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Trabalho Técnico GPDEN No. 05. 
 
 
 
 
 
Guia prático de modelagem de fluxo de 
detritos com utilização do modelo 
KANAKO-2D 
 
 
 
 
Maurício Andrades Paixão 
Rossano Dalla Lana Michel 
Masato Kobiyama 
Luiz Augusto Richit 
Mildred Monsalve Barragán 
Gean Paulo Michel 
 
 
 
www.ufrgs.br/gpden 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Porto Alegre, outubro de 2017 
http://www.ufrgs.br/gpden
 
 
2 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Fluxos de detritos são fenômenos naturais com alto poder destrutivo, governados 
pela gravidade e compostos pela mistura de água, ar e sedimentos (TAKAHASHI, 2007). 
Jakob e Hungr (2005) comentaram que os fluxos de detritos são um dos movimentos de 
massa mais perigosos devido à alta velocidade do fluxo e das grandes distâncias que eles 
podem percorrer. 
Os fluxos de detritos apresentam um alto potencial causador de desastres, de modo 
que a sociedade necessita implantar medidas preventivas adequadas a fim de reduzir o 
risco de desastre. Tais medidas podem ser estruturais ou não-estruturais, sendo as medidas 
estruturais as obras de engenharia e as não-estruturais o mapeamento de perigo e a 
simulação de cenários possíveis. Nishiguchi et al. (2011) comentaram que a simulação 
computacional vem sendo utilizada na tentativa de reproduzir o comportamento de fluxos 
de detritos e mapear áreas susceptíveis à ocorrência destes fenômenos. 
O modelo Kanako-2D, proposto por Nakatani et al. (2008), foi desenvolvido 
inicialmente para avaliar a influência de barragens na propagação de fluxos de detritos. 
Atualmente, no entanto, o modelo tem sido utilizado para mapeamento de áreas 
susceptíveis. O modelo utiliza simulação em 1-D na propagação do fluxo através do canal 
e simulação 2-D na planície aluvial, onde ocorre deposição. A propagação do fluxo no 
Kanako é simulada a partir do canal de transporte. 
O presente trabalho busca orientar os usuários nas etapas necessárias para executar 
corretamente o modelo Kanako-2D, servindo como guia para modelagem de fluxos de 
detritos a partir deste modelo. 
2. FLUXOS DE DETRITOS 
 
Os fluxos de detritos são um dos tipos de movimentos de massa mais perigosos, 
já que podem percorrer grandes distâncias, com altas velocidades e elevado poder 
destrutivo. Geomorfologicamente, os fluxos de detritos são caracterizados sob três 
aspectos principais: zona de iniciação, zona de transporte e zona de deposição (Figura 1). 
A zona de iniciação é o local onde ocorre o aporte inicial de sedimentos ao fluxo. 
Já a zona de transporte é uma zona de transição, em que os sedimentos são incorporados 
ao fluxo e são transportados para jusante. A zona de deposição é o local em que os 
sedimentos se depositam. Embora esquematicamente seja possível distinguir as três zonas 
 
 
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principais de um fluxo de detritos, diferenciar as zonas de iniciação, transporte e 
deposição em campo é extremamente difícil e os métodos conhecidos até o presente 
momento (e.g. Takahashi, 2007) ainda não são unanimidade no meio científico. 
 
Figura 1 – esquema ilustrativo de fluxo de detritos (Fonte: Hussin, 2011) 
 
Segundo Takahashi (2007), a iniciação de um fluxo de detritos pode se dar a partir 
de três diferentes situações: 
i) Remobilização de sedimentos do leito de um canal que, ao serem 
mobilizados, aumentam a concentração de sólidos na água e a densidade 
do fluido, se transformando em fluxos de detritos; 
ii) Escorregamentos que, ao convergirem para o canal, tem seus sedimentos 
propagados 
iii) Ruptura de barragem 
 
Segundo o IRDR (2014), os detritos dos fluxos podem ser lenhosos, rochosos ou 
de lama. Conforme Kobiyama et al. (2015), a realidade brasileira aponta para detritos 
lenhosos, aqueles com grande contribuição da vegetação, a partir da ocorrência de 
escorregamentos. 
O presente guia está considerando modelagem de fluxos de detritos a partir de 
escorregamentos que, ao convergirem para o canal, transformam-se em fluxos de detritos. 
3. KANAKO-2D 
 
O Kanako-2D utiliza um modelo integrado entre 1-D e 2-D. Na zona de transporte, 
ou seja, no canal, são utilizadas simulações numéricas unidimensionais visando reproduzir 
as variações causadas por fluxos de detritos no leito móvel dos canais. É nesta etapa que 
 
 
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são avaliados os diferentes tipos de barragens para controle de sedimentos. Na planície 
aluvial a simulação ocorre com equações bidimensionais, buscando delimitar o alcance e 
a mancha de inundação causada pelo fluxo de detritos 
O modelo Kanako foi proposto por Nakatani et al. (2008) para avaliar o efeito de 
diferentes tipos de barragens (grid, fechada ou fenda) na contenção de fluxos de detritos 
no canal, ou seja, na zona de transporte, tendo equações unidimensionais na sua primeira 
versão. Na sua versão bidimensional, o modelo Kanako-2D simula o fluxo a partir de sua 
entrada no canal com equações em 1-D e a propagação e deposição do fluxo na planície 
aluvial em 2-D. 
O Kanako-2D utiliza equações de continuidade, momento, deformação do leito, 
erosão/deposição e tensões de cisalhamento no leito baseadas no modelo de fluido dilatante 
proposto por Takahashi e Nakagawa (1991). Fluidos dilatantes são considerados fluidos 
não-newtonianos, ou seja, a relação entre a variação da tensão de cisalhamento e a 
deformação causada no fluido não é linear. Na teoria do fluido dilatante, o mecanismo 
responsável por manter o fluxo são as forças repulsivas causadas pelas colisões das 
partículas, o que justificaria um bloco sendo carregado em um fluxo de detritos, e não 
sedimentando como normalmente ocorreria devido ao bloco ser mais pesado que a água. 
A equação da continuidade para o volume total pode ser descrita como: 
i
y
vh
x
uh
t
h









