Análise da propagação de cheias resultante de rompimentos em cascata hipotéticos de barragens localizadas no município de Caruaru-PE
DOI:
https://doi.org/10.26848/rbgf.v17.1.p529-546Palavras-chave:
Modelagem hidrológica, ruptura de barragens, macha de inundaçãoResumo
A ruptura em série de barragem pode gerar danos catastróficos para a população localizada a jusante e ao meio ambiente. Diante disso, o presente estudo tem como objetivo fazer uma análise entre os resultados gerados pela ruptura hipotética em cascata de quatro barragens situadas na cidade de Caruaru-PE. Foram realizadas três simulações hidrodinâmicas, com a finalidade de prever se o rompimento de uma das barragens em análise resultaria no rompimento em cascata dos barramentos a jusante. Além disso, foram comparados os hidrogramas de ruptura calculados através dos softwares HEC-HMS e HEC-RAS, utilizados para gerar os mapas de inundação a fim de analisar as potenciais áreas atingidas. A metodologia foi baseada em: descrição da área de estudo como características técnicas da barragem, desenvolvimento do hidrograma de ruptura por meio do software HEC-HMS 4.8 e simulação de ruptura nos três cenários analisados, através do software HEC-RAS 6.2. Foi constatado, por meio das modelagens hidrodinâmicas, que nos três cenários, o rompimento da barragem a montante geraria o rompimento em cascata do barramento a jusante. Também foi possível concluir que as vazões de rupturas, obtidas com a simulação do HEC-HMS são maiores que as obtidas com o HEC-RAS. Além disso os mapas de velocidade, profundidade e intensidade apresentaram manchas semelhantes no primeiro e segundo cenário para os níveis de perigo e o terceiro cenário níveis mais altos. Almeja-se com os resultados encontrados, auxiliar na elaboração de medidas mitigadoras para minimizar os danos gerados pelo eventual rompimento das barragens em estudo.
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Referências
Abreu, F. G. D., Sobrinha, L. A., & Brandão, J. L. B. 2017. Análise da distribuição temporal das chuvas em eventos hidrológicos extremos. Engenharia Sanitaria e Ambiental, 22 (2), 239-250. https://doi.org/10.1590/s1413-41522016146750
ANA. Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico. 2016. Guia de orientação e formulários do Plano de Ação de Emergência – PAE: Manual do Empreendedor sobre Segurança de Barragens. Brasília.
https://www.snisb.gov.br/Entenda_Mais/publicacoes/ManualEmpreendedor
ANA. Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico. 2021. Relatório de segurança de barragens 2020.
https://www.snisb.gov.br/relatorio-anual-de-seguranca-de-barragem/2020/rsb-2020.pdf.
ANA. Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico. 2023. Relatório de segurança de barragens 2022.
https://www.snisb.gov.br/portal-snisb/api/file/download/463/4/rsb-2022.pdf.
Albu, L., Enea, A., Stoleriu, C.C., & Niacșu, L. 2019. G.I.S. Implementation on Dam-Break Flood Vulnerability Analysis – A Case Study of Cătămărăști Dam, Botoșani, Romania. ”Air and Water – Components of the Environment” Conference Proceedings, Cluj-Napoca, Romania, 65-76.
http://doi.org/10.24193/AWC2019_07
Alves, H. R. 2019. O estado de coisas inconstitucional face ao reiterado rompimento de barragens no Brasil. Revista Vertentes Do Direito, 6 (2), 131-157.
https://doi.org/10.20873/uft.2359-0106.2019.v6n2.p131-157
Armada, C. A. S. 2021. Os desastres ambientais de Mariana e Brumadinho em face ao estado socioambiental brasileiro. Revista Territorium, 28(1), 13-22.
https://doi.org/10.14195/1647-7723_28-1_1
Aureli, F., Maranzoni, A., & Petaccia, G. 2021. Review of Historical Dam-Break Events and Laboratory Tests on Real Topography for the Validation of Numerical Models. Water, 13.
