Análise do impacto da resolução espacial dos modelos digitais do terreno na modelação de cheias pluviais em meio urbano

Abstract

Nos últimos anos, todo o mundo tem sido afetado por um grande número de inundações urbanas. As inundações urbanas provocam grandes prejuízos materiais, põem em risco vidas humanas e em alguns casos causam mortes. A crescente urbanização e ocorrência de eventos de pluviosidade intensa e de curta duração, decorrentes das alterações climáticas, são os principais fatores que contribuem para a ocorrência cada vez mais frequente de cheias urbanas. No sentido de reduzir a frequência destes acontecimentos, torna-se imperativo o estudo, cada vez mais pormenorizado, das características das bacias urbanas que possam influenciar a geração de cheias. A qualidade dos dados de entrada, como os modelos digitais do terreno (MDT), utilizados na simulação de sistemas de drenagem pluvial e modelação das condições de inundação, tem grande influência nos resultados. Com o objetivo de avaliar a influência da resolução dos modelos digitais do terreno nos modelos de simulação numérica de drenagem urbana nos caudais gerados e na geração de áreas de inundação foram criados dois modelos de drenagem urbana da bacia urbana de Coimbra, um unidimensional (1D) e outro de drenagem dual 1D/2D, recorrendo ao programa de simulação MIKE. Em cada modelo foram testados diferentes MDT gerados a partir de dados de levantamento topográfico (escala 1:10000 e 1:1000) e de uma imagem de LiDAR.Os resultados mostram que os caudais gerados são maiores para os modelos construídos com base na imagem de LiDAR, consequência dos maiores declives calculados a partir deste MDT. No que diz respeito às áreas de inundação, neste caso, conclui-se que os modelos com dados do LiDAR tendem a formar planícies de inundação menores, uma vez que os declives obtidos por esses modelos digitais são maiores e permitem que a água depois de sair, para o modelo do terreno, escoe e volte a entrar na rede de coletores. Nos MDT com menor resolução os declives calculados são menores e assim a água tende a acumular-se em zonas mais planas, formando maiores planícies de inundação. livre

In recent years, the world has suffered by a large number of urban floods. Urban floods cause high material losses, jeopardize human lives and in some cases may cause deaths. The increasing urbanization and occurrence of intense rainfall events due to climate change are the main factors that contribute to the increasing frequency of urban floods. In order to reduce the frequency of these events, it is imperative to study, in more detail, the characteristics of the urban basins that may influence the generation of floods. The quality of the input data, such as digital terrain models (DTM), used in the simulation of stormwater drainage systems and modeling of flood conditions, has a major impact on the results.In order to evaluate the influence of the digital terrain model’s resolution in numerical simulation of urban drainage in the generated flows and in the generation of floodplains, two urban drainage models were created from the urban basin of Coimbra, one - dimensional (1D) and dual drainage 1D/2D, using the MIKE simulation program, different DTM generated from topographic survey data (scale 1: 10000 and 1: 1000) and a LiDAR image were used.The results show that the generated flow rates are higher for the models generated based on the LiDAR image, as a consequence of the larger slopes calculated from this DTM. Concerning flood areas, in this case, it is concluded that the higher resolution data tend to form smaller flood plains, since the slopes of these digital models are higher and allow the water, after leaving, to the terrain model, exit and re-enter in the sewer system. A DTM with lower resolution the calculated slopes are smaller and thus the water tends to accumulate in flatter zones, forming larger floodplains.