 (1) 
A equação da continuidade para determinar o fluxo de detritos na k-ésima posição 
da partícula é: 
C*i
y
hvC
x
huC
t
hC
k
kkk









 (2) 
As equações de momento nos eixos x e y são, respectivamente: 
h
g
y
v
v
x
v
u
t
v x
wx


 








sin (3) 
h
g
y
v
v
x
v
u
t
v y
wy


 








sin (4) 
As alterações na elevação da superfície do leito são descritas por: 
0


i
t
z
 (5) 
Onde h é a altura do fluxo; u é a velocidade na direção x; v é a velocidade na direção y; Ck 
 
 
5 
 
 
é a concentração de sedimentos na k-ésima posição da partícula; z é a altitude do leito; t é 
o tempo; i é a velocidade de erosão ou deposição; ik é a velocidade de erosão ou deposição 
na k-ésima posição; g é a aceleração da gravidade; ρ é a massa específica intersticial do 
fluido; θwx e θwy são os gradientes de fluxo superficial nas direções x e y; C* é a 
concentração de sedimentos por volume na camada do leito móvel; e τx e τy são as tensões 
de cisalhamento no leito nas direções x e y. 
 A visão geral do Kanako-2D pode ser observada na Figura 2: 
 
Figura 2 – visão geral do modelo Kanako-2D. 
 
A descrição mais detalhada, considerando o equacionamento das barragens na 
propagação do fluxo pode ser encontrada em Nakatani et al. (2008). 
Devido ao Kanako-2D utilizar um modelo que integra as partes unidimensional e 
bidimensional, sua modelagem de fluxos de detritos é separada em zona de transporte 
(informações sobre o canal de propagação, 1-D) e em zona de deposição (informações 
sobre a planície aluvial, 2-D). Portanto, são necessárias informações sobre o canal e sobre 
a planície aluvial. O Kanako-2D não simula a zona de iniciação. 
 
 
6 
 
 
4. PROCEDIMENTOS 
 
Os procedimentos descritos neste guia se basearão em três etapas: pré-
processamento, processamento e pós-processamento. O pré-processamento consiste no 
preparo dos arquivos para simulação, enquanto o processamento consiste na simulação 
em si e o pós-processamento é referente ao tratamento dos resultados. 
Para uma modelagem com alto grau de assertividade,é necessária a disposição de 
um modelo digital de terreno (MDT) com boa resolução. Recomendam-se pixels com 
resolução de 5x5 m ou menor. Quanto menor for o tamanho do pixel, melhores serão os 
resultados. Recomenda-se que sejam realizados trabalhos em campo para delimitação das 
cicatrizes dos escorregamentos, da zona de transporte e da zona de deposição. Os 
levantamentos em campo possibilitarão a calibração do modelo Kanako-2D para a região 
de interesse. Caso não haja a possibilidade de realizar levantamentos em campo, sugere-
se a utilização de imagens de satélite com boa resolução para estimar as três zonas. 
 
NOTA: O modelo Kanako-2D permite a modificação dos parâmetros de entrada das 
simulações a partir de sua interface gráfica, porém, está interface apresenta um erro para 
matrizes maiores que 100 x 100 pixels. Neste guia, para inserção dos parâmetros de 
entrada utilizaremos como método a modificação dos arquivos complementares que o 
modelo utiliza. 
 
NOTA: O modelo Kanako-2D segue o padrão de pontuação americano. Recomenda-se 
fortemente que antes de começar a trabalhar com os arquivos para manipulação no 
modelo modificar o padrão de pontuação de seu computador, transformando a virgula em 
símbolo de agrupamento de dígitos e o ponto final em símbolo decimal (Win 8.1.: Painel 
de controle > Relógio, Idioma e Região > Alterar formatos de data, hora ou número > 
Configurações adicionais). 
a. Pré-processamento 
 
Considerando-se que as cicatrizes dos escorregamentos que geraram os fluxos de 
detritos, a zona de transporte e a zona de deposição já estão delimitadas, é preciso fazer 
um recorte no MDT, em software de geoprocessamento, que englobe a zona de deposição. 
Esse recorte deve ser uma matriz retangular (Aij, com i linhas e j colunas), onde as linhas 
da matriz devem ser perfeitamente horizontais, bem como as colunas devem ser verticais, 
 
 
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e deve ser exportado em formato de texto (.ASCII) a fim de se obter um arquivo com as 
informações do terreno na zona a qual o fluxo de detritos irá se depositar. O Kanako-2D 
realiza cálculos em matrizes de até 499 x 499 pixels, mas em matrizes maiores que 100 x 
100 pixels, o modelo apresenta um erro gráfico, onde ele não irá apresentar a evolução do 
evento (graficamente) mas irá realizar as simulações e irá gerar os arquivos resultantes. 
 
