Reconstrução hidrológica e hidrodinâmica de evento de inundação, testando a hipótese de rompimento de barragem natural, na região do município de Rolante (RS)

Abstract

Eventos hidrometeorológicos extremos podem levar à ocorrência de movimentos de massa, que eventualmente bloqueiam vales, criando barragens naturais. Grande parte das barragens naturais se rompe pouco depois de sua formação, causando inundações extremas a jusante. A reconstrução e o entendimento de eventos extremos, especialmente de rompimento de barragens naturais, podem ser desafiadores devido à frequente ausência de dados conhecidos, como as características físicas da barragem. Em janeiro de 2017 ocorreu um evento de chuva que deflagrou escorregamentos e inundação na região do município de Rolante (RS). O objetivo deste trabalho foi reconstruir o evento que levou a essa inundação, testando a hipótese de que ocorreu rompimento de barragem natural criada por escorregamentos. Para isso, primeiro foram estabelecidos sete pontos de possível barramento e foram determinadas quais seriam as características geométricas destas barragens. Em seguida, três modelos computacionais foram utilizados em sequência para simular o evento: HEC-HMS, para a simulação de chuva-vazão; BRCH, para a simulação dos rompimentos de barragem; e Nays2D Flood, para a simulação da propagação da onda de cheia gerada. Foram testados cenários de rompimento de barragens e cenários sem a presença de barragem. Como resultado, foi encontrado que a resposta hidrológica natural da bacia a uma precipitação intensa como a do evento reconstruído, já seria capaz de gerar uma grande inundação na zona urbana de Rolante, mesmo sem rompimentos de barragem. Este resultado está atrelado a limitação em considerar a contribuição de vazão dos rios tributários a jusante da barragem com o modelo Nays2D Flood, mas foi verificado que a resposta hidrológica da bacia atenua a vazão de pico de rompimento ao longo do percurso de quase 30 km entre a região dos possíveis barramentos e a cidade de Rolante. Ainda assim, foi verificado que o rompimento de barragens naturais nessa região também pode causar inundações na cidade. Conclui-se que, mesmo com a possibilidade de formação e posterior rompimento de barragens naturais, a resposta hidrológica natural da bacia à chuva intensa foi o fator preponderante na inundação do município de Rolante em 2017, pois é provável que o rompimento não causaria um aumento significativo de vazão na cidade de acordo com os cenários testados.

Extreme hydrometeorological events can lead to the occurrence of mass movements, which eventually block valleys, creating natural dams called landslide dams. Most landslide dams fail shortly after their formation, causing an extreme flood downstream. The reconstruction and understanding of extreme events, especially those involving landslide dam failures, can be challenging due to the frequent lack of data, such as the physical characteristics of the dam. In January 2017 there was a strong rainfall event that triggered landslides and an expressive flood in the region of the municipality of Rolante (RS), Brazil. The objective of this study was to reconstruct the event that led to this flood, analyzing a hypothesis of landslide dam failure. Thus, seven sites of possible landslide dam formation were established, and the supposed geometric characteristics of these dams were determined. Then, three computational models were used in sequence to simulate the event: HEC-HMS, for hydrologic simulation; BRCH, for dam failure simulation; and Nays2D Flood, to simulate the propagation of the flood wave. Six scenarios of dam failure and two non-dam scenarios were simulated and analyzed. As a result, it was found that the natural hydrological response of the basin to intense rainfall, such as that of the reconstructed event, would already be able of generating a major flood in the urban area of Rolante, even without dam failures. The non-dam scenarios generated a larger or equal flood than the scenarios with dam failure. This result may be related to the limitation in considering the flow contribution of the tributary rivers downstream of the dam with the Nays2D Flood model, but it was verified that the hydrological response of the basin attenuates the peak discharge of the dam failure along the course of almost 30 km between the region of possible landslide dams and the town of Rolante. Nonetheless, it was found that the landslide dam failures in this region can also cause a significant flood in the town. It is concluded that, even with the possibility of formation and subsequent failure of landslide dams, the natural hydrological response of the basin to an intense rainfall was the predominant factor to explain the flood happened in the municipality of Rolante in 2017, as it is likely that the failure would not cause a significant increase in discharge flow in the town according to the tested scenarios.