-
DEFINIO DA PLANCIE
DE INUNDAO DA CIDADE
DE GOVERNADOR VALADARES
RELATRIO
TCNICO
FINAL
Belo HorizonteJunho / 2004
ANA - AGNCIA NACIONAL DE GUAS
CPRM - SERVIO GEOLGICO DO BRASIL
IGAM - INSTITUTO MINEIRO DE GESTO DAS GUAS
MINISTRIO DO
MEIO AMBIENTE
MINISTRIO DE
MINAS E ENERGIA
GOVERNO DO ESTADOMEIO AMBIENTE E
DESENVOLVIMENTOSUSTENTVEL
-
AGNCIA NACIONAL DE GUAS
Crticos
Diretor Presidente
Superintendente de Eventos
Jerson Kelman
Joaquim Guedes C. Gondim Filho
MINISTRIO DE MINAS E ENERGIA
Ministro de EstadoDilma Vana Roussef
CPRM - SERVIO GEOLGICO DO BRASIL
MINISTRIO DO MEIO AMBIENTE
Ministro de EstadoMaria Osmarina da Silva Vaz de Lima
Agamenon Srgio Lucas Dantas
Jos Ribeiro Mendes
Frederico Cludio Peixinho
Hlbio Pereira
Alice Silva de Castilho
Acio Neves
Jos Carlos Carvalho
Paulo Teodoro de Carvalho
Diretor - Presidente
Diretor de Hidrologia e Gesto Territorial
Chefe do Departamento de Hidrologia
SUPERINTENDNCIA REGIONAL DE BELO HORIZONTE
Superintendente Regional
Gerente de Hidrologia e Gesto Territorial
GOVERNO DO ESTADO DE MINAS GERAIS
Governador
SECRETARIA DE MEIO AMBIENTE E DESENVOLVIMENTOSUSTENTVEL DO
ESTADO DE MINAS GERAIS
Secretrio de Estado
INSTITUTO MINEIRO DE GESTO DAS GUAS - IGAM
Diretor Geral
-
MINISTRIO DO MEIO AMBIENTE
AGNCIA NACIONAL DE GUAS
MINISTRIO DE MINAS E ENERGIA
SERVIO GEOLGICO DO BRASIL - CPRM
SUPERINTENDNCIA REGIONAL DE BELO HORIZONTE
SECRETARIA DE MEIO AMBIENTE E DESENVOLVIMENTO
SUSTENTVEL DO ESTADO DE MINAS GERAIS
INSTITUTO MINEIRO DE GESTO DAS GUAS - IGAM
CONVNIO ANA/IGAM/CPRM
DEFINIO DA PLANCIE DE
INUNDAO DA CIDADE DE
GOVERNADOR VALADARES
RELATRIO TCNICO FINALJunho / 2004
-
CRDITOS
EQUIPE TCNICAGraziela da Silva Rocha Oliveira - Gegrafa -
CPRM
Nelson Baptista O Resende Costa - Gelogo - CPRMSrgio Cordeiro da
Luz - Digitador - CPRM
Gilberto Flausino - Hidrotcnico - IGAMOlvio Bahia do Sacramento
Neto - Meteorologista - MsC e Topgrafo - IGAM
Helosa Moreira Torres Nunes - Meteorologista - M.Sc. -
IGAMResponsvel pelo Convnio ANA/IGAM
Alice Silva de Castilho - Engenheira Civil - - CPRMM.Sc.
ber Jos Andrade Pinto - Engenheiro Civil - M.Sc. - CPRM
Chefe do Projeto
Consultor Tcnico
EQUIPE TCNICA DE APOIOChristian Rezende de Freitas - Gegrafo -
IGAM
Elizabeth de Almeida Cadete Costa - Tcnica Cartogrfica -
CPRMOsmar de Vasconcelos Costa - Engenheiro Civil - MsC - IGAM
Roblia Gabriela Firmiano de Paulo - Engenheira Hdrica -
IGAMSarah Costa Cordeiro - Arte Finalista - CPRM
EQUIPE DE APOIO OPERACIONAL6 Batalho de Polcia Militar do Estado
de Minas Gerais
Comisso Municipal de Defesa Civil de Governador
ValadaresPrefeitura Municipal de Governador Valadares
Rodrigo Andrade
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CPRM - Servio Geolgico do Brasil
Definio da Plancie de Inundao da Cidade de Governador Valadares
i
AGRADECIMENTOS
A realizao da definio da plancie de inundao da cidade de
GovernadorValadares foi possvel devido ao empenho das seguintes
entidades
(por ordem alfabtica):
Agncia Nacional das guas
Coordenadoria Estadual de Defesa Civil do Estado de Minas
Gerais
Comisso Municipal de Defesa Civil de Governador Valadares
Escola de Engenharia da Universidade Federal de Minas Gerais
Polcia Militar de Minas Gerais - 6 Batalho de Polcia de Minas
Gerais
Prefeitura Municipal de Governador Valadares
-
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Definio da Plancie de Inundao da Cidade de Governador Valadares
ii
APRESENTAO
Este o relatrio final sobre a Definio da Plancie de Inundao da
Cidade deGovernador Valadares, que foi precedido pelo relatrio
tcnico parcial denominadoLevantamento Topobatimtrico de doze Sees
Transversais e Monitoramento doNvel do Rio Doce na Cidade de
Governador Valadares.
Os trabalhos relativos a esse estudo foram iniciados em 1998
pela CPRM em conjuntocom a UFMG. Aps o levantamento de dados
preliminares, uma visita in loco e adefinio da metodologia a ser
empregada, foram instaladas quatro sees de rguasna rea urbana de
Governador Valadares, as quais, juntamente com mais duas que
jestavam em operao, foram monitoradas at o ano de 2000. Por falta
de recursosfinanceiros o projeto esteve praticamente paralisado
durante o perodo de 1998 a2001. Os trabalhos foram retomados em
setembro de 2002, quando foram realizadosos levantamentos
topobatimtricos em sees transversais do rio Doce pelo IGAM eCPRM
com recursos da ANA e apoio da Prefeitura Municipal de
GovernadorValadares, Coordenadoria Estadual de Defesa Civil do
Estado de Minas Gerais,Comisso Municipal de Defesa Civil de
Governador Valadares, Polcia Militar de MinasGerais atravs do 6
Batalho de Polcia Militar de Minas Gerais.
Ao longo do ano de 2003 a CPRM desenvolveu os trabalhos
referentes elaboraodo modelo digital da rea urbana de Governador
Valadares, calibrao do modelohidrodinmico e mapeamento de reas
inundveis, sendo que os resultadosencontram-se apresentados neste
relatrio.
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Definio da Plancie de Inundao da Cidade de Governador Valadares
iii
SUMRIO
AGRADECIMENTOS.....................................................................................................
iAPRESENTAO
........................................................................................................
iiSUMRIO.....................................................................................................................iiiLISTA
DE
TABELAS.....................................................................................................
vLISTA DE
FIGURAS....................................................................................................
viLISTA DE
SIGLAS.......................................................................................................viiLISTA
DE FOTOS - CD
..............................................................................................viiiLISTA
DE
ANEXOS.....................................................................................................
ix1 - INTRODUO
........................................................................................................
12 - CARACTERIZAO DA REGIO
...........................................................................
33 METODOLOGIA
.....................................................................................................
5
3.1 Levantamento das informaes existentes e consistncia dos
dados .............. 53.2 Locao e levantamento topobatimtrico das
sees transversais emonitoramento dos nveis do rio Doce
......................................................................
53.3 Anlise de freqncia de vazes
mximas....................................................... 63.4
Calibrao e validao do modelo
hidrulico.................................................... 63.5
Definio dos perfis de linha dgua associados a diferentes perodos
deretorno.......................................................................................................................
83.6 Mapeamento das reas inundveis utilizando um SIG
..................................... 8
4 RESULTADOS
.......................................................................................................
94.1 Informaes levantadas
...................................................................................
94.2 Monitoramento do nvel do rio Doce e levantamento
topobatimtrico de
seestransversais.............................................................................................................
10
A - Seo
1..........................................................................................................
12B - Seo
2..........................................................................................................
12C - Seo
3..........................................................................................................
13D - Seo
4..........................................................................................................
13E - Seo
5..........................................................................................................
13F - Seo 6
..........................................................................................................
13G - Seo 7
.........................................................................................................
14H - Seo
8..........................................................................................................
14I - Seo 9
...........................................................................................................
14J - Seo 10
........................................................................................................
14K - Seo
11........................................................................................................
14L - Seo 12
........................................................................................................
15
4.3 Definio da curva-chave
...............................................................................
154.4 - Anlise de
freqncia......................................................................................
16
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Definio da Plancie de Inundao da Cidade de Governador Valadares
iv
4.5 Calibrao e validao do modelo Hidrulico
................................................. 174-6 Mapeamento
das reas
inundveis................................................................
234.7 Mapeamento de reas inundveis associadas a diversos perodos de
retorno................................................................................................................................
23
5 - CONSIDERAES
FINAIS...................................................................................
286 -
BIBLIOGRAFIA......................................................................................................
30 ANEXOS
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v
LISTA DE TABELAS
Tabela 4.1.1 Pontos Crticos em Governador Valadares (Fonte
COMDEC-GV) ........ 9Tabela 4.2.1 Coordenadas UTM das 12 sees
transversais do rio Doce emGovernador Valadares (Datum: Crrego
Alegre, Zona 24) ......................................... 10Tabela
4.3.1 Equao da curva-chave da estao Governador Valadares
56850000....................................................................................................................
15Tabela 4.4.1 Srie anual de Vazes mximas do Rio Doce em
GovernadorValadares
...................................................................................................................
16Tabela 4.4.2 Quantis das vazes do Rio Doce em Governador
Valadares .............. 16Tabela 4.5.1 Caractersticas das sees
transversais utilizadas no modelo
hidrulico...................................................................................................................................
19Tabela 4.5.2 Resultados encontrados durante a calibrao do modelo
hidrulico como monitoramento de 1998 a 2000 e a cheia de janeiro de
1997.................................. 19Tabela 4.5.3 Resultados
encontrados durante a validao do modelo na estao56850000 Seo
3J.................................................................................................
21Tabela 4.5.4 Perfil da linha dgua de Governador Valadares para
vazes comdiversos perodos de retorno associados
(TR)............................................................
21Tabela 4.5.5 Perfil da Linha dgua Do Rio Doce em Governador
Valadares paradiversas cotas/vazes na estao
56850000..............................................................
22Tabela 4.7.1 rea inundada por
regio....................................................................
25
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vi
LISTA DE FIGURAS
Figura 1.1 Representao de uma seo transversal de um rio
................................ 1Figura 2.1 Localizao da cidade de
Governador Valadares ..................................... 3Figura
3.4.1 Representao da equao de
energia.................................................. 7Figura
3.6.1 Relao entre as superfcies do terreno e da linha
dgua..................... 8Figura 4.2 - Localizao das 12 sees
transversais do rio Doce em GovernadorValadares
...................................................................................................................
11Figura 4.3 Curva-Chave da estao Governador Valadares 56850000
................ 15pertencente ANA
.....................................................................................................
15Figura 4.4 - Curva de Probabilidade de Vazes Mximas Anuais
............................... 17para o Rio Doce em Governador
Valadares
...............................................................
17Figura 4.5.1 - Sees transversais do rio Doce utilizadas na
calibrao do modelohidrulico
....................................................................................................................
