Estimativa de hidrogramas e propagação de onda de cheia proveniente da ruptura hipotética de pequenas barragens

Abstract

O rompimento de uma barragem é um evento que pode ocorrer por diversas causas e acarreta consequências catastróficas, principalmente quando localizadas a montante de regiões urbanizadas. No Brasil ocorreram na última década diversos rompimentos de barragens de rejeitos que contribuíram para que o tema de segurança de barragens ganhasse evidência e maior preocupação do Estado e da população. Este trabalho versa sobre a análise da propagação da onda de cheia proveniente da ruptura hipotética de uma barragem ao longo do vale a jusante pelo método de Muskingum-Cunge. O objetivo desse trabalho é verificar quais são as variações nos resultados de propagação de ondas de inundação a jusante de barragens de pequeno porte, de maneira a contribuir para o estabelecimento de padrões e procedimentos para a análise da ruptura de barragens de maneira simplificada e rápida. O trabalho é compreendido em duas etapas: primeiro, foram pesquisadas rupturas históricas de barragens de terra de pequeno porte, obtendo parâmetros como vazão de pico na ruptura, tempo de formação e largura da brecha, tempo máximo de base e hidrogramas de ruptura, através de formulações matemáticas deduzidas de modo empírico encontradas na literatura e aplicadas a 15 barragens. A partir desses resultados foram montados os hidrogramas de entrada, um para cada uma das 3 barragens hipotéticas propostas, considerando como cenário crítico aquele que forneceu a maior vazão máxima na ruptura. A segunda etapa do trabalho foi a de realizar a propagação da onda de cheia proveniente da ruptura pelo método do Muskingum-Cunge, considerando o vale a jusante como sendo um canal com áreas iguais à brecha causada pela ruptura hipotética dessas barragens de pequeno porte, sendo elas de: 5 metros de altura e volume do reservatório pequeno, 10 metros de altura e volume do reservatório médio, e, 15 metros de altura e volume do reservatório grande. Realizou-se a variação do canal a jusante das barragens, alterando as dimensões em duas, quatro e oito vezes a área da brecha, obtendo gráficos adimensionais de vazão e velocidade de pico em função do comprimento do trecho de inundação estudado de 100 km. Foi observado que a atenuação dos hidrogramas de ruptura em barragens de pequeno porte está diretamente afetada pela área do vale a jusante, quanto maior a área do vale, maior a atenuação, e, as velocidades máximas de escoamento no pé da barragem tendem a ser menores. Assim, barragens menores tendem a atenuar com mais rapidez que barragens com alturas maiores.