MODELAGEM BIDIMENSIONAL DE INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIO FRAGOSO EM UMA ÁREA COSTEIRA ALTAMENTE URBANIZADA COM INFLUÊNCIA DAS MARÉS
Keywords:
modelagem hidrodinâmica , PE3D, LiDAR, controle de inundação, rio Fragoso-PEAbstract
Este estudo analisa as inundações recorrentes na Bacia Hidrográfica do Rio Fragoso (BHF), localizada na cidade de Olinda, Pernambuco, em uma região costeira de baixa altitude, alta densidade populacional e intensa urbanização. A pesquisa utilizou modelagem hidrológica e hidrodinâmica bidimensional, empregando os softwares PCSWMM e HEC-RAS, para simular diferentes cenários de precipitação e avaliar os impactos das obras de canalização do rio. Os resultados apontam que as inundações na BHF estão associadas a fatores como elevada taxa de impermeabilização, influência de marés, baixo gradiente hidráulico e ocupação desordenada, que restringem a capacidade de escoamento do rio. Mesmo com a conclusão das obras de canalização, áreas significativas permanecerão vulneráveis a alagamentos devido a questões estruturais e problemas como assoreamento e acúmulo de resíduos. O estudo destaca a necessidade de medidas preventivas adicionais, incluindo monitoramento contínuo, políticas de ordenamento territorial, mapeamento das áreas de risco e integração de estratégias para mitigar os impactos das mudanças climáticas, como a elevação do nível do mar. A pesquisa reforça a importância de políticas públicas baseadas em dados técnicos e de campanhas de conscientização para minimizar os riscos e proteger as comunidades afetadas.
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References
ABOUELSAAD, O., HASSAN, A., OMAR, M., HINKELMANN, R. (2024). Identifying manning roughness coefficient using automatic calibration method and simulation of pollution incidents in the Nile River, Egypt. Journal of Hydrology: Regional Studies, Volume 55, 101908. https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2024.101908.
ADAMS, S.; AICH, V.; ALBRECHT, T.; BAARSCH, F.; BOIT, A.; CANALES TRUJILLO, N.; CARTSBURG, M.; COUMOU, D.; EDEN, A.; FADER, M.; HARE, B.; HOFF, H.; JOBBINS, G.; JONES, L.; KIT, O.; KRUMMENAUER, L.; LANGERWISCH, F.; LE MASSON, V.; LUDI, E.; MARCUS, R.; MENGEL, M.; MOSELLO, B.; MÖHRING, J.; NORTON, A.; OTTO, I. M.; PERETTE, M.; PEREZNIETO, P.; RAMMIG, A.; RECKIEN, D.; REINHARDT, J.; REYER, C.; ROBINSON, A.; ROCHA, M.; SAKSCHEWSKI, B.; SCHAEFFER, M.; SCHAPHOFF, S.; SCHEWE, J.; SCHLEUSSNER, C.; SERDECZNY, O.; STAGL, J.; THONICKE, K.; WAHA, K. & WORLD, B. (2014). Latin America and the Caribbean: 4o Turn down the heat - confronting the new climate normal. World Bank Group, v.2, 275p.
ARAÚJO, D.C.S., MONTENEGRO, S.M.G.L., SILVA, S.F., FARIAS, V.E.M., RODRIGUES, A.B. (2024). Analysis of climate change scenarios using CMIP6 models in Pernambuco, Brazil. Brazilian Journal of Environmental Sciences, 59, e1868.
BRUSSEE, A.R.; BRICKER, J.D.; BRUIJN, K.M., VERHOEVEN, G.F.; WINSEMIUS, H.C.; JONKMAN, S.N. (2021). Impact of hydraulic model resolution and loss of life model modification on flood fatality risk estimation: Case study of the Bommelerwaard, The Netherlands. Journal of Flood Risk Management, v.14, n. 3, p. 1-15.
CEMADEN - CENTRO NACIONAL DE MONITORAMENTO E ALERTAS DE DESASTRES NATURAIS. (2016-2026). Mapa Interativo.
CIRILO, J. A.; ALVES, F. H. B.; SILVA, L. A. C.; CAMPOS, J. H. de A. L. (2014). Suporte de Informações Georreferenciadas de Alta Resolução para Implantação de Infraestrutura e Planejamento Territorial. Revista Brasileira de Geografia Física, v.7, n.4, p. 755-763.