Figura 3 – Recorte do MDT englobando a zona de deposição 
 
O arquivo exportado (Figura 4) conterá informação do número de colunas 
(“ncols”), número de linhas (“nrows”), as coordenadas do canto inferior esquerdo do 
recorte (“xllcorner” e “yllcorner”), tamanho de célula (“cellsize”) e pixels com erros 
(“NODATA_value”). Esse arquivo contém informações que também serão úteis após a 
simulação com Kanako-2D, devendo, portanto, ser salvo separadamente dos demais 
arquivos. 
 
 
8 
 
 
 
Figura 4 – arquivo texto com cabeçalho e informações topográficas da zona de deposição 
 
O arquivo com as informações do terreno servirá como base de dados para os 
arquivos auxiliares do modelo. O software Kanako é constituído de 1 executável (.exe) e 4 
arquivos de texto (.dat): 
 
 defaultwk: é o arquivo em que são inseridos todos os parâmetros de simulação 
do modelo. Neste arquivo também serão inseridas informações sobre as seções 
transversais da zona de transporte (1-D) e o hidrograma de sedimentos de entrada 
do fluxo. 
 
 wadako2-id: matriz Aij com i número de linhas e j número de colunas, 
preenchida com 1 ou 0. O número 1 significa que deve haver cálculo naquele 
pixel enquanto 0 significa que não deve ser realizado cálculo naquele pixel. Na 
prática, se faz uma matriz apenas com número 1. Dessa forma, todos os pixels são 
considerados e, caso o cálculo demonstre que um determinado pixel não deva ser 
utilizado, a resposta será numérica para essa situação. 
 
 wadako2-z: matriz Aij com i número de linhas e j número de colunas proveniente 
do recorte do MDT, excluída as informações do cabeçalho (número de linhas, 
colunas, coordenadas etc...). Esse arquivo traz informações da superfície do 
terreno. 
 
 
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 wadako2-zs: matriz Aij com i número de linhas e j número de colunas. Esse 
arquivo se refere ao leito fixo, ou seja, a camada rochosa abaixo da superfície. 
Conhecendo-se a profundidade do solo (ou estimando-a, valor comumente 
utilizado de 2 m de profundidade), é possível subtrai-la da matriz “wadako2-z”. 
Recomenda-se realizar a operação entre matrizes com Excel, MatLAB ou 
software de geoprocessamento. 
 
Nota: todas as matrizes devem ter as mesmas dimensões (considerando uma matriz Aij, 
todas devem possuir i linhas e j colunas), lembrando que o Kanako-2D realiza simulações 
em matrizes de até 499 linhas x 499 colunas. 
 
Recomenda-se que as matrizes sejam verificadas no software NotePad++, editor 
de texto com recursos de linguagem de programação. O sistema separador decimal 
utilizado no Kanako-2D é o ponto. Os arquivos, e também os computadores em que serão 
simulados os fluxos de detritos, devem estar no sistema americano de numeração. 
O arquivo “defaultwk” contempla os parâmetros numéricos de simulação e 
parâmetros referentes às características do fluxo de detritos e do terreno. Quanto aos 
parâmetros numéricos e aos referentes às características do terreno, tem-se os principais: 
 time interval of calculation (sec): devem ser utilizados valores baixos (0.01-0.1s), 
caso contrário aumenta a chance da solução divergir e causar erros numéricos 
catastróficos, em que a solução pode não existir ou não ser fisicamente possível. 
 simulation continuance time (sec): esta é a quantidade de segundos que o modelo 
irá calcular. É recomendável que se tenha uma ideia da duração do evento real para 
não subestimar ou superestimar o tempo de simulação. Recomenda-se utilização 
de, pelo menos, 1200 s. 
 time interval of output result data (sec): intervalo de tempo em que serão 
mostrados os resultados no arquivo final. Caso o interesse seja em acompanhar as 
velocidades do fluxo, recomenda-se utilização de intervalos de tempo curtos. Caso 
seja acompanhar a erosão/sedimentação ao final do processo e em alguns instantes 
intermediários, aumenta-se o tempo de output. Normalmente intervalos de tempo 
de 30s são suficientes para avaliações gerais. 
 Parameter using in 2D área: 
 inflow direction [muki](deg): Considerando o eixo x como a direção esperada do 
fluxo, este parâmetro indica a inclinação com que o fluxo entra na área 2D. Varia 
entre 90° e -90°. 
 inflow center axis in 2D area[jc]: Posição do pixel central, na primeira linha da 
matriz, no qual se dará a propagação do fluxo. 
 interval of 2D-x / 2D-y calculation points (m): esse parâmetro expressa as 
dimensões, em metros, de cada pixel. 
 number of calculation points in 2D-x direction: este parâmetro representa o 
 
 
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número de linhas do recorte feito no MDT que engloba a possível zona de 
deposição. 
 number of calculation points in 2D-y direction: representa o número de colunas 
do recorte feito no MDT que engloba a possível zona de deposição. 
 River channel data: 
 number of calculation points in 1D: representa o número de seções transversais 
estimadas ou medidas em campo referentes ao canal (zona de transporte) em que 
o fluxo se propaga como 1D. 
 interval of calculation points in 1D (m): distância horizontal entre cada seção 
transversal conhecida. 
 River shape: condições topográficas das seções conhecidas. O número de seções 
deve ser igual ao “number os calculation points”. 
 hydrograph: representa o hidrograma de sedimentos a ser propagado no canal. 
Existem diversos métodos para estimar o formato do hidrograma, sendo o mais 
utilizado o hidrograma triangular de Whipple com o tempo de ascensão como 1/3 
do tempo total do evento e vazão de pico estimada pelo método de Rickemann 
(1999). 
 
