APOSTILA Estudo de rompimento de barragem utilizando HEC-RAS

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Índice 
 
 
Conceitos e Procedimentos Iniciais 
• Conceitos e Procedimentos Iniciais no HEC-RAS 
• Conhecendo o HEC-RAS 
• Ajustando o Sistema Operacional 
• Criando Um Projeto e Ajustando as Unidades 
 
 
Construindo a Geometria no Civil 3D 
• Como Construir a Geometria no Civil 3D 
• Por Que Utilizar o Civil 3D Para Criar a Geometria? 
• Superfícies e Dados Topográficos 
• Alinhamentos e Sentido do Curso D'água 
• Seções Transversais 
• Exportação para o HEC-RAS 
 
 
Ajustando a Geometria no HEC-RAS 
• Como Ajustar a Geometria no HEC-RAS 
• Criação da Geometria 
• Importação dos Dados Geométricos e Inversão do Sentido do Rio 
• Visualizando e Ajustando as Seções Topobatimétricas 
• Coeficientes de Manning e Interpolação de Seções 
• Levees 
• Inserindo Informações Geométricas da Barragem 
 
 
Dados do Escoamento e Condições de Contorno 
• Dados do Escoamento e Condições de Contorno da Barragem 
• Criando o Arquivo de Dados do Escoamento 
• Condições de Contorno 
• Definindo o Rompimento da Barragem 
 
 
Simulação 
• Simulação do Rompimento da Barragem 
• A Janela de Simulação 
• Solicitando Novos Hidrogramas 
• Realizando a Simulação e Visualizando as Informações 
 
 
 
 
 
 
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Resultados 
 
• Resultados da Simulação 
• Hidrogramas 
• Perfis e Seções 
• Inundação 2D e 3D 
• Dados Tabulares 
 
 
Mapa de Inundação 
• Criando um Mapa de Inundação 
• O RAS Mapper 
• Criando um Arquivo Geotiff no Civil 3D 
• Criando um Arquivo flt no Saga GIS 
• Criando um Mapa no RAS Mapper 
• Exportando o Mapa de Inundação 
• Finalizando o Mapa 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1. Conceitos e Procedimentos Iniciais 
 
1.1 Conceitos e Procedimentos Iniciais no HEC-RAS 
 
 Neste momento iniciaremos nosso curso referente à Estudos de Rompimento de 
Barragens utilizando o HEC-RAS. Desta forma, estaremos realizando uma das mais 
importantes etapas de um estudo de rompimento, que é a análise do escoamento. 
 Afinal, a partir da análise de escoamento, poderemos identificar as áreas de 
alagamento e o tempo de chegada das ondas de inundação, informações estas, 
fundamentais para que as providências necessárias para garantir o bem estar da 
população à jusante, e a redução de impactos ambientais aconteçam. 
 
 
 
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 Para que possamos navegar em águas calmas, durante este curso, é fundamental 
conhecermos o HEC-RAS, suas potencialidades e fraquezas, assim como as informações 
necessárias para a realização do estudo de rompimento. Além disso, você deverá 
conhecer a forma de criação de novos projetos neste software os ajustes necessários no 
Sistema Operacional do computador, para que a simulação possa acontecer. 
 Assim, para que você possa melhor participar deste curso, é de extrema 
importância que interaja com empenho, com as aulas e atividades propostas neste 
primeiro módulo. 
 
 
1.2 Conhecendo o HEC-RAS 
 
 Durante esta primeira aula do Curso, apresentaremos à vocês o software HEC-
RAS, seus desenvolvedores, seus pontos fortes e fracos, de forma que você termine esta 
aula sabendo exatamente o que pode, ou não realizar neste software. 
 HEC-RAS, na verdade é uma sigla, que traduzida significa Sistema de Análises de 
Rios do Corpo de Engenharia do Exército Norte Americano. 
 
 
 
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 A partir deste software podemos realizar análises envolvendo Escoamento 
Permanente, Não Permanente, Análise da qualidade da água e Movimento de 
Sedimentos, o que permite ao usuário obter informações bastante precisas em cada tipo 
de simulação. 
 Falando de vantagens e desvantagens, podemos citar como principais vantagens o 
fato do software ser gratuito e trabalhar com pequenas simplificações na equação de 
Saint Venant. Devido a essa precisão, utilizar o HEC-RAS agrega valor a um estudo de 
escoamento, pois é visto pelos profissionais da área como referência neste quesito. 
 Como pontos fracos, podemos citar que a versão 4.1 é totalmente em inglês, o que 
pode ser facilmente contornado, e o fato desta versão trabalhar somente com o Modelo 
Unidimensional de Escoamento, o que pode afetar negativamente na simulação, quando 
o escoamento transborda para fora da calha do rio. 
 Contudo, o HEC-RAS ainda continua com um alto grau de precisão e 
confiabilidade, que permite considerar os dados apresentados como significativos durante 
a tomada de decisões relacionadas aos impactos causados por uma determinada 
inundação. 
 Voltando às vantagens, o HEC, como chamaremos carinhosamente, permite 
integração com poderosos softwares de análise GIS, como o ArcGIS e o AutoCAD Civil 
3D, e assim facilitando na criação de mapas de inundação. 
 
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 Para facilitar seu aprendizado, assista ao vídeo a seguir, onde mostraremos um 
pouco mais do HEC-RAS 4.1. 
 
 
1.3 Ajustando o Sistema Operacional 
 
 Para que possamos utilizar o HEC-RAS em nossos computadores, primeiramente 
precisaremos ajustar nosso Sistema Operacional. Para isso utilizaremos o Painel de 
Controle do Windows. 
 Esse procedimento é fundamental, pois necessitamos utilizar como configuração 
de Idioma e Região, as opções relacionadas à língua inglesa e padrão numérico norte 
americano. Isso se deve ao fato do software ser desenvolvido nos Estados Unidos, e lá 
utilizarem este padrão. 
 
