Propagação de incerteza do coeficiente de manning em modelos numéricos 2D de escoamento hidráulico gerado pelo rompimento hipotético de barragem

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dc.contributor.advisorSantos, Hersília de Andrade e
dc.contributor.advisor-coCoelho, Carlos Wagner Gonçalves Andrade
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/6480542919268538
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3618369732101367
dc.contributor.authorAlmeida, Isabella Machado de
dc.contributor.referee1Hersília de Andrade e Santos
dc.contributor.referee2Carlos Wagner Gonçalves Andrade Coelho
dc.date.accessioned2023-06-16T10:57:05Z
dc.date.available2023-06-16T10:57:05Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractA propagação de incerteza nos modelos hidrodinâmicos de escoamento gerados por rompimento hipotético de barragem está associada à entrada de parâmetros imprecisos. O coeficiente de rugosidade de uma bacia é um importante fator a ser representado pelos modelos numéricos de propagação de cheias e, devido as dificuldades práticas de determinação, é adotado como único para toda área a ser simulada e interpretado a partir da experiência prévia de quem analisa. Consequentemente, essa adoção gera imprecisões nas respostas desses modelos, como por exemplo na área inundada, informação crucial em Planos de Ações Emergenciais exigidos pela Política Nacional de Segurança de Barragens no Brasil. Assim, o objetivo deste trabalho foi propagar o efeito da variação do coeficiente de rugosidade em um modelo bidimensional do escoamento gerado pelo rompimento hipotético de uma barragem, analisando as implicações da mancha de inundação resultante por meio dos parâmetros de área total, velocidade e profundidade máxima em seções transversais. O modelo foi elaborado para o estudo de caso da usina hidrelétrica (UHE) de Três Marias (Brasil), cuja barragem é classificada como grande pelo Comitê Internacional de Grandes Barragens, e utilizou-se o software HEC-RAS versão 6.0. A variação do coeficiente de rugosidade de Manning foi gerada por meio de (1) uso e ocupação da bacia e (2) método probabilístico de Monte Carlo a partir de duas distribuições: normal e uniforme. Os resultados indicam: (1) o uso e ocupação da bacia para determinação do coeficiente de Manning provoca uma redução na área de inundação em média de 9,23 % em relação a cenários determinísticos que consideram o mesmo coeficiente para toda área; (2) diferentes distribuições probabilísticas para representação da incerteza do Coeficiente de Manning não alteram significativamente o resultado de propagação da cheia em termos de área inundada, velocidade e profundidade máxima ao longo das seções transversais. Entretanto, a representação da incerteza do Coeficiente de Manning pela distribuição normal, gera resultados de maior variação relativos aos três parâmetros estudados. A compreensão da variação das respostas dos modelos hidrodinâmicos pode contribuir para adoção de medidas mais seguras de gestão de risco a jusante de barramentos.
dc.description.abstractotherUncertainty propagation in hydrodynamic flow models generated by hypothetical dam failure is associated with the input of imprecise parameters. The roughness coefficient of a basin is an important factor to be represented by numerical models of flood propagation and, due to the practical difficulties of determination, it is adopted as the only one for the entire area to be simulated and interpreted from the previous experience of those who analyze. Consequently, this adoption generates inaccuracies in the responses of these models, such as in the flooded area, crucial information in Emergency Action Plans required by the National Dam Safety Policy in Brazil. Thus, the objective of this work was to propagate the effect of the variation of the roughness coefficient in a two-dimensional model of the flow generated by the hypothetical failure of a dam, analyzing the implications of the resulting flood patch through the parameters of total area, velocity and maximum depth in cross sections. The model was developed for the case study of the Três Marias (Brazil) hydroelectric plant (HPP), whose dam is classified as large by the International Committee on Large Dams, and the HEC-RAS version 6.0 software was used. The variation of the Manning roughness coefficient was generated through (1) use and occupation of the basin and (2) the probabilistic method of Monte Carlo from two distributions: normal and uniform. The results indicate: (1) the use and occupation of the basin to determine the Manning coefficient causes an average reduction in the flooded area of 9.23% in relation to deterministic scenarios that consider the same coefficient for the entire area; (2) different probability distributions for representing the uncertainty of the Manning Coefficient do not significantly alter the flood propagation result in terms of flooded area, velocity and maximum depth along the cross sections. However, the representation of the uncertainty of the Manning Coefficient by the normal distribution generates results with greater variation for the three parameters studied. Understanding the variation in the responses of hydrodynamic models can contribute to the adoption of safer risk management measures downstream of dams.
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br/handle/123456789/283
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil
dc.subjectFalhas de barragens
dc.subjectSolo - Uso e ocupação
dc.subjectEngenharia - Tomada de decisão
dc.subjectHidrodinâmica
dc.subjectFalhas estruturais
dc.titlePropagação de incerteza do coeficiente de manning em modelos numéricos 2D de escoamento hidráulico gerado pelo rompimento hipotético de barragem
dc.typeThesis
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