Avaliação de limiares críticos de inundação para implementação de sistema de alerta em região urbana com monitoramento hidrológico limitado e interação fluvial

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Farias, Pedro Rocha lattes
Orientador(a): Fontes, Andréa Sousa
Banca de defesa: Luz, Lafayette Dantas da, Lima Neto, Iran Eduardo, Simões, André Luiz Andrade, Fontes, Andrea Sousa
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
Programa de Pós-Graduação: Mestrado em Meio Ambiente, Água e Saneamento (MAASA) 
Departamento: Escola Politécnica
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/43220
Resumo: O estudo teve como objetivo definir limiares críticos de chuva e hidráulicos para subsidiar um sistema de alerta de inundação em Itabuna, Bahia, uma região urbana com monitoramento hidrológico limitado. Para isso, foi utilizada a modelagem hidrológica e hidrodinâmica para simular eventos de inundação sob diferentes cenários de chuva. Os dados de chuva, provenientes de uma grade, e vazão, obtidos de um fluviômetro, aplicados para a calibração dos modelos, passaram previamente por uma análise de consistência. Verificou-se que a chuva da grade era representativa para a área de estudo com base nas métricas estatísticas aplicadas. Contudo, os dados de vazão apresentaram descontinuidade e superestimação, comprometendo a precisão para a modelagem. O modelo hidrológico aplicado foi calibrado de forma satisfatória para dois eventos de cheia na área de estudo, sendo escolhida uma das calibrações para a continuidade do estudo. Com o modelo hidrológico calibrado, foram gerados dez hidrogramas, correspondentes a dez diferentes acumulados de chuva, que foram propagados no modelo hidrodinâmico, resultando em cenários de inundações no município. A metodologia possibilitou a identificação dos acumulados de chuva que geraram a superação das cotas de alerta, associados a vazões de pico em diferentes seções monitoradas. No evento de maior intensidade, todos os limiares de alerta nas áreas de interesse foram superados. Mapas que representam a extensão das inundações e o tempo de propagação da onda demonstraram a evolução e a gravidade dos eventos, indicando um aumento significativo na área afetada em proporção à intensidade da precipitação. Adicionalmente, mapas de risco de instabilidade corporal (como tombamento e deslizamento) revelaram situações perigosas em áreas próximas a cursos d'água a partir de um certo nível de severidade do evento, com a expansão das zonas de maior risco. Este trabalho destaca a viabilidade de uma metodologia para analisar e correlacionar acumulados de chuva com parâmetros hidráulicos em locais com capacidade limitada de monitoramento hidrológico. Tal abordagem pode contribuir para o desenvolvimento de planos de preparação e resposta a inundações em municípios com infraestrutura de monitoramento restrita, oferecendo suporte a órgãos de proteção civil na definição de níveis de alerta e na comunicação de riscos à população.
