simulações conseguiram reproduzir com fidelidade a mancha de inundação ao longo do município, que se estendeu por 2,993 km2 e apresentou lâminas d’água de até 5,65 m. Com os resultados da simulação foi possível a criação de mapas com indicadores e índices de perigo, analisando os mapas, é possível observar que 50,8% da área inundada apresenta uma classificação de perigo alto em relação a profundidade da água, sendo um risco definitivo para as pessoas, bens móveis e imóveis. Espera-se que as informações aqui produzidas possam contribuir com os órgãos gestores na tomada de decisão para a adoção de medidas estruturais e/ou não-estruturais para esse local possibilitando evitar ou mitigar os prejuízos monetários e de vidas associados a inundações.
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O presente trabalho teve como objetivo realizar modelagem hidrológica e hidrodinâmica 2D com o auxílio de técnicas de Sensoriamento Remoto e modelo digital do terreno de alta resolução para geoespacializar a ocorrência de inundações e obter mapas com indicadores e índices de perigo para a sede urbana do município de Vitória do Santo Antão. O modelo digital do terreno foi obtido a partir de perfilamento a laser e disponibilizado pelo projeto Pernambuco Tridimensional. Os modelos hidrológicos e hidrodinâmicos foram efetivados com os softwares de livre acesso HEC-HMS e HEC-RAS, respectivamente. A calibração e validação do modelo hidrológico foram executadas com dados de vazão disponíveis e foi simulado um evento real que aconteceu em maio de 2011, alcançando um coeficiente eficiência Nash-Sutcliffe de 0,940 para a calibração. As simulações conseguiram reproduzir com fidelidade a mancha de inundação ao longo do município, que se estendeu por 2,993 km2 e apresentou lâminas d’água de até 5,65 m. Com os resultados da simulação foi possível a criação de mapas com indicadores e índices de perigo, analisando os mapas, é possível observar que 50,8% da área inundada apresenta uma classificação de perigo alto em relação a profundidade da água, sendo um risco definitivo para as pessoas, bens móveis e imóveis. Espera-se que as informações aqui produzidas possam contribuir com os órgãos gestores na tomada de decisão para a adoção de medidas estruturais e/ou não-estruturais para esse local possibilitando evitar ou mitigar os prejuízos monetários e de vidas associados a inundações.Uncontrolled and unplanned urbanization, combined with projections of climate change, point to a scenario of increased vulnerability of people and infrastructure to urban flooding. In this context, the city of Vitória de Santo Antão, in the Zona da Mata region of the state of Pernambuco, stands out. It has grown around the Tapacurá River, occupying its floodplain. This city has already suffered from catastrophic flood events in the past, with notable events occurring in 2005, 2010, and 2011, affecting an estimated 3.26 million people, resulting in 162 deaths, and causing costs in the order of R$13.52 million. The aim of this study was to conduct 2D hydrological and hydrodynamic modeling using Remote Sensing techniques and a high-resolution digital terrain model to geospatially analyze the occurrence of floods and obtain maps with indicators and danger indexes for the urban center of Vitória de Santo Antão. The digital terrain model was obtained through laser profiling and made available by the Pernambuco Tridimensional project. The hydrological and hydrodynamic models were implemented using the freely accessible software HEC-HMS and HEC-RAS, respectively. The calibration and validation of the hydrological model were performed using available flow data, and a real event that occurred in May 2011 was simulated. The calibration achieved a Nash-Sutcliffe efficiency coefficient of 0.940. The simulations successfully reproduced the flood extent throughout the municipality, covering an area of 2,993 km2 and reaching water depths of up to 5.65 m. With the simulation results, it was possible to create maps with hazard indicators and indices. Analyzing the maps, it can be observed that 50.8% of the flooded area is classified as high danger concerning water depth, representing a definite risk to people, movable and immovable assets. It is expected that the information produced here can contribute to the decision-making process of the managing authorities, enabling the adoption of structural and/or non-structural measures for this location, thus helping to prevent or mitigate the financial and life losses associated with floods.Universidade Federal de PernambucoUFPEBrasilPrograma de Pos Graduacao em Engenharia CivilOLIVEIRA, Leidjane Maria Maciel dehttp://lattes.cnpq.br/0808879037122832http://lattes.cnpq.br/0036923505084083CHAVES, João Victor Bezerra2024-02-07T16:16:41Z2024-02-07T16:16:41Z2023-07-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfCHAVES, João Victor Bezerra. Modelagem hidrológica e hidrodinâmica com geração de mapas de perigo de inundação na Bacia do Tapacurá. 2023. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2023.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/55065porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPE2024-02-08T05:22:11Zoai:repositorio.ufpe.br:123456789/55065Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212024-02-08T05:22:11Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false
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