Métodos determinísticos e probabilísticos para a avaliação do impacto de rompimentos de barragens via modelagem hidrodinâmica

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Castro, Maria de Andrade Rocha Alencar
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Avaliação de incertezas; Dam break; Flood hazard; Hydrodynamic modeling; Modelagem hidrodinâmica; Monte Carlo simulation; Perigo de inundação; Rompimento de barragem; Simulação de Monte Carlo; Uncertainty assessment
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-21032025-085649/

As barragens e seus reservatórios são amplamente utilizados para o armazenamento de água, mas podem representar fontes de desastres quando não recebem a manutenção necessária. O risco de uma barragem é definido pela Categoria de Risco (CRI) e pelo Dano Potencial Associado (DPA), conforme o Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens (SNISB). A Resolução n° 91 de 2012 da Agência Nacional das Águas exige que barragens classificadas como de alto CRI e DPA possuam Planos de Ação e Emergência (PAEs), incluindo mapas de inundação e estimativas de cheias baseados em modelos hidrodinâmicos. Contudo, abordagens locais e específicas para esses modelos são demoradas, levando ao uso de modelos simplificados, que, apesar de negligenciarem alguns termos da equação de águas rasas, mantêm a representatividade da planície de inundação com melhor desempenho computacional.A qualidade das simulações depende da resolução do modelo digital do terreno e dos coeficientes de Manning. No Brasil, onde levantamentos com resolução superior a 30 metros são escassos, torna-se necessário o uso de tecnologias como o LiDAR. Apesar de caro, esses dados são essenciais, especialmente em Pernambuco, estado com menor disponibilidade hídrica do país. O objetivo deste estudo é avaliar a performance de modelos simplificados (HydroHP1D e HydroPol2D) em comparação a modelagens hidrodinâmicas completas. Foram simulados rompimentos das 10 maiores barragens de Pernambuco, classificadas como de alto risco e dano potencial, em diferentes configurações. As incertezas nas condições iniciais do reservatório, rugosidade do terreno e formação da brecha são abordadas por simulações de Monte Carlo, viabilizadas pela eficiência computacional dos modelos simplificados. Um modelo probabilístico de rompimento de barragem foi desenvolvido, utilizando distribuições probabilísticas e um modelo hidrodinâmico 2D local-inercial. A validação numérica com o modelo completo HEC-RAS apresentou CSI de 97% e 99% para resoluções espaciais de 5 (LiDAR) e 30 metros (Copernicus). Este trabalho fornece uma estrutura para avaliar os impactos de inundações por rompimento de barragens, contribuindo para os PAEs de barragens de alto dano potencial.