 
 
 
 Por sorte, o Sistema Internacional de Unidades pode ser adotado para a realização 
da simulação, como veremos na próxima aula. 
 Como este é um procedimento fundamental para a realização do estudo de 
rompimentos de barragens no HEC-RAS, apresentaremos em uma vídeo aula o acesso 
ao Painel de Controle, e a forma de escolher a opção Inglês (Estados Unidos) como 
 
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região adotada no Sistema Operacional. 
 Desta forma esperamos que ao final da aula, o aluno entenda o procedimento 
correto para que a simulação possa acontecer normalmente. Em caso de dúvidas, retorne 
à esta aula sempre que necessário. 
1.4 Criando um projeto e ajustando as unidades 
 
 O HEC-RAS é um software baseado na ideia de projetos. Desta forma, ele reunirá 
todas as informações necessárias em uma simulação, e permitirá ao usuário interagir com 
cada uma delas separadamente. 
 Desta forma, aprenderemos ao longo desta aula o procedimento para criar um novo 
projeto, e escolher o sistema de coordenadas mais adequado para a realização de uma 
simulação, contudo, vale ressaltar, que o HEC-RAS só oferece duas opções de Sistemas 
de Unidades, o Internacional e o Norte Americano. 
 
 
 
 
 
 Apesar do software permitir criar o projeto com extrema facilidade, o usuário deverá 
ser cuidadoso na hora de criar sua estrutura de pasta, para que o endereço do arquivo 
não seja muito longo. Desta forma, preste bastante atenção ao longo da aula pois 
comentaremos este erro e as formas de evitá-lo. 
 
 
 
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2. Construindo a Geometria no Civil 3D 
 
 Agora que já conhecemos o HEC-RAS e as informações necessárias para realizar 
uma simulação de rompimento de barragens, precisamos dar o primeiro passo rumo a 
esta simulação. 
 Para isso, utilizaremos um importante software da Autodesk, o AutoCAD Civil 3D 
para a criação dos dados geométricos que representarão a barragem e o curso d’água 
que será estudado. 
 O AutoCAD Civil 3D, que chamaremos apenas de Civil 3D, em diversos momentos, 
é um software voltado para projetos de infraestrutura e grandes obras. A partir dele, 
podemos criar projetos de estradas, barragens, pontes, entre outras, utilizando dados 
topográficos,análises de elevação, declividades e por ai vai... 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Seu uso será fundamental, pois permitirá o uso de dados topográficos, que 
representarão o terreno onde se encontra a bacia, e de Alinhamentos, que representarão 
o rio analisado. Além disso, ele possui uma ferramenta que facilitará a exportação dos 
dados, em um dos formatos aceitos pelo HEC-RAS. 
 Desta forma, é fundamental que você se empenhe em assistir as aulas, quantas 
vezes forem necessárias, realizar os exercícios e tirar dúvidas com nossos tutores, pois 
esta etapa será necessária em qualquer estudo de rompimento que você realizar no 
futuro. 
2.1 Por que utilizar o Civil 3D para criar a Geometria? 
 
 A grande pergunta desta aula é: Por quê utilizar o AutoCAD Civil 3D? 
 A resposta é bem simples, por quê, ele oferece todas as ferramentas necessárias 
para você criar os componentes da geometria, e em seguida exportá-las para o HEC-
RAS. 
 A interação deste software com o HEC-RAS é tão levada a sério, que a partir da 
versão 2012 do AutoCAD Civil 3D foi inserida uma ferramenta de exportação, nativa ao 
programa. Desta forma, você não precisará instalar nenhum aplicativo extra para enviar 
as informações da sua bacia para o HEC-RAS. 
 
 
 
 
 
 
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 Desta forma, você conseguirá extrair de um desenho criado no Civil 3D, sua 
Superfície, Alinhamento e informações das seções que serão utilizadas na simulação. 
 É muito importante ressaltar, que o Civil 3D não fará mágicas, desta forma, a 
qualidade dos dados utilizados durante a criação da geometria é fundamental para que os 
dados exportados para o HEC-RAS sejam confiáveis. 
2.2 Superfícies e dados topográficos 
 
 As Superfícies são peças fundamentais para um estudo de rompimento de 
barragens, pois elas servirão de base para a delimitação da bacia, e construção do mapa 
deinundação. 
 Desta forma, a qualidade da Superfície criada, dependerá da precisão dos pontos 
topográficos utilizados para construí-la. 
 Apesar de neste curso, nós utilizarmos pontos topográficos para construção da 
Superfície, este não é o único método de construção, pois o Civil 3D nos possibilita utilizar 
curvas de nível, imagens de satélite, entre outras. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Como a Superfície que representará o terreno analisado, é um objeto 
tridimensional do Civil 3D, seremos capazes de analisar as características do local, e 
utilizar estas informações para obter a mancha de inundação, que é uma informação 
fundamental em um estudo de rompimento de barragens. 
2.3 Alinhamentos e sentido do curso d’água 
 
 Uma vez que já possuímos a Superfície que representa o local do estudo, 
precisaremos agora criar um Alinhamento. 
 O Alinhamento é um objeto unidimensional, que define um traçado. Este traçado 
pode ser utilizado para representar cursos d’água, eixos de rodovia, eixos de barragens, 
entre outras aplicações. 
 Felizmente, o processo para criação deste objeto é extremamente simples, já que é 
possível traça-lo manualmente, ou utilizar uma linha, existente no desenho para 
transformação em Alinhamento. 
 Ao longo desta aula, vocês aprenderão também, a escolher o sentido correto do 
rio, para que o HEC-RAS interprete corretamente o posicionamento das seções. Desta 
forma, esta aula se torna fundamental para a realização de um estudo de escoamento. 
 
