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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2013.tde-24032014-101411
Document
Author
Full name
Elisa Patricio Macedo
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2013
Supervisor
Committee
Martins, José Rodolfo Scarati (President)
Reis Júnior, Dirceu Silveira
Souza, Podalyro Amaral de
Title in Portuguese
Modelagem matemática como ferramenta para elaboração de planos de ação emergencial.
Keywords in Portuguese
Modelos matemáticos
Planos de ação emergencial
Segurança de barragem
Abstract in Portuguese
O tema segurança de barragens vem adquirindo destaque no cenário brasileiro. Isso se deu tendo em vista os acidentes ocorridos e a recente lei n° 12.334, aprovada em setembro de 2010, que estabeleceu normas e padrões. Desta maneira, os empreendedores voltaram sua atenção para esse tema, resultando em uma grande demanda de ferramentas que possibilitem a adequação de suas barragens à legislação. Esse estudo, então, tem como objetivo apresentar e avaliar um sistema de composição de modelos matemáticos que podem ser utilizados na elaboração dos Planos de Ação Emergencial (PAE). O estudo apresenta uma breve revisão sobre o tema segurança de barragens, identificando quais produtos devem ser buscados por meio da utilização dos modelos. Quanto à composição de modelos, tem-se, inicialmente, o modelo de previsão de precipitação que fornece os dados para o modelo hidrológico sendo que este, por sua vez, fornece dados para o hidrodinâmico. Neste último estão incluídos também o modelo de formação da brecha e o cálculo de routing dos reservatórios. Com os resultados de nível dágua, as manchas de inundação são traçadas com o auxílio dos modelos digitais de terreno (MDT). Os aplicativos utilizados em cada modelo foram o ETA no modelo de previsão de precipitação, SMAP como modelo hidrológico e o CLiv+ como modelo hidrodinâmico. O MDT utilizado foi o gerado por meio das curvas de nível do IBGE e pontos levantados no local. Assim, esses modelos foram utilizados para simulações das barragens dos rios Pardo e Mogi Guaçu, sendo elas a UHE Caconde, a UHE Euclides da Cunha, a UHE Limoeiro e a PCH Mogi Guaçu. Desta forma foi realizada a calibração destes modelos e a simulação de vazões acima da de restrição e de cenários de rompimento. Esses resultados foram gerados para um estudo realizado pela Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica para a AES Tietê denominado Sistema de Gerenciamento de Ações Emergenciais (SGAE). Assim, para validação do sistema de composição de modelos e para verificação de pontos de melhoria, foram realizadas avaliações do sistema. Essas foram a comparação dos dados de previsão de precipitação com dados observados, comparação entre diferentes MDTs e comparação entre os aplicativos CLiv+ e o HEC-RAS.
Title in English
Mathematical modeling as a tool for developing emergency action plans.
Keywords in English
Dam safety
Emergency action plan
Mathematical models
Abstract in English
Recent dam failures and also the approval of Law n° 12.334, establishing rules and standards to be followed in dam safety management, made dam safety area gain prominence in the Brazilian scenario in the last years. Dams owners focused their attention into this theme increasing the demand for tools in order to adequate theirs dam documentation to the requirements of the law. This study presents and evaluate an ensemble of mathematical models that can be used in scenarios analysis that are usually considered in Emergency Action Plans EAP elaboration. The study includes a review about dam safety regulation and a group of models that can be applied for impact evaluation, establishing data and information needed. Models considered include the forecast precipitation model, that provides data to the hydrological model which, in its turn, provides the information for the hydraulic model. This latter also include the dam breaching model and the reservoir routing calculation model. The flooded area maps are obtained using the results of water level and digital elevation model. This arrange of models apply the ETA as the forecast precipitation model, the SMAP model as the hydrologic model and Cliv+ as the hydraulic model. The digital terrain model used was created by using the cartographic base from IBGE and a point elevation survey in the study area. These models were utilized in simulations involving dams located at the Pardo and Mogi Guaçu Rivers, in Sao Paulo State, named UHE Caconde, UHE Euclides da Cunha, UHE Limoeiro and PCH Mogi Guaçu. Models were calibrated under observed flow conditions and prospective simulations were done considering different scenarios like design hydrographs and failure, under a research project developed by Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica and AES Tietê. To validate the system and identify improvement points, a comparison of forecasted precipitation and water levels were carried out considering observed data, different DTMs and hydraulic models (CLIV + and HEC-RAS).
 
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Publishing Date
2014-05-07
 
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