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O modelo hidrológico aplicado foi calibrado de forma satisfatória para dois eventos de cheia na área de estudo, sendo escolhida uma das calibrações para a continuidade do estudo. Com o modelo hidrológico calibrado, foram gerados dez hidrogramas, correspondentes a dez diferentes acumulados de chuva, que foram propagados no modelo hidrodinâmico, resultando em cenários de inundações no município. A metodologia possibilitou a identificação dos acumulados de chuva que geraram a superação das cotas de alerta, associados a vazões de pico em diferentes seções monitoradas. No evento de maior intensidade, todos os limiares de alerta nas áreas de interesse foram superados. Mapas que representam a extensão das inundações e o tempo de propagação da onda demonstraram a evolução e a gravidade dos eventos, indicando um aumento significativo na área afetada em proporção à intensidade da precipitação. Adicionalmente, mapas de risco de instabilidade corporal (como tombamento e deslizamento) revelaram situações perigosas em áreas próximas a cursos d'água a partir de um certo nível de severidade do evento, com a expansão das zonas de maior risco. Este trabalho destaca a viabilidade de uma metodologia para analisar e correlacionar acumulados de chuva com parâmetros hidráulicos em locais com capacidade limitada de monitoramento hidrológico. Tal abordagem pode contribuir para o desenvolvimento de planos de preparação e resposta a inundações em municípios com infraestrutura de monitoramento restrita, oferecendo suporte a órgãos de proteção civil na definição de níveis de alerta e na comunicação de riscos à população.The study aimed to define critical rainfall and hydraulic thresholds to support a flood warning system in Itabuna, Bahia, an urban region with limited hydrological monitoring. To achieve this, hydrological and hydrodynamic modeling was used to simulate flood events under different rainfall scenarios. Rainfall data, from a grid, and flow data, obtained from a fluviometer, applied for model calibration, underwent a prior consistency analysis. It was found that the grid rainfall was representative for the study area based on the applied statistical metrics. However, the flow data showed discontinuity and overestimation, compromising the accuracy for modeling. The applied hydrological model was satisfactorily calibrated for two flood events in the study area, with one of the calibrations chosen for the continuation of the study. With the calibrated hydrological model, ten hydrographs were generated, corresponding to ten different accumulated rainfall amounts, which were propagated in the hydrodynamic model, resulting in flood scenarios for the municipality. The methodology enabled the identification of accumulated rainfall amounts that led to the exceedance of alert levels, associated with peak flows in different monitored sections. In the most intense event, all alert thresholds in the areas of interest were exceeded. Maps representing the extent of floods and wave propagation time demonstrated the evolution and severity of the events, indicating a significant increase in the affected area in proportion to the rainfall intensity. Additionally, maps of body instability risk (such as overturning and slipping) revealed dangerous situations in areas near watercourses from a certain level of event severity, with the expansion of higher-risk zones. This work highlights the feasibility of a methodology to analyze and correlate accumulated rainfall with hydraulic parameters in locations with limited hydrological monitoring capacity. Such an approach can contribute to the development of flood preparedness and response plans in municipalities with restricted monitoring infrastructure, offering support to civil defense agencies in defining alert levels and communicating risks to the population.CAPESporUNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIAMestrado em Meio Ambiente, Água e Saneamento (MAASA) UFBABrasilEscola PolitécnicaFloodsModellingCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::RECURSOS HIDRICOSInundaçõesModelagemAvaliação de limiares críticos de inundação para implementação de sistema de alerta em região urbana com monitoramento hidrológico limitado e interação fluvialMestrado Acadêmicoinfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionFontes, Andréa SousaSimões, André Luiz AndradeLuz, Lafayette Dantas daLima Neto, Iran EduardoSimões, André Luiz AndradeFontes, Andrea Sousahttps://lattes.cnpq.br/8685978273634707Farias, Pedro Rochainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFBAinstname:Universidade Federal da Bahia (UFBA)instacron:UFBAORIGINALPedro_Farias-_Dissertacao_Final_AVALIACAO_DE_PARAMETROS_HIDROLOGICOS_E_HIDRAULICOS_PARA_assinad.pdfPedro_Farias-_Dissertacao_Final_AVALIACAO_DE_PARAMETROS_HIDROLOGICOS_E_HIDRAULICOS_PARA_assinad.pdfapplication/pdf13774034https://repositorio.ufba.br/bitstream/ri/43220/1/Pedro_Farias-_Dissertacao_Final_AVALIACAO_DE_PARAMETROS_HIDROLOGICOS_E_HIDRAULICOS_PARA_assinad.pdfe7585bfa3810be9154ab9649a7207b5dMD51open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain1720https://repositorio.ufba.br/bitstream/ri/43220/2/license.txtd9b7566281c22d808dbf8f29ff0425c8MD52open accessri/432202025-10-14 13:50:45.173open accessoai:repositorio.ufba.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufba.br/oai/requestrepositorio@ufba.bropendoar:19322025-10-14T16:50:45Repositório Institucional da UFBA - Universidade Federal da Bahia (UFBA)false
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