Seções transversais

As seções utilizadas para este estudo de caso foram extraídas de forma automatizada através do HEC-GeoRAS, que é uma ferramenta que perfaz a extração de informações georreferenciadas do MDT de Governador Valadares,e complementadas com seções interpoladas a partir de doze seções batimétricas levantadas para viabilizar o trabalho Definição da Planície de Inundação da Cidade de Governador Valadares (CPRM, 2004).

Os serviços de levantamento topobatimétrico das seções transversais do rio Doce foram realizados pelo IGAM em 2002. O espaçamento adotado entre as verticais para definição das profundidades nas batimetrias dessas seções foi de 3 metros. O levantamento topográfico foi feito até a cota que estava cerca de 7 metros acima do nível d’água do rio no dia do levantamento. No caso da seção de réguas da estação da ANA essa condição representa o nível de 850 centímetros, ou seja, 2 metros acima da cota máxima observada em fevereiro de 1979, que foi o maior evento de cheia monitorado em Governador Valadares (CPRM, 2004).

Na amarração altimétrica das seções transversais foram consideradas as referências de nível utilizadas pelo Consórcio Esteio Embrafoto no trabalho de aerolevantamento realizado em 2001 para fins de mapeamento da região do município de Governador Valadares, abrangendo uma área de aproximadamente 100km², na escala 1:2.000. Algumas dessas referências de nível pertencem a CEMIG(CPRM, 2004).

As Figuras 6.8 a 6.19 permitem uma comparação entre as duas diferentes bases de dados. À medida que são expostas as figuras comparativas são levantadas observações sobre as diferenças existentes.

______________________________________________________________________________ Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG

36

Figura 6.8 –Seções topográfica e batimétrica – Seção 12.

De acordo com a Figura 6.8 pode-se observar que a seção batimétrica apresenta diferenças de cotas em relação à topografia da ilha, com diferença altimétrica de 3,3 metros, e da margem esquerda uma diferença de contração de 0,10 metros.

Figura 6.9 –Seções topográfica e batimétrica – Seção 11. Comparação Topografia x Batimetria - Seção 12

150 155 160 165 170 175 180 185 190 195 200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Caminhamento (m) C o ta (m ) Topografia Batimetria

Comparação Topografia x Batimetria - Seção 11

140 145 150 155 160 165 170 175 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Caminhamento (m) Co ta ( m) Topografia Batimetria

______________________________________________________________________________ Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG

37 A Figura 6.9 indica que há uma contração da topografia em relação à batimetria, de aproximadamente 50,0 metros. Ocorrem divergências das cotas nas margens e na calha principal, em torno de 2,81 metros.

Figura 6.10 –Seções topográfica e batimétrica – Seção 10.

Por meio da Figura 6.10 constata-se que a largura da calha é menor para a batimetria, com uma diferença total de 30,0 metros, porém somente a batimetria possui pontos de cotas representativos.

Comparação Topografia x Batimetria - Seção 10

150 152 154 156 158 160 162 164 166 168 170 0 200 400 600 800 1000 1200 Caminhamento (m) Co ta ( m) Topografia Batimetria

______________________________________________________________________________ Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG

38

Figura 6.11 –Seções topográfica e batimétrica – Seção 9.

A Figura 6.11 indica que a seção 9 possui distorções de contração da batimetria em relação a topografia, de aproximadamente 5,0 metros, para a parte da calha esquerda, e expansão para a parte da calha direita, de aproximadamente 30,0 metros. Apresentapequenas distorções da parte que representa a ilha dos Araújos, de aproximadamente 0,15 metros.

Figura 6.12 –Seções topográfica e batimétrica – Seção 8. Comparação Topografia x Batimetria - Seção 9

145 150 155 160 165 170 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 Caminhamento (m) Co ta ( m) Topografia Batimetria

Comparação Topografia x Batimetria - Seção 8

140 150 160 170 180 190 200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Caminhamento (m) Co ta ( m) Topografia Batimetria

______________________________________________________________________________ Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG

39 A Figura 6.12 demonstra que ocorrem distorções altimétricas para a ilha de aproximadamente 1,20 metros,expansão da parte esquerda da calha de aproximadamente 5,0 metros e coincidência da parte direita da calha.

Figura 6.13 –Seções topográfica e batimétrica – Seção 7.

A Figura 6.13ilustra uma diferença altimétrica de 0,98 metros para a região da ilha e uma expansão da batimetria, em relação à calha, de aproximadamente 100,0 metros.