NOTA: Neste guia desconsideramos a simulação com a presença de barragens aolongo 
do canal, logo o parâmetro Existance of dam[0:No;1:Yes] deve ser configurado com 0. 
 
 Já em relação aos parâmetros referentes às características do fluxo, Paixão (2017) 
realizou revisão bibliográfica e montou uma faixa de variação de cada um dos parâmetros 
(Tabela 1) considerados na simulação com Kanako-2D. 
 
Tabela 1 – faixa de variação dos parâmetros referentes às características do fluxo de 
detritos (Fonte: Paixão, 2017). 
 
 Além disso, Paixão (2017) realizou análise de sensibilidade do modelo Kanako-
2D, indicando que os parâmetros “massa específica do leito”, “ângulo de atrito interno”, 
“concentração de sedimentos” e “massa específica da fase fluida” são os parâmetros que 
geraram maior sensibilidade do modelo. Os parâmetros “coeficiente de taxa de erosão”, 
“diâmetro dos sedimentos” e “massa específica do leito” apresentaram alta dispersão dos 
resultados em torno de um valor médio dos resultados, talvez devido a sua grande 
 
 
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variabilidade na faixa de valores simulados. Os parâmetros que geraram maior 
sensibilidade do modelo são aqueles que devem ser variados a priori a fim de calibrar e 
validar o modelo Kanako-2D para a região de interesse. 
 
b. Processamento 
 
 
Após os arquivos de inicialização estarem prontos, é hora de executar o Kanako-
2D. Ao abrir o executável, ele automaticamente lê as informações dos arquivos 
“defaultwk”, “wadako2-id”, “wadako2-z” e “wadako2-zs”. É possível verificar as 
condições geométricas da parte 1-D e verificar, de antemão, se há alguma incongruência 
na calha. 
No visor lateral direito é possível, ainda, inserir manualmente alguns parâmetros 
e modificar as geometrias. Não estão contempladas essas atividades neste guia, uma vez 
que já foram realizadas as operações anteriores que trazem as informações necessárias do 
terreno. 
 
 
Figura 5 – Visão geral do Kanako-2D. 
 
Ao clicar em “Start” a simulação começa a rodar. É possível acompanhar o 
andamento do hidrograma pela parte “Supplied hydrograph” e, ao inserir pontos de 
controle no arquivo “Defaultwk”, acompanhar a evolução do fluxo nesses pontos (Figura 
6). É possível, também, acompanhar a propagação no fluxo na zona 2D através da interface 
 
 
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gráfica que abre em janela auxiliar (Figura 7). No entanto, essa interface gráfica só fica 
disponível para grids de até 100x100 pixels. Para grids maiores (o Kanako-2D realiza 
simulações para até 499x499 pixels), aparecerá um erro nesta interface, porém os 
resultados são computados normalmente. 
 
Figura 6 – Visualização da simulação e dos pontos de controle inseridos na parte 1-D. 
 
 
 
 
 
Figura 7 – Visualização da simulação na parte 2-D. 
 
Ao finalizar a simulação, toda a parte gráfica de acompanhamento dos resultados 
desaparecerá da tela. No entanto, basta clicar em “save results” e salvar o arquivo gerado. 
 
 
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c. Pós-processamento 
 
O arquivo gerado (.DAT) apresentará resultados da parte 1-D e da parte 2-D no 
mesmo arquivo. Na parte 1-D os resultados são apresentados em sequência pelo número 
do ponto (seção transversal), em cada intervalo de tempo. Na parte 2-D são apresentados, 
para cada intervalo de tempo, matrizes sequentes para cada parâmetro. Em ambos os 
resultados são dispostos na seguinte ordem: profundidade do fluxo, concentração, 
velocidade, altura da superfície do leito, espessura de sedimentação (Figura 8). 
 
Figura 8 – arquivo de resultados do Kanako-2D 
 
A partir da Figura 8 pode-se observar que, para o exemplo dado, foram 
demonstrados apenas os resultados no início e no final do período de simulação. No 
entanto, isso pode ser programado no arquivo defaultwk. 
Normalmente os dados mais utilizados se referem à espessura de sedimentação 
(“sedimentation thickness”). As matrizes de resultados apresentam o mesmo número de 
linhas e colunas que os arquivos wadako-id, wadako-zs, wadako-z e o recorte do MDT 
feito em software de geoprocessamento na etapa de processamento. Para retornar com a 
matriz resultante do parâmetro desejado em um software de geoprocessamento deve-se substituir 
no arquivo de texto (.ASCII) da matriz do recorte MDT a matriz do resultado desejado, 
mantendo as mesmas informações do cabeçalho (número de linhas, colunas e 
coordenadas). Com isso, importa-se essa matriz para um software de geoprocessamento 
e podem-se visualizar os resultados da simulação. Foi desenvolvida uma rotina de 
programação para extração dos dados do arquivo resultado da simulação. Esta rotina está 
 
 
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descrita no final do guia e disponível no site do GPDEN (www.ufrgs.br/gpden). Esta 
rotina permite separar automaticamente todos os resultados da simulação com Kanako-
2D para cada intervalo de tempo calculado, o que irá permitir um processamento mais 
rápido dos resultados da simulação para todos os parâmetros calculados. 
A Figura 9 abaixo demonstra um exemplo de aplicação do modelo na região de 
São Vendelino/RS, na Serra Gaúcha. 
 
