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Modelação Hidrodinâmica de Inundações
29 de Junho de 2012
www.sim.ul.pt/cciam
Frank BraunschweigProf. Ramiro Neves
Índice1. Introdução
2. Resultados
3. Processos
4. Modelos Matemáticos
5. Metodologia
1.
Introdução
Contexto
Introdução
• CIRAC
• Cartas de Inundação e
Risco em Cenário de
Alterações Climáticas
• Modelação
• Perceber processos
complexos
• Estudar cenários
• Base de Cartas de
Inundação
• Avaliar Risco
2D Overland flow
2/3. /hA R H xQ
n
Precipitation
Variable in Time
& Space
3D Porous Media
( )i i
h zK h
t x x
1D Drainage network2 2 2
2 4/30
h
Q Q H Q ngA
t x A x A R2D Overland flow
2/3. /hA R H xQ
n
2D Overland flow
2/3. /hA R H xQ
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Precipitation
Variable in Time
& Space
3D Porous Media
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3D Porous Media
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2 4/30
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Q Q H Q ngA
t x A x A R
1D Drainage network2 2 2
2 4/30
h
Q Q H Q ngA
t x A x A R
Baixa Lisboa
Baixa Algés
Coimbra
Porto
Localização Bacia Algés• Concelhos
• Oeiras
• Amadora
• Lisboa
• C. Físicas
• Área ~12km2
• Linha Água ~ 5km
• Cota Máx ~ 230m
Introdução
Pontos Chaves / Críticos• Saída Estuário
• Entrada Canal 1
• Entrada Canal 2
• Comboio
Introdução
2.
Resultados
Resultados - Cheia Algés• Precipitação
• T = 20 anos
• Nível de Maré
• 1.5m (Maré Cheia)
Ribeira de Algés
Resultados - Runoff• Precipitação
• T = 20 anos
• Nível de Maré
• 1.5m (Maré Cheia)
Ribeira de Algés
Resultados - Rede Drenagem• Precipitação
• T = 20 anos
• Nível de Maré
• 1.5m (Maré Cheia)
Ribeira de Algés
Resultados - Colectores • Precipitação
• T = 100 anos
• Nível de Maré
• 0.0m (Maré Média)
Ribeira de Algés
Resultados - Custo Anual
3.
Processos
Ciclo Natural da Água• Ciclo Natural da Água
• Precipitação
• Escoamento Superficial
• Infiltração
• Percolação
• Escoamento Rios
Processos
Ciclo Urbano da Água• Ciclo Urbano da Água
• Escoamento Superficial
• Infiltração Artificial
• Drenagem Urbana
• Ribeiras Canalizadas
Processos
Inundações• Origem remota
• Duração mais longa
• Tempo de concentração
maior
• Origem local
• Duração mais curta
• Tempos de concentração
menores
Processos
4.
Modelação Matemática
MOHID – Modelo Hidrodinâmico
2D Overland flow
2/3. /hA R H xQ
n
Precipitation
Variable in Time
& Space
3D Porous Media
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1D Drainage network2 2 2
2 4/30
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Q Q H Q ngA
t x A x A R2D Overland flow
2/3. /hA R H xQ
n
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Precipitation
Variable in Time
& Space
3D Porous Media
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3D Porous Media
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2 4/30
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Q Q H Q ngA
t x A x A R
1D Drainage network2 2 2
2 4/30
h
Q Q H Q ngA
t x A x A R
• Modelo Integrado
• Rede Canais “abertos” (1D)
• Runoff Superficial (2D)
• Solo / Aquífero (3D)
• Precipitação (2D)
• Malha Estruturada
• Aplicações
• Hidrologia / Cheias
• Nutrientes / Poluição
Modelação Matemática
SWMM – Storm Water Model• Modelo Integrado
• Canais “abertos” (1D)
• Canais “fechados” (1D)
• Bombas / Turbinas / etc
• Runoff “Simples”
• Precipitação “Simples”
• Nós / Troços
• Aplicações
• Hidrologia / Cheias
• Hidráulica / Engenharia
Modelação Matemática
OpenMI – Open Model Interface2D Overland flow
2/3. /hA R H xQ
n
Precipitation
Variable in Time
& Space
3D Porous Media
( )i i
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1D Drainage network2 2 2
2 4/30
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Q Q H Q ngA
t x A x A R2D Overland flow
2/3. /hA R H xQ
n
2D Overland flow
2/3. /hA R H xQ
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Precipitation
Variable in Time
& Space
3D Porous Media
( )i i
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t x x
3D Porous Media
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1D Drainage network2 2 2
2 4/30
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Q Q H Q ngA
t x A x A R
1D Drainage network2 2 2
2 4/30
h
Q Q H Q ngA
t x A x A R
Modelação Matemática
t
h
5.
Metodologia
Malha Computacional• MOHID
• Toda a Bacia
• 356x330 células
• 15x15m
• SWMM
• “Só” Baixa Algés
• 1054 Nós
• 1054 Troços
Ribeira de Algés
Impermeabilização Solo• Edificado
• Dados das CMM’s
• Ruas
• Fontes Tele Atlas
• Impermeabilização
• Malha Computacional
• Edificado + Ruas
Ribeira de Algés
Cenários de Simulação• Precipitação
• Período de Retorno de 20 e
de 100 anos
• Alternada / Decrescente
• Nível de Maré
• 0.0m (Nível Médio)
• 1.0m (Maré Cheia)
• 1.5m (Maré Cheia +
Alterações Climáticas)
• Solo
• Seco / Médio / Perto
SaturaçãoRibeira de Algés
0
2
4
6
8
10
12
14
Pre
cip
ita
çã
o (
mm
)Tempo (h)
0
2
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6
8
10
12
Pre
cip
ita
çã
o (
mm
)
Tempo (h)
Tempo
mínimo de
alerta
Inundação
máxima
6.
Conclusões
Conclusões• Ribeira de Algés
• Períodos de retorno -> zonas de inundação
• Zonas de Inundação -> custo associado
• Validação com zonas inundação Algés
• Metodologia
• Modelação “Estado de Arte”
• 1ª implementação mais complexa
• Desenvolvimento tecnológico
Conclusões
Operacionalização
Modelo
Costeiro
Modelo
Meteorológico
•Descarga nas zonas costeiras
•Early Warning Flood System
Obrigado
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