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https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/17997
Tipo de Documento: | Dissertação |
Título: | Simulação computacional da propagação de cheia por diferentes rompimentos hipotéticos como subsídio para a gestão de segurança de barragens em Sergipe |
Autor(es): | Santa Rita, Leonardo de Carvalho Souza |
Data do documento: | 31-Ago-2021 |
Orientador: | Mendes, Ludmilson Abritta |
Coorientador: | Almeida, André Quintão de |
Resumo: | As barragens têm sido a solução empregada para garantir segurança hídrica e desenvolvimento para as civilizações. A despeito dos benefícios, existem impactos ambientais e riscos de acidentes associados a sua utilização. A Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB) estabelece diretrizes e requisitos a serem seguidos por empreendedores e órgãos fiscalizadores e, para barragens classificadas em dano potencial associado alto, obriga a elaboração do Plano de Ação de Emergência (PAE). Para tanto, cenários de rompimentos hipotéticos devem ser simulados, a fim de obter a abrangência espacial da inundação no vale de jusante. Nesse sentido, este trabalho objetivou avaliar os efeitos hidrodinâmicos nos vales de jusante devido a rompimentos hipotéticos das barragens Jacarecica I e II, no estado de Sergipe. Considerando cenários de rompimento mais provável (condições usuais) e de rompimento extremo (condições incomuns), foram elaboradas as manchas de inundação e realizado o zoneamento de risco hidrostático e hidrodinâmico. Além da comparação dos resultados obtidos utilizando o modelo hidrodinâmico HEC-RAS com os fornecidos pela Metodologia Simplificada (MS) da Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico, foi realizada uma análise de sensibilidade das respostas do HEC-RAS frente a variação dos dados de entrada. Os resultados demonstraram que os rompimentos simulados por falha estrutural provocam inundações que atingem residências, áreas agrícolas, estradas e rodovia, pontes e uma indústria até chegar na cidade de Riachuelo, cerca de 18 km a jusante de Jacarecica II, com tempos mínimos de 6 a 8 horas, sendo percebidas profundidades e velocidades máximas próximas a 10 m e 5 m.s-1, respectivamente. Verificou-se ainda que as barragens são seguras quanto ao galgamento de suas estruturas por eventos hidrometeorológicos extremos, ainda que eles causem inundações naturais significativas. A mancha de inundação simulada com o HEC-RAS demonstrou formato similar à elaborada pela MS, ainda que a abrangência espacial tenha sido maior com a MS. A análise de sensibilidade mostrou que os gatilhos de rompimento e as afluências aos reservatórios são os dados de entrada que provocam menor convergência nas vazões, velocidades e profundidades máximas simuladas. Como as manchas de inundação obtidas atingem tanto áreas rurais quanto urbanas com profundidades e velocidades significativas, é fundamental (e mandatório, segundo a PNSB) que sejam elaborados os PAEs das barragens estudadas o quanto antes. |
Abstract: | Dams have been the solution used to ensure water security and development for civilizations. Despite the benefits, there are environmental impacts and risks of accidents associated with their use. The National Dam Safety Policy (PNSB) establishes guidelines and requirements to be followed by entrepreneurs and regulators, and, for dams with potential damage asociated classified as high, it requires the preparation of an Emergency Action Plan (EAP). To do so, hypothetical dam break scenarios must be simulated in order to obtain the flood’s spatial coverage in the downstream valley. In this regard, this work aimed to evaluate the hydrodynamic effects in the downstream valleys due to hypothetical ruptures of the Jacarecica I and Jacarecica II dams, in the state of Sergipe. Considering scenarios of most probable rupture (usual conditions) and extreme rupture (unusual conditions), flood inundation maps were elaborated and hydrostatic and hydrodynamic risk zoning was carried out. In addition to comparing the results obtained using the HEC-RAS hydrodynamic model with those provided by the National Water and Basic Sanitation Agency’s Simplified Methodology (MS), a sensitivity analysis of the HEC-RAS outputs was performed with varying input data. Results showed that the dam break scenarios cause floods that affect residential and agricultural areas, roads and highways, bridges and an industry before reaching the city of Riachuelo, about 18 km downstream of Jacarecica II, with minimum wave arrival times of 6 to 8 hours, and maximum depths and velocities close to 10 m and 5 m.s-1, respectively. It was also observed that the dams resist extreme hydrometeorological events without overtopping, even though these events cause significant natural flood. The inundation map simulated with HEC-RAS showed a similar format to the one developed by MS, although the spatial coverage was wider with MS. The sensitivity analysis showed that the triggers elevations and the inflows to the reservoirs are the input data that cause less convergence in the simulated flows, velocities and maximum depths. With rural and urban areas located inside the flood inundation mpas and subjected to significant wave depths and velocities, it is essential (and mandatory, according to the PNSB) that the dams’ EAPs are prepared as soon as possible. |
Palavras-chave: | Construção civil Ruptura de barragem Modelagem hidrodinâmica Metodologia simplificada da ANA Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico (ANA) Inundação Zoneamento de riscos Geoprocessamento Dam-break Hydrodynamic modelling Hydrologic Engineering Center – River Analysis System (HEC-RAS) Simplified dam-break study Flood Risk zoning Geoprocessing |
área CNPQ: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL |
Idioma: | por |
Sigla da Instituição: | Universidade Federal de Sergipe (UFS) |
Programa de Pós-graduação: | Pós-Graduação em Engenharia Civil |
Citação: | SANTA RITA, Leonardo de Carvalho Souza. Simulação computacional da propagação de cheia por diferentes rompimentos hipotéticos como subsídio para a gestão de segurança de barragens em Sergipe. 2021. 230 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2021. |
URI: | https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/17997 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia Civil |
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