DOUNTCHEVA, I., SANZ, D., PENCHEV, P., CASSIRAGA, E., GALABOV, V., & GÓMEZ-ALDAY, J. (2023). Assessing 1D Hydrodynamic Modeling of Júcar River Behavior in Mancha Oriental Aquifer Domain (SE Spain). Water. https://doi.org/10.3390/w15030485.
ELDHO, T., ZOPE, P., & KULKARNI, A. (2018). Urban Flood Management in Coastal Regions Using Numerical Simulation and Geographic Information System, 205-219. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812056-9.00012-9.
ELKHRACHY, I.; PHAM, Q.B.; COSTACHE, R.; MOHAJANE, M.; RAHMAN, K.U.; SHAHABI, H.; LINH, N.T.T.; ANH, D.T. (2021). Sentinel-1 remote sensing data and Hydrologic Engineering Centres River Analysis System two-dimensional integration for flash flood detection and modelling in New Cairo City, Egypt. Journal of Flood Risk Management, v. 14, n. 2, p. 1-17.
EMLURB - EMPRESA DE MANUTENÇÃO E LIMPEZA URBANA. (2016). Plano Diretor de Drenagem e Manejo das Águas Urbanas do Recife: Relatório do diagnóstico do sistema de drenagem existente. ABF Engenharia LTDA, Recife, 333p.
FARIAS, V.E.M., RODRIGUES, A.B., MONTEIRO, P.B.C., ARAÚJO, D.C.S., MONTENEGRO, S.M.G.L., CABRAL, J.J.S.P. (2024). Perspectivas climáticas futuras com base nos modelos do CMIP6 para municípios da Região Metropolitana do Recife (PE), Brasil. Revista Caminhos de Geografia, 25(101), 58-79. https://doi.org/10.14393/RCG2510171642
FAVA, M.; MAZZOLENI, M.; ABE, N.; MENDIONDO, E.; SOLOMATINE, D. (2020). Improving flood forecasting using an input correction method in urban models in poorly gauged areas. Hydrological Sciences Journal, 65, pp. 1096 - 1111. https://doi.org/10.1080/02626667.2020.1729984.
FIDEM – FUNDAÇÃO DE DESENVOLVIMENTO DA REGIÃO METROPOLITANA DO RECIFE. (1987). Secretaria de Planejamento, Governo do Estado de Pernambuco.
FONSECA NETO, G.C.; SILVA JUNIOR, M.A.B.; RODRIGUES, A.B.; RIBEIRO NETO, A.; CABRAL, J.J.S.P. (2020). Modelagem Bidimensional para a Verificação Hidráulica da Canalização de um Trecho do Rio Fragoso em Olinda (Pernambuco, Brasil). Revista Brasileira de Geografia Física, Recife, v.13, n.6, p. 2963-2977.
GOMES, M. A.; DE VERÇOSA, L. M.; CIRILO, J. (2021). Hydrologic models coupled with 2D hydrodynamic model for high-resolution urban flood simulation. Natural Hazards, 108, pp. 3121 - 3157. https://doi.org/10.1007/s11069-021-04817-3.
GOMES, M. M. A.; VERÇOSA, L.F.; CIRILO, J.A. (2021). Hydrologic models coupled with 2D hydrodynamic model for high-resolution urban flood simulation. Natural Hazards, v.108, n. 3, p. 3121-3157.
HAMEED, L., & ALI, S. (2013). Estimating of Manning’s Roughness Coefficient for Hilla River through Calibration Using HEC-RAS Model. Jordan Journal of Civil Engineering, 7.
HUANG, Q., WANG, J., LI, M., FEI, M., & DONG, J. (2017). Modeling the influence of urbanization on urban pluvial flooding: a scenario-based case study in Shanghai, China. Natural Hazards, 87, 1035-1055. https://doi.org/10.1007/s11069-017-2808-4.
ICMBIO – INSTITUTO CHICO MENDES DE CONSERVAÇÃO DA BIODIVERSIDADE. (2018). Atlas dos manguezais do Brasil. Ministério do Meio Ambiente, Brasília.
IPCC - INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE. (2021). Climate Change 2021: The Physical Science Basis. IPCC Sixth Assessment Report.
ITAGAKI, O.; BERMUDEZ, D.B.S.; ZEMMOTO. T.; OHARA, M. (2021). Proposal of a method for assessing combined flood risk reduction effect by hazard control measures and exposure reduction measures based on limited data. Journal of Flood Risk Management, v.14, n. 3, p. 1-15.