 
 
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2.4 Seções Transversais 
 Neste ponto, chegamos em um objeto de extrema importância para o estudo do 
rompimento de barragens. Trata-se do objeto Sample Line, que representará as seções 
topobatimétricas da simulação. 
 Este objeto, fornecerá ao HEC-RAS as informações referentes à um corte 
transversal do terreno, em relação a uma determinada seção do curso d’água analisado. 
Para isso, ele busca a interação do traçado da Sample Line com a Superfície existente, 
obtendo uma seção bidimensional, baseada na elevação baseada na posição. 
 
 
 
 
 
 Neste ponto, é importante ressaltar, que as seções serão criadas com base na sua 
Superfície, desta forma, a qualidade dos dados que foram utilizados para construí-las é 
fundamental para que a sua simulação seja precisa. 
 Outro ponto importante é que as elevações das Seções serão obtidas com base na 
topografia, desta forma, se você deseja que as seções apresentem as informações da 
batimetria do rio, estas informações devem estar presentes durante a criação da 
topografia. 
 
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2.5 Exportação para o HEC-RAS 
 Finalmente chegamos no ponto onde exportaremos as informações para o HEC-
RAS. Felizmente, mais uma vez o Civil 3D nos oferecerá uma ferramenta extremamente 
simples de trabalhar. 
 Esta ferramenta, que se chama Export to HEC-RAS, permite que você escolha a 
Superfície, o Alinhamento e o conjunto de Seções que será exportado para o HEC-RAS. 
 
 
 
 
 
 O procedimento de exportação poderá levar um certo tempo, dependendo da 
complexidade da geometria criada, e uma vez estando pronto poderemos partir para a 
próxima etapa. A construção do projeto no HEC-RAS. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3 Ajustando a Geometria no HEC-RAS 
 
3.2 Como Ajustar a Geometria no HEC-RAS 
 Neste momento, nós já criamos uma geometria, representando a bacia, barragem e 
suas seções, e agora precisamos inserir estas informações no HEC-RAS. Apesar do Civil 
3D contribuir efetivamente para a criação da geometria, esta precisa ser finalizada antes 
da realização de uma simulação. 
 Desta forma, precisaremos importar os dados, que se encontra em um formato 
GIS, e ajustar o sentido do rio, que foi construído de forma invertida no Civil 3D. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Em seguida, precisaremos ajustar as grandes estrelas de uma simulação no HEC-
RAS, as Seções Topobatimétricas. Neste ponto, você verá que é possível ajustar a 
geometria desta seções manualmente, ou então inserir dados tabulares, o que é uma 
forma muito interessante de apresentar suas informações. 
 Outro ponto importante deste módulo é que definiremos os valores dos 
Coeficientes de Manning deste curso d’água, e realizaremos uma interpolação de seções. 
 A interpolação de seções, nos permitirá criar seções em locais onde não foram 
realizadas medições. Apesar de não ser uma forma muito precisa, nos permitirá alcançar 
uma maior estabilidade durante a simulação. 
 Assim, fica claro que as informações contidas nesta etapa devem possuir um maior 
nível de precisão, pois afetarão na qualidade da mancha de inundação e 
consequentemente do seu estudo de rompimento de barragens. 
 Devido à importância deste módulo, aconselho assistirem os vídeos e realizarem 
cada etapa, quantas vezes forem necessárias, para seu entendimento. 
3.3 Criação da Geometria 
 
 Na aula em que criamos o projeto no HEC-RAS, vimos que sua estrutura nos 
permitirá criar cada etapa da simulação separadamente. 
 Desta forma, iniciaremos nesta aula, uma das mais importantes etapas de uma 
simulação de rompimento de barragens, a criação da Geometria. 
 A Geometria, constitui o desenho esquemático da bacia, seu curso d’água e suas 
seções topobatimétricas, mas antes que possamos inserir tais informações no HEC-RAS, 
precisaremos primeiramente criar um arquivo de geometria. 
 
 
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 É importante lembrarmos, que o nome desta geometria deve ser o mais reduzido 
possível, pois assim não criaremos arquivos com nomes muito extensos, evitando 
possíveis erros de simulação. 
 Um ponto importante da Geometria do HEC-RAS, é que o usuário poderá criar 
diferente arquivos em um mesmo projeto, e desta forma analisar um mesmo rompimento 
a partir de diferentes ângulos. 
 
 
3.4 Importação dos Dados Geométricos e Inversão do Sentido do 
Rio 
 
 Agora que já possuímos um arquivo de Geometria no HEC-RAS, poderemos então 
importar os dados geométricos provenientes do AutoCAD Civil 3D. 
 Para isso, basta acessar a janela de geometria, e acessar o arquivo, onde 
encontraremos a opção Import GeometryData. Neste campo, veremos que é possível 
importar geometrias a partir de diferentes formatos, ou seja, geometrias criadas em 
diferentes softwares. 
 
