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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2024.tde-06052024-083601
Document
Author
Full name
Marcos Guilherme Moreira Pinto
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2024
Supervisor
Committee
Bernardino, José Carlos de Melo (President)
Ortiz, Jayme Pinto
Marques, Marcelo Giulian
Pinto, Luis Cesar de Souza
Title in Portuguese
Aplicação de modelagem computacional unidimensional na avaliação da evolução morfológica do Rio Paraíba do Sul.
Keywords in Portuguese
Extração de areia em rios
Geometria e modelagem computacional
Hidráulica fluvial
Transporte de sedimentos
Abstract in Portuguese
O Rio Paraíba do Sul é um curso dágua aluvial que, desde a década de 1950, vem sofrendo grande interferência antrópica devido ao seu potencial de exploração mineral e hídrica. O conhecimento da dinâmica de seu rio é de grande importância para o uso adequado de seus recursos com impactos de baixa magnitude para o meio ambiente e para as comunidades próximas. Alinhado a esse objetivo a modelagem computacional unidimensional com o programa HEC-RAS permite a reprodução satisfatória do transporte de sedimentos ao longo dos rios resolvendo as equações de conservação de energia e massa em um volume de controle desde que acompanhada de correta entrada de dados e calibração do modelo. Neste estudo de caso, o trecho paulista do Rio Paraíba do Sul foi submetido a uma simulação de 30 anos entre 1982 e 2012, levando em consideração a disponibilidade de dados fornecidos pelos órgãos estaduais e federais responsáveis. Numa extensão de mais de 200 km, quatro estações fluviométricas possuem informações fundamentais para o desenvolvimento e calibração do modelo, como séries diárias de vazão e nível de água, e dados anuais de concentração de sedimentos e batimetria de seções transversais. Com o modelo pronto para ser testado, elaboraram-se dois cenários de extração de areia em leito do rio, para avaliar os impactos desta atividade na manutenção da sua cota de fundo. Discutiram-se os resultados e foram feitas ponderações acerca das limitações inerentes à modelagem unidimensional, suas vantagens e as dificuldades envolvidas na aquisição dos dados da pesquisa.
Title in English
Application of one-dimensional computational modeling in the assessment of the morphological evolution of the Paraíba do Sul River.
Keywords in English
Calibration
Computational modeling
Paraíba do Sul River
Riverbed mining
Abstract in English
The Paraiba do Sul River is an alluvial watercourse that, since the 1950s, has suffered great human interference due to its mineral and water exploration potential. The knowledge of its river dynamics is of great importance for the appropriate use of its resources with impacts of low magnitude for the environment and the nearby communities. In line with this objective, one-dimensional computational modeling with the HEC-RAS program allows satisfactory reproduction of sediment transport along rivers, by solving the energy and mass conservation equations in a control volume, as long as it is accompanied with correct data entry and model calibration. In this case study, the São Paulo reach of the Paraiba do Sul River was subject to a 30-year simulation between 1982 and 2012, taking into account the availability of data provided by the responsible state and federal agencies. Over a length of more than 200 km, four fluviometric stations have fundamental information for the development and calibration of the model, such as daily series of flow and water level, and annual data of sediment concentration and cross sections bathymetry. With the model ready to be tested, two riverbed sand mining scenarios were developed in order to evaluate the impacts of this activity on maintaining its bed elevation. The results were discussed, and considerations were made regarding the limitations inherent to unidimensional modeling, its advantages and the difficulties involved in acquiring data for this research.
 
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Publishing Date
2024-05-20
 
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