Figura 9 – Simulação de cenário com utilização de Kanako-2D. 
 
A partir da calibração do modelo e da simulação de diferentes cenários é possível 
realizar mapeamento de perigo de áreas susceptíveis a fluxo de detritos. Recomenda-se que 
a calibração seja feita com base em um evento conhecido em uma determinada bacia 
hidrográfica. Em caso de uma bacia hidrográfica fortemente afetada por fluxos de 
detritos, a validação pode ser feita a partir da assertividade do modelo em descrever 
fluxos de detritos que já ocorreram, mas que não foram utilizados para calibração. 
5. ROTINA DE PROGRAMAÇÃO 
 
 
Foi desenvolvida uma rotina de programação para facilitar a extração organizada 
dos dados contidos no arquivo de resultado da simulação com o Kanako-2D. Está rotina 
apenas é utilizável enquanto a simulação não apresentar barragens. Para a execução da 
 
 
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rotina utiliza-se um software de computação numérica. 
A rotina é composta por 3 arquivos: CopyDataValues, Create_ASC_files e 
CreateTXT, os quais devem estar em uma mesma pasta para funcionamento correto do 
processo. Estes arquivos estão disponíveis em forma de texto, ao final desta apostila, e 
também no site do GPDEN (www.ufrgs.br/gpden > Publicações > Outras Publicações), 
na forma de arquivos .m, que podem ser executados em software de computação numérica 
ou pode ser modificados com um software editor de texto. 
Para execução da rotina, inicialmente se configura no arquivo Create_ASC_files 
os dados da simulação: 
 Beginning data: 
 filename: endereço do arquivo de resultado (.dat). 
 folder: endereço onde se deseja salvar os arquivos de resultado já 
com o cabeçalho e em arquivo .ASCII. 
 Informações do cabeçalho (devem ser as mesmas do MDT): 
 Ncols: número de colunas; 
 Nrows: Número de linhas; 
 Xllcorner: Coordenada X do canto inferior esquerdo; 
 yllcorner : Coordenada Y do canto inferior esquerdo; 
 cellsize: tamanho da célula; 
 Informações do 1D: 
 nSections: números de seções utilizadas no 1D; 
 Infromações do 2D: 
 nrows: número de linhas; 
 ncols: número de colunas; 
 Informações da simulação: 
 time: tempo total de simulação, deve ser utilizado o mesmo valor 
que o utilizado em simulation continuance time, no defaultwk; 
 increment: incremento de tempo no qual a simulação gerará 
resultado, deve ser o mesmo valor que o utilizado em time interval 
of output result data, no defaultwk. 
 
Depois de configurado o arquivo Create_ASC_files é necessário realizar a 
substituição das virgulas por espaços simples em todo o arquivo de resultado do Kanako-
2D (pode ser feito no Notepad ++, usando a função Replace). Por fim, basta executar a 
http://www.ufrgs.br/gpden
 
 
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rotina com algum software de computação numérica. Os outros dois arquivos 
(CopyDataValues e CreateTXT) são arquivos auxiliares que não precisam ser 
modificados. 
NOTA: Para a correta execução da rotina a partir dos arquivos textos presentesnesse guia, deve-se copiar os textos presentes em cada caixa para um software que 
possibilite a edição de códigos (recomenda-se o software Notepad ++), salvando o 
arquivo com o nome exatamente igual ao título presente na tabela (i.e CopyDataValues, 
Create_ASC_files e CreateTXT, respectivamente) e com a extensão “.m” . Caso isso não 
seja feito, os arquivos não serão corretamente processados. 
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
A simulação computacional é uma ferramenta importante na modelagem de 
fluxos de detritos, podendo contribuir fortemente para o mapeamento de áreas 
susceptíveis, fornecendo subsídio a uma medida não-estrutural na prevenção de 
desastres. O modelo Kanako-2D tem apresentado boa assertividade na modelagem de 
fluxos de detritos e, por se tratar de um software livre, sua utilização deve ser mais 
incentivada no Brasil. Desastres como os ocorridos em Santa Catarina, em 2008, e no 
Rio de Janeiro, em 2011, poderiam ter sido evitados caso a população tivesse acesso a 
um mapeamento de perigo, por exemplo. 
Portanto, o presente Guia pode auxiliar usuários, gestores e tomadores de decisão 
sobre proteção e defesa civil a incrementar o mapeamento de áreas susceptíveis a fluxos 
de detritos no Brasil. Dessa forma, o mapeamento pode ser mais ágil, ajudando a evitar a 
ocorrência de novos desastres a partir de medidas não-estruturais. 
A teoria de fluxo de detritos é bastante complexa com base na hidráulica, 
hidrologia, mecânica do solo, geomorfologia e reologia. Isso deve ser por causa dos 
fenômenos bem complexos e do fato onde os mesmos são difíceis de ser mensurados. 
Às vezes, não é fácil encontrar um exemplo real de tal ocorrência e justamente 
por isso, o estudo por meio do uso de modelagem computacional pode ser muito útil no 
gerenciamento de desastres associados a fluxo de detritos. Como o modelo Kanako-2D é 
gratuito e livremente obtido na internet, pode ser recomendado para tal estudo aqui no 
Brasil. 
 
