modelação inundações urbanas

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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Q Q H Q ngA

t x A x A R

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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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Q Q H Q ngA

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2D Overland flow

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Precipitation

Variable in Time

& Space

3D Porous Media

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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

• 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

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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

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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

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1D Drainage network2 2 2

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Q Q H Q ngA

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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

4

6

8

10

12

Pre

cip

ita

çã

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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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