6.4.1 Seções topobatimétricas
As seções topobatimétricas da calha principal do Rio São Bento foram levantadas pela CASAN, num espaçamento longitudinal de aproximadamente 2000 metros e/ou quando o canal apresentava controles naturais ou artificiais (pontes, estreitamentos, corredeiras, quedas), até a confluência com o Rio Mãe Luzia. Foram levantadas topograficamente 14 seções topobatimétricas.
As seções levantadas possuem uma amarração longitudinal ao longo da calha principal do rio. O erro permitido entre seções não ultrapassa 10 cm. O erro acumulado entre a primeira e a última seção também não ultrapassou 50 cm. A amarração das seções contém dados suficientes para se definir a distância entre seções e a diferença de cotas. As seções transversais têm suas cotas referidas ao mesmo zero.
Estas seções foram levantadas através do método de estação total (precisão classe III), a amarração longitudinal das seções foi feita pelo eixo do rio através de nivelamento geométrico (classe II) com georreferenciamento dos marcos das seções (20 marcos) e definição (posicionamento) planimétrica de aglomerações urbanas ribeirinhas.
A implantação e o rastreamento dos 10 (dez) marcos principais e dos 10 (dez) marcos de azimute para controle e georreferenciamento das seções transversais foram realizados no modo estático com gravação de dados da portadora L1 a partir da Rede Geodésica Brasileira do IBGE e diferença da Ondulação Geoidal.
As seções foram introduzidas na interface do HEC-RAS, com todos os pontos georreferenciados. A Figura 55 apresenta a planta do trecho de propagação hidrodinâmica em canal, a jusante do barramento, até a confluência com o rio Mãe Luzia, mostrando a localização das seções topobatimétricas levantadas. Esta Figura foi extraída do programa HEC-RAS, disponível no site da rede internacional Internet, www.hec.usace.army.mil.
O modelo de simulação hidrodinâmica HEC-RAS, já apresentado, na seção 5.4, na sua versão 3.1.3, foi a solução computacional utilizada pelo SACC para a fase de propagação de vazões em canais naturais.
6.4.2 Cheias simuladas
O SACC foi aplicado para a cheia de 25/03/2006, onde o evento pluviométrico totalizou 151,4 mm, como registrado no sistema de supervisão da Barragem São Bento. Segundo a interpretação do hidrograma de vazões afluentes, a precipitação ocorrida teve uma duração estimada de 4 horas. Foram simuladas as cheias para a precipitação monitorada, citada acima, assim como para a precipitação prevista pelo sistema ARPS, que totalizou uma chuva prevista de 41,6 mm. A diferença entre os 2 totais pode ser justificada como descrito na seção 6.1, mostrando que podemos estar diante de uma situação de sobre-estimativa da precipitação média medida ou de um sub-dimensionamento da chuva prevista. A vazão afluente registrada ao reservatório, de 168 m3/s, indica que a chuva prevista pelo modelo ARPS está mais próxima de uma média pluviométrica mais realista. Da mesma forma, as estações vizinhas de Forquilhinha e Serrinha também indicaram que o total registrado na barragem foi, em média, maior do que o registrado naquelas estações (22,5 e 147,1, respectivamente).
Para uma análise de cheias mais significativas foram simulados o amortecimento em reservatório pelo SHR e as propagações em canal das cheias defluentes de recorrência, de 100 a 1.000 anos, através da aplicação do programa HEC-RAS.
Finalmente, com os níveis atingidos pelos escoamentos nas seções coincidentes com a localização das comunidades de São Bento Alto e São Bento Baixo, definiram-se os mapas de inundação correspondentes. O SACC obtém estes mapas através de um dos módulos do ARCView, denominado GEO-RAS, que possibilita a interface com o software HEC-RAS, utilizado para se trabalhar com um Sistema de Informações Geográficas e mais especificamente com um mapeamento georreferenciado. Para que esta aplicação possa ser utilizada é necessário se inserir no contexto do HEC-RAS, como dado de entrada, o Modelo Digital de Elevação – MDE da área estudada, em formato compatível com o ARCView. Como disposto na seção 5.5, o MDE foi obtido e calibrado para então ser inserido no HEC- RAS que, através dos resultados da propagação hidrodinâmica realizada, “desenha” o mapa de inundação da bacia, ou seja, o mapa de níveis máximos atingidos em todo o vale do rio onde se propagou a onde de cheia.
Alternativamente, para uma clara interpretação dos resultados atingidos, obtiveram-se as áreas horizontais de inundação, sem a influência do escoamento hidrodinâmico, como se fossem áreas envolvidas em um perímetro que tem uma única cota. Foram gerados estes cortes horizontais de metro em metro, da cota 60 a 80 na região de São Bento Alto, e da cota 26 a 40 para a região de São Bento Baixo. Estes cortes contêm o MDE obtido, assim como superpõe a imagem do arruamento atual da comunidade. Os cortes horizontais servem, pelo menos, para indicar as áreas que devem ser inundadas com a propagação das vazões, quando determinadas cotas são atingidas pela água em determinadas seções de controle. Esta etapa foi desenvolvida apenas com a aplicação do ArcReader, uma vez inserido o MDE desenvolvido segundo o capítulo 5.5, onde os cortes horizontais acima mencionados são denominados de planos de informações.
6.4.3 Contribuição lateral da bacia incremental
O trecho de jusante do barramento do rio São Bento é o local onde se desenvolveram as propagações das vazões defluentes do reservatório. Estas vazões correspondem às contribuições da bacia de drenagem a montante da barragem, como uma área de 113,79 km2.
O trecho de jusante, como uma área incremental de 43,61 km2 é responsável por contribuições laterais significativas para as inundações das comunidades de São Bento Alto e São Bento Baixo. Até a primeira, a área total de contribuição da bacia é de 126,80 km2 e até a segunda é de 155,21 km2.
A contribuição lateral na simulação pelo programa HEC-RAS foi considerada como um valor diretamente proporcional à vazão específica verificada no hidrograma afluente. A cada seção transversal de cálculo hidrodinâmico injetou-se no fluxo uma vazão lateral equivalente à área incremental correspondente multiplicada pela vazão específica da vazão afluente. i i inc mont i l A A Q q = −1 × (54) i l i i Q q Q = −1+ (55)
Onde: •
i
l
q – vazão incremental entre a seção anterior (i – 1) e a seção “i” de cálculo;
• Qi – vazão afluente na seção de cálculo “i”;
• Amont – área a montante da barragem;
•
i
inc
7 RESULTADOS