 
 
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7. REFERÊNCIAS 
 
IRDR — Integrated Research on Disaster Risk. Peril Classification and Hazard Glossary. 
Beijing: Integrated Research on Disaster Risk, 2014. 24p. (IRDR DATA Publication No. 
1). 
 
JAKOB, M; HUNGR,O. (eds.) Debris-flow hazards and related phenomena. Berlin: 
Springer-Verlag, 2005. 739p 
 
KOBIYAMA, M.; MICHEL, G.P.; ENGSTER, E.C.; PAIXAO, M. A. Historical analyses 
of debris flow disaster occurrences and of their scientific investigation in Brazil. Labor 
&Engenho, v.9, p.76-89, 2015. 
 
MICHEL, G.P. ; KOBIYAMA, M. Mapeamento de áreas susceptíveis a fluxos de detritos 
por meio de modelagem computacional. In: LADWIG, N.I.; SCHWALM, H. (Org.) 
Planejamento e gestão territorial: Hidrografia e sustentabilidade. Florianópolis: 
Insular, 2016. p.71-89. 
 
NISHIGUCHI, Y.; UCHIDA, T.; ISHIZUKA, T.; SATOFUKA, Y.; NAKATANI, K. 
Numerical simulation for run out process of large-scale debris flow focused on fine 
sediments behaviors – application for debris flow triggered by a deep catastrophic landslide. 
Journal of Japan Society of Erosion Control, v. 64, n. 3, p. 11 – 20, 2011. 
 
NAKATANI, K.; WADA, T.; SATOFUKA, Y.; MIZUYAMA, T. Development of 
“Kanako 2D (Ver.2.00),” a user-friendly one- and two-dimensional debris flow simulator 
equipped with a graphical user interface. International Journal of Erosion Control 
Engineering, v.1, p.62-72, 2008. 
 
PAIXAO, M. A. Análise de sensibilidade do modelo de fluxos de detritos – KANAKO-2D. 
2017. 98 f. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Instituto 
de Pesquisas Hidráulicas, Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos e Saneamento 
Ambiental, Porto Alegre, BR/RS. 
 
TAKAHASHI, T.; NAKAGAWA, H. Prediction of Stony Debris Flow Induced by Severe 
Rainfall. Journal of the Japan Society of Erosion Control Engineering, v.44, n.3, p.12-
19, 1991. 
 
TAKAHASHI, T. Progress in debris flow modeling. In: SASSA, K.; FUKUOKA, H.; 
WANG, F.; WABG, G. (eds.) Progress in landslide science. Heidelberg: Springer-Verlag, 
2007. p.60-77. 
 
 
 
18 
 
 
8. Apêndice 1. 
 
A seguir estão os arquivos, na forma de texto, que compõem a rotina de 
programação para a extração dos dados contidos no arquivo de resultado da simulação 
com o Kanako-2D. 
 
Tabela 1. Arquivo: CreateTXT 
 
function [ ] =CreateTXT(Ncols,Nrows, xllcorner, yllcorner, cellsize, 
NODATA_value,FileName,A) 
 
[n,m]=size(A); 
 
 
fileID = fopen(FileName,'w'); % 'w' means 'write' 
 
 
% PRINT THE HEADER TO '.ASC' FILE 
 
fprintf(fileID,'%s\n',Ncols); 
fprintf(fileID,'%s\n',Nrows); 
fprintf(fileID,'%s\n',xllcorner); 
fprintf(fileID,'%s\n',yllcorner); 
fprintf(fileID,'%s\n',cellsize); 
fprintf(fileID,'%s\n',NODATA_value); 
 
% COPY THE VALUES OF SOME MATRIX 
 
for i = 1:n 
 
 for j=1:m 
 
 fprintf(fileID,'%.4f ',A(i,j)); 
 
 end 
 
 fprintf(fileID,'\n'); 
 
end 
fclose(fileID); 
 
 
end 
 
 
 
 
19 
 
 
Tabela 2 Arquivo: Create_ASC_files 
% This function read a general txt file to formulate txt file of 
% information producted in KANAKO-2D 
 
clear all 
%---------------------------------------------------------------------
------ 
% Beginnig data 
%---------------------------------------------------------------------
------ 
%---------------------------------------------------------------------
------ 
filename='C:\kanako\extractor\sao_vendelino.dat'; % may contain the 
address if lies in different folder 
 
folder = 'C:\ kanako\extractor\asc_files'; % have to contain the 
address were you want save the 'asc' files 
 
%Create the header on .asc output file 
 
 Ncols = 'ncols 157'; 
 Nrows = 'nrows 482'; 
 xllcorner = 'xllcorner 465942.45983414'; 
 yllcorner = 'yllcorner 6752600.075'; 
 cellsize = 'cellsize 2.5'; 
NODATA_value = 'NODATA_value -9999'; 
 
 
%---------------------------------------------------------------------
------ 
% 1D vectors 
nSections=5; % complete with Section Number of 1D Simulation 
 
%---------------------------------------------------------------------
------ 
% 2D Matrix 
% Dimensions of each matrix ( flow depth, concentration, velocity x 
and 
% y-directions, surface altitude, sedeimentation thickness) 
nrows=482; 
ncols=157; 
 
% Number of simulated steps 
Time=1800; 
 
% Increment of simulated steps 
Increment=60; 
 
 
 
%% Initialize variables. 
NumberSteps=Time/Increment+1; 
nLayers=NumberSteps; 
u=(nSections+1)*nLayers+1;% 'nSections+1' is the number of lines of 
results 1D for one section + headline for each step and ....+1; its 
to head line 1D simulation 
 
 
 
%% Post processing for unimportable data. 
 