JAMES, R.; FINNEY, K.; PERERA, N.; JAMES, B.; PEYRON, N. (2013). SWMM5/PCSWMM Integrated 1D-2D Modeling. Fifty Years of Watershed Modeling - Past, Present and Future . Engineering Conferences International.
KHANAM, M., SOFIA, G., KOUKOULA, M., LAZIN, R., NIKOLOPOULOS, E., SHEN, X., & ANAGNOSTOU, E. (2021). Impact of compound flood event on coastal critical infrastructures considering current and future climate. Natural Hazards and Earth System Sciences. https://doi.org/10.5194/NHESS-21-587-2021.
KIRKPATRICK, J., & OLBERT, A. (2020). Modelling the effects of climate change on urban coastal-fluvial flooding. Journal of Water and Climate Change. https://doi.org/10.2166/wcc.2020.166.
KULP, S.A.; STRAUSS, B.H. (2019). New elevation data triple estimates of global vulnerability to sea-level rise and coastal flooding. Nature Communications, v.10, n. 4844, p. 1-12.
LIAN, J., XU, H., XU, K., & MA, C. (2017). Optimal management of the flooding risk caused by the joint occurrence of extreme rainfall and high tide level in a coastal city. Natural Hazards, 89, 183-200. https://doi.org/10.1007/s11069-017-2958-4.
LU, W.; XIA, W.; SHOEMAKER, C.A. (2022). Surrogate Global Optimization for Identifying Cost-Effective Green Infrastructure for Urban Flood Control With a Computationally Expensive Inundation Model. Water Resources Research, v.58, n.4, p. 1-23.
MARENGO, J.A. (2017). Relatório Especial do Painel e adaptação das cidades costeiras brasileiras às mudanças climáticas.
MARSOOLI, R., LIN, N., EMANUEL, K., & FENG, K. (2019). Climate change exacerbates hurricane flood hazards along US Atlantic and Gulf Coasts in spatially varying patterns. Nature Communications, 10. https://doi.org/10.1038/s41467-019-11755-z.
MELO, M. J. V. de. (2007). Medidas estruturais e não-estruturais de controle de escoamento superficial aplicáveis na Bacia do Rio Fragoso na cidade de Olinda. Tese (Doutorado) – Universidade Federal de Pernambuco. Centro de Tecnologias e Geociências. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Recife-PE, 172 f. 2007.
MORIASI, D.N.; ARNOLD, J.G.; VAN LIEW, M.W.; BINGNER, R.L.; HARNEL, R.D.; VEITH, T.L. (2007). Model evaluation guidelines for systematic quantification of accuracy in watershed simulations. American Society of Agricultural and Biological Engineers, v. 50, n. 3, p. 885–900.
MUIS, S., VERLAAN, M., WINSEMIUS, H., AERTS, J., & WARD, P. (2016). A global reanalysis of storm surges and extreme sea levels. Nature Communications, 7. https://doi.org/10.1038/ncomms11969.
MUNAR, A., CAVALCANTI, J., BRAVO, J., FAN, F., MOTTA-MARQUES, D., & FRAGOSO, C. (2018). Coupling large-scale hydrological and hydrodynamic modeling: Toward a better comprehension of watershed-shallow lake processes. Journal of Hydrology. https://doi.org/10.1016/J.JHYDROL.2018.07.045.
NOVAES, F. (1990). Olinda: evolução urbana. Recife, FUNDARPE.
PASQUIER, U., HE, Y., HOOTON, S., GOULDEN, M., & HISCOCK, K. (2018). An integrated 1D–2D hydraulic modelling approach to assess the sensitivity of a coastal region to compound flooding hazard under climate change. Natural Hazards, 1-23. https://doi.org/10.1007/S11069-018-3462-1.
PAZ, A.; SERRA, L.; DE FREITAS SILVA, M.; MELLER, A. (2016). Reducing Computational Runtime of Two-Dimensional Urban Inundation Model by Dynamic Domain Reshaping. Journal of Hydrologic Engineering, 21, pp. 04016013-04016013. https://doi.org/10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0001375.
PE3D - PERNAMBUCO TRIDIMENSIONAL. (2023). Mapeamento do Território Pernambucano. Agência Pernambucana de Águas e Climas – APAC.
