Mestrado em Sistemas de Informação Geográficos e...
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P e d r o G o n ç a l v e s
A D e l i m i t a ç ã o d e P e r í m e t r o s d e I n u n d a ç ã o n o R i o L e ç a – m o d e l a ç ã o h i d r á u l i c a p a r a
d u a s á r e a s d o c o n c e l h o d e M a t o s i n h o s
Faculdade de Letras da Universidade do Porto
Mestrado em Sistemas de Informação Geográficos e Ordenamento do Território
04 de Dezembro de 2012
OBJETIVOS
• A delimitação detalhada de perímetros de inundação e alturas da coluna deágua para duas áreas de estudo - município de Matosinhos, considerandodiversos períodos de retorno e recorrendo a software de modelaçãohidráulica.
• A comparação de perímetros/colunas de água obtidos com os caudaiscalculados pela fórmula estatística de Loureiro (1984) e os caudaisadotados do trabalho Velhas (1991), baseados na fórmula cinemática deGiandotti.
• Verificar em que medida, a qualidade do MDT, os elementos morfológicose antrópicos incorporados na modelação, influenciam os resultados.
• A proposta de um modelo de carta de áreas inundáveis com base nospressupostos do Decreto-Lei n.º 115/2010, incorporando os elementosconsiderados pertinentes.
ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO
ESCOLHA DA ÁREA DE ESTUDO
1. A proximidade da área a investigar
2. A qualidade dos dados de base disponíveis (curvas de nível
com equidistância de 1 metro + pontos cotados)
3. Os registos históricos / ocorrências
A BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO LEÇA
Nascente:Monte Córdova
Forma:Alongada
Orientação:NE-SW
Área:189,5 Km2
Altitude Máxima:502 m
Altitude Média:144m
LOCALIZAÇÃO DOS SECTORES ESTUDADOS
METODOLOGIA ADOTADA PARA DELIMITAÇÃO DOS PERÍMETROS DE INUNDAÇÃO
• Pré-processamento dos dados;
• Delimitação da bacia hidrográfica;
• Modelo hidráulico/ Cálculo dos Caudais.
90_99_shp
99_dwg_
polyline
98_dwg_
polyline
97_dwg_
polyline
96_dwg_
polyline
Outuput
feature
Class (2)
Outuput
feature
Class (4)
Outuput
feature
Class (5)
Outuput
feature
Class (3)
95_dwg_
polyline
94_dwg_
polyline
93_dwg_
polyline
92_dwg_
polyline
91_dwg_
polyline
90_dwg_
polyline
MERGE (21)
Curvas Nível
Rede Viária
Rede Hidrográfica
Edificado
90_99_shp (2)
Define Projection
(21)
CRIAÇÃO DO FICHEIRO GEOMÉTRICO- MODELAÇÃO HIDRÁULICA (HEC-RAS) -
CRIAÇÃO DO FICHEIRO GEOMÉTRICO
Comprimento do segmento do rio – 4,38 km
Distancia média entre margens – 18m
Distância média entre os perfis transversais – 16m
Nº de perfis transversais - 260
CÁLCULO DOS CAUDAIS DE PONTA DE CHEIA
• Fórmula de Giandotti:
• �� ���������
��
�� = Caudal de ponta de cheia (m³/s);λ = Parâmetro em função da Área (0.346);A = Área da bacia em Km2 (148 Km2)���� = Altura da precipitação para uma duração igual ao tempo de concentração e um período de retorno (mm)
• Fórmula de Loureiro:
• �� � � � ��
�� = Caudal de ponta de cheia (m³/s);A = Área da bacia em Km2
C = T10 = 30,5; T50= 43,5; T100 = 49,5.Z = 0,510
Edite (1991) refere que a densidade de estações meteorológicas e postos udométricos na bacia é
manifestamente insuficiente (…) O reduzido período de funcionamento de alguns postos, assim
como a irregularidade de registos noutros, impuseram limitações à duração das séries a analisar
(…).
