Análise automatizada de inundações urbanas simuladas por modelagem bidimensional

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1 Análise automatizada de inundações urbanas simuladas por modelagem bidimensional Marcela Rafaela de Freitas Silva; Larissa Santana Serra & Adriano Rolim da Paz - UFPB 1

Introdução Urbanização acelerada + Processos impróprios e ineficientes de drenagem urbana aumento da área impermeável; Modelagem hidrológica e

2 Introdução Urbanização acelerada + Processos impróprios e ineficientes de drenagem urbana aumento da área impermeável; Modelagem hidrológica e geoprocessamento são importantes instrumentos para estimar esses impactos; Ferramentas computacionais de pósprocessamento para automatizar e facilitar os resultados. 2

3 Objetivos Desenvolver e aplicar a ferramenta de pósprocessamento de séries temporais de inundação simulados por um modelo matemático 2D; Investigar variáveis pouco abordadas em análises manuais; Explorar padrões espaço-temporais das variáveis de interesse de uma forma mais rápida e fácil. 3

Metodologia Modelo de Inundação: Modelagem hidrodinâmica 1D para a rede de condutos; Acoplagem com modelo 2D para calcular as inundações na superfície devido as vazões que excederam a capacidade dos

4 Metodologia Modelo de Inundação: Modelagem hidrodinâmica 1D para a rede de condutos; Acoplagem com modelo 2D para calcular as inundações na superfície devido as vazões que excederam a capacidade dos condutos; Trocas de água entre elementos vizinhos simuladas de acordo com a topografia e nível de água. Fonte: Bernad et all, Evolu7on of an Integrated 1D/2D Modeling Package for Urban Drainage 4

5 Metodologia Estudo de Caso: Bacia Arroio Moinho da Areia, em Porto Alegre. Área de aproximadamente 4,84 km², com curso principal de 5,4 km. Área de ocupação urbana intensa com déficit no escoamento das águas; Usada para testes com o modelo 2D de inundações urbanas, de onde foram retirados os dados de entrada; Simulações de aproximadamente 1 hora e 40 minutos, com discretização espacial de 5 metros; 5

6 Metodologia MDE Bueiros Bacia High : 250 Low : 0 Modelo digital de elevação do terreno 6

7 Metodologia Algoritmo de pós-processamento de resultados Arquivos de entrada arquivos de saída do modelo 2D de inundação; Escrito na linguagem computacional Fortran e composto por 11 sub-rotinas de processamento; Uso de loopings (ciclos de processamento) para automatizar os cálculos de cada mapa de inundação; Arquivos de saída em formato raster (matrizes) e em formato ASCII (.txt) 7

Arquivos raster georeferenciados Definição das variáveis de interesse

Número de categorias Leitura dos dados de entrada Séries temporais de

georeferenciado Processamento e geração de resultados Arquivos raster

Max Pix Frequência Categorias Max Pixel Contaimg_df Percent_df Análise

8 Arquivos raster georeferenciados Definição das variáveis de interesse Definição de parâmetros Profundidade mínima de referência (P ref ) Número de categorias Leitura dos dados de entrada Séries temporais de mapas de profundidade Delimitação da bacia Arquivo raster georeferenciado Processamento e geração de resultados Arquivos raster georeferenciados Análise integrada no tempo Frequência Inundação Prof Max Pix Frequência Categorias Max Pixel Contaimg_df Percent_df Análise integrada no espaço Contapixel Area_Inundada Prof_Max Prof_Min Area_inundada_bacia Arquivo ASCII 8

9 Metodologia Interface Tornar a ferramenta de pós-processamento de inundações acessível para usuários sem conhecimentos de programação; Escrita em Visual Basic, usa dispositivos de entrada e saída, como botões e comandos usuais do Windows; Composta por uma janela principal, onde há um local pra digitar o número de arquivos (textbox) e opções de mapas a serem gerados (checkbox); 9

10 Executável Código Interface 10

11 Resultados Resultados integrados no espaço: gráficos e tabelas que mostram como a inundação evolui ao longo do intervalo simulado, oferecendo uma visão temporal de todo o processo. Resultados integrados no tempo: mapas que mostram a situação de cada pixel localizadamente, para cada parâmetro escolhido. Oferecem uma visão espacial do processo. 11

12 Dados em formato ASCII 12

13 Resultados Área Inundada (m²) Tempo (min) Interna 100 anos Externa 100 anos Interna 10 anos Externa 10 anos Profundidade (metros) TR 100 anos TR 10 anos Tempo (min) 13

14 Tempo de Recorrência 10 anos Porcentagem de Inundação High : 80 Low : 40 Mapas formato raster Prof Max Pixel 0 m m m m m m 2-10 m Tempo da prof. max. 1 min 1-40 min min min min 14

15 Tempo de Recorrência 100 anos Resultados Porcentagem de Inundação High : 80 Low : 40 Prof Max Pixel 0 m m m m m m 2-10 m Tempo da prof. max. 1 min 1-40 min min min min 15

16 Conclusões Investigação rápida de variáveis pouco exploradas na análise do modelo 2D de inundação; Gráficos e mapas de geoprocessamento facilitam a compreensão do usuário dos processos representados; Resultados são úteis para: Ø Sistemas para fins de previsão e alerta; Ø Tomada de decisões para a problemática das inundações urbanas. 16

17 Obrigada pela Atenção Contato: 17

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