Probabilistic analysis and sensitivity of the parameters of a hypothetical breaking study : earth dam

Orientador: Tiago Zenker GireliDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: A Lei nº 12.334/2010, que estabelece a Política Nacional de Segurança de Barragens (PNSB), estipula, como um dos instrumentos desta política, a elaboração do Plano de Segurança da Barragem, que deve em determinados casos conter o Plano de Ação de Emergência (PAE). O PAE de uma barragem visa assegurar o controle da segurança na barragem e a resposta eficaz a situações de incidente ou de acidente que ponham em risco a segurança do vale a jusante. Este documento se baseia na previsão e cálculo de cotas máximas inundadas, velocidades e descargas máximas, obtidas com o uso de modelos de propagação de ondas de cheia ao longo do vale a jusante, causadas pela ruptura de barragens. Ainda são várias as Fontes de incerteza dos mapas produzidos, principalmente relacionadas à determinação do tipo de ruptura e do respectivo hidrograma de cheia, à obtenção dos parâmetros hidráulicos relevantes, à insuficiência de seções topo-batimétricas obtidas no campo, à utilização de bases cartográficas de escala inadequadas para o mapeamento e às limitações dos modelos matemáticos de propagação utilizados. A metodologia desenvolvida nesta pesquisa, considera que existem diversas incertezas inerentes ao processo físico de ruptura de uma barragem e também relacionadas à propagação da inundação. Desta forma, propõe a estimativa das incertezas que possibilita verificar a probabilidade de inundação de um determinado local. Na modelagem matemática será utilizado o modelo unidimensional, MIKE 11 da DHI ¿ Danish Hydraulic Institute, de aceitação internacional, para simular os efeitos de ruptura, sob o ponto de vista puramente hidráulico. Como resultado são apresentadas todas as elevações atingidas e suas respectivas probabilidades de ocorrência, em uma seção transversal selecionada, junto com a variação do tempo de chegada da onda de cheia, sendo esta, uma variável de fundamental importância para as ações emergenciais descritas no PAEAbstract: Law No. 12.334 / 2010, which establishes the National Dams Security Policy (NDSP), stipulates, as one of the instruments of this policy, the preparation of the Dam Safety Plan, which in certain cases must contain the Emergency Action Plan (EAP). The EAP of a dam aims to ensure the safety of the dam and the effective response to incidents or accidents that endanger the safety of the downstream valley. This document is based on the prediction and calculation of maximum flooded levels, velocities and maximum discharges, obtained with the use of flood waves propagation models along the downstream valley, caused by the rupture of dams. There are still several sources of uncertainty of the maps produced, mainly on obtaining relevant hydraulic parameters or related to the determination of the type of rupture and the respective flood hydrograph, to the insufficiency of top-bathymetric sections obtained in the field, to the use of cartographic bases portraying unsuitable scales for the mapping, to the limitations of the mathematical propagation models used. The methodology developed in this research considers the existence of several uncertainties inherent to the physical process of dam rupture and also related to the propagation of the flood. Thus, it proposes the estimation of the uncertainties that makes it possible to verify the probability of flooding of a certain place. For the mathematical modeling, we have used MIKE 11, the one-dimensional model from DHI - Danish Hydraulic Institute, of international acceptance, to simulate the effects of rupture from a purely hydraulic point of view. As a result, we have presented all the elevations reached and their respective probabilities of occurrence in a selected cross section, along with the variation of the arrival time of the flood wave, which is a fundamentally important variable for the emergency actions described in the EAPMestradoRecursos Hidricos, Energeticos e AmbientaisMestra em Engenharia Civi