 
 
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 Assim que a geometria for inserida no HEC-RAS, deveremos inverter o sentido do 
rio. Esta etapa é fundamental para que a simulação do escoamento ocorra no sentido 
correto, pois durante a criação do Alinhamento no Civil 3D, a escolha do sentido do 
estaqueamento foi invertida, para que assim o HEC-RAS entenda corretamente quais são 
as seções à montante e jusante do rio. 
 Felizmente, o software nos fornecerá uma ferramenta que inverterá 
automaticamente o sentido do rio, colocando tudo em ordem e nos permitindo passar para 
a próxima etapa, que envolve o ajuste das seções topobatimétricas. 
3.5 Visualizando e ajustando as seções topobatimétricas 
 
 Agora que nós já criamos nossa Geometria, e importamos seu desenho a partir do 
Civil 3D, partiremos pra etapa de ajustes. 
 Esta etapa de ajustes consiste em visualizar as características das seções 
topobatimétricas, e definir, para cada uma delas, os pontos que delimitam as margens do 
curso d’água. Desta forma, este procedimento permitirá ao usuário definir em que locais 
serão adotados os Coeficientes de Manning para o canal e suas margens. 
 Para realizar estes ajustes, conheceremos o Editor Gráfico de Seções 
Transversais, em inglês Graphical Cross Section Editor, que nos permitirá realizar estes 
ajustes manualmente. 
 
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 Feito esse procedimento, em cada seção, poderemos utilizar uma importante 
ferramenta do HEC-RAS, que é a Interpolação de seções. Esta ferramenta criar novas 
seções com base nas características das seções mais próximas. Isto permite ao usuário 
obter um número maior de seções, aumentando sua precisão e diminuindo a instabilidade 
da simulação. 
 
 
3.6 Coeficientes de Manning e Interpolação de seções 
 
 Durante esta aula você irá aprender o procedimento para inserir o Coeficiente de 
Manning nas seções topobatimétricas existentes na Geometria. 
 Para isso, utilizaremos a tabela de Coeficiente de Manning, que é uma planilha 
muito simples de ser utilizada, bastando ao usuário identificar a seção desejada e inserir o 
valor de n adequado. 
 Neste ponto, é importante ressaltar, que o HEC-RAS permitirá a você, adotar o 
mesmo valor de Coeficiente de Manning para todas as seções, ou então inserir valores 
diferentes em cada uma. Isso dependerá da simulação que você estiver realizando e da 
disponibilidade de informações. 
 
 
 
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 Em caso de dúvidas, o HEC-RAS oferece um botão de ajuda, que o levará a uma 
página contendo alguns valores de Coeficiente de Manning relacionados à algumas 
determinadas situações. Vale ressaltar que estes valores são baseados em cursos d’água 
um pouco diferentes dos nosso, contudo, outras tabelas podem ser encontradas em 
bibliografias da área. 
3.7 Levees 
 
 O uso de Levees é de extrema importância em uma simulação de escoamento, 
pois permite ao usuário definir as elevações que devem ser ultrapassadas pela água para 
que ocorra uma inundação no terreno. 
 
 
 
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 Mas por que o HEC-RAS cria inundações em áreas que não deveria ser 
inundadas? Essa pergunta é simples! O HEC-RAS utiliza o conceito de Vasos 
Comunicantes, e por isso, imagina que todos os pontos, de mesma elevação de uma 
seção topobatimétrica devem ser inundados de acordo com o nível d’água atingido. 
 Felizmente, o uso de Levees é extremamente simples, e pode ser feito a partir do 
Editor Gráfico de Seções Transversais, conforme visualizarmos na aula 3.3 deste curso. 
 Outro ponto importante do uso de Levees, é que a precisão da simulação será 
aumentada, assim como sua estabilidade. 
 Vale ressaltar que este procedimento deve ser realizado antes da interpolação de 
seções. Caso você já tenha realizado o procedimento da interpolação de seções é só 
repeti-lo para que as novas seções também possuam os Levees definidos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3.8 Inserindo Informações Geométricas da Barragem 
 
 Agora chegou a hora de criar a estrela deste curso, a barragem que será rompida! 
 Neste caso, vale ressaltar que estaremos realizando uma simulação hipotética de 
um rompimento de uma barragem que não existe. Contudo, o procedimento que deve ser 
realizado é o mesmo para qualquer tipo de barragem. 
 Felizmente, mais uma vez o HEC-RAS facilitará o nosso trabalho de criação, pois 
permitirá que o usuário escolha o local onde a barragem será inserida, assim como as 
características geométricas da barragem, como largura e altura. 
 
 
 
Uma vez que nossa barragem estiver pronta, poderemos partir para os próximos 
passos da simulação, que se refere aos dados referentes ao escoamento e as condições 
de contorno necessárias. 
 Como temos certeza que você está ansioso por essa vídeo aula, vamos parar por 
aqui e partir para o vídeo! 
 Boa aula. 
 
 
 
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4 Dados do escoamento e condições de contorno 
 
4.2 Dados do Escoamento e Condições de Contorno da Barragem 
 
 Uma simulação de rompimento de barragens no HEC-RAS, nos fornece vários 
tipos de informações. E para que ela aconteça, você precisa inserir todas as informações 
referentes à bacia, barragem e escoamento. 
 
 
 
 A definição dos dados de escoamento é uma etapa bem mais simples do que a 
definição dos dados geométricos. Sendo assim, o hercúleo trabalho realizado no módulo 
anterior, se reduz drasticamente neste momento. Uma boa notícia, não? 
 Em virtude disso, precisaremos definir as condições iniciais da simulação, e assim 
inserir informações referentes à vazão do rio, no momento do rompimento e o nível 
d’água no reservatório. 
 
