HEC RAS ABORDAGEM UNIDIMENSIONAL

Para esta comparação foram realizados dois arranjos, considerando o escoamento permanente e o outro o escoamento não permanente, ambos abordagem unidimensional, ou seja, para o esquema do escoamento permanente o HEC RAS utiliza o esquema mais simples para simulação, um balanço de energia, já ou outro, é a resolução da equação de Saint Venant.

O objetivo é avaliar se as informações topográficas, oriundas de diferentes fontes, podem interferir significativamente nos resultados, ou seja, os dois arranjos de modelagem, terão como informação base de topografia, duas fontes distintas.

Para auxiliar a construção do esquema topográfico, foram utilizadas ferramentas de SIG, que permitiram a extração das informações das distâncias entre seções, necessárias na implementação do modelo.

Assim para a geração do esquema topográfico que utiliza as informações topográficas oriundas do MDT, foi utilizado a ferramenta HEC GEORAS que facilita a importação das informações do ambiente SIG para o modelo HEC RAS. Para esta modelagem, que utilizou o MDT com base de dados topográfico, foi possível alocar um número maior de seções, superando o número de seções provenientes do serviço de campo.

Cabe ressaltar que algumas seções foram alocadas no MDT de tal forma que sobrepusessem com as seções oriundas de campo, apenas estendendo as mesmas lateralmente, cobrindo uma área maior do terreno.

Quanto a modelagem que utiliza as informações provenientes do serviço de campo, a inserção das mesmas no modelo foi uma tarefa dispendiosa, pois não há nenhuma ferramenta que acelere o processo. A inserção das mesmas ocorreu da forma manual.

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Em ambos os casos foram simulados os três cenários de vazão, para os diferentes coeficientes de rugosidade de Manning para as duas diferentes soluções matemáticas.

3.2.1.1.1 HEC RAS ABORDAGEM UNIDIMENSIONAL _{– TOPOGRAFIA MDT}

Inicialmente o arranjo montado para a modelagem unidimensional com o HEC RAS, o modelador lançou 160 seções sobre o MDT, ou seja, inicialmente a representação topográfica do rio Piabanha foi representada com um total de 160 seções, isto significa que em média há uma seção a cada 45 metros do rio, o que é muito ao comparar com o que geralmente são realizados em projetos de modelagem.

A Figura 51 ilustra o arranjo das 160 seções sobre o modelo digital de terreno do rio Piabanha no ambiente do modelo HEC RAS.

Figura 51 – Arranjo das 160 seções sobre o MDT do rio Piabanha. Fonte: Autor.

Porém, como será explanado posteriormente, foi necessário um outro arranjo com mais seções topográficas. Assim, um novo arranjo foi lançado no MDT, este contou com 273 seções transversais.

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A Figura 52 ilustra o arranjo das seções transversais sobre o MDT do rio Piabanha no ambiente do modelo HEC RAS.

Figura 52 – Arranjo das 273 seções transversais lançado sobre o MDT. Fonte: Autor.

Este último arranjo de seções transversais foi utilizado para realizar as simulações com a equação de Saint Venant, bem como utilizando o balanço de energia.

O coeficiente de rugosidade de Manning foi extraído de forma automática, através da ferramenta HEC GEORAS. Esta etapa cabe uma observação, o modelo restringe em 20 partes a discretização do coeficiente de rugosidade na seção transversal. Dificilmente um modelador irá conseguir discretizar em tantas subdivisões, ainda que consiga, não conseguirá calibrar todos os coeficientes. Porém, ao realizar a extração automática dos valores de um mapa de uso do solo, é possível que algumas seções possuam mais de 20 fragmentos de rugosidade e isto impossibilita a simulação no modelo, contudo não há nenhum aviso que o modelo não pode computar devido ao excesso de coeficientes de rugosidade na seção.

Como condição de montante foi considerado a vazão de entrada como esquematizado na Figura 47, como condição de jusante foi utilizado a declividade de linha d’agua igual à 0,1 m/m.

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Para a simulação com a equação de águas rasas, o passo de tempo considerado foi o menor possível, 0,1 segundo.

3.2.1.1.2 HEC RAS ABORDAGEM UNIDIMENSIONAL – TOPOGRAFIA SEÇÕES TRANSVERSAIS.

O outro arranjo da abordagem unidimensional com o HEC RAS, foi a utilização das informações topográficas diretamente das seções de campo. Como dito anteriormente, esta implementação exige mais tempo, uma vez que as informações devem ser adicionadas uma a uma, adicionando as informações de distância e cota e também as distâncias entre seções.

A topografia foi representada através de 50 seções transversais, cabe ressaltar que do universo de 54 seções, quatro não foram utilizadas, por estas estarem localizadas em afluentes do rio Piabanha.

A Figura 53 ilustra o arranjo das seções transversais no ambiente do HEC RAS.

Figura 53 – Arranjo de seções oriundas do levantamento topográfico no ambiente do HEC RAS. Fonte: Autor.

É evidente que, quando comparado ao arranjo que utilizou o MDT como base de informação, caracterizar o rio Piabanha, apenas com as 50 seções, pode

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ser insuficiente, e, normalmente, nenhum modelador se opõe a ter mais informações topográficas, e a possibilidade de inserir mais seções é uma vantagem, de partida que o arranjo com seções do MDT possui.

A inserção do coeficiente de rugosidade foi árdua, uma vez que algumas seções cruzam por diferentes superfícies, e a inserção manual desta informação é demorada e pode acarretar em erros de inserção de informação, portanto, esta etapa carece de uma atenção particular.

Analogamente a outra modelagem do arranjo topográfico, como condição de montante foi considerado a vazão de entrada como esquematizado na Figura 47, como condição de jusante foi utilizado a declividade de linha d’agua igual à 0,1m/m.