 
 
 
20 
 
 
%--------------- Pre-Allocating imported array to matrix -------------
-------------------------------------------------- 
FlowDepth = zeros(nrows,ncols,NumberSteps); % Pre-allocation of 
Matrix of Flow Depth 
Concentration = zeros(nrows,ncols,NumberSteps); % Pre-allocation of 
Matrix of Concentration 
xVelocity = zeros(nrows,ncols,NumberSteps); % Pre-allocation of 
Matrix of Velocities at x-deirection 
yVelocity = zeros(nrows,ncols,NumberSteps); % Pre-allocation of 
Matrix Velocities at y-deirection 
BedSurfAltitude = zeros(nrows,ncols,NumberSteps); % Pre-allocation of 
Matrix Bed Surface Altitude 
Sedeimentation = zeros(nrows,ncols,NumberSteps); % Pre-allocation of 
Matrix Sedeimentation Thickness 
%---------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------- 
 
 
%------- Legend to 'k' -------- 
% <1> - FlowDepth 
% <2> - Concentration 
% <3> - xVelocity 
% <4> - yVelocity 
% <5> - BedSurfAltitude 
% <6> - Sedeimentation 
 
for k=1:6 % complete each matrix of Flow depth, Concentration, x and 
y-Velocity, etc.... 
 
%----------------------------------------------------------------------------------------- 
%XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 
%---------------- Complete for FLOW DEPTH matrix ---------------------
----------------- 
 
if k==1 % <1> - FlowDepth; Copy all matrices of FlowDepth 
 
 for var=1:nLayers 
 
 startRow = u+1+(((var-1)*nrows)+var)*k+1; 
 dataArray = CopyDataValues(filename,startRow, nrows); 
 
 for i=1:nrows 
 for j=1:ncols 
 
 x = dataArray{:, j}; % x receive the value os variable of 
each columns of matrix 
 FlowDepth(:,j,var) = x; 
 
 end 
 end 
 clearvars dataArray 
 
 end 
 
end 
 
 
%---------------------------------------------------------------------
-------------------- 
%XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 
 
 
21 
 
 
%---------------- Complete for CONCENTRATION matrix ------------------
-------------------- 
 
if k==2 % <2> - Concentration; Copy all matrices of Concentration 
 
 for var=1:nLayers 
 
 b= u+2+(k-1)*(nrows*NumberSteps)+(k-1)*NumberSteps+((var-
1)*nrows)+var; 
 startRow =b; 
 dataArray = CopyDataValues(filename,startRow, nrows); 
 
 for i=1:nrows 
 for j=1:ncols 
 
 x = dataArray{:, j}; % x receive the value os variable of 
each columns of matrix 
 Concentration(:,j,var) = x; 
 
 end 
 end 
 clearvars dataArray 
 end 
 
end 
 
%---------------------------------------------------------------------
-------------------- 
%XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 
%--------------Complete for x-VELOCITY matrix ------------------------
-------------------- 
 
if k==3 
 
 for var=1:nLayers 
 
 startRow = u+2+(k-1)*(nrows*NumberSteps)+(k-
1)*NumberSteps+((var-1)*nrows)+var; 
 dataArray = CopyDataValues(filename,startRow, nrows); 
 
 for i=1:nrows 
 for j=1:ncols 
 
 x = dataArray{:, j}; % x receive the value os variable of 
each columns of matrix 
 xVelocity(:,j,var) = x; 
 
 end 
 end 
 clearvars dataArray 
 
 end 
 
end 
 
 
%---------------------------------------------------------------------
-------------------- 
%XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 
%--------------Complete for Y-VELOCITY matrix ------------------------
-------------------- 
 
 
22 
 
 
 
if k==4 
 
 for var=1:nLayers 
 
 startRow = u+2+(k-1)*(nrows*NumberSteps)+(k-
1)*NumberSteps+((var-1)*nrows)+var; 
 dataArray = CopyDataValues(filename,startRow, nrows); 
 
 for i=1:nrows 
 for j=1:ncols 
 
 x = dataArray{:, j}; % x receive the value os variable of 
each column of matrix 
 yVelocity(:,j,var) = x; 
 
 end 
 end 
 clearvars dataArray 
 
 end 
 
end % end of if-statament 
 
 
%---------------------------------------------------------------------
-------------------- 
%XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 
%--------------Complete for BEDSURFALTITUDE matrix ------------------
-------------------- 
 
 if k==5 
 
 for var=1:nLayers 
 
 startRow = u+2+(k-1)*(nrows*NumberSteps)+(k-
1)*NumberSteps+((var-1)*nrows)+var; 
 dataArray = CopyDataValues(filename,startRow, nrows); 
 
 for i=1:nrows 
 for j=1:ncols 
 
 x = dataArray{:, j}; % x receive the value os variable of 
each columns of matrix 
 BedSurfAltitude(:,j,var) = x; 
 
 end 
 end 
 clearvars dataArray 
 
 end 
 end 
 
 
 
 
%---------------------------------------------------------------------
-------------------- 
%XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 
%--------------Complete for SEDEIMENTATION matrix --------------------
------------------------ 
 
