Avaliação do impacto das mudanças climáticas na segurança de barragens: estudo de caso da barragem Banabuiú

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Furtado, Fernanda de Almeida
Orientador(a): Studart, Ticiana Marinho de Carvalho
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Link de acesso: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/76985
Resumo: Dam safety aims to reduce the possibility of failures that could result in disasters, with consequences for the dam itself and the population downstream. In order to guarantee this safety, dam risk assessment includes the identification of potential critical events, including changes in the hydrological regime. This work aims to understand the impacts of climate change on critical flood events, allowing the risks associated with the dam to be identified and future scenarios to be considered. The study object was the Arrojado Lisboa Dam (Banabuiú), the main source of water for the Banabuiú Adductor System, an initiative developed by the Ceará State Government. Global Circulation Models (GCM) applied to hydrological modeling were used, with four CMIP6 climate models being applied: ACCESS-ESMI1-5, BCC_CSM2_MR, CanESM5 and MIROC-ES2L. The data was extracted and interpolated in order to generate projected IDF equations for the future, applying the Equidistant Quantile Matching Method for the SSP 2 4.5 and SSP 5 8.5 emissions scenarios. The rainfall results obtained from the climate models showed values close to those obtained from the observed data for the same region, as shown in the updated IDF curves. At the hydrological modeling stage in the climate change scenarios using HEC-HMS, it was observed for the 10.000 average recurrence interval (ARI) there are more exceptional flood scenarios resulting in the possible overtopping of the Arrojado Lisboa dam (Banabuiú) compared to the 1.000 average recurrence interval (ARI) scenario. The analysis of the probability of flood exceedance under climate change scenarios highlights that, despite the uncertainties presented by the GCMs, the probability of an extreme event being exceeded under climate change scenarios is considerable. It is therefore concluded that, given the critical scenarios obtained, it is essential to adopt strategies to guarantee dam safety in the climate change scenarios projected for the future, including reservoir operation plans.
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The study object was the Arrojado Lisboa Dam (Banabuiú), the main source of water for the Banabuiú Adductor System, an initiative developed by the Ceará State Government. Global Circulation Models (GCM) applied to hydrological modeling were used, with four CMIP6 climate models being applied: ACCESS-ESMI1-5, BCC_CSM2_MR, CanESM5 and MIROC-ES2L. The data was extracted and interpolated in order to generate projected IDF equations for the future, applying the Equidistant Quantile Matching Method for the SSP 2 4.5 and SSP 5 8.5 emissions scenarios. The rainfall results obtained from the climate models showed values close to those obtained from the observed data for the same region, as shown in the updated IDF curves. At the hydrological modeling stage in the climate change scenarios using HEC-HMS, it was observed for the 10.000 average recurrence interval (ARI) there are more exceptional flood scenarios resulting in the possible overtopping of the Arrojado Lisboa dam (Banabuiú) compared to the 1.000 average recurrence interval (ARI) scenario. The analysis of the probability of flood exceedance under climate change scenarios highlights that, despite the uncertainties presented by the GCMs, the probability of an extreme event being exceeded under climate change scenarios is considerable. It is therefore concluded that, given the critical scenarios obtained, it is essential to adopt strategies to guarantee dam safety in the climate change scenarios projected for the future, including reservoir operation plans.A segurança de barragens objetiva-se à redução da possibilidade de ocorrência de falhas que possam resultar em desastres, trazendo consequências à barragem em si e à população a jusante. A fim de garantir essa segurança, a avaliação de risco em barragens contempla a identificação de eventos críticos potenciais, incluindo alterações do regime hidrológico. O presente trabalho visa compreender os impactos das mudanças climáticas em eventos críticos de cheias, permitindo identificar os riscos associados à barragem considerando cenários futuros. O objeto de estudo foi a Barragem Arrojado Lisboa (Banabuiú), principal fonte hídrica do Sistema Adutor Banabuiú-Sertão Central, iniciativa implementada pelo Governo do Estado do Ceará. Foram utilizados Modelos Globais de Circulação (GCM) aplicados à modelagem hidrológica, aplicando-se quatro modelos climáticos do CMIP6, sendo estes: ACCESS-ESMI1-5, BCC_CSM2_MR, CanESM5 e MIROC-ES2L. Os dados foram extraídos e interpolados de forma a gerar equações IDF projetadas para o futuro, aplicando-se o Método da Correspondência de Quantis Equidistantes para os cenários de emissões SSP 2 4.5 e SSP 5 8.5. Os resultados de precipitações obtidas dos modelos climáticos apresentaram valores próximos aos valores obtidos dos dados observados para a mesma região, conforme demonstrado nas curvas IDF atualizadas. Na etapa da modelagem hidrológica nos cenários de mudança climática, utilizando o HEC-HMS, para o tempo de retorno (TR) de 1.000 anos, foram observadas variações de vazões inferiores ao valor do cenário baseline. Para o tempo de retorno (TR) de 10.000 anos, foram obtidas vazões e elevações do nível de água acima dos valores do cenário baseline, resultando em cenários possíveis de galgamento da barragem Arrojado Lisboa (Banabuiú). A análise de probabilidade de excedência de cheia frente aos cenários de mudanças climáticas ressalta que, apesar das incertezas apresentadas pelos GCMs, a probabilidade de um evento extremo ser superado em cenários de mudanças climáticas é considerável. Dessa forma, conclui-se que, diante dos cenários críticos obtidos, torna-se fundamental a adoção de estratégias para garantir a segurança da barragem nos cenários de mudança climática projetados para o futuro, incluindo planos de operação do reservatório.Furtado, Fernanda de Almeida. Avaliação do impacto das mudanças climáticas na segurança de barragens: estudo de caso da barragem Banabuiú. 2024. 68f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil - Recursos Hídricos) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024.Avaliação do impacto das mudanças climáticas na segurança de barragens: estudo de caso da barragem BanabuiúAssessing the impact of climate change on security of dams: case study of the Banabuiú daminfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismodelagem hidrológicasegurança de barragensmudanças climáticashydrological modelingdam safety; climate changes;info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFChttp://lattes.cnpq.br/2260029990520583http://lattes.cnpq.br/9258665274716590http://lattes.cnpq.br/96808348316756312024-03-15ORIGINAL2024_dis_fafurtado.pdf2024_dis_fafurtado.pdfapplication/pdf11067803http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/76985/3/2024_dis_fafurtado.pdf78274b822676a0747439aed61cf3ba47MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/76985/4/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD54riufc/769852024-06-04 11:05:06.277oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2024-06-04T14:05:06Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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