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 Em seguida, definir a forma como a barragem irá romper. O rompimento será total? 
Ou então ele acontecerá aos pontos ao longo de um determinado tempo? É claro, que a 
escolha feita pelo usuário irá influenciar na complexidade do estudo, e consequentemente 
na quantidade de informações necessárias. 
 Por fim, definiremos a condição de contorno na seção mais a jusante do rio 
analisado. Normalmente, esta condição de contorno é a declividade do local, contudo, 
veremos que é possível inserir outras informações, mas como esta pode ser obtida 
facilmente, a utilizaremos para simplificar um pouco a simulação. 
 Assim como nos outros módulos, aconselho retornar às aulas sempre que 
necessário para que nenhuma dúvida seja levada em diante. Lembre-se que contamos 
com uma ótima equipe de tutores, que estão sempre disponíveis para ajudá-los. 
4.3 Criando o arquivo de dados do escoamento 
 
 Agora que a Geometria da Bacia se encontra inserida no HEC-RAS, partiremos 
para uma nova etapa de nosso curso, a definição dos dados do escoamento, e 
consequentemente do rompimento. 
 Para isso, realizaremos um procedimento similar ao de criação da Geometria do 
projeto. Este procedimento consiste em criar os Dados do Escoamento não Permanente, 
Unsteady Flow Data. 
 
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 Assim como foi feito anteriormente, criaremos o arquivo que armazenará as 
informações do escoamento, e neste ponto devemos tomar os mesmos cuidados que 
tomamos durante a criação da geometria no que diz respeito ao tamanho do nome do 
arquivo. 
 Lembrando que nomes muito extensos poderão impedir que a simulação seja 
realizada, e desta forma não devem ser utilizados em qualquer tipo de simulação 
realizada HEC-RAS. 
4.4 Condições de contorno 
 
 O HEC-RAS faz uso de modelos matemáticos, para solucionar a equação de Saint 
Venant, e assim obter os dados referentes à simulação do escoamento. 
 Para que isso seja possível, é necessário que o usuário forneça algumas 
informações referentes ao escoamento, que serão utilizados como Condições de 
Contorno. Estas condições, consideradas como condições iniciais, permitirão ao modelo 
obter as cotas de inundação, tempo de chegada da onda, e outras informações 
 
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necessáriasem uma simulação de rompimento de barragens. 
 
 Apesar de o HEC-RAS possuir inúmeras opções de Condições de Contorno, as 
mais utilizadas são o Hidrograma e a Declividade da Linha de Energia, utilizadas como 
condições de montante e jusante respectivamente. Contudo, em simulações de 
rompimento de barragens, o software não exigirá uma condição de contorno à montante, 
pois esta informação será obtida à partir da definição, por parte do usuário, do 
rompimento que acontecerá. 
 Neste caso, entenda que será necessário definir a forma como este rompimento 
acontecerá. 
 
 
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 Desta forma, aproveitaremos esta vídeo aula para conhecer um pouco melhor 
estas opções e as formas de obter as informações necessárias. 
4.5 Definindo o rompimento da barragem 
 
 Como foi dito anteriormente, em um estudo de rompimento de barragens, a 
condição de contorno para a seção mais a jusante costuma ser os dados referentes ao 
rompimento. 
 Desta forma, precisamos definir de que forma esse rompimento acontecerá, e para 
isso podemos utilizar algumas referências, que nos fornecerão a forma como a brecha é 
formado ao longo do tempo, ou imaginar um rompimento total, onde o escoamento é 
calculado como se a barragem fosse retirada, e toda a água armazenada fluirá. 
 Este tipo de simulação, é muito interessante para obter os dados mais críticos de 
uma rompimento de barragem, pois analisa toda a água armazenada sendo escoada ao 
mesmo tempo. 
 
 
 
 
 
 
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 Para definir os dados do rompimento, retornaremos à janela de Geometria, e 
acessaremos a seção onde foi inserida a barragem, conforme realizado na aula 3.6. 
 Desta forma, se existir alguma dúvida em relação à construção da barragem, 
retorne à esta aula para que fique mais fácil o seu aprendizado. 
 
 
5 Simulação 
 
5.2 Simulação do Rompimento da Barragem 
 
 Finalmente chegamos ao tão esperado momento, o da realização da simulação do 
rompimento da barragem. 
 Neste momento é importante ressaltar que as coisas podem não andar tão bem 
como esperamos, pois o HEC-RAS possui um modelo matemático, que apesar de 
preciso, é bastante sensível, e a simulação por várias vezes pode não acontecer. Assim, a 
experiência do usuário é fundamental para que os problemas possam ser ajustados e a 
simulação acontecer da forma como esperamos. 
 Assim, conheceremos a Janela de Simulação em Regime de Escoamento não 
Permanente, e as informações que ali são apresentadas. Neste momento, será muito 
importante que você entenda como inserir as informações na janela de tempo da 
simulação. 
 Antes de realizarmos nossa simulação, aprenderemos a solicitar ao HEC-RAS 
hidrogramas em pontos diferentes dos fornecidos por padrão, e assim conseguir 
acompanhar de forma mais adequada a propagação das ondas de inundação. 
 Quando tudo estiver pronto, realizaremos a simulação e analisaremos as 
informações apresentadas ao fim, para que possamos visualizar o nível de precisão dos 
resultados e os locais onde possam estar acontecendo alguns pequenos erros, que se 
corrigidos contribuirão positivamente para a precisão dos resultados. 
 
 
 
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5.3 A janela de simulação 
 
 A janela de simulação de HEC-RAS é o local onde definimos as informações 
referentes a simulação de rompimento de barragens que será realizada. 
 É neste momento que selecionamos o intervalo de tempo que será analisado, o 
tipo de escoamento e onde também indicamos quais são as informações que serão 
utilizadas durante a simulação. 
 