20Figura 4.5.2 Perfil da linha dgua para vazes associadas a
diversos perodos deretorno do Rio Doce em Governador Valadares
......................................................... 22Figura
4.5.3 - Perfil da linha dgua para diversos valores de cotas da
estaoGovernador Valadares 56850000 pertencente ANA
.......................................... 23Figura 4.6.1 - Modelo
digital do terreno de Governador Valadares
............................. 24Figura 4.7.1 - Diviso de rea
urbanizada de Governador Valadares em regies....... 26Figura 4.7.2
- reas inundadas nas cheias de 1979, 1992, 1997, 2002 e 2003
.......... 27
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vii
LISTA DE SIGLAS
ADOCE Agncia Tcnica da Bacia do Rio Doce
ANA Agncia Nacional de guas
ANEEL Agncia Nacional de Energia Eltrica
CEMIG Companhia Energtica de Minas Gerais
CPRM Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais Servio Geolgico
do Brasil
DNAEE Departamento Nacional de guas e Energia Eltrica extinto em
1995
EEUFMG - Escola de Engenharia da UFMG
IGAM Instituto Mineiro de Gesto das guas
SAAE Servio Autnomo de gua e Esgoto
SIMGE Sistema de Meteorologia e Recursos Hdricos do Estado de
Minas Gerais
UFMG Universidade Federal de Minas Gerais
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viii
LISTA DE FOTOS - CD
Foto 4.1.1 Bairro Santa Rita
Foto 4.1.2 Bairro J.K
Foto 4.1.3 Estao da ANA
Foto 4.1.4 Ponte do So Raimundo
Foto 4.1.5 Bairro Santa Terezinha
Foto 4.1.6 Bairro So Paulo
Foto 4.1.7 - SAAE
Foto 4.1.8 Nova seo de rguas do SAAE
Foto 4.1.9 Ponte da Ilha dos Arajos
Foto 4.1.10 Vista da Ponte da Ilha dos Arajos
Foto 4.1.11 Final da Ilha dos Arajos
Foto 4.1.12 Bairro So Tarcsio
Foto 4.1.13 Bairro So Pedro
Foto 4.1.14 - Aucareira
Foto 4.1.15 - Univale
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ix
LISTA DE ANEXOS
Anexo 01 Modelos para clculo do perfil de linha dgua
Anexo 02 Fichas descritivas das 6 sees transversais do rio Doce
em GovernadorValadares com sees de rguas
Anexo 03 Sees transversais do rio Doce em Governador Valadares
utilizadas no modelohidrulico
Anexo 04 Monitoramento dirio s 7 e 17 horas das 6 sees de rguas
do rio Doce emGovernador Valadares
Anexo 05 reas inundadas para diferentes perodos de retorno e
cotas na estaoGovernador Valadares - 56850000
Anexo 06 - Relatrio Fotogrfico - CD
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1
1 - INTRODUO
As enchentes so fenmenos que ocorrem quando o volume da gua que
atingesimultaneamente o leito de um rio superior capacidade de
drenagem de sua calhanormal, tambm chamada de leito menor ou calha
principal. Quando essa capacidade deescoamento superada acontece a
inundao das reas ribeirinhas tambm denominadascomo plancies de
inundao ou leito maior do rio como pode ser visto na Figura
1.1.
Os problemas gerados por uma inundao dependem fundamentalmente
da forma e dograu de ocupao das reas ribeirinhas e da freqncia de
ocorrncias das cheias
Figura 1.1 Representao de uma seo transversal de um rio
As cheias podem ser naturais ou provocadas pela interveno
humana. As enchentesnaturais em uma bacia hidrogrfica ocorrem
independentemente da interveno humana.Quando os efeitos das cheias
naturais so atenuados ou ampliados em conseqncia daatuao antrpica
as enchentes so denominadas naturais modificadas. E as
cheiascausadas por rupturas de estruturas de conteno, tais como:
barragens e diques sochamadas cheias causadas por interveno humana.
(Yevjevich, 1992)
Ao longo da histria as populaes procuraram se fixar s margens
dos cursos dgua parafacilitar o uso deste recurso que fundamental
existncia humana. Entretanto com odesenvolvimento acelerado das
cidades, observado principalmente no sculo XX, asvrzeas inundveis
foram ocupadas desordenadamente.
Leito maior Leito maior
Leito menor
Nvel com riscoentre 1,5 e 2 anos
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2
Quando ocorre uma inundao, a ocupao inadequada das plancies pode
ter comoconseqncia grandes prejuzos materiais e perdas humanas
considerveis.
A convivncia com as enchentes possvel a partir da implementao de
medidas paracontrole da inundao que podem ser do tipo estrutural ou
no estrutural. Essas medidastem por objetivo minimizar as
conseqncias das cheias e no controlar totalmente asinundaes que
fisicamente e economicamente invivel em grande parte das
situaes.
As medidas estruturais so intervenes de engenharia que procuram
reduzir o risco deocorrncia de enchentes. Podem ser medidas que
atuam diretamente sobre o rio, tais como:diques, reservatrios,
bacias de amortecimento, canais de desvio, etc. Ou podem
serimplementadas na bacia hidrogrfica procurando alterar as relaes
entre as precipitaes eas vazes, como por exemplo, a modificao da
cobertura do solo que pode controlar aeroso, alm de retardar e
diminuir os picos de hidrogramas de cheia.
As medidas no estruturais tem por objetivo reduzir prejuzos
atravs da melhor convivnciada populao com as cheias. De uma maneira
geral essas medidas podem ser separadasnos seguintes grupos:
edificaes prova de enchentes, seguro de enchente, previso ealerta
de inundao e zoneamento de reas inundveis. A combinao das
medidaspossibilita a reduo dos efeitos das cheias e melhora o
planejamento da ocupao daplancie de inundao.
O zoneamento de reas inundveis realizado a partir da definio de
risco de inundaode diferentes cotas e o respectivo mapeamento. A
regulamentao ou zoneamento dasreas ribeirinhas definir tipos de
ocupao que sero permitidas nas regies de maior oumenor risco
inundao e deve fazer parte do plano diretor da cidade.
Assim, o mapeamento das plancies de inundao de uma cidade um
instrumentoessencial para a ordenao do uso e ocupao do solo e o
direcionamento das expansesurbanas. Alm de facilitar a elaborao do
Plano de Defesa Civil que estabelece as aesindividuais e corretivas
para minimizar perdas durante as enchentes.
Este relatrio apresenta a metodologia utilizada para a definio
das reas inundveis dacidade de Governador Valadares associadas a
diferentes riscos de ocorrncia de cheiasatravs da combinao de um
modelo hidrulico e um sistema de informaes geogrficas.
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3
2 - CARACTERIZAO DA REGIO
A cidade de Governador Valadares est localizada na regio Leste
de Minas Gerais e banhada pelo rio Doce, vide Figura 2.1. uma das
maiores cidades da regio com,aproximadamente, 247 mil habitantes.
Possui altitude mdia de 168,55 metros, clima quentecom chuvas de
vero, Aw segundo a classificao de Kppen, temperatura mdia anual
de24,5C, precipitao mdia anual de 1113,8mm, sendo que, o trimestre
mais chuvoso vai denovembro a janeiro, quando registrado cerca de
54% da precipitao anual. As enchentesna cidade ocorrem no perodo
chuvoso, que comea em outubro e termina em maro, e soregistradas
mais freqentemente de dezembro a fevereiro.
Figura 2.1 Localizao da cidade de Governador Valadares
A rea de drenagem do rio Doce em Governador Valadares da ordem
de 40.000km,destes, cerca de 25% pertencem bacia do Rio Santo
Antnio e 15% bacia do RioPiracicaba, ambos afluentes do rio Doce
pela margem esquerda. Esses rios: Doce,Piracicaba e Santo Antnio,
so os principais responsveis pelas enchentes ocorridas nacidade de
Governador Valadares. Dentre as maiores registradas na regio
pode-se citar: ade fevereiro de 1979 e a de janeiro de 1997, com
perodos de retorno associados da ordemde 170 e 100 anos
respectivamente.
GovernadorValadares
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4
O rio Doce na altura de Governador Valadares possui o leito
rochoso com corredeiras evrias ilhas, algumas de grande porte, a
maior delas, a Ilha dos Arajos, um bairrodensamente povoado. Na
altura da cidade o rio possui duas pontes: a ponte da
BR-116,conhecida como ponte do So Raimundo, e a ponte da Ilha dos
Arajos, que liga a margemesquerda do rio ilha. Alguns crregos, com
vazo insignificante se comparadas com o rioprincipal, desguam no
rio Doce, no permetro urbano, em ambas as margens. Um
destesafluentes, o Crrego do Ona, durante as cheias represado pelo
rio Doce e provocainundaes nos bairros JK I e II.
Os bairros mais atingidos pelas enchentes do rio Doce so: Santa
Rita, JK I e II, JardimAlice, Ilha dos Arajos, So Paulo, Santa
Terezinha, So Tarcsio, So Pedro eUniversitrio, todos localizados na
margem esquerda do rio Doce, que tambm a margemmais urbanizada e
povoada.
O rio Doce transporta uma grande quantidade de sedimentos,
formando bancos de areia nacidade, onde grande a extrao desse
material com utilizao de dragas, o que poderesultar numa mudana das
sees transversais do rio ao longo do tempo.
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5
3 METODOLOGIA
De uma maneira geral, so necessrios dois grupos de atividades
para concretizao domapeamento das plancies de inundao de uma rea
urbana. O primeiro grupo se refere satividades necessrias para a
modelagem hidrulica do trecho de interesse com o objetivode
determinar os perfis da linha dgua associados s vazes com
diferentes probabilidadesde excedncia. As vazes so calculadas a
partir de uma anlise de freqncia ouestimadas em modelos
hidrolgicos. O outro grupo de atividades est relacionado delimitao
das reas que sero inundadas por cada um dos perfis de linha
dguaestimados. No caso de Governador Valadares, a definio das reas
inundveis foirealizada atravs da associao entre um modelo hidrulico
para o clculo da linha dgua eum Sistema de Informaes Geogrficas. As
principais etapas necessrias a ummapeamento desse tipo esto
descritas a seguir.
3.1 Levantamento das informaes existentes e consistncia dos
dados
A primeira etapa do trabalho consiste no levantamento das
informaes disponveis da reaem estudo sobre: as sries histricas de
nvel e vazo das estaes fluviomtricas; osregistros fluviogrficos; os
levantamentos batimtricos; as bases planialtimtricas em
escalaadequada, preferencialmente em meio magntico; fotos reas;
imagens de satlites; oslevantamentos topogrficos das marcas das
cheias que podem ser obtidas atravs deregistros de fotos, jornais,
entrevistas ou documentos; fotos etc.
3.2 Locao e levantamento topobatimtrico das sees transversais
emonitoramento dos nveis do rio Doce
Para se calcular o perfil da linha dgua de um canal natural
necessrio fazer olevantamento topobatimtrico das sees transversais
do trecho em estudo. A locaodessas sees realizada aps uma visita de
reconhecimento do trecho do rio em anliseonde se procura
identificar os locais em que h variao no escoamento. Essas
alteraespodem ocorrer devido s mudanas de declividade do fundo do
canal; presena de pontes,ilhas e obstrues; alargamentos ou
estreitamentos do canal, entre outros motivos. Aps odetalhamento
das sees transversais selecionam-se algumas para instalao de
rguaslinimtricas que permitiro o monitoramento do nvel do rio
durante um certo perodo detempo. Os nveis medidos nesse perodo sero
utilizados na calibrao do modelohidrulico. importante ressaltar que
todas as sees transversais levantadas devem serreferenciadas ao
mesmo datum altimtrico da base planialtimtrica que ser utilizada
nomapeamento das reas inundveis.
