MODELAGEM HIDROLÓGICA CHUVA-VAZÃO E ... - UFRJ

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O caso de estudo tomado como base para as discussões aqui desenvolvidas recai na bacia do rio Piabanha, bacia esta instrumentada e objeto principal do projeto de pesquisa científico EIBEX – Estudos Integrados de Bacias Experimentais, com desenvolvimento no âmbito do MCT/FINEP/CT-HIDRO - Bacias Representativas 04/2005, relativo à implantação e a estudos em bacias especialmente monitoradas com ênfase na região serrana do Rio de Janeiro, envolvendo diversas instituições, conforme relatado em COPPETEC (2007). Essa bacia será estudada sob o ponto de vista de seu funcionamento global, para, posteriormente, se particularizar a observação da bacia hidrográfica da cidade de Petrópolis, cujo curso principal, o rio Piabanha, e seu maior afluente, o rio Quitandinha, são responsáveis por alagamentos na cidade. 1.2. Objetivos 1.2.1. Objetivo Geral Avaliar as condições de funcionamento do MODCEL mediante distintas simulações com diversos cenários sob o ponto de vista da modelagem hidrológica. A partir dos resultados obtidos para uma bacia de grande porte, pretende-se usar um recorte dessa bacia para observação do problema de cheia urbana em escala local, fechando esse modelo menor com condições de contorno oriundas das simulações da bacia completa. 1.2.2. Objetivos Específicos modelar a bacia do rio Piabanha com o MODCEL, identificando dificuldades e potencialidades associadas à concepção desse modelo na simulação de anos hidrológicos completos; comparar os resultados do MODCEL, para a bacia do rio Piabanha, com os resultados anteriormente obtidos com o uso do SMAP, modelo hidrológico concentrado, e do TOPMODEL, modelo hidrológico distribuído; delimitar a sub-bacia hidrográfica da cidade de Petrópolis, modelando-a com o MODCEL; realizar um diagnóstico de cheias para a cidade de Petrópolis. 4
1.3. Escopo da Dissertação Esta dissertação, além deste capítulo introdutório, conta com outros cinco capítulos. O Capítulo dois apresenta um panorama geral dos processos físicos que originam as enchentes urbanas, incluindo suas causas, impactos e prejuízos. Complementando o capítulo, estão colocadas as medidas de combate às cheias conjuntamente com a importância das informações hidrometeorológicas, da modelagem matemática e da prevenção das inundações. O Capítulo três é dedicado à modelagem matemática, mostrando-se o funcionamento dos modelos hidrológicos e hidrodinâmicos, em especial, o SMAP, o TOPMODEL e o MODCEL, que foram usados na dissertação. Em especial, enfatiza-se a abordagem metodológica conceitual proposta neste trabalho. Já no Capítulo quatro, faz-se um apanhado do histórico da bacia de estudo, descrevendo-se sua caracterização fisiográfica, climática, os regimes pluviométricos e fluviométricos e uso e ocupação do solo. No Capítulo cinco, aborda-se o estudo de caso e desenvolve-se a aplicação da metodologia proposta, iniciada pela caracterização da região e pela aplicação do modelo de células – MODCEL na bacia de Pedro Rio e na sub-bacia hidrográfica da cidade de Petrópolis, analisando-se comparativamente os resultados gerados pelo modelo principal do rio Piabanha, com os dados reais observados do posto fluviométrico de Pedro do Rio e os gerados pelas modelagens hidrológicas concentrada, via modelo SMAP, e distribuída via modelo TOPMODEL, conforme apresentadas por GONÇALVES (2008). Em seguida, apresentam-se as respostas do MODCEL na simulação feita pelo modelo secundário do rio Piabanha, aplicado, nesse caso, à sub-bacia urbanizada de Petrópolis, permitindo, então, que, com os resultados gerados pela modelagem, realize-se um diagnóstico de cheias na cidade. Finalmente, o Capítulo seis traz as conclusões e recomendações desta dissertação, seguido das referências bibliográficas utilizadas na fundamentação teórica do estudo. 5
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