Effects of return periods on flood hazard mapping : an analysis of the UFSC Campus Basin, Florianópolis city, Brazil

Abstract

The development of urban areas exacerbates flood risk by increasing both runoff and the exposure of population and infrastructure. In this study, we highlight the importance of return period choice on flood hazard degree and flood hydraulics characteristics. We use the UFSC campus basin as a test bed and combine a hydrological and a hydrodynamic model to define the flood hazard intensity and flood hazard degree. Six hazard intensity maps were elaborated using different return periods (2, 10, 25, 50, 100 and 500-years) that characterize low and high recurrence scenarios. The low recurrence hazard map can be ideal to verify hazard effects on buildings, while the high recurrence hazard map helps to identify people security. All variables related to the rainfall effect and its consequences (e.g. rainfall intensity, flood mean velocity, and total flood area) follow a logarithmic relationship, with a small variation for higher return periods. We highlight how different return periods can influence flood hydraulics and flood hazard and should therefore be considered in flood hazard mapping.

O desenvolvimento de áreas urbanas intensifica o risco de inundação pelo acréscimo tanto do escoamento superficial quanto da exposição da população e infraestrutura. Neste trabalho, nós evidenciamos a importância da escolha do período de retorno para determinar o grau de perigo de inundação e suas características hidráulicas. A bacia do campus da UFSC foi utilizada para o teste, onde combinamos modelos hidrológicos e hidráulicos para definir a intensidade e grau de perigo de inundação. Seis mapas de intensidade de perigo foram elaborados a partir de diferentes períodos de retorno (2, 10, 25, 50, 100 e 500 anos), que foram usados para caracterizar cenários de baixa recorrência e alta recorrência. O mapa de baixa recorrência pode ser ideal para ver os efeitos nas construções enquanto o mapa de alta recorrência ajuda a identificar a segurança das pessoas. Observou-se que uma linha de tendência logarítmica se encaixa bem para todas as variáveis verificadas relacionadas a inundação (e.g. intensidade da chuva, velocidade média de inundação, área total de inundação). Este estudo é importante para compreender as diferenças entre os efeitos no mapeamento de perigo de inundação aos períodos de retorno e como podem influenciar as variáveis hidráulicas de inundação.