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6
3.3 Anlise de freqncia de vazes mximas
A anlise de freqncia de eventos extremos de vazes tem como
objetivo permitir aestimativa de valores associados a uma
probabilidade de excedncia, ou seja, aprobabilidade de ocorrer um
evento de cheia com magnitude igual ou maior a um certovalor. Um
conceito importante que est relacionado a probabilidade de
excedncia o detempo de retorno. O tempo de retorno definido como a
mdia de tempo entre ocorrnciasde um evento com uma certa magnitude
ou maior. Por exemplo, uma vazo com 25 anos detempo de retorno a
vazo que igualada ou excedida em mdia uma vez a cada 25
anosconsiderando um longo perodo de tempo. Isto no significa que a
excedncia ocorre de 25em 25 anos, e sim que o tempo mdio entre as
excedncias de 25 anos. Assim,considerando o perodo de 1901 a 2000,
essa vazo poderia ter ocorrido em 1910, 1949,1979 e 1983, ou seja,
4 vezes em 100 anos. O tempo de retorno, Tr (anos), e
aprobabilidade de excedncia, ( )qQP , esto relacionados pela
seguinte equao:
( ) ( )anosTrqQP1=
Assim, se a excedncia ocorre em mdia uma vez a cada 25 anos,
ento a probabilidadeque o evento ocorra em um ano qualquer
1/25=0,04, ou seja, 4%.
A anlise estatstica dos dados de vazo pode ser efetuada com a
utilizao de dois tipos desries de dados. As sries de mximos anuais,
que consiste na seleo da maior vazo decada ano hidrolgico
observado. E as sries de durao parcial, para as quais
soselecionados todos os valores observados superiores a um valor
limite definido.
As sries assim constitudas devem ser representativas do processo
analisado, noapresentando erros acidentais ou sistemticos e possuir
um nmero mnimo de elementospara garantir uma boa confiabilidade nas
extrapolaes.
Basicamente, as etapas para anlise de freqncia local so as
seguintes:
! Optar pela utilizao de sries de valores mximos anuais ou sries
de durao parcial.
! Avaliar a consistncia e homogeneidade das sries.
! Analisar qual a distribuio de probabilidade terica ser
utilizada, com a estimativa deseus parmetros e a verificao do
ajuste a distribuio emprica.
! Estimar os quantis.
A definio da distribuio terica de probabilidade de suma
importncia, pois valorescalculados para um mesmo perodo de retorno
podem apresentar grandes variaes quandoestimados por diferentes
distribuies. O ajuste ou aderncia da distribuio terica curvada
distribuio emprica pode ser verificado pelos testes do
Qui-Quadrado, de Kolmogorov-Smirnov, de Filliben e do teste visual.
Descries dos testes do Qui-Quadrado e deKolmogorov-Smirnov so
apresentadas em Costa Neto (1977) e Haan (1979). O teste deFilliben
foi desenvolvido por Filliben (1975). Pires (1994) descreve com
maiores detalhes oscritrios que podem ser utilizados na escolha da
distribuio terica.
Nesse trabalho foram utilizadas sries de mximos anuais e
verificado o ajuste as seguintesdistribuies de freqncia: Gumbel,
Generalizada de Eventos Extremos, Log-Normal e Log-Pearson Tipo
III.
3.4 Calibrao e validao do modelo hidrulico
A estimativa do perfil da linha dgua pode ser feita aplicando um
mtodo numricointerativo chamado de Standard Step Method. As mudanas
no nvel da linha dgua de
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7
uma seo transversal para outra so calculadas atravs da equao de
energia que estdescrita a seguir e cuja representao grfica mostrada
na Figura 3.4.1.
ehg
VZY
g
VZY +++=++
22
211
11
222
22
Onde:
Y1 e Y2 so profundidades das sees transversais
Z1 e Z2 so cotas do fundo do canal
V1 e V2 so velocidades mdias
1 e 2 so coeficientes de velocidade
g acelerao da gravidade
he perda de energia
2 1
2v2
2 Linha de energia he2g
Nvel d'guay2 1v
21
2g
Fundo do canal y1
z2z1
DATUM
Figura 3.4.1 Representao da equao de energia
Essa metodologia produz resultados satisfatrios mesmo sendo
baseada em algumaspremissas simplificadoras. As premissas adotadas
no modelo so as seguintes:
! regime de escoamento permanente;
! escoamento gradualmente variado. Exceto em estruturas como
pontes, bueiros evertedouros, onde o regime pode ser bruscamente
variado e so utilizadas as equaesdo momento e outras equaes para o
clculo da linha dgua.
! fluxo unidimensional;
! A declividade da linha de energia constante entre duas sees
transversais;
! As declividades do canal so inferiores a 1:10.
O software com o Standard Step Method usado nesse trabalho foi o
HEC-RAS do U.SArmy Corps of Engineers, verso 3.0 de janeiro de
2001. Maiores detalhes sobre aformulao matemtica do modelo e o
fluxograma de clculo esto apresentados no Anexo01.
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Para utilizar o modelo necessrio calibr-lo e valid-lo, ou seja,
usar um grupo de dadospara definir os parmetros do modelo e outro
para reproduzir o fenmeno numa situaodistinta. No calculo do perfil
da linha dgua atravs do Standard Step Method osparmetros a serem
calibrados so: os coeficientes de contrao ou expanso, e o
derugosidade, n, do canal principal e das margens de cada uma das
sees transversais. Osdados usados na calibrao so as caractersticas
das sees transversais, as vazes, asmarcas de cheia e as informaes
do monitoramento de nveis.
3.5 Definio dos perfis de linha dgua associados a diferentes
perodos deretorno
A escolha dos perfis de linha dgua a serem determinados depende
do objetivo do estudo aser desenvolvido. Quando este est
relacionado ao mapeamento de reas inundveisvisando ao
direcionamento da ocupao territorial, normalmente utiliza-se
vazesassociadas a diferentes perodos de retorno, os mais usuais so:
2, 5, 10, 50 e 100 anos. Jquando o objetivo est ligado ao
mapeamento de reas inundveis visando o fornecimentode informaes
para a Defesa Civil em caso de cheias, pode-se definir os perfis de
linhadgua para quaisquer cotas, ou escolher variaes a cada 50 cm a
1 metro. No casoespecfico de Governador Valadares foram definidos
perfis da linha dgua para vazesassociadas a diferentes perodos de
retorno e para variaes de cota a cada 50 cm.
3.6 Mapeamento das reas inundveis utilizando um SIG
O mapeamento das plancies de inundao atravs de um SIG consiste
basicamente norelacionamento entre o modelo digital de terreno
(MDT) da rea em estudo, tambmchamado de modelo numrico de terreno
(MNT), e os perfis da linha dgua dos eventos decheia com diferentes
probabilidades de excedncia. A Figura 3.6.1 representa essa
relao.
Figura 3.6.1 Relao entre as superfcies do terreno e da linha
dgua
Atravs de um SIG possvel gerar a superfcie do terreno, a
superfcie da linha dguaassociada uma probabilidade de excedncia e
efetuar expresses algbricas entre as duas.Essas superfcies so
arquivos (imagens) raster cujas clulas armazenam as elevaes.
Asdimenses das clulas devem ser compatveis com a escala da base
planialtimtricautilizada.
A gerao de superfcies em um SIG pode ser feita com diversos
algoritmos. Entretanto, aqualidade do resultado final funo dos
dados de entrada. No caso do modelo digital doterreno esses dados
so as curvas de nvel, os pontos cotados e a rede de drenagem.
Emreas urbanas recomendvel que a eqidistncia das curvas de nvel
seja de pelo menosum metro.
Aps a gerao das superfcies, a definio das reas inundveis feita
atravs dareclassificao da imagem que representa a diviso da
superfcie do terreno pela superfcieda linha dgua.
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4 RESULTADOS
4.1 Informaes levantadas
Para o desenvolvimento do trabalho foram levantadas diversas
informaes, as quais seencontram listadas a seguir:
! Delimitao das marcas das cheias de 1992 e 1997, na escala
1:10.000, em mdiapapel, as quais foram digitalizadas pela CPRM em
Mapinfo;
! Delimitao das marcas das cheias de 2002 e 2003, em meio
digital;
! Cotas altimtricas atingidas pelas cheias de 1997 e 1979
demarcadas na rea do SAAE;
! Pontos crticos quanto inundao da cidade de Governador
Valadares definidos pelaCOMDEC. Tabela 4.1.1;
! Base planilatimtrica em meio digital;
! Relao das referncias de nvel usadas na elaborao da base
planilatimtrica.
Tabela 4.1.1 Pontos Crticos em Governador Valadares (Fonte
COMDEC-GV)
Bairro Rua Cota da rgua doSAAE (cm)
So Tarcsio Cludio Manoel 195
Nova Santa Rita Vrias ruas principalmente entre as ruas Rodolfo
de Abreu e aAmlia Habib
220
Santa Rita Ruas Washington Luiz, Divisa e Rodrigues Alves
225
So Pedro Av. Rio Doce e rua lvaro Reis 240
So Paulo Entroncamento das ruas Mestre Joo Lucas com Av. Rio
Doce,Lincol Byrro, Amrico Martins, Virglio Gobby e Prata
250
Santa Terezinha Casas que margeiam o rio Doce, pelos fundos das
ruasSalvador, Belm e So Luiz
250
Ilha dos Arajos Principalmente as ruas 14, 12 e 24 285
importante salientar a iniciativa da Prefeitura Municipal de
Governador Valadares emdelimitar as marcas das cheias registradas
na cidade em 1992, 1997, 2002 e 2003. Estasinformaes foram
imprescindveis para o desenvolvimento deste trabalho.
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4.2 Monitoramento do nvel do rio Doce e levantamento
topobatimtrico desees transversais
Em uma visita de campo realizada em 1998 foram definidas 12 sees
transversais do rioDoce na cidade de Governador Valadares que
seriam teis modelagem hidrulica dotrecho de interesse. A
identificao e as informaes sobre essas sees se
encontramapresentadas na Figura 4.2 e Tabela 4.2.1. As sees esto
localizadas em pontos em quepodem haver mudanas significativas no
escoamento, por exemplo: variaes bruscas nalargura do rio devido
presena de obstculos, mudana de declividade do fundo etc.Foram
escolhidas seis sees transversais onde seria necessria a instalao
de sees derguas para o monitoramento do nvel do rio que facilitaria
a calibrao do modelohidrulico. Na realidade, as rguas linimtricas
foram instaladas pela CPRM em 1998 em 4sees transversais, pois na
estao da ANA e no SAAE as rguas j existiam. Omonitoramento do nvel
do rio Doce nas seis sees foi realizado de 1998 a 2000.