 
23 
 
 
 
if k==6 
 
 for var=1:nLayers 
 
 startRow = u+2+(k-1)*(nrows*NumberSteps)+(k-
1)*NumberSteps+((var-1)*nrows)+var; 
 dataArray = CopyDataValues(filename,startRow, nrows); 
 
 for i=1:nrows 
 for j=1:ncols 
 
 x = dataArray{:, j}; % x receive the value os variable of 
each columns of matrix 
 Sedeimentation(:,j,var) = x; 
 
 end 
 end 
 clearvars dataArray 
 
 end 
 
end 
 
end % end of Layer allocating of each Variable Matrix 
 
%% Create '.ASC' Files 
% more info on: <http://www.mathworks.com/help/matlab/matlab_prog/string-
evaluation.html> 
% about folder creation: 
<https://www.mathworks.com/matlabcentral/answers/76627-while-using-save-
command-i-wanna-choose-directory-which-files-can-be-saved-into-it> 
if exist(folder, 'dir') == 0 
 % Make folder if it does not exist. 
 mkdir(folder); 
end 
 
 
for k=1:6 
 if k==1 
 for i=1:nLayers 
 
 n = (i-1)*Increment; % preffix of time step map 
 FileName = sprintf('FlowDepth%d.asc',n); % add type 
preffix to file name 
 fullFileName = fullfile(folder, FileName); 
 A=FlowDepth(:,:,i); % receive the matrix of values; 
 CreateTXT(Ncols,Nrows, xllcorner, yllcorner, cellsize, 
NODATA_value,fullFileName,A); 
 
 end 
 end 
 if k==2 
 for i=1:nLayers 
 n = (i-1)*Increment; % preffix of time step map 
 FileName = sprintf('Concentration%d.asc',n); % add type 
preffix to file name 
 fullFileName = fullfile(folder, FileName); 
 A=Concentration(:,:,i); % receive the matrix of values; 
 CreateTXT(Ncols,Nrows, xllcorner, yllcorner, cellsize, 
NODATA_value,fullFileName,A); 
 end 
 end 
 
 
24 
 
 
 if k==3 
 for i=1:nLayers 
 n = (i-1)*Increment; % preffix of time step map 
 FileName = sprintf('xVelocity%d.asc',n); % add type 
preffix to file name 
 fullFileName = fullfile(folder, FileName); 
 A=xVelocity(:,:,i); % receive the matrix of values; 
 CreateTXT(Ncols,Nrows, xllcorner, yllcorner, cellsize, 
NODATA_value,fullFileName,A); 
 end 
 end 
 if k==4 
 for i=1:nLayers 
 n = (i-1)*Increment; % preffix of time step map 
 FileName = sprintf('yVelocity%d.asc',n); % add type 
preffix to file name 
 fullFileName = fullfile(folder, FileName); 
 A=yVelocity(:,:,i); % receive the matrix of values; 
 CreateTXT(Ncols,Nrows, xllcorner, yllcorner, cellsize, 
NODATA_value,fullFileName,A); 
 end 
 
 end 
 if k==5 
 for i=1:nLayers 
 n = (i-1)*Increment; % preffix of time step map 
 FileName = sprintf('BedSurfAltitude%d.asc',n); % add 
type preffix to file name 
 fullFileName = fullfile(folder, FileName); 
 A=BedSurfAltitude(:,:,i); % receive the matrix of 
values; 
 CreateTXT(Ncols,Nrows, xllcorner, yllcorner, cellsize, 
NODATA_value,fullFileName,A); 
 end 
 end 
 if k==6 
 for i=1:nLayers 
 n = (i-1)*Increment; % preffix of time step map 
 FileName = sprintf('Sedeimentation%d.asc',n); % add type 
preffix to file name 
 fullFileName = fullfile(folder, FileName); 
 A=Sedeimentation(:,:,i); % receive the matrix of values; 
 CreateTXT(Ncols,Nrows, xllcorner, yllcorner,cellsize, 
NODATA_value,fullFileName,A); 
 end 
 end 
 
end 
 
 
 
 
 
25 
 
 
Tabela 3 Arquivo: CopyDataValues 
function [dataArray] = CopyDataValues(filename,startRow, nrows) 
%Copy direct from txt file the corresponding matrix 
 
formatspec = 
'%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.
8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10
.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%1
0.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%
10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f
%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8
f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.
8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10
.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%1
0.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%
10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f
%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8
f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.
8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10
.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%1
0.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%
10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f
%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8
f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.
8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10
.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%1
0.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%
10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f
%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8
f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.
8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10
.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%1
0.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%
10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f
%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8
f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.
8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10
.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%1
0.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%
10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f
%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8f%10.8
f%10.8f%f%[^\n\r]'; 
 
endRow = nrows+startRow-1; 
 
% Open the text file. 
fileID = fopen(filename,'r'); 
 
% Read columns of data according to format string. 
% This call if based on the structure of the file used to generate 
this 
% code. If an error occurs for a different file, try regenerating the 
code 
% from the Import Tool. 
 
textscan(fileID, '%[^\n\r]', startRow-1, 'ReturnOnError', false); 
dataArray = textscan(fileID, formatspec, endRow-startRow+1, 
'Delimiter', '', 'Whitespace', '', 'EmptyValue' ,NaN,'ReturnOnError', 
false); 
 
% Close the text file. 
fclose(fileID); 
 
end