https://doi.org/10.3390/w13141968
Bhola, P. K., Nair, B. B., Leandro, J., Rao, S. N., & Disse, M. 2019. Flood inundation forecasts using validation data generated with the assistance of computer vision. Journal of Hydroinformatics, 21 (2), 240-256.
https://doi.org/10.2166/hydro.2018.044
Braga, R. A., Cabral, J. J., Montenegro, S. M., & Perrier Júnior, G. S. 2002. Conservação dos recursos hídricos em brejos de altitude: O caso de Brejo dos Cavalos, Caruaru, PE. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 6 (3), 539-546.
https://doi.org/10.1590/S1415-43662002000300028
Brunner, G. 2014. Using HEC-RAS for Dam Break Studies, TD-39. U.S. Army Corps of Engineers. Davis, CA.
Campos, R. G. D., Saliba, A. P. M., Baptista, M. B., Biscaro, V. H. B., Camargos, R. S., & Passos, D. T. 2018. Modelagem física para determinação de parâmetros de brechas em rupturas de barragens em cascata. In Anais do XXVIII Congresso Latinoamericano de Hidráulica. Ezeiza, Argentina: Instituto del Agua.
Campos, R. G. D., & Saliba, A. P. M. 2023. Methodology to evaluate cascade dams breaks for analysis and safety design. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, 28 (16). https://doi.org/10.1590/2318-0331.282320230001
Collischonn, W., Tucci, C. E. M. 1997. Análise do rompimento hipotético da barragem de Ernestina-RS. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, 2 (2). 191-206.
http://dx.doi.org/10.21168/rbrh.v2n2.p191-206
Compesa . Companhia Pernambucana De Saneamento. 2019a. Plano de segurança da barragem Jaime Nejaim: Volume I. Recife.
Compesa . Companhia Pernambucana De Saneamento. (2019b). Plano de segurança da barragem Taquara: Volume I. Recife.
Coutinho, A. P., Silva, F. B., Silva, R. O., Antonino, A. C. D., & Montenegro, S. M. G. L. 2010. Determinação de equações de chuvas intensas para municípios das mesorregiões do estado de Pernambuco com dados Pluviométricos. In Anais do Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste 10.
DeNeale, S. T., Baecher, G. B., Stewart, K. M., Smith, E. D., & Watson, D. B. 2019. Current state-of-practice in dam safety risk assessment. Oak Ridge National Lab.
https://www.osti.gov/servlets/purl/1592163
EMBRAPA. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. (2020). Mapa de solos do Brasil. http://geoinfo.cnps.embrapa.br/layers/geonode%3Abrasil_solos_5m_20201104.
Faria, F. L., Silva, M. B., de M Reis, M., & Amorim, J. C. 2019. Metodologia para obtenção do hidrograma para simulação de ruptura de barragens. Revista Militar de Ciência e Tecnologia, 36 (3), 31-37.
http://www.ebrevistas.eb.mil.br/CT/article/view/3246
Fernandes, M. R. M. Souza, T. P., Rocha, J. C. S., Macêdo, A. P. B. Á., Souza, R. G. 2021. Simulaçãod da Mancha de inundação do rompimento hipotético da barragem Jacarecica II, Sergipe. In Anais do XIII Encontro de Recursos Hídricos em Sergipe, Brasil: Associação Brasileira de Recursos Hídricos.
Guo, K., Guan, M., & Yu, D. 2021. Urban surface water flood modelling–a comprehensive review of current models and future challenges. Hydrology and Earth System Sciences, 25 (5), 2843-2860.
https://doi.org/10.5194/hess-25-2843-2021
Hu, L., Yang, X., Li, Q., & Li, S. (2020). Numerical simulation and risk assessment of cascade reservoir dam-break, Water, 12 (6), 1730.
https://doi.org/10.3390/w12061730
IBGE. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. 2020. Cidades e Estados “Caruaru”.
https://www.ibge.gov.br/cidades-e-estados/pe/caruaru.html.