 
 
 Além disso, esta janela possui algumas ferramentas escondidas, que nos permitirá 
solicitar um número maior de hidrogramas e até mesmo alterar os parâmetros do modelo 
numérico, que permite ao software calcular o nível d'd'água em relação a vazao. Contudo, 
está segunda parte requer um pouco de conhecimento do usuário com relação ao método 
numérico aplicado. 
 Como o HEC-RAS é desenvolvido pelo Corpo de Engenheiros do Exército, muitas 
das informações que devem ser inseridas nesta janela de simulação deverão estar no 
formato militar, e por sorte, este formato é muito simples de entender. 
 
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5.4 Solicitando novos hidrogramas 
 
 Por padrão, o HEC-RAS apresenta como resultado, hidrogramas nas seções mais 
a montante e mais à jusante da simulação. Contudo, é comum necessitarmos de mais 
informações em relação à propagação das ondas de inundação, principalmente para que 
possamos prever à chegada da água em pontos importantes. 
 
 
 
 
 Para isso, é possível na janela de simulação do HEC-RAS solicitar quantos 
hidrogramas acharmos necessários para que possamos analisar os resultados. Desta 
forma, você aprenderá ao longo desta aula o procedimento para solicitar os hidrogramas 
que serão necessários para complementação dos resultados apresentados ao fim da 
simulação. 
 Como esse procedimento é de extrema importância para os resultados obtidos, é 
fundamental que você retorne à esta aula sempre que necessário para sanar possíveis 
dúvidas que possam surgir ao longo da aula. 
 
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5.5 Realizando a simulação e visualizando as informações 
 
 Finalmente chegamos ao momento mais esperado, o da realização da simulação 
do escoamento. Para isso, criamos geometrias, inserimos informações do escoamento, e 
ajustamos a janela de simulação. 
 Agora, falta clicar em Compute para que a simulação ocorra. 
 Apesar de ser o momento mais esperado, a simulação do escoamento pode não 
acontecer por diversos fatores! E para que você saiba como proceder nestes casos, 
faremos algumas explanações sobre os principais fatores que alteram a estabilidade de 
uma simulação. 
 Além disso, ensinaremos alguns procedimentos que podem ser realizados para 
que a estabilidade da simulação aumente. 
 
 
 
 
 Contudo, é importante ressaltar, que a simulação de um rompimento de barragem 
 
32 
 
no HEC-RAS é parecida com o ato de navegar em um rio turbulento, ou utilizando um 
pouco de humor, navegar nas águas do rompimento. Então, você deve estar preparado 
para atuar nas correções dos parâmetros que possam estar influenciando negativamente 
a sua simulação. 
 Felizmente, após as correções necessárias, a simulação acontecerá e os 
resultados apresentados possuirão um bom nível de precisão, precisão esta que seremos 
capazes de visualizar no relatório apresentado após a realização da simulação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6 Resultados 
 
6.2 Resultados da Simulação 
 
 Após a realização da Simulação, chega o momento de analisar os resultados. 
 Felizmente o HEC-RAS possui um conjunto bastante completo de resultados, que 
serão apresentados na forma de gráficos e tabelas, e que inclusive, podem ser 
exportados para softwares externos e melhor analisados, como o Excel e o Civil 3D, por 
exemplo. 
 Assim, começaremos estudando os resultados na forma de hidrogramas, que nos 
fornecerão a vazão e o tempo de chegada da onda de inundação nos locais selecionados. 
 Aqui também será possível visualizar os “cotagrama” que nos fornecerão as cotas 
que a água atingirá durante a propagação da onda de inundação. 
 Os perfis e seções, nos apresentarão uma forma gráfica de visualizar o 
deslocamento das ondas, e consequentemente a inundação em cada local analisado. Use 
e abuse destes resultados em seus relatórios, pois fornecem uma forma simples para que 
pessoas leigas possam interpretar as informações. 
 Ainda dentro do HEC-RAS conseguiremos visualizar a mancha de inundação de 
forma bi e tridimensional. Contudo, vale ressaltar que essas manchas de inundação não 
devem ser utilizadas para a construção do mapa de inundação, etapa esta que será 
apresentada em um único módulo. 
 Por fim, serão apresentadas os resultados da simulação na forma de dados 
tabulares, onde será possível visualizar velocidades, cotas e outras informações que 
podem ser importantes durante seu relatório. Para complementar,será apresentado o 
procedimento para exportar os dados em formato XLS, do Excel. 
 Aproveitem para explorar os resultados, e conhecer de que forma o HEC-RAS 
poderá enriquecer seus relatórios referentes ao estudo de rompimento de uma barragem. 
 
 
 
 
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6.3 Hidrogramas 
 
 Um dos resultados mais importantes é o Hidrograma. Afinal, este gráfico, irá 
fornecer ao usuário a forma como a onda de inundação se propaga ao longo do curso 
d’água analisado no HEC-RAS. 
 Outra vantagem deste tipo de informação é que o HEC-RAS facilitará a 
visualização de informações importantes como as vazões de pico, o tempo que leva para 
que essa vazão chegue ao local, e o mesmo vale para o nível d’água. 
 
 
 
 
 Desta forma, teremos em mãos importantes informações referentes à simulação de 
rompimento de barragem, que serão extremamente úteis para a criação de um Plano de 
Ações Emergenciais e realização de ações de redução dos impactos gerados pelo 
rompimento. 
 
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6.4 Perfis e seções 
 
 Este tipo de resultado é muito importante para a visualização dos impactos 
causados pela inundação. 
 Isso se deve ao fato deste tipo de resultado apresentar suas informações na forma 
gráfica. Facilitando assim o entendimento em relação ao nível que a água atinge em 
determinados locais. 
 