Comparação Topografia x Batimetria - Seção 7

145 150 155 160 165 170 175 180 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Caminhamento (m) Co ta ( m) Topografia Batimetria

______________________________________________________________________________ Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG

40

Figura 6.14 –Seções topográfica e batimétrica – Seção 6.

A seção 6, Figura 6.14, apresenta diferença altimétrica para a região da ilha de aproximadamente 3,2 metros, e uma expansão da batimetria em relação a topografia de aproximadamente 40,0 metros.

Figura 6.15 –Seções topográfica e batimétrica – Seção 5. Comparação Topografia x Batimetria - Seção 6

145 150 155 160 165 170 175 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Caminhamento (m) Co ta ( m) Topografia Batimetria

Comparação Topografia x Batimetria - Seção 5

145 150 155 160 165 170 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 Caminhamento (m) Co ta ( m) Topografia Batimetria

______________________________________________________________________________ Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG

41 A seção 5, Figura 6.15, apresenta contração da batimetria em relação à topografia, de aproximadamente 30,0 metros. A diferença altimétrica na ilha é de aproximadamente 1,04 metros.

Figura 6.16 –Seções topográfica e batimétrica – Seção 4.

Para a seção 4, Figura 6.16, se observa uma contração da batimetria em relação à topografia de aproximadamente 70,0 metros. A diferença altimétrica é de aproximadamente 1,60 metros, nas margens.

Comparação Topografia x Batimetria - Seção 4

145 150 155 160 165 170 175 180 185 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Caminhamento (m) Co ta ( m) Topografia Batimetria

______________________________________________________________________________ Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG

42

Figura 6.17–Seções topográfica e batimétrica – Seção 3.

Para a seção 3, Figura 6.17, se observa que a batimetria descreve com maior detalhes as ilhas ao longo da calha. Observa-se que a batimetria apresenta contração de aproximadamente 100,0 metros em relação à topografia. A diferença altimétrica é de aproximadamente 0,30 metros nas ilhas.

Figura 6.18 –Seções topográfica e batimétrica – Seção 2. Comparação Topografia x Batimetria - Seção 3

140 145 150 155 160 165 170 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Caminhamento (m) Co ta ( m) Topografia Batimetria

Comparação Topografia x Batimetria - Seção 2

140 145 150 155 160 165 170 175 180 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Caminhamento (m) Co ta ( m) Topografia Batimetria

______________________________________________________________________________ Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG

43 A seção 2, constante da Figura 6.18, evidencia contração da topografia em relação à batimetria, de aproximadamente 60,0 metros e verifica-se diferenças de cotas ao longo das ilhas de aproximadamente 2,05 metros.

Figura 6.19 –Seções topográfica e batimétrica – Seção 1.

A seção 1, Figura 6.19, ilustra que não existe topografia para a margem direita. Ocorre contração da batimetria em relação à topografia de aproximadamente 20,0 metros e diferença altimétrica de 1,97 metros nas margens.

As comparações entre as bases de dados de batimetria e topografia permitem verificar que não existe um padrão de diferenças entre as bases de dados, ocorrendo diferenças e distorções de vários metros.

Assim, para melhor aproveitamento da informação existente procurou-se utilizar os dados de batimetria como representativos da calha do rio e enriquecer os detalhes das margens com dados da topografia como descrito a seguir.A base do IBGE foi utilizada para ajustes na parte jusante na margem direita, onde não haviam dados de topografia.

Comparação Topografia x Batimetria - Seção 1

140 145 150 155 160 165 170 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Caminhamento (m) Co ta ( m) Topografia Batimetria

______________________________________________________________________________ Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG

44

6.4 CENÁRIOS DE REPRESENTAÇÃO TOPOLÓGICA DO MEIO

URBANO

Para o desenvolvimento dos modelos foram utilizadas bases de batimetria e MDT, gerado a partir da topografia, de forma complementar. O MDT, obtido a partir de levantamento topográfico, foi gerado com uma resolução de 1 x 1 m, e a topografia, que originou o MDT, por sua vez, possuía curvas de nível de metro em metro.

A batimetria utilizada teve levantamento de aproximadamente 3,0 em 3,0 metros.As seções batimétricas foram levantadas em regiões onde pudessem ocorrer mudanças no regime de escoamento, como trechos com mudança de declividade de fundo de canal, alargamento ou estreitamento de seção, presença de pontes ou obstruções, como relatado por CPRM (2004).