Tabela 4.2.1 Coordenadas UTM das 12 sees transversais do rio
Doce em GovernadorValadares (Datum: Crrego Alegre, Zona 24)
Margem direita Margem esquerdaSeo Trecho
Norte Este Norte EsteObservaes
1* nico 7906800 186400 7907300 185850 Seo de rguas - Bairro
Santa Rita
2 nico 7907810 188200 7908188 187971 Cermica
3* nico 7909500 189030 7909560 188740 Ponte do So Raimundo estao
da ANA
A 7910120 189460 7910260 189180 Incio da Ilha dos Arajos Brao
Direito
B 7910260 189180 7910310 189100 Entre a Ilha dos Arajos e a Ilha
do Amigo4
C 7910380 188950 7910410 188890 Brao Esquerdo
A 7910430 190020 7910668 189880 Brao Direito5
B 7911029 189207 7911089 189072 Brao Esquerdo
A 7910820 190370 7910980 190170 Brao Direito
B 7911050 190100 7911100 190040 Entre a Ilha do Ing e a Ilha dos
Arajos6*
C 7911490 189550 7911560 189470 SAAE - Brao Esquerdo
A 7911500 190660 7911580 190380 Seo de rguas Brao Direito7*
B 7911990 189880 7912070 189830 Ponte da Ilha Brao Esquerdo
A 7911670 190630 7911759 190361 Final da Ilha dos Arajos - Brao
Direito8
B 7912124 190240 7912210 190180 Brao Esquerdo
9* 9 7912310 190890 7912530 190570 Seo de rguas - Bairro So
Tarcsio
A 7913310 191410 7913440 191300 Bairro So Pedro
B 7913220 191470 7913240 191450 Ilha 1
C 7913140 191550 7913180 191500 Ilha 2
D 7913060 191610 7913100 191570 Ilha 3
10
E 7912990 191670 7913010 191650 Ilha 4
11 nico 7913600 192780 7914070 192620 Aucareira
12* nico 7913700 193400 7914200 193390 Seo de rguas -
Univale
* Sees de rguas
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Figura 4.2 - Localizao das 12 sees transversais do rio Doce em
Governador Valadares
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Os servios de levantamento topobatimtrico das sees transversais
do rio Doce foramrealizados pelo IGAM em 2002. O espaamento adotado
entre as verticais para definiodas profundidades nas batimetrias
dessas sees foi de 3 metros. O levantamentotopogrfico foi feito at
a cota que estava cerca de 7 metros acima do nvel dgua do rio nodia
do levantamento. No caso da seo de rguas da estao da ANA essa
condiorepresenta o nvel de 850 centmetros, ou seja, 2 metros acima
da cota mxima observadaem fevereiro de 1979, que foi o maior evento
de cheia monitorado em GovernadorValadares.
Na amarrao altimtrica das sees transversais foram consideradas
as referncias denvel utilizadas pelo Consrcio Esteio Embrafoto no
trabalho de aerolevantamento realizadoem 2001 para fins de
mapeamento da regio do municpio de Governador Valadares,abrangendo
uma rea de aproximadamente 100km, na escala 1:2.000 (Consrcio
EsteioEmbrafoto, 2001). Algumas dessas referncias de nvel pertencem
a CEMIG.
As fichas descritivas das seis sees onde foi realizado o
monitoramento fazem parte doAnexo 2 e os perfis transversais de
todas as sees constam do Anexo 3. Nos prximospargrafos sero
detalhadas as caractersticas de cada uma das sees transversais.
A - Seo 1
A seo 1 est localizada no bairro Santa Rita na altura da rua
Conselheiro Pena. Nesteponto foi instalada pela CPRM em 1998, uma
seo de rguas na margem esquerdaconforme ficha descritiva no Anexo
02. As referncias de nvel hidrolgicas, ou seja,construdas pela
CPRM, foram destrudas, entretanto, a estaca do 2 lance,
200/400,continuava firmemente instalada na poca do levantamento
topobatimtrico. Portanto parase fazer a amarrao altimtrica da seo
de rguas foi utilizada a estaca do 2 lance e noas RNs hidrolgicas,
o que seria mais adequado.
Verificou-se que na altura desta seo h uma grande extrao de
areia, na margemesquerda, com a utilizao de dragas. Portanto, a seo
batimtrica pode ter sofridoalteraes de 1998 a 2002 principalmente
na margem esquerda.
O levantamento batimtrico, por questes de segurana, foi feito a
montante da seo derguas, na altura da residncia do senhor Nilo
Trindade. O levantamento topogrfico damargem esquerda foi feito em
dois pontos: na rua Conselheiro Pena e na altura daresidncia do
senhor Nilo Trindade. Entretanto, o caminhamento na rua Conselheiro
Pena mais representativo da topografia local. Na margem direita o
levantamento topogrficoseguiu o mesmo alinhamento do levantamento
batimtrico. Esta margem praticamente no habitada. H uma ilha nesta
seo a qual foi detalhada a partir da base planialtimtrica.
O levantamento topobatimtrico desta seo foi amarrado a RN 38,
com cota 170,624metros (Anexo 03).
B - Seo 2
A seo 2 est localizada a jusante do crrego da Ona. A seo est
localizada, namargem esquerda, no bairro JK, prximo ao Areal Rio
Doce; e na margem direita, naCermica.
Nesta seo tambm h extrao de areia com a utilizao de dragas.
Outra caractersticadeste ponto o fato do rio Doce, quando cheio,
represar o crrego da Ona causandoinundao na regio.
O levantamento topobatimtrico desta seo foi amarrado a RN 24,
com cota 166,064metros (Anexo 03).
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C - Seo 3
A seo 3 est localizada na ponte do So Raimundo, onde passa a
BR-116. Neste localexiste uma estao fluviomtrica pertencente ANA,
operada pela CPRM, desde 1969,cdigo 56850000-Governador Valadares,
tipo FrDTQS. Esta estao possui seo derguas, lingrafo, pluvimetro,
pluvigrafo e transmisso de dados via telefone e satlite. Aleitura
na seo de rguas feita duas vezes ao dia s 7 e 17 horas, alm disso a
variaodo nvel do rio registrado continuamente nos grficos do
lingrafo. Nesta seo feito olevantamento topobatimtrico todos os
anos, j as medies de descarga lquida, slida edeterminao de
parmetros de qualidade da gua (OD, pH, Condutividade Eltrica
eTemperatura) so realizadas quatro vezes ao ano.
Foi feito o levantamento topobatimtrico da seo transversal do
rio Doce a montante daponte do So Raimundo. Alm disso, foi
recuperado, junto Prefeitura, o projeto da ponte,permitindo, assim,
avaliar as alteraes do escoamento devido a presena da obra
nestaseo.
Esta seo est amarrada RN 24 com cota 166,064 metros. A montante
da ponte, namargem esquerda, est o bairro JK III e, na margem
direita, o bairro Vila Isa. A jusante esto Parque de Exposies, na
margem esquerda e, na margem direita, a fbrica derefrigerantes IATE
e instalaes do SAAE (Anexo 03).
D - Seo 4
A seo 4 tangente ao incio da Ilha dos Arajos. Na margem esquerda
desta seo olevantamento topogrfico feito na rua Jos Passis. A
esquerda da Ilha dos Arajos existeuma ilha de mdio porte. Esta ilha
foi detalhada no levantamento topogrfico. Esta seoest amarrada a RN
24 com cota 166,064 metros (Anexo 03).
E - Seo 5
A seo 5 corta a Ilha dos Arajos. Na margem esquerda o
levantamento topogrfico foifeito na rua Macei. A batimetria do brao
esquerdo do rio Doce foi feita com a utilizaodas balsas que fazem a
travessia entre a margem esquerda e a Ilha dos Arajos.
Olevantamento dentro da Ilha dos Arajos foi feito na rua que corta
a avenida Rio Doce naaltura dos nmeros 1085 e 2493. Esta seo est
amarrada a RN 24 com cota 166,064metros (Anexo 03).
F - Seo 6
Na captao do SAAE existe uma rgua de madeira, a qual esto
amarradas boa parte dasinformaes sobre as cheias na cidade, Tabela
4.2.2.
A princpio, esta rgua no tem fim hidrolgico e sim sanitrio,
portanto, a sua colocaono segue requisitos hidrolgicos bsicos, como
por exemplo: fixao das rguas, grandeamplitude de cotas, escolha da
seo etc. Assim, a CPRM em outubro de 2002 instalou umanova seo de
rguas dentro do SAAE, para que seja utilizada para o monitoramento
dascheias pela Defesa Civil.
Na rgua do SAAE feito o monitoramento do nvel do rio Doce horrio
em caso deenchentes, nas demais pocas do ano o monitoramento no
regular, e s vezes, inexiste.
O levantamento topogrfico na margem esquerda foi feito dentro da
rea do SAAE. A seocorta a Ilha dos Arajos, onde o levantamento foi
feito na altura dos nmeros 517 e 2935 daavenida Rio Doce. Alm
disso, a seo corta a Ilha do Ing a qual tambm foi levantada.
Esta seo est amarrada s RNs 24 e 37 com cotas 166,064 e 156,116
metrosrespectivamente (Anexo 03).
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G - Seo 7
Esta seo est localizada na ponte da Ilha dos Arajos. Foram
realizados levantamentostopobatimtricos a montante e jusante da
ponte. Alm disso, foi recuperado, junto Prefeitura, o projeto da
ponte, permitindo, assim, avaliar as alteraes do escoamentodevido a
presena da obra nesta seo. Dentro da Ilha dos Arajos o levantamento
foi feitona altura da avenida rio Doce n3435.
Nesta seo foram instaladas duas sees de rguas, uma embaixo da
ponte, na margemesquerda e, outra, no brao direito do rio Doce, na
margem direita na Ilha dos Arajos. Emambas as sees ainda existem as
referncias de nvel hidrolgicas, as quais devem serrecuperadas pela
Prefeitura. Nesta seo, foi feito o monitoramento do nvel do rio
duasvezes ao dia no perodo de 1998 a 2000.
Esta seo est amarrada s RNs 15 e 37 com cotas 165,418 e 156,116
metros,respectivamente (Anexo 03).
H - Seo 8
A seo 8 deveria estar localizada no final da Ilha dos Arajos,
tangenciando, a mesma, naaltura do Garfo Clube. Entretanto, por
questes de segurana, no foi possvel fazer olevantamento batimtrico
neste ponto, pois existe uma corredeira muito perigosa, portanto,
olevantamento foi feito a montante do ponto desejado.
Na margem esquerda o levantamento topogrfico foi feito na Feira
da Paz. Na ilha, namargem esquerda, ao lado de uma quadra
desativada. Na ilha, na margem direita, prximoao marco 3800 da
pista de cooper. O caminhamento dentro da ilha foi feito a partir
da baseplanialtimtrica, em frente ao Garfo Clube.
Esta seo est amarrada s RNs 15 e 37 com cotas 165,418 e 156,116
metrosrespectivamente (Anexo 03).
I - Seo 9
A seo 9 est localizada no bairro So Tarcsio, na altura da rua
Cludio Manoel, primeiroponto a ser inundado em Governador
Valadares. Nesta seo foi instalada uma seo derguas pela CPRM, nas
quais foi monitorado o nvel do rio no perodo de 1998 a 2000.
Asrguas se encontram destrudas, mas a RN hidrolgica 2 foi
localizada e deve serrecuperada pela Prefeitura.
O levantamento na margem esquerda foi feito na rua Cludio
Manoel. Esta seo estamarrada a RN 1089M com cota 170,344 metros.
Nessa seo est sendo construdo umdique para a proteo das casas
(Anexo 03).
J - Seo 10
A seo 10 est localizada no bairro So Pedro na altura da rua
Amrico Menezes, na qualfoi feito o levantamento da margem esquerda.
A seo possui quatro ilhas, as quais foramdetalhadas. Esta seo est
amarrada a RN 26 com cota 158,487 metros (Anexo 03).
K - Seo 11
A seo 11 a seo da Aucareira, onde foi feito o levantamento da
margem esquerda. Aseo possui duas ilhas as quais foram detalhadas.
Esta seo est amarrada a RN 26com cota 158,487 metros (Anexo
03).
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L - Seo 12
A seo 12 est localizada prxima a Univale. Nesta seo foram
instaladas rguas pelaCPRM e foi monitorado o nvel do rio entre 1998
e 2000. A referncia de nvel hidrolgicano foi localizada, mas a
estaca do 2 lance, 200/400, continuava firmemente instalada napoca
do levantamento topobatimtrico. Portanto, a amarrao altimtrica
desta seo foifeita atravs da estaca do 2 lance e no atravs da RN
hidrolgica, o que seria maisadequado.
