MESTRADO EM ENGENHARIA AMBIENTAL

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Relação entre Crescimento Urbano, Drenagem e Alagamentos: Estudo Hidrológico Aplicado em um Bairro Residencial

por Laise Novellino publicado 15/07/2021 10h52, última modificação 15/07/2021 10h52

Orientador: Dr. Jader Lugon Junior.
Coorientador: Dr. Vicente de Paulo Santos de Oliveira

Tendo em vista a ocorrência frequente de inundações na cidade de Macaé, e a relação entre alagamentos, urbanização e a construção de tubulações de drenagem urbana, este trabalho objetivou a realização de um estudo sobre as técnicas de modelagem para se trabalhar a drenagem urbana e, posteriormente, aplicá-las no bairro Imboassica, localizado na cidade de Macaé. O método inclui uma revisão bibliográfica, o uso do software QGIS para categorização do solo da área de estudo e a utilização da plataforma MOHID contando com a interface do software OpenFlows FLOOD® para elaborar cenários com diferentes características de solo, e adotou-se duas topografias distintas. Na primeira avaliação foram feitas 3 simulações (1, 2 e 3) considerando a topografia natural do terreno, utilizando-se dados de altimetria obtidas a partir do projeto TOPODATA do INPE. Posteriormente, a cota de altitude representada no Digital Elevation Model (DEM) foi elevada em 10 metros nos locais correspondentes a localização das casas e 1 metro nas estradas do condomínio residencial e, então, foram refeitas as 3 simulações (4, 5, e 6). As seis simulações adotaram uma chuva de projeto de 10 anos de período de retorno. Por fim, mais seis simulações foram feitas tendo sido adotada uma chuva de 50 anos de período de retorno. Foi possível observar que nas simulações com a alteração nas elevações correspondentes às casas e à estrada, o valor calculado para a lâmina d’agua aumenta nos canais de drenagem. O efeito das alterações no Curve Number foi observado na simulação do pico de cheia, que é reduzido conforme uma área maior é considerada como vegetada na simulação. E finalmente, foi possível observar o efeito da mudança no coeficiente de Manning, cujo aumento provocou um atraso do escoamento superficial.
Palavras-chave: Modelagem Computacional. OpenFlows FLOOD®. Coeficiente de Manning. Macaé. Bairro Imboassica.

In view of the frequent occurrence of floods in the city of Macaé, and the relation between flooding, urbanization and the construction of urban drainage ducts. This work aimed to make a study of the modeling techniques to work the urban drainage, and later to apply them in the Imboassica neighborhood, located in the city of Macaé. The method includes a literature review, use of the QGIS software to categorize the soil in the study area and the use of the OpenFlows FLOOD® software interface to create scenarios with different soil characteristics, and two different topographies were adopted. In the first evaluation, 3 simulations (1, 2 and 3) were made considering the natural topography of the terrain, using altimetry data obtained from the TOPODATA project at INPE. Then, the altitude elevation represented in the Digital Elevation Model (DEM) was increased by 10 meters at the locations corresponding to the location of the houses and 1 meter on the roads of the residential condominium, and then the 3 simulations (4, 5, and 6). The six simulations adopted a design rain of 10 years of return period. Finally, six more simulations were carried out, having adopted a 50-year rain return period. It was possible to observe that in the simulations with the change in the elevations corresponding to the houses and the road, the calculated value for the water depth increases in the drainage channels. The effect of the changes in the Curve Number was observed in the simulation of the flood peak, which is reduced as a larger area is considered as vegetated in the simulation. And finally, it was possible to observe the effect of the change in the Manning coefficient, whose increase caused a delay in the runoff.
Keywords: Computational modeling. OpenFlows FLOOD®. Manning coefficient. Macaé. Imboassica neighborhood.

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