Modelo simplificado de atenuação de ondas de cheia

Código

XXV-SBRH0530

Autores

Rodrigo Cauduro Dias de Paiva, Stefany Gonçalves Lima

Tema

STE04 - Cheias no Brasil: geração, previsão e impactos

Resumo

Desenvolveu-se um modelo analítico simples e de base física para estimar a atenuação da vazão de pico de cheias. A onda de cheia ao longo de sua trajetória é representada pelo modelo de onda difusiva. Conforme o modelo, a vazão de pico diminui com a distância a jusante com uma função potencial. O papel da distância é proporcional ao fator de atenuação definido pela hidrodinâmica (curva chave, difusividade hidráulica, celeridade e armazenamento na planície de inundação) e hidrograma de entrada (vazão de pico inicial, volume e curvatura relativa). Análises de sensibilidade demonstram que a vazão de pico inicial, volume, armazenamento na planície e declividade do rio são os fatores governantes da atenuação. A validade e acurácia do modelo foi demonstrada ao reproduzir soluções numéricas das equações de Saint-Venant para diversas condições de escoamento, além de observações de 11 rompimentos de barragens históricos, e resultados de um modelo hidrodinâmico detalhado (ver Lima e Paiva, 2023a). Os erros são em geral menores que 10% e que a incerteza típica de observações de vazões de cheias. A acurácia é maior que a de modelos empíricos simplificados e análoga a de modelos hidrodinâmicos detalhados normalmente utilizados em aplicações práticas. O modelo pode ser facilmente aplicado utilizando alguns parâmetros comuns e uma equação simples em planilha eletrônica básica. O novo método é apropriado para aplicações práticas como avaliações preliminares de cheias naturais e de rompimentos de barragens, dimensionamentos em engenharia, e análises em grandes redes de drenagem com apoio de sensoriamento remoto