CAUDAIS UTILIZADOS NA MODELAÇÃO
Sector de Leça do Balio e Santa Cruz do Bispo –Área de alimentação 148 Km²
Período de
Retorno
Fórmula de
Giandotti
Fórmula de
Loureiro
10 223,7 (m³/s) 390,1 (m³/s)
50 285,8 (m³/s) 556,3 (m³/s)
100 314,3 (m³/s) 633,1 (m³/s)
RESULTADOS INICIAISSECTOR – LEÇA DO BALIO
T100 – Fórmula de Giandotti T100 – Fórmula de Loureiro
7,1 m 9,4 m
RESULTADOS INICIAISSECTOR – SANTA CRUZ DO BISPO
T100 – Fórmula de Giandotti
RESULTADOS INICIAISSECTOR – SANTA CRUZ DO BISPO
T100 – Fórmula de Loureiro
VALIDAÇÃO DOS RESULTADOS / REFORMULAÇÃO DA MODELAÇÃO
Pontos de Validação de Leça do Balio Pontos de Validação de Santa Cruz do Bispo
VALIDAÇÃO DOS RESULTADOS
• Para alguns locais de validação criaram-se fichas de
inventário com base em observações/registos no terreno e nosdados fornecidos pelos moradores, onde constam os seguinteselementos:
• Fotografias do local;
• Registos de cheias no local;
• Obstruções à livre circulação da água;
• Características do segmento do rio no sector;
• Causas atribuídas pela população à ocorrência de cheias;
• Altura máxima da coluna de água em 2001;
• Duração média da imersão;
• Elementos expostos.
VALIDAÇÃO DOS RESULTADOS
Imagem A – Moinho, com Cotas da água da cheia de 2001
VALIDAÇÃO DOS RESULTADOS
Imagem B – Moinho de Ronfes durante a cheia de 2001
VALIDAÇÃO DOS RESULTADOS
Imagem C – Medições efetuadas à ponte de Ronfes (08/2012)
VALIDAÇÃO DOS RESULTADOS
Imagem D – Ponte de Ronfes, em fase de acalmia das águas (21/03/2001)
VALIDAÇÃO DOS RESULTADOS
Imagem I – Perspetiva de jusante da ponte de Ronfes (21/03/2001)
VALIDAÇÃO DOS RESULTADOS
Imagem H – Moinho de Ronfes, onde é possível verificar água na EN 13 (21/03/2001)
VALIDAÇÃO DOS RESULTADOS
Giandotti Loureiro
PROBLEMAS OBSERVADOS - REFORMULAÇÃO DOS DADOS DE BASE -
PROBLEMAS OBSERVADOS- REFORMULAÇÃO DOS DADOS DE BASE -
CORREÇÃO DO MODELO DIGITAL DE TERRENO
Sector da Ponte do Carro
CORREÇÃO DO MODELO DIGITAL DE TERRENO
Sector da Rua da Pinguela
RESULTADOS FINAISSECTOR – LEÇA DO BALIO
Leça do BalioPeríodo de
Retorno
Diferença Área (%)
Diferença Altura (m)
10 -7,39 -0,29
50 -7,23 -0,26
100 -6,84 -0,29
Santa Cruz do BispoPeríodo de
Retorno
Diferença Área (%)
Diferença Altura (m)
10 -4,35 0,75
50 -4,31 0,95
100 -3,06 1,07
RESULTADOS FINAISSECTOR – SANTA CRUZ DO BISPO
CARTA DE ÁREAS INUNDÁVEIS– UMA PROPOSTA -
CONCLUSÕES
• A modelação hidráulica semiautomática é um processo rápido que gera
resultados fiáveis, através da adição de elementos geométricos e de caudal
representativos da realidade;
• Os dados gerados pelo software podem ser utilizados de forma preventivano ordenamento do território, nomeadamente no dimensionamento deobras hidráulicas e implementação das habitações;
• A possibilidade de recriação de eventos passados;
• Pacote muito completo de software que conta com dois módulos distintos de
modelação;
• Grande dependência de dados de base, nomeadamente ao nível de dados
meteorológicos e cartográficos (curvas de nível detalhadas e pontos
cotados);
TRABALHOS FUTUROS
• Aplicação da Legislação atualmente em vigor para delimitação deperímetros de inundação:
• Uso da Fórmula do SCS, Racional ou Temez para o cálculo de caudais deponta de cheia;
• Aplicação de modelos hidráulicos para o cálculo de perímetros deinundação;
• Explorar o módulo “Unsteady Flow”;
• Utilizar dados de velocidade, tensão nas margens e cisalhamentopara elaboração de cartografia ainda mais detalhada;
• Modelação para uma rede de canais complexos (bacia hidrográfica).
OBRIGADO PELA ATENÇÃO
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