A obtenção dos dados topológicos a partir de um MDT, que representa a cidade de Governador Valadares, foi procedida utilizando–se o software HEC-GeoRAS e o ArcGIS, como aparece na Figura 6.20 a seguir:

______________________________________________________________________________ Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG

45 Com a utilização de uma ferramenta do HEC-RAS 4.1 para interpolação entre as 12 seções topobatimétricas tornou-se viável a complementação das demais seções.

Assim, estas 12 seções foram interpoladas de um em um metro, de forma que as seções resultantes pudessem coincidir com as seções geradas pela extração da informação a partir do HEC-GeoRAS. Por este artifício criou-se as seções dos modelos, que possuem dados de batimetria interpolada, para representar a calha principal do rio, e dados do MDT, para representar o terreno existente. A complementação entre estas informações, ou seja, suas junções, se fez pelo relacionamento entre pontos que definem seus limites comuns, neste caso o ponto que representa a margem do rio.

Complementadas as seções iniciou-se uma fase que seria um detalhamento maior das informações batimétricas onde haviam bancos de areia. Não existe informação da superfície existente entre estes bancos de areia. Este fato levou a adotar uma relação da estabilidade do terreno como representação da superfície. Esta relação seria a variação linear de 1,0 m na vertical para 1,0 m na horizontal.

As 12 seções batimétricas obtidas junto à CPRM constam na Figura 6.21 e estas se encontram detalhadas em Anexo 1.

______________________________________________________________________________ Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG

46

Figura 6.21 –Localização das 12 seções transversais do rio Doce em Governador

Valadares- Adaptado de (CPRM, 2004).

A última parte do trecho jusante do modelo apresenta falhas na sua parte final da margem direita, onde não houve o levantamento topográfico, assim algumas seções não eram elevadas suficientemente para conter a superfície líquida. Utilizou-se a base de informações do IBGE para complementação das seções.

Na etapa seguinte procedeu-se a representação da bifurcação e afluência pelas partes direita e esquerda do modelo, materializando-se a ilha dos Araújos. Os demais trechos criados são apresentados na Figura 6.22. Estes trechos estão relacionados às características dasseções e, para facilitar a análise, foram agrupadas. Então se obteve sete trechos característicos. São eles o Trecho de montante, da Ponte da estrada, Ramos esquerdo, Ramos direito, Ponte da ilha, Ramo das corredeiras, Trecho de jusante.

______________________________________________________________________________ Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG

47

Figura 6.22 –Localização dos trechos do modelo da cidade de Governador Valadares.

Completada a etapa de criação da base topológica geral seguiu-se a criação dos modelos que representam as benfeitorias e meio urbano de acordo com as hipóteses de representação.

Com o uso da relação entre as superfícies do terreno e das linhasde águas através de um SIG torna-se possível gerar a superfície do terreno inundada, sendo a superfície da linha de água associada a uma probabilidade de excedência, e efetuar expressões algébricas entre as duas (CPRM, 2004).Essas superfícies são arquivos (imagens) Raster cujas células armazenam as elevações. As dimensões das células devem ser compatíveis com a escala da base planialtimétricautilizada.

Foram adotados recursos de representação do HEC-RAS que permitem criar feições das benfeitorias segundo duas hipóteses de modelagem, definindo-se assim dois tipos de células para simular o armazenamento que ocorre em uma área urbana, descritos a seguir:

Através das Áreas de Escoamento Inefetivo simula-se uma seção que contém água que não está sendo ativamente conduzida. Assim,supõe-se que este seria o funcionamento hipotético

______________________________________________________________________________ Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG

48 para os vários imóveis que compõem um quarteirão. Esta ferramenta do software permite definir áreas de uma determinada seção onde a velocidade do escoamento, na direção de jusante, é muito próxima de zero (USACE a, 2008).

A água armazenada é incluída nos cálculos que envolvem o armazenamento e outros parâmetros que envolvem a área molhada, mas não é incluída como parte ativa da área de escoamento. Uma observação importante é que quando se utiliza este recurso nenhum perímetro molhado é adicionado para a área efetiva de escoamento.

O uso das Áreas Bloqueadasconsidera as áreas que compõem um quarteirão funcionando como se não armazenassem e nem ao menos conduzissem água alguma. As áreas bloqueadas diminuem a área de escoamento e o perímetro molhado.