Por questes de segurana a batimetria da seo foi feita a jusante
da seo de rguas naaltura de um trapiche pertencente a Univale.
Neste ponto foi tambm feito o levantamentotopogrfico. Esta seo est
amarrada a RN 26 com cota 158,487 metros (Anexo 03).
4.3 Definio da curva-chave
A equao da curva-chave da estao Governador Valadares pertencente
ANA, cdigo56850000, havia sido definida anteriormente atravs do
Mtodo de Manning e dolevantamento da seo transversal at um metro
acima da cota mxima observada, ou seja,um metro acima da cota da
cheia de fevereiro de 1979 (CPRM,1999). Entretanto durante
autilizao do modelo hidrulico identificou-se a necessidade de
alterao da curva-chave emseu ramo superior. A nova curva-chave se
encontra apresentada na Tabela 4.3.1 e naFigura 4.3.
Tabela 4.3.1 Equao da curva-chave da estao Governador Valadares
56850000
Equao Validade Amplitude (cm)
Q=226,72 (h-0,25)1,87 06/69 a 03/03 400 a 680
Q=226,72 (h-0,25)1,87 06/69 a 02/00 120 a 400
Q=224,74 (h-0,28)1,89 02/00 a 03/03 120 a 400
Figura 4.3 Curva-Chave da estao Governador Valadares
56850000pertencente ANA
10
100
1000
10000
10 100 1000Cota (cm)
Vaz
o (
m/
s)
Medies de 69 a 99
Medies de 2000 a 2002
Medies ADCP - 2000, 2002 e 2003
Mximas histricas
Curva vlida de 06/69 a 01/00
Curva vlida de 02/00 at 03/03
Curva vlida de 06/69 at 03/03
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4.4 - Anlise de freqncia
A anlise de freqncia das estaes pertencentes ao Sistema de
Alerta contra Enchentesda Bacia do Rio Doce, ou seja: Ponte Nova,
Cachoeira dos culos, Nova Era, Mrio deCarvalho, Naque Velho,
Cenibra, Governador Valadares, Vila Matias, Tumiritinga, SoSebastio
da Encruzilhada e Colatina j tinha sido realizada
anteriormente(CPRM,1999).Entretanto com a mudana da curva-chave de
Governador Valadares 56850000 no ramosuperior e a ocorrncia de
novos eventos crticos nos ltimos anos, tornou-se necessria areviso
desta anlise.
Na anlise de freqncia de vazes mximas da estao Governador
Valadares-56850000foi utilizada uma srie anual com 32 dados, a qual
se encontra apresentada na Tabela 4.4.1.No ajuste da distribuio de
freqncia foram testadas as seguintes distribuies:
Gumbel,Generalizada de Eventos Extremos, Log-Normal e Log-Pearson
Tipo III. A distribuio queapresentou o melhor ajuste foi a
Generalizada de Eventos Extremos com parmetro deforma igual a
-0,1697; de posio igual a 2111,53 e de escala igual a 621,21,
considerandoo evento do ano hidrolgico de 78/79 como um outlier,
conforme apresentado na Figura 4.4.
Tabela 4.4.1 Srie anual de Vazes mximas do Rio Doce em
Governador Valadares
AnoHidrolgico
Vazo(m/s)
AnoHidrolgico
Vazo(m/s)
AnoHidrolgico
Vazo(m/s)
69/70 2300 80/81 1667 92/93 2588
70/71 1436 81/82 3544 93/94 1864
71/72 2584 82/83 2453 94/95 2085
72/73 2793 83/84 2351 95/96 2793
73/74 1777 84/85 4842 96/97 6366
74/75 1710 85/86 2694 97/98 2193
75/76 1518 86/87 1569 98/99 1600
76/77 2987 87/88 2157 99/00 2109
77/78 2558 89/90 2694 00/01 1775
78/79 7168 90/91 2766 01/02 3001
79/80 2959 91/92 3498 02/03 3982
Com o ajuste da distribuio Generalizada de Eventos Extremos
foram estimados os quantispara 2, 3, 5, 10, 50 e 100 anos de
recorrncia conforme apresentado na Tabela 4.4.2.
Tabela 4.4.2 Quantis das vazes do Rio Doce em Governador
Valadares
Quantil(anos)
Vazo(m/s)
Cota da rgua(cm)
Cota Altimtrica(m)
2 2350 374 155,823 2700 400 156,085 3200 435 156,43
10 3800 477 156,8550 5500 578 157,86
100 6450 624 158,32
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Figura 4.4 - Curva de Probabilidade de Vazes Mximas Anuaispara o
Rio Doce em Governador Valadares
4.5 Calibrao e validao do modelo Hidrulico
Umas das premissas da aplicao do Standard Step Method que o
regime deescoamento tem que ser permanente, ou seja, a
profundidade, a velocidade e a vazopermanecem constantes ao longo
do tempo na seo de interesse. Entretanto, durante apassagem de uma
onda de cheia o escoamento no-permanente, pois as
caractersticashidrulicas mencionadas anteriormente se alteram com o
tempo. A priori parece ser umcontra-senso a utilizao desse mtodo
para a definio de perfis de linha dguaassociados a enchentes. Porm,
quando a mudana no escoamento gradual, com o nveldgua na passagem
de uma onda de cheia subindo e descendo lentamente, os
mtodosanalticos de escoamento permanente geram respostas adequadas.
Essa a situao emgrande parte do trecho do rio Doce em Governador
Valadares onde a rea de drenagem de aproximadamente 40.000 km e o
tempo de concentrao da ordem de dias.
Na calibrao do modelo hidrulico foram utilizados os dados do
monitoramento em seissees transversais no perodo de 1998 a 2000 e
as marcas da cheia de janeiro de 1997levantadas nas mesmas sees.
Durante o monitoramento a leitura mxima registrada naestao de
Governador Valadares, cdigo 56850000, foi de 354 cm, ou seja, cota
de 155,62m. O Anexo 04 apresenta informaes sobre o monitoramento ao
longo de 1998 a 2000 e asmarcas de cheia de 1997.
Para a calibrao do modelo foi necessrio detalhar as sees nas
duas pontes sobre o rioDoce. Assim, alm do detalhamento da ponte
(seo sinalizada com a letra P) foi feito olevantamento da seo de
montante (seo sinalizada com a letra M) e de jusante (seosinalizada
com a letra J) de cada ponte.
Durante a calibragem do modelo hidrulico identificou-se a
necessidade de se criar seesem duas situaes distintas. No primeiro
caso verificou-se a necessidade de novas seesintermedirias em
alguns trechos onde os valores dos coeficientes de rugosidade
deManning encontrados eram muito altos para a calha principal do
rio, da ordem de 0,100.
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
1 10 100
TR (anos)
Vaz
es
(m
3 /s)
Distribuio Generalizada de Eventos ExtremosLocao = 2111,53Escala
= 621.,21Forma = -0,1697
Outlier
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Alm disso, esses valores decresciam quando era atingida a
plancie de inundao, quandoera esperado justamente o contrrio. Logo,
para contornar esse problema utilizou-se acapacidade do software de
reproduzir as sees existentes em outros pontos de interesse.Os
locais escolhidos para a criao de novas sees foram os
seguintes:
! Na altura da confluncia do crrego da Ona. Neste ponto h uma
variao brusca daseo transversal, principalmente quanto
profundidade. Esta mudana no gradual.Percebe-se atravs da base
planialtimtrica que a seo transversal do rio Doce amontante da
confluncia do crrego da Ona se assemelha seo transversal naaltura
do bairro Santa Rita (seo 01). Por isso optou-se por repetir esta
seotransversal e rebaix-la cerca de 1,30 metros. A nova seo foi
denominada seo 1F;
! Na altura da corredeira do Garfo Clube. Nesse local, por
questes de segurana, no foipossvel fazer o levantamento da seo
transversal. Para resolver esse problema foramcriadas duas sees,
uma a montante e outra a jusante da corredeira do Garfo Clube.Ambas
com a forma da seo transversal do bairro So Tarcsio (seo 09) e
cotasacrescidas de 3,30 e 1,10 metros respectivamente. Estas novas
sees foramdenominadas sees 8F e 9F;
! Entre as sees do bairro So Tarcsio e o bairro So Pedro. Neste
ponto h umavariao brusca da seo transversal com a presena de ilhas.
Assim, para completar acaracterizao desse trecho, foi criada uma
seo com a forma da seo do bairro SoPedro (seo 10) com as cotas
acrescidas de 1,90 metros, a qual foi denominada seo10F.
Considerando a primeira situao, na calibragem do perfil da linha
dgua foram utilizadasvinte sees transversais, sendo quatorze
levantadas em campo, duas resultantes dodetalhamento das pontes e
quatro fictcias.
A segunda situao, em que foi necessria a criao de sees
transversais, se refere areas sem informaes, no incio e final do
trecho em estudo. Nestes locais foram criadasnovas sees baseadas
nas marcas da cheia de 1997 e na largura do rio representada nabase
planialtimtrica, portanto estas informaes devem ser usadas com
cautela. O idealseria fazer o levantamento topobatimtrico e definir
a declividade da linha dgua destassees.
! A montante do bairro Santa Rita. A nova seo transversal (seo
0) est localizada1000 metros a montante da seo do bairro Santa Rita
(seo 1). A nova seo umareproduo da seo 1 com as cotas acrescidas de
1,50 metros.
! A jusante da UNIVALE. A nova seo transversal (seo 12F) est
localizada 2000metros a jusante da seo da UNIVALE (seo 12). A seo
12F idntica a seo daUNIVALE com as cotas subtradas de 1,80
metros.
A localizao das sees est apresentada na Figura 4.5.1 e as
caractersticas de cada umase encontram na Tabela 4.5.1 e no Anexo
03.
Os coeficientes de Manning, n, definidos para as sees de um modo
geral variaram entre0,04 a 0,08. No canal principal o coeficiente n
adotado foi de 0,04, exceto na seo 12, quefoi de 0,03. O
coeficiente n adotado nas margens e ilhas no ocupadas foi de 0,05,
nasreas menos urbanizadas foi de 0,06 e nas reas densamente
ocupadas de 0,07 a 0,08.
Os coeficientes de contrao e expanso adotados nas sees com pouca
obstruo foramde 0,1 a 0,3, respectivamente. Nas sees com pontes os
coeficientes foram de 0,3 e 0,5 enas sees 10 e 11, com grande
quantidade de ilhas, 0,2 e 0,4 respectivamente.