 
 
 
 
 Além disso, o HEC-RAS nos permitirá visualizar a propagação da onda nas seções, 
analisando de forma dinâmica o nível da inundação em determinadas seções. 
 Como tenho certeza que vocês devem estar curiosos em relação à este tipo de 
resultado, vamos assistir uma vídeo aula tratando diretamente deste assunto. 
 
 
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6.5 Inundação 2d e 3D 
 
 Um dos pontos mais importantes de uma simulação de rompimento de barragens, 
é a visualização da inundação. 
 Afinal, é à partir desta informação que somos capazes de criar um mapa que auxilie 
na elaboração de um Plano de Ações Emergenciais. 
 Como a criação de um Mapa de Inundações exige algumas ferramentas que ainda 
não utilizamos, mas que serão vistas neste curso, visualizaremos nesta aula uma versão 
simplificada da inundação. 
 
 
 Para isso utilizaremos a janela de Geometria do HEC-RAS para visualizar a 
inundação após o rompimento. É importante ressaltar, que o HEC-RAS apresenta neste 
tipo de resultado a inundação em cada seção, fazendo com que a mancha de inundação 
fique comprometida caso o número de seções seja pequeno. 
 Neste ponto, a interpolação de seções pode ser uma saída para reduzir este 
problema. 
 
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6.6 Dados tabulares 
 
 Por fim, aprenderemos a obter os resultados de uma simulação de rompimento de 
barragem na forma tabular. 
 Assim veremos que todos os dados referentes à simulação que foi realizada serão 
apresentados em forma de tabelas, que por sua vez podem ser exportadas para softwares 
externos, e assim serem mais bem analisadas. 
 
 
 
 Uma das vantagens deste procedimento é utilizar estes dados no Excel, que é um 
poderoso editor de planilhas eletrônicas, e a partir das informações criar uma tabela mais 
elaborada e até mesmo criar alguns gráficos que complementarão os resultados 
apresentados. 
 Assim, este tipo de resultado, apesar de não possuir o charme dos resultados 
gráficos, é fundamental para a análise dos resultados obtidos a partir de uma simulação 
no HEC-RAS. 
Então vamos lá! 
 
 
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7 Mapa de Inundação 
 
7.2 Criando um Mapa de Inundação 
 
 Os Mapas de Inundação são fundamentais em um estudo de rompimento de 
barragens, pois fornecerá a área inundada em caso de rompimento. 
 Desta forma, criar um bom mapa, que represente todas as informações 
necessárias, é fundamental para que o seu estudo tenha a relevância necessária, e sirva 
como fonte de informações para a equipe que tomará decisões em caso de um desastre. 
 Felizmente, toda a estrutura deste curso, foi desenvolvida para facilitar a sua tarefa 
de criação do Mapa de Inundação, e para isso utilizaremos a ferramenta RAS Mapper, do 
HEC-RAS, para criar a mancha de inundação e posteriormente, exportaremos esta 
mancha de inundação para o Civil 3D, para transforma-la em um mapa. 
 Para que possamos realizar este procedimento, precisaremos do auxílio de um 
software GIS muito simples, mas que será suficiente em nossa tarefa, trata-se do SAGA 
GIS. Este software nos auxiliará a criar um arquivo no formato FLT, necessário para 
representar o terreno existente no RAS Mapper. 
 Assim que a mancha estiver pronta, exportaremos suas informações para o Civil 
3D para que possamos utilizar Mapas Onlines da Autodesk, informações 
georeferenciadas, grades de coordenadas e setas de norte, de forma a enriquecer este 
mapa e facilitar o acesso às informações necessárias. 
 Se você gosta de trabalhar com criação de mapas, este módulo será seu parque de 
diversões! 
 
 
 
 
 
 
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7.3 O RAS Mapper 
 
 O RAS Mapper é uma ferramenta voltada para a criação de Manchas de Inundação 
dentro da própria estrutura do HEC-RAS. 
 Basicamente, ele utiliza um Modelo Digital de Terreno (MDT) e compara as 
elevações do terreno, com o nível que a água atinge durante a propagação da onda de 
inundação causada devido ao rompimento da barragem. 
 Como o RAS Mapper faz uso de um MDT, a precisão deste modelo é de extrema 
importância, desta forma, a qualidade dos dados utilizados para construí-lo irá influenciar 
na qualidade do seu resultado. 
 
 
 
 Para construir esse modelo digital de terreno, voltaremos ao Civil 3D, onde 
transformaremos a superfície utilizada no início de nosso curso, para criar uma imagem 
em formato Geotiff. Esta imagem, será posteriormente transformada em um arquivo em 
formato FLT, que será utilizado no RAS Mapper. 
 
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 Assim, fica claro que este módulo será muito interessante para quem gosta de 
trabalhar com GIS. 
7.4 Criando um arquivo Geotiff no Civil 3D 
 
 Mais uma vez, utilizaremos o Civil 3D para nos auxiliar em nossa simulação de 
rompimento de barragens no HEC-RAS. 
 Desta vez, utilizaremos somente a Superfície utilizada no início deste curso, para 
criar uma imagem Geotiff. Desta forma, criaremos uma imagem, onde cada pixel possuirá 
uma determinada elevação, conforme acontece com as imagens de satélite. 
 
 
 
 Realizaremos este procedimento pois utilizaremos em uma próxima aula um 
software chamado Saga GIS, que nos permitirá transformar a imagem GEOtiff em um 
arquivo de formato FLT, que será necessário no RAS Mapper. 
 É importante ressaltar, que de acordo com o tamanho da área utilizada, no estudo 
de rompimento, a conversão da Superfície em Geotiff poderá demorar um pouco, desta 
forma, vale deixar um computador realizando somente este procedimento. 
 