PROJETO MAPBIOMAS. (2022). Coleção 4 da Série Anual de Mapas de Cobertura e Uso de Solo do Brasil.
ROSSMAN, L.A.; HUBER, W.C. (2016). Storm Water Management Model Reference Manual. Cincinnati: National Risk Management Laboratory Office of Research and Development U.S Environmental Protection Agency, v. 1, p. 0-233.
SADLER, J., GOODALL, J., BEHL, M., BOWES, B., & MORSY, M. (2020). Exploring real-time control of stormwater systems for mitigating flood risk due to sea level rise. Journal of Hydrology, 583, 124571. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2020.124571.
SANTOS, L. L. (2009). Modelos Hidráulicos-Hidrológicos: Conceitos e Aplicações. Revista Brasileira de Geografia Física, v. 2, n. 3, p. 1-19.
SHEN, Y., MORSY, M., HUXLEY, C., TAHVILDARI, N., & GOODALL, J. (2019). Flood risk assessment and increased resilience for coastal urban watersheds under the combined impact of storm tide and heavy rainfall. Journal of Hydrology, 579, 124159. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2019.124159.
SOOMRO, S., HU, C., BABAR, M., & AAMIR, M. (2021). Estimation of Manning’s Roughness Coefficient Through Calibration Using HEC-RAS Model: A Case Study of Rohri Canal, Pakistan. American Journal of Civil Engineering, 9, 1. https://doi.org/10.11648/J.AJCE.20210901.11.
SOUZA, C. M., SHIMBO, J. Z., ROSA, M. R., PARENTE, L. L., ALENCAR, A. A., RUDORFF, B. F. T., HASENACK, H., MATSUMOTO, M., FERREIRA, L. G., SOUZA-FILHO, P. W. M., DE OLIVEIRA, S. W., ROCHA, W. F., FONSECA, A. V., MARQUES, C. B., DINIZ, C. G., COSTA, D., MONTEIRO, D., ROSA, E., VÉLEZ-MARTIN, E., AZEVEDO, T. (2020). Reconstructing three decades of land use and land cover changes in Brazilian biomes with Landsat archive and Earth Engine. Remote Sensing, 12(17), 2735. https://doi.org/10.3390/rs12172735
STRAHLER, A. N. (1957). Quantitative analysis of watershed geomorphology. Transactions of the American Geophysical Union, 38(6), 913–920.
TAKAGI, H., TY, T., THAO, N., & ESTEBAN, M. (2015). Ocean tides and the influence of sea‐level rise on floods in urban areas of the Mekong Delta. Journal of Flood Risk Management, 8. https://doi.org/10.1111/jfr3.12094.
TANG, B., & GALLIEN, T. (2023). Predicting Compound Coastal Flooding in Embayment-Backed Urban Catchments: Seawall and Storm Drain Implications. Journal of Marine Science and Engineering. https://doi.org/10.3390/jmse11071454.
TONELLO, K.C.; DIAS, H.C.T.; SOUZA, A.L.; RIBEIRO, C.A.A.S.; LEITE, F.P. (2006). Morfometria da bacia hidrográfica da Cachoeira das Pombas, Guanhães – MG. Revista Árvore, Viçosa – MG, V.30, n.5, p. 849-857.
USACE - UNITED STATES ARMY CORPS OF ENGINEERS. (2016). HEC-RAS User’s Manual. HEC-RAS River Analysis System.
VAN LIEW, M. W.; VEITH, T.L.; ARNOLD, J.G. (2007). Suitability of SWAT for the Conservation Effects Assessment Project: Comparison on USDA Agricultural Research Service Watersheds. Journal Of Hydrologic Engineering, v. 12, n. 2, p.173-189.
WENCHAO, Q.I.; CHAO, M.A.; HONGSHI, X.U.; ZIFAN CHEN, K.; ZHAO; HAO HAN. (2021). A review on applications of urban flood models in flood mitigation strategies. Natural Hazards, 108, 31 - 62. https://doi.org/10.1007/s11069-021-04715-8.
ZAPPA, M. (2002). Multiple-response verification of a distributed hydrological model at different spatial scales. Swiss Federal Institute of Technology, Zurich, 167p.
ZHOU, Q.; LENG, G.; SU, J.; REN, Y. (2019). Comparison of urbanization and climate change impacts on urban flood volumes: Importance of urban planning and drainage adaptation. The Science of the total environment, 658, 24-33 . https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.12.184.
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