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Tabela 4.5.1 Caractersticas das sees transversais utilizadas no
modelo hidrulico
Comprimento da plancie (m) Cotas do canalprincipal (m)
CoeficientesEstaoME Canal MD ME ME Rugosidade Contrao Expanso
1 1600 1500 1250 160,00 158,00 0,04 a 0,08 0,1 0,3
1F 750 750 750 158,70 156,70 0,04 a 0,08 0,1 0,3
2 1150 1700 2100 157,30 156,00 0,04 a 0,08 0,1 0,3
3M 100 100 100 165,20 154,30 0,04 a 0,06 0,3 0,5
3P Ponte 0,04 a 0,06 0,3 0,5
3J 1000 800 700 156,80 156,00 0,04 a 0,06 0,3 0,5
4 700 750 700 155,60 155,70 0,04 a 0,07 0,1 0,3
5 630 600 530 155,20 156,00 0,04 a 0,07 0,1 0,3
6 640 700 800 158,80 152,20 0,04 a 0,07 0,1 0,3
7M 60 60 60 154,20 154,90 0,04 a 0,07 0,3 0,5
7P Ponte 0,04 a 0,07 0,3 0,5
7J 390 160 160 155,00 154,90 0,04 a 0,07 0,3 0,5
8 100 430 250 155,00 153,40 0,04 a 0,07 0,1 0,3
8F 100 100 100 155,60 154,50 0,04 a 0,07 0,1 0,3
9F 270 270 270 153,40 152,30 0,04 a 0,07 0,1 0,3
9 1000 790 660 152,30 151,20 0,04 a 0,07 0,1 0,3
10F 300 300 300 154,20 152,80 0,04 a 0,08 0,2 0,4
10 1500 1370 1200 152,30 150,90 0,04 a 0,08 0,2 0,4
11 920 700 620 150,50 151,50 0,04 a 0,06 0,2 0,4
12 2070 2000 1830 149,00 147,90 0,03 a 0,06 0,1 0,2
Para ilustrar os resultados encontrados durante a calibrao, a
Tabela 4.5.2 apresenta osnveis calculados e observados para duas
vazes distintas nas seis sees transversaisonde foi realizado o
monitoramento.
Tabela 4.5.2 Resultados encontrados durante a calibrao do modelo
hidrulico com omonitoramento de 1998 a 2000 e a cheia de janeiro de
1997
Vazo = 2100 m/s 1998 a 2000 Vazo = 6366 m/s cheia de 1997Seo
Nome NA (m)
observadoNA (m)
SimuladoErro(m)
NA (m)observado
NA (m)simulado
Erro(m)
1 Bairro Santa Rita 157,830 157,830 0,00 160,484 160,410
0,07
3J Estao 56850000 155,618 155,520 0,10 158,278 158,350 -0,07
6 SAAE 154,649 154,680 -0,03 157,506 157,370 0,13
7J Ponte da Ilha 153,975
154,297
154,210 -0,24
0,09
156,799
156,747
156,880 -0,08
-0,13
9 So Tarcsio 152,350 152,310 0,04 154,919 154,950 -0,03
12 Univale 149,470 149,470 0,00 152,143 152,143 0,00
A validao do modelo foi realizada utilizando as marcas das cheia
de 1992, de janeiro de2002 e de janeiro de 2003, bem como informaes
sobre a cheia de fevereiro de 1979. A
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Figura 4.5.1 - Sees transversais do rio Doce utilizadas na
calibrao do modelo hidrulico
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Tabela 4.5.3 apresenta o valor das cotas observadas e simuladas
na estao GovernadorValadares-56850000 encontradas durante a validao
do modelo hidrulico.
Tabela 4.5.3 Resultados encontrados durante a validao do modelo
na estao 56850000 Seo 3J
Vazo NA (m)Observado NA (m) Simulado Erro (m)
7168 m/s cheia de 1979 158,668 158,730 -0,06
3900 m/s cheia de 2003 156,958 156,980 -0,02
3405 m/s cheia de 1992 156,658 156,630 0,03
2960m/s cheia de 2002 156,318 156,290 0,03
Analisando os resultados obtidos na calibrao e na validao dos
parmetros do modeloobserva-se que os erros so pequenos, com as
diferenas entre os nveis observados esimulados de um modo geral
inferiores a 15 cm. Vide Tabela 4.5.2.
Aps a validao dos parmetros do modelo hidrulico obtidos na
calibrao foram definidosos perfis de linha dgua para as seguintes
situaes:
! Vazes de 2, 3, 5, 10, 50 e 100 anos de perodo de retorno com o
objetivo de auxiliar nozoneamento da plancie de inundao (Tabela
4.5.4 e Figura 4.5.2);
! Cotas na estao Governador Valadares-56850000 de 350, 400, 450,
500, 550, 600,650, 700 e 750 cm com o objetivo de auxiliar a Defesa
Civil durante a operao doSistema de Alerta (Tabela 4.5.5 e Figura
4.5.3).
Tabela 4.5.4 Perfil da linha dgua de Governador Valadares para
vazes com diversosperodos de retorno associados (TR)
Vazo (m/s) 2350 2700 3200 3800 5500 6450
TR (anos) 2 3 5 10 50 100
1 157.99 158.22 158.54 158.93 159.97 160.45
1F 156,42 156,79 157,26 157,75 158,97 159,50
2 156,28 156,65 157,11 157,61 158,81 159,34
3M 155,95 156,28 156,70 157,15 158,24 158,70
3P 155,77 156,08 156,48 156,91 157,94 158,39
3J 155,47 155,78 156,17 156,60 157,61 158,06
4 155,17 155,46 155,84 156,26 157,26 157,70
5 154,90 155,18 155,55 155,96 156,98 157,41
6 154,45 154,72 155,09 155,48 156,52 156,96
7M 154,41 154,68 155,05 155,44 156,47 156,92
7P 154,30 154,56 154,91 155,28 156,25 156,67
7J 152,78 152,96 153,18 153,43 154,08 154,57
8 152,64 152,94 153,33 153,75 154,76 155,18
8F 152,53 152,83 153,21 153,61 154,58 154,98
9F 151,56 151,86 152,24 152,65 153,60 154,02
9 151,40 151,70 152,10 152,51 153,49 153,91
10F 150,25 150,51 150,87 151,27 152,27 152,73
10 149,67 149,93 150,28 150,70 151,71 152,17
11 159,49 159,72 160,04 160,43 161,47 161,95
Se
es
12 147,87 148,13 148,48 148,90 149,91 150,37
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Figura 4.5.2 Perfil da linha dgua para vazes associadas a
diversos perodos de retorno do RioDoce em Governador Valadares
Tabela 4.5.5 Perfil da Linha dgua Do Rio Doce em Governador
Valadares para diversascotas/vazes na estao 56850000
Cota (cm) 350 400 450 500 550 600 650 700 750Vazo(m/s) 2050 2700
3400 4200 5000 6000 7000 8000 9200
0 159,30 159,72 160,17 160,69 161,16 161,72 162,23 162,72
163,281 157,80 158,22 158,67 159,19 159,66 160,22 160,73 161,22
161,78
1F 156,07 156,79 157,43 158,06 158,61 159,23 159,80 160,33
160,932 155,95 156,65 157,28 157,92 158,46 159,08 159,64 160,16
160,76
3M 155,63 156,28 156,86 157,44 157,93 158,47 158,97 159,42
159,953J 155,47 156,08 156,63 157,18 157,64 158,17 158,65 159,09
159,604 155,19 155,78 156,32 156,86 157,32 157,84 158,32 158,76
159,275 154,91 155,46 155,99 156,52 156,97 157,48 157,96 158,40
158,926 154,64 155,18 155,69 156,22 156,69 157,19 157,67 158,13
158,65
7M 154,21 154,72 155,22 155,74 156,22 156,73 157,23 157,70
158,247J 154,17 154,68 155,18 155,69 156,17 156,69 157,19 157,65
158,188 154,06 154,56 155,04 155,52 155,96 156,46 156,92 157,37
157,88
8F 152,59 152,96 153,27 153,57 153,87 154,32 154,80 155,20
155,639F 152,36 152,94 153,48 154,00 154,47 154,97 155,42 155,83
156,289 152,26 152,83 153,35 153,85 154,30 154,78 155,21 155,59
156,02
10F 151,29 151,86 152,38 152,88 153,33 153,82 154,25 154,67
155,1210 151,13 151,70 152,24 152,75 153,21 153,70 154,15 154,57
155,0211 150,01 150,51 151,01 151,50 151,98 152,49 152,98 153,47
153,9612 149,43 149,93 150,43 150,93 151,43 151,93 152,43 152,93
153,43
Se
es
12F 147,63 148,13 148,63 149,13 149,63 150,13 150,63 151,13
151,63
146
148
150
152
154
156
158
160
162
164
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
2350m/s- 2anos
3200m/s-5 anos
3800 m/s-10 anos
5500m/s-50 anos
6450m/s-100anos
-
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23
Figura 4.5.3 - Perfil da linha dgua para diversos valores de
cotas da estao Governador Valadares 56850000 pertencente ANA
4-6 Mapeamento das reas inundveis
A primeira etapa do mapeamento das reas inundveis de Governador
Valadares foi aelaborao da representao topogrfica da regio em
estudo atravs de um modelo digitaldo terreno (MDT). Esse modelo foi
gerado utilizando os vetores como a drenagem, ospontos cotados e as
curvas de nvel de Governador Valadares com eqidistncia de 1
metrofornecidas pela prefeitura e a Secretaria do Patrimnio do Unio
do Ministrio doPlanejamento. O MDT foi gerado no software PCI
Geomatica verso 8.2.1. O algoritmoutilizado realiza basicamente 4
passos:
! Rasterizao dos vetores contendo as informaes de altitude
(curvas de nvel e pontoscotados)
! Rasterizao dos vetores de drenagem. Esses vetores indicam um
mnimo local nainterpolao.
! Interpolao inicial das elevaes de origem considerando os
mnimos locais.
! Suavizao interativa dos valores interpolados.
A imagem raster com o modelo digital do terreno foi gerada com
pixels de dimenses de 1 x1 metro. A Figura 4.6.1 apresenta o
resultado final
4.7 Mapeamento de reas inundveis associadas a diversos perodos
deretorno
A prxima etapa da metodologia constituiu na criao de superfcies
de inundaoassociadas s vazes com diferentes perodos de retorno (2,
5, 10, 50 e 100 anos) e paravrios valores de cotas da estao
Governador Valadares 56850000 pertencente ANA(350, 400, 450, 500,
550, 600, 650, 700 e 750 cm) de interesse da Defesa Civil
paraoperao do sistema de alerta contra enchentes da bacia do rio
Doce. Essas superfciesforam geradas a partir das sees
topobatimtricas (Figura 4.2) utilizadas no modelo
146
148
150
152
154
156
158
160
162
164
166
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
Distncia em metros
Co
tas
em m
etro
s
350cm
400cm
450cm
500cm
550cm
600cm
650cm
700cm
750cm
-
Figura 4.6.1 - Modelo digital do terreno de Governador
Valadares
-
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25
hidrulico e as cotas de inundao apresentadas nas Tabelas 4.5.4 e
4.5.5. As superfciesforam geradas utilizando a rotina INTERCON do
IDRISI for windows, verso 2.007,desenvolvido pela Faculdade de
Geografia da Universidade de Clark nos Estados Unidos.Esse um
sistema modular com mais de 100 programas que esto ligados a um
menuprincipal, permitindo a manipulao e a anlise dos dados
distribudos espacialmente(Eastman, 1997). Cabe ressaltar que
obrigatoriamente as imagens das superfcies deinundao devem ter as
mesmas dimenses da imagem do MDT.
Aps a gerao das superfcies de inundao, o MDT foi exportado para
o IDRISI forwindows, verso 2.007, onde foram calculadas as relaes
entre as superfcies estimadas eo MDT. A definio das reas inundveis
foi feita atravs da reclassificao da imagem querepresenta a diviso
da superfcie do terreno pela superfcie da linha dgua. Os
resultadosesto apresentados no anexo 5.
Com objetivo de apresentar a variao da rea inundada com o
aumento do nvel do rio, area urbanizada de Governador Valadares foi
dividida em cinco regies (Figura 4.7.1):
! Regio I Bairros So Pedro e Universitrio
! Regio II Bairros So Paulo, Santa Terezinha e So Tarcsio
! Regio III Ilha dos Arajos
! Regio IV Bairros JK I, II, e III e Jardim Alice at a ponte do
So Raimundo
! Regio V Bairro Santa Rita at o Crrego da Ona
Para cada regio foi quantificada a rea inundada para diferentes
valores de cotas naestao Governador Valadares pertencente ANA,
cdigo 56850000, conformeapresentado na Tabela 4.7.1.