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7.5 Criando um arquivo flt no Saga GIS 
 O procedimento que será apresentado ao longo desta aula, não foi desenvolvido 
originalmente por mim, mas sim por Andy Carter, e apresentado durante o evento 
Autodesk University 2011 com o título “Floating Away: Connecting AutoCAD® Civil 3D® 
with HEC-RAS for floodplain mapping”. Você poderá conferir o texto na íntegra no final 
desta aula. 
 Neste procedimento, Andy ensina a utilizar um software gratuito, bastante simples, 
chamado Saga GIS, que nos permitirá converter um arquivo Geotiff em FLT. Este software 
também poderá ser obtido ao final desta aula. 
 
 
 
 
 
 Outros softwares também podem ser utilizados para criar o arquivo FLT, mas o 
Saga GIS, por ser gratuito larga na frente. 
 
 
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7.6 Criando um mapa no RAS Mapper 
 
 Agora que já possuímos o arquivo FLT, podemos finalmente criar o Mapa de 
Inundação no HEC-RAS, contudo, neste momento é importante ressaltar que um Mapa de 
Inundação deve possuir algumas informações que o RAS Mapper não nos permite inserir. 
Desta forma o termo mais adequado para o produto final desta aula é Mancha de 
Inundação. 
 A mancha de inundação nos apresentará a área que será afetada pelo 
deslocamento da ondade inundação proveniente do rompimento de barragem simulado 
no HEC-RAS. 
 
 
 
 Como o RAS Mapper é uma ferramenta bastante completa para a criação da 
mancha de inundação, poderemos visualizá-la para diferentes intervalos de tempo, o que 
nos permitirá analisar o deslocamento da onda de inundação, e sua respectiva área 
inundada de forma dinâmica. 
 
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7.7 Exportando o mapa de inundação 
 
 Apesar de ser uma ferramenta bastante completa para obtenção da mancha de 
inundação, o RAS Mapper não é suficiente para criar um bom mapa de inundação, já que 
algumas componentes de um mapa não são disponibilizadas na estrutura do RAS 
Mapper. 
 Contudo, o Civil 3D, e suas poderosas ferramentas de mapa são. E felizmente, o 
HEC-RAS nos facilitará o processo de exportação da mancha de inundação. 
 
 
 
 Além de permitir a exportação das informações referentes à inundação. O HEC-
RAS nos permitirá escolher quais perfis serão exportados. Por perfis, entendam que ele 
fornecerá a opção de escolher entre o valor máximo do nível d’água, ou então o nível 
d’água para diferentes intervalos de tempo. 
 Este procedimento é extremamente importante, pois permitirá a você criar 
inúmeros mapas, referentes à diferentes momentos do deslocamento da onda de 
inundação, e desta forma aumentar as possibilidades de atuação dos órgãos de gestão 
de emergências. 
 
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7.8 Finalizando o mapa 
 
 Estamos chegando ao final do nosso curso, e agora só falta finalizarmos nosso 
Mapa de Inundação. 
 Felizmente, o Civil 3D nos oferecerá as ferramentas necessárias para que 
possamos inserir informações pertinentes ao mapa. 
 
 
 
 Desta forma, você aprenderá a inserir seta de norte, grades de coordenadas, 
escala e outros componentes fundamentais nesse mapa. 
 Além disso, utilizaremos algumas ferramentas simples, para que possamos dar 
uma melhor aparência ao mapa assim como inserir informações sobre locais importantes 
do município. 
 Por exemplo, neste mapa deverão constar os locais onde os desabrigados possam 
ser levados, assim como os locais onde existem hospitais, farmácias e outros pontos 
importantes durante o gerenciamento da emergência. 
 Como sei que muitos aqui são apaixonados por GIS, não vou me ater muito à 
palavras, e vou direto à ação com vocês! Então vamos lá, rumo a nossa última aula. 
 
 
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 Parabéns!!! 
 
 Você concluiu com sucesso as atividades do Curso Online Estudos de 
Rompimentos de Barragens utilizando o HEC-RAS e teve uma pequena amostra de 
ferramentas e métodos de análise que podem ajudá-lo nos trabalhos cotidianos. 
 
Neste curso você viu os seguintes tópicos: 
 
 
Conceitos e Procedimentos Iniciais 
• Conceitos e Procedimentos Iniciais no HEC-RAS 
• Conhecendo o HEC-RAS 
• Ajustando o Sistema Operacional 
• Criando Um Projeto e Ajustando as Unidades 
 
 
Construindo a Geometria no Civil 3D 
• Como Construir a Geometria no Civil 3D 
• Por Que Utilizar o Civil 3D Para Criar a Geometria? 
• Superfícies e Dados Topográficos 
• Alinhamentos e Sentido do Curso D'água 
• Seções Transversais 
• Exportação para o HEC-RAS 
 
 
Ajustando a Geometria no HEC-RAS 
• Como Ajustar a Geometria no HEC-RAS 
• Criação da Geometria 
• Importação dos Dados Geométricos e Inversão do Sentido do Rio 
• Visualizando e Ajustando as Seções Topobatimétricas 
• Coeficientes de Manning e Interpolação de Seções 
• Levees 
• Inserindo Informações Geométricas da Barragem 
 
 
Dados do Escoamento e Condições de Contorno 
• Dados do Escoamento e Condições de Contorno da Barragem 
• Criando o Arquivo de Dados do Escoamento 
• Condições de Contorno 
• Definindo o Rompimento da Barragem 
 
 
 
 
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Simulação 
• Simulação do Rompimento da Barragem 
• A Janela de Simulação 
• Solicitando Novos Hidrogramas 