IBGE. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. 2021. Malha Municipal: “Brasil” e “Pernambuco”. https://www.ibge.gov.br/geociencias/organizacao-do-territorio/malhas-territoriais/15774-malhas.html?=&t=acesso-ao-produto.
Karim, I. R., Hassan, Z. F., Abdullah, H. H., & Alwan, I. A. 2021. 2D-HEC-RAS modeling of flood wave propagation in a Semi-Arid Area due to dam overtopping failure. Civil Engineering Journal, 7 (9), 1501-1514.
http://dx.doi.org/10.28991/cej-2021-03091739
Lei nº 12.334, de 20 de setembro de 2010. (2010, 20 de fevereiro) Estabelece a Política Nacional de Segurança de Barragens destinadas à acumulação de água para quaisquer usos, à disposição final ou temporária de rejeitos e à acumulação de resíduos industriais, cria o Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens e altera a redação do art. 35 da Lei nº 9.433. Diário Oficial da União.
https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2007-2010/2010/lei/l12334.htm
Lei nº 14.066, de 30 de setembro de 2020. (2020, 30 de setembro). Altera a Lei nº 12.334, de 20 de setembro de 2010, que estabelece a Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB). Diário Oficial da União.
https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2019-2022/2020/lei/l14066.htm
Lima, D. A. D., Lima, G. T. N. P. D., Molina Júnior, V. E., & Fais, L. M. C. F. 2022. Application of a simplified methodology for classification of small dams in cascade. Revista Ambiente & Água, 17.
https://doi.org/10.4136/ambi-agua.2790
Maranzoni, A., & Tomirotti, M. 2023. Three-Dimensional Numerical Modelling of Real-Field Dam-Break Flows: Review and Recent Advances. Water, 15. https://doi.org/10.3390/w15173130
Matos, A. C. S., & Eleutério, J. C. 2019. Análise de perdas de vidas associadas à ruptura hipotética da Barragem de Fundão. In Anais do XXIII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos.
https://anais.abrhidro.org.br/job.php?Job=5482
Neves, Y. T., Rodrigues, A. B., & Cabral, J. J. S. P. 2021. Modelagem computacional do rompimento hipotético da barragem de Jucazinho no estado de Pernambuco (Brasil). Revista DAE, 69, 167-182.
http://dx.doi.org/10.36659/dae.2021.039
Oliveira, L. C. S. D., & Lima Neto, I. E., 2022. Simulação do rompimento de barragens em cascata em uma bacia hidrográfica semiárida. Revista DAE, 70 (235), 203-216.
http://dx.doi.org/10.36659/dae.2022.031
Oliveira, A. G., & Magalhães, R. O. (2019). O ônus e o bônus de se viver ao lado da capital do agreste: Desigualdades socioespaciais e dinâmicas da Rede Caruaru. In Anais do ENANPUR, 8.
http://anpur.org.br/xviiienanpur/anais
Pereira, F. G., Firme, P. H. C., & Cotta, J. P. V. 2021. Plano de Ação de Emergência de barragens de mineração: Evolução, Conceito e Discussões. Territorium, 28 (I), 53-66. https://doi.org/10.14195/1647-7723_28-1_4
Pernambuco (Estado). 2016. Secretaria de Turismo, Esporte e Lazer. Plano de manejo: Parque Natural Municipal Professor João Vasconcelos Sobrinho. Caruaru: Secretaria de Turismo, Esporte e Lazer.
https://parqueserradoscavalos.caruaru.pe.gov.br/wp-content/uploads/2020/02/PLANO-DE-MANEJO.pdf
Říha, J., Kotaška, S., & Petrula, L. 2020. Dam Break Modeling in a Cascade of Small Earthen Dams: Case Study of the Čižina River in the Czech Republic. Water, 12 (8), 2309.
http://dx.doi.org/10.3390/w12082309
Rizzo, C., Maranzoni, A., & D’Oria, M. 2023. Probabilistic mapping and sensitivity assessment of dam-break flood hazard. Hydrological Sciences Journal, 68 (5), 700-718.