Tabela 4.7.1 rea inundada por regio
rea inundada por regio (m)Cota-ANA(cm)
Regio I Regio II Regio III Regio IV Regio V
300 a 350 149.123 71.878 63.592 22.959 32.192
350 a 400 245.740 115.923 88.656 43.876 64.489
400 a 450 423.458 344.370 133.122 570.524 158.050
450 a 500 657.521 606.430 646.224 969.842 579.092
500 a 550 995.650 782.820 849.575 1.162.327 779.292
550 a 600 1.434.887 933.599 997.120 1.312.831 896.042
600 a 650 2.150.375 1.044.676 1.061.142 1.470.760 1.000.598
650 a 700 2.534.821 1.112.277 1.091.798 1.567.271 1.050.369
700 a 750 2.834.374 1.167.522 1.111.982 1.655.401 1.090.807
A figura 4.7.2 apresenta uma comparao entre as marcas das cheias
de 1992 e 1997demarcadas pela Prefeitura e as obtidas atravs do
modelo utilizado. Bem como a definioda marca da cheia de 1979 tambm
obtida atravs deste estudo.
-
188.000 m7.906.000 m
190.000 m7.908.000 m
192.000 m7.912.000 m
195.000 m7.913.000 m
Eixo de Logradouro
Regies de Governador Valadares
Regio 1
Regio 2
Regio 3
Regio 4
Regio 5
Drenagem
ESCALA 1: 50.0001 1 2km0
Figura 4.7.1 - Diviso de reas urbanizadas de Governador
Valadares por regies
-
195.000 m
7.913.000 m
194.000 m
7.913.000 m
193.000 m
7.913.000 m
192.000 m
7.912.000 m
191.000 m
7.910.000 m
7.913.000 m
191.000 m
7.909.000 m7.909.000 m
190.000 m
7.908.000 m
188.000 m
7.906.000 m
187.000 m
7.906.000 m
Eixo de Logradouros
Drenagem
rea inundada demarcada pela PMGV
1992
1997
1992
1997
LEGENDA
rea inundada obtida atravs do Modelo Hidrulico
Figura 4.7.2 - reas inundadas nas cheias de 1979, 1992 e
1997
1979
ESCALA 1: 35.000500 500 1000 m0
-
CPRM - Servio Geolgico do Brasil
Definio da Plancie de Inundao da Cidade de Governador Valadares
28
5 - CONSIDERAES FINAIS
O mapeamento das reas inundveis da cidade de Governador
Valadares no apresentoudiferenas significativas entre as reas
delimitadas e as marcas de cheia levantadas pelaPrefeitura, bem
como as informaes da rgua do SAAE (Tabela 4.1.1 e Figura 4.7.2).
Istose deu, em parte, devido existncia de um grande nmero de dados
levantados pelaPrefeitura, que j tinha delimitaes das marcas das
grandes cheias na rea urbana desde1992, facilitando a calibrao e
validao do modelo hidrulico.
As pequenas diferenas entre a rea efetivamente inundada e os
resultados deste trabalho,consideradas no significativas, podem ter
vrias causas. A primeira delas relaciona-se aofato de que a
metodologia empregada no permite definir reas inundadas por refluxo
deesgotos ou da rede de drenagem pluvial, estas reas provavelmente
foram delimitadas pelaPrefeitura nas cheias ocorridas em 1992,
1997, 2002 e 2003. Outro fator decorre da prpriaocupao urbana, que
muito dinmica, assim importante lembrar que a baseplanialtimtrica
utilizada neste trabalho foi levantada em 2001, representando a
topografiada cidade naquela poca, quaisquer alteraes neste sentido,
aps esta data, poderomodificar as reas inundadas. Tais alteraes j
foram verificadas in loco em visita realizadaem novembro de 2003 e
so do tipo: construo de dique de proteo no bairro SoTarcsio e
construo sobre aterros na UNIVALE. Entretanto, ressalta-se, que as
alteraesocorridas at novembro de 2003 no modificaram
significativamente as reas inundveismapeadas. Outra possvel causa
das diferenas a alterao do leito do rio, aps apassagem de grandes
cheias e com a extrao contnua de areia, modificando a seo
deescoamento, conseqentemente a linha dgua e as reas inundadas.
Sendo assim,recomenda-se Prefeitura e a Defesa Civil que continuem
com o trabalho de avaliao emapeamento das reas inundadas aps
grandes cheias, permitindo que se faa averificao constante dos
resultados apresentados por esse estudo.
Como as possveis alteraes da ocupao urbana mencionadas
anteriormente podemmodificar as reas inundadas, importante que de
tempos em tempos se verifique acalibrao do modelo hidrulico. Para
que isso seja possvel, sugere-se Prefeitura querecupere as sees de
rguas, instaladas pela CPRM em 1998, nos bairros Santa Rita,Ponte
da Ilha, So Tarcsio e Univale, e realize as leituras durante o
perodo chuvoso.
Esse mapeamento uma ferramenta importante na administrao de
situaes deenchentes na cidade de Governador Valadares. Agora, alm
da previso de qual nvel o rioDoce atingir com antecedncia de 12 e
24 horas, informaes fornecidas pelos operadoresdo Sistema de
Alerta, a Defesa Civil e Prefeitura conhecero a rea que ser
inundada. Issofacilitar a definio das medidas que devero ser
aplicadas para minimizar os prejuzos.
-
CPRM - Servio Geolgico do Brasil
Definio da Plancie de Inundao da Cidade de Governador Valadares
29
A inundao da rea urbanizada de Governador Valadares, que se
encontra principalmentena margem esquerda do rio Doce, se processa
da seguinte maneira:
! At a cota de 400 cm na estao 56850000-Governador Valadares
pertencente ANA,aproximadamente 250 cm na rgua do SAAE, a inundao
se d em pontos isoladosconforme levantado pela prpria Prefeitura,
tabela 4.1.1. A cota de 400 cm correspondea um perodo de retorno de
3 anos;
! Em torno da cota 450 cm na estao da ANA, aproximadamente 300
cm na rgua doSAAE, h um aumento significativo das reas inundadas,
principalmente nos bairros SoPaulo, JK I, JK II e Jardim Alice. A
cota de 450 cm corresponde a um perodo de retornode 6 anos.
! Por volta da cota 500 cm na estao pertencente ANA,
aproximadamente 350 cm nargua do SAAE, boa parte da Ilha dos
Arajos, bairro Santa Rita e parte do bairro SoPedro comeam a ser
inundados. A cota 500 cm corresponde a um perodo de retornode 15
anos.
! Grande parte do bairro So Pedro inundada em torno da cota 550
cm na estaopertencente ANA, aproximadamente 400 cm na rgua do SAAE.
A cota 550 cmcorresponde a um perodo de retorno de 50 anos.
! bairro Universitrio comea a ser inundado quando o nvel do rio
se aproxima da cota600 cm na estao pertencente ANA, aproximadamente
450 cm na rgua do SAAE. Acota 600 cm corresponde a um perodo de
retorno de 70 anos.
A definio ou modificao do zoneamento territorial das reas no
ocupadas sujeitas ainundao, principalmente na margem direita, pode
ser realizada utilizando os resultadosdesse estudo. Assim,
considerando os riscos de ocorrncia das inundaes
recomenda-seque:
! Nas reas mais freqentemente inundadas (perodo de retorno menor
do que 10 anos) aocupao seja por reas pblicas de lazer, do tipo
parques, praas, etc.;
! Nas reas menos freqentemente inundadas (perodo de retorno
entre 10 e 100 anos)sejam ocupadas por edificaes que os prejuzos
quanto inundao no sejamsignificativos;
! As reas raramente inundadas (perodo de retorno maior do que
100 anos) sejamocupadas por residncias e estabelecimentos
comerciais de um modo geral. Porexemplo: caso a plancie de inundao
do rio Doce na cidade de Governador Valadaresainda no tivesse sido
ocupada, recomendar-se-ia que a ocupao com residncias sedesse
somente na rea no inundada para um perodo de retorno de 100 anos,
ou seja,entre as cotas 600 e 650 cm da estao pertencente ANA.
Nas reas j ocupadas podem ser adotadas normas de modo que
permitam construesque minimizem as perdas na ocorrncia das cheias,
como por exemplo, edificaes sobrepilotis com utilizao menos nobre
ao primeiro piso. Alm disso, recomenda-se que sejadada uma ampla
divulgao deste estudo para a populao ribeirinha, mostrando os
riscosassumidos na ocupao de reas to prximas ao rio.
-
CPRM - Servio Geolgico do Brasil
Definio da Plancie de Inundao da Cidade de Governador Valadares
30
6 - BIBLIOGRAFIA
Consrcio Esteio Embrafoto. Relatrio de Apoio Terrestre -
Contrato n045/200-Somma. Curitiba, abril 2001.
COSTA NETO, P. L. O. Estatstica. Ed. Edgard Blcher LTDA,
1977.CPRM. Sistema de Alerta contra Enchentes da Bacia do Rio Doce
Relatrio Tcnico
da Operao do Sistema de Alerta Dezembro de 1998 a Maro de 1999.
BeloHorizonte, 1999.
CPRM. Sistema de Alerta contra Enchentes da Bacia do Rio Doce
Relatrio Tcnicoda Operao do Sistema de Alerta Dezembro de 2001 a
Maro de 2002. BeloHorizonte, 2002.
DNAEE. Boletim Pluviomtrico P5.02 Bacia do Rio Doce. Braslia,
1984.EASTMAN, J. R. Idrisi for Windows Users Guide version 2.0.
Worcester-MA. Clark
University. 192 p, 1997.FILLIBEN, J. J. The probality plot
correlation test for normality. In: Technometrics, v. 17,
no 1, p.111-117, 1975GOLDER ASSOCIATES. Bases Tcnicas para a
Montagem da Rede Telemtrica,
Previso do Tempo Real e Zoneamento da Plancie de Inundao da
Cidadede Itajub - Relatrio Final. Belo Horizonte, 1999.
HAAN, C. T. Statistical methods in hydrology. 2a ed. Ames, Iowa:
The Iowa StateUniversity Press/Ames, 1979, 378p.
INMET. Normais Climatolgicas 1960 a 1990.PIRES, C. L. F. Anlise
de Freqncia - Reviso Metodolgica. In: A gua em Revista,
n. 3. CPRM, Belo Horizonte, Out. , 1994, p. 13-22.U.S.Army Corps
of Engineers. HEC-RAS River Analysis System Hydraulic Reference
Manual Version 3.0. Davis, January 2001YEVJEVICH, V. Flood and
Society, in: Rossi, G.; Harmancioglu, N.; Yevjevich, V. (ed.)
Coping With Floods, pp. 3 - 9, 1992.VIANNA, A P.P. Utilizao de
Modelagens Hidrolgica e Hidrulica Associadas a um
Sistema de Informaes Geogrficas para Mapeamento de reas
Inundveis -Estudo de Caso: municpio de Itajub- MG. Belo Horizonte,
2000.
-
ANEXO 01
DEFINIO DA PLANCIE DE
INUNDAO DA CIDADE DE
GOVERNADOR VALADARES
Relatrio Tcnico Final
Modelos para clculo doperfil de linha d'gua
-
CPRM - Servio Geolgico do Brasil
Definio da Plancie de Inundao da Cidade de Governador Valadares
1Anexo 1
MODELOS PARA CLCULO DO PERFIL DE LINHA DGUA
Os modelos de perfil de linha dgua so usados para clculo de
nveis dgua emcanais. O modelo HEC-RAS do U.S Army Corps of
Engineers, verso 3.0 de janeiro de2001, permite o clculo do perfil
da linha dgua para escoamento unidimensionalpermanente gradualmente
variado e no permanente em canais naturais ou artificiais.
Na formulao do modelo HEC-RAS foram adotadas as seguintes
premissas:! o regime de escoamento permanente;! o regime do
escoamento gradualmente variado. Exceto em estruturas como
pontes, bueiros e vertedouros, onde o regime bruscamente variado
e soutilizadas a equao do momento e equaes empricas para o clculo
da linhadgua.
! O fluxo unidimensional;! As declividades do canal so
inferiores a 1:10.
O perfil da linha dgua calculado de uma seo para outra atravs da
equao daenergia, descrita a seguir, usando um processo interativo
chamado de MtodoStandard.Onde:
Y1 e Y2 so profundidades das sees transversaisZ1 e Z2 so cotas
do fundo do canalV1 e V2 so velocidades mdias1 e 2 so coeficientes
de velocidadeg acelerao da gravidadehe perda de energia
A perda de carga entre as sees decorrente do atrito e perdas por
contrao eexpanso.
Onde:L comprimento do trechoSf declividade mdia representativa
do atrito entre duas seesC coeficiente de perda por contrao ou
expanso
A distncia entre dois trechos calculada por:
Onde:Llob, Lch, Lrob comprimentos dos trechos na seo transversal
onde se d oescoamento esquerda na plancie, no canal e direita na
plancie.Qlob, Qch, Qrob vazes que escoam em cada trecho esquerda na
plancie, no canal e direita na plancie.
ehg
VZY
g
VZY +++=++
22
211
11
222
22
g
V
g
VCSLh fe 22
211
222 +=
robchlob
robrobchchloblob
QQQ
QLQLQLL
++++=
-
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2Anexo 1
Cada seo transversal dividida em subsees de acordo com a
resistnciaoferecida ao escoamento, que pode ser representada pelo
coeficiente de rugosidadede Manning. A vazo para cada subseo pode
ser calculada atravs das equaesabaixo:
Onde:
K conduo por subseon coeficiente de rugosidade de ManningA
velocidade de escoamento em cada subseoR raio hidrulico em cada
subseo
No canal principal o coeficiente de rugosidade pode variar,
neste caso ele calculadopor:
Onde:nc coeficiente de rugosidade equivalenteP permetro molhado
do canal totalPi - permetro molhado de canal subseoni coeficiente
de Manning de cada subseo
A carga cintica mdia da seo transversal calculada atravs da
equao:
E o coeficiente de velocidade alfa pode ser obtido pela
equao:
Onde:At rea total do escoamento na seo transversalAlob, Ach,
Arob rea de escoamento na plancie esquerda, no canal e na plancie
direita Kt conduo total na seo transversalKlob, Kch, Krob conduo na
plancie esquerda, no canal e na plancie direita
2/1fKSQ =
3/2
3/5
nP
AK =
( )3/2
1
5,1
=
=
P
nPn
N
iii
c
21
22
2
21
12 22
2 QQ
g
VQ
g
VQ
g
V
+
+=
( )3
2
3
2
3
2
32
t
rob
rob
ch
ch
lob
lobt
K
A
K
A
K
A
KA
++
=
-
CPRM - Servio Geolgico do Brasil
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3Anexo 1
A perda por atrito mdia calculada atravs da equao:
As perdas por contrao e expanso so obtidas por:
O programa assume que a contrao ocorre se a velocidade a
montante maior doque a jusante, caso contrrio ocorre a expanso.O
fluxograma de clculo do programa HEC-RAS pode ser descrito pelas
seguintesetapas:! Arbitra-se um valor para o nvel dgua da penltima
seo, no caso do regime
subcrtico e da segunda seo no caso de regime supercrtico;!
Determina-se a velocidade;! Calcula-se a perda de carga;!
Calcula-se o nvel dgua na penltima ou segunda seo dependendo do
regime
de escoamento;! Compara-se o valor calculado com o valor
observado. Caso a diferena entre eles
seja maior do que o tolervel, repete-se toda a operao.
Se durante os clculos a profundidade crtica for atingida, ento a
equao da energiano mais vlida, sendo necessria a utilizao da equao
descrita abaixo:
Onde:H energia especficaWS elevao do nvel dgua
A profundidade crtica pode ser calculada pelo programa nos casos
apresentadosabaixo:! O regime supercrtico foi especificado pelo
usurio;! O clculo da profundidade crtica foi solicitado pelo
usurio;! Checagem do regime de escoamento escolhido com as condies
de contorno;! O programa no atinge durante a iterao o nvel de
tolerncia aceitvel.
Quando o regime bruscamente variado utiliza-se a equao do
momento ouequaes empricas para o clculo do nvel dgua. A equao do
momento baseadana segunda lei de Newton:
Aplicando esta equao a um volume limitado por duas sees 1 e 2
tem-se:
Onde:P presso hidrosttica nos pontos 1 e 2Wx peso da guaFf
atritoQ vazo
2
21
21
++
=KK
QQS f
g
V
g
VChce 22
222
211 =
g
VWSH
2
2+=
= maFx
xfx VQFWPP =+ 12
-
CPRM - Servio Geolgico do Brasil
Definio da Plancie de Inundao da Cidade de Governador Valadares
4Anexo 1
- densidade da guaVx - variao da velocidade de 2 para 1Sendo que
a fora na direo X devido a presso hidrosttica :
Para declividades pequenas cos aproximadamente igual a 0
ento:
Onde: - peso especfico da guaAi rea molhada das sees 1 e 2Yi
profundidades do nvel dgua at o centrode da seo transversal das
reas 1 e 2O peso pode ser escrito por
Onde:L distncia entre as sees 1 e 2 ao longo do eixo do x
E a fora de atrito externo
Onde:Sf declividade da linha de energia mdia
O produto massa vezes acelerao pode ser escrito como:
Onde: - Coeficiente do momento que explica a variao da
velocidade em canaisirregulares
Finalmente a equao do momento representada por
cosYAP =
111 YAP =222 YAP =
LAA
W
+=
221
LSAA
F ff
+=
221
( )2211 VVgQ
ma =
111
11210
2122
2
22
22YA
gA
QSL
AALS
AAYA
gA
Qf +=
+
+++
-
ANEXO 02
DEFINIO DA PLANCIE DE
INUNDAO DA CIDADE DE
GOVERNADOR VALADARES
Relatrio Tcnico Final
Fichas descritivas das 6 sees transversaisdo rio Doce em
Governador Valadares
com sees de rguas
-
FICHA DESCRITIVA DE ESTAO HIDROMTRICA - ON
STREAM56850000GOVERNADOR VALADARES FrDSQT
Doce Atlntico Sul (Leste)
Sede Governador Valadares MG
39.828 Km Oceano Atlntico
21.12.37 DIV.GUAS/DNPM01.01.76 CPRM
11.02.76 CPRM
13.08.72 CPRM
Folha SE-24-Y-A-IV, Governador Valadares, esc.: 1:100.000,
1980.
1852'56" S 4157'03" WG 150 m
1,7 km jusante da barra do cr. da Ona, 1,5 km montante da barra
do cr. Figueira, 125 m a jusante da ponte da BR 116 que liga
Valadares a Caratinga sobre o rio Doce, dentro da fbrica de
refrigerantes IATE.
Pela rodovia Belo Horizonte - Monlevade - Governador Valadares
(BR-381).
direita
5 lances com 7 rguas de alumnio, fixadas em estacas suporte:
1 LANCE 000/300 cm
2 LANCE 300/400 cm
3 LANCE 400/500 cm
4 LANCE 500/600 cm
5 LANCE 600/700 cm
RNP-3 6.867 mm calota de alumnio fixada em bloco de concreto
RN-2= 3.733 mm parafuso de ferro fixado em bloco de concreto
SEO MEDIDORA: nica, 22,20 m jusante das escalas
Medio detalhada com molinete, de barco, em qualquer poca do ano.
Cabo de ao permanente 1/4", com marcao de 10 em 10 m. Largura
aproximada de 310 m.
Reinstalada em 13.08.72, pela CPRM, 66 m jusante do antigo
posto, com o mesmo zero.
ESTAO: TIPO: CDIGO:
RIO: BACIA:
DISTRITO: MUNICPIO: ESTADO:
REA DE DRENAGEM: DRENAGEM GERAL:
REDE HIDROMTRICA DA ANA
ENTIDADE OPERADORA: CPRM/BH
ESTAO DATA DAINSTALAO
ENTIDADE DATA DAREINSTALAO
ENTIDADE
FLUVIOMTRICAFLUVIOGRFICASEDIMENTOMTRICAQUALIDADE DAS GUAS
REF.CARTOGRFICA:
LATITUDE: LONGITUDE: ALTITUDE:
LOCALIZAO:
ACESSIBILIDADE:
DESCRIO, INCLUINDO EQUIPAMENTOS E PROCESSOS DE MEDIES:
EQUIPAMENTOS E PROCESSOS DE MEDIO DE DESCARGA:
telemtrica 20.03.84 HIDROLOGIA S/A
Coordenadas geogrficas obtidas na referncia cartogrfica em
dez/99. Datum horizontal: SAD - 69 .
ROT: 17
Observaes:
MARGEM:
RGUAS:
RRNN:
-
09/07/00
Rio Doce - Nasce na Serra Trapizonga, municpio de
Ressaquinha-MG, com o nome de rio Piranga. Afluentes m.e.: rio
Carmo, rio Piracicaba, Santo Antonio, Suaui Grande, m.d.: rio
chopot, Casca, Matip, Cuit, Manhuau, Guandu. Desgua no Oceano
Atlntico-ES. rea da bacia hidrogrfica: 84.700 Km.
trecho retilneo
M.D - terra com vegetao rasteira; inclinao suaveM.E - terra sem
vegetao; inclinao suave
Corredeira (em frente s escalas, sem afloramento)
4,63 m (m.d.)
Jos Ferreira da Silva (Ajudante:Estcio-3221-4369)
Rua Monte Castelo, n 445 Bairro Vila dos Montes- Gov.
Valadares.
Primrio
Guarda
Rochoso e arenoso
POTOMOGRAFIA:
CONFORMAO EM PLANTA:
NATUREZA E INCLINAO DAS MARGENS:
NATUREZA DO LEITO:
CONTROLE ( TIPO) :
COTA DE TRANSBORDAMENTO:
OBSERVADOR:
NOME: PROFISSO:
INSTRUO:
ENDEREO:
DISTNCIA DA RESIDNCIA AT A ESTAO:
CROQUI:
RESPONSVEL: EM:
01/01/98OBSERV. A PARTIR DE:
(33) 3225-4170TELEFONE:
56850000
CPF:
-
FICHA DESCRITIVA DE ESTAO HIDROMTRICA - ON
STREAM56850001GOVERNADOR VALADARES-SAAE F
Doce Atlntico Sul (Leste)
Sede Governador Valadares MG
39.828 Km Oceano Atlntico
24/10/02 CPRM
Folha SE-24-Y-A-IV, Governador Valadares, esc.: 1:100.000,
1980.
1852'56" S 4157'03" WG 150 m
Na rea do SAAE de Governador Valadares.
Pela rodovia Belo Horizonte - Monlevade - Governador Valadares
(BR-381).
Esquerda
6 lances com 7 rguas de alumnio, fixadas em estacas suporte:
1 LANCE 000/2