https://doi.org/10.1080/02626667.2023.2174026
Rolo, R. M., Marodin, F. A., Carrard, G. P., Cardone, L. B., Silveira, C. J. S. 2022. A Python implementation for the simplified dam-break flood modeling. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, 27(8).
https://doi.org/10.1590/2318-0331.272220220013
Rossi, C. L. C. U., Marques, M. G., Teixeira, E. D., Melo, J. F., Ferla, R., & Prá, M. D. 2021. Dam-Break analysis: proposal of a simplified approach. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, 26 (2).
https://doi.org/10.1590/2318-0331.262120200066
Sabău, D., & Şerban, G. 2018. Arch dam failure preliminary analysis using HEC-RAS and HEC-GEO RAS modeling. Case study Someșul Rece 1 reservoir. Forum Geografic XVII, 44-55.
http://dx.doi.org/10.5775/fg.2018.058.i
Silva, A. C., de Santana, N. F. J., da Fonseca Neto, G. C., Soares, A. E. P., Pereira, A. M., da Silva, S. R., Montenegro, S. M. G. L., & de Azevedo, J. R. G. 2021. Contraposição da Equação de Froehlich com o tempo de simulação hipotética de rompimento recomendada da barragem de Jazigo, no sertão pernambucano. Research, Society and Development, 10 (12), e572101220854-e572101220854.
http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v10i12.20854
Silva, J. P. N., Bello, M, I, M, C, V, Silva, T. B. & Silva. W. M. P. 2022. Simulação de Rompimento da Barragem São Bento do Una através do Software HEC-RAS. Revista Brasileira de Geografia Física, 15(2), 856-871.
https://doi.org/10.26848/rbgf.v15.2.p856-871
SNISB. Sistema Nacional de Informações sobre Segurança de Barragens. 2022. https://www.snisb.gov.br/.
Sumira, M., Anggraheni, E., & Prastica, R. M. S. 2023. Dam Break Analysis of Sermo Dam. Journal of the Civil Engineering Forum, 9(2), 127-138.
https://doi.org/10.22146/jcef.5619
Sousa, L. G., Mendes, T. A., Pereira, S. A. S., Dantas, A. A. N., & Godoi, E. L. 2022. Modelo físico para avaliação de vazões geradas por rompimento de pequenas barragens. Tecnia, 7 (2).
Tschiedel, A. D. F., & Paiva, R. C. D. D. 2018. Uncertainty assessment in hydrodynamic modeling of floods generated by dam break. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, 23(30).
https://doi.org/10.1590/2318-0331.231820170074
Tschiedel, A. D. F., Paiva, R. C. D. D., & Fan, F. M. 2020. Use of large-scale hydrological models to predict dam break-related impacts. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, 25 (35).
https://doi.org/10.1590/2318-0331.252020190128
USACE. US ARMY CORPS OF ENGINEERS. HEC-RAS User’s Manual. 2022.
Vogel, A., Courivaud, J., & Jarecka, K. 2022. Recent case histories of cascade failures and overflowing events of embankment dams. In 4th International Seminar on Dam Protection against Overtopping. Madrid, Espanha.
Zhou, X., Chen, Z., Zhou, J., Guo, X., Du, X., & Zhang, Q. 2020. A quantitative risk analysis model for cascade reservoirs overtopping: principle and application. Natural Hazards 104 (1), 249-277.
https://doi.org/10.1007/s11069-020-04167-6
Zhu, Y., Peng, M., Cai, Shuo., & Zhang, L. 2021. Risk-Based Warning Decision Making of Cascade Breaching of the Tangjiashan Landslide Dam and Two Smaller Downstream Landslide Dams. frointer in Earth Science. Tangjiashan Landslide Dam and TwoSmaller Downstream Landslide Dams. frointer in Earth Science. https://doi.org/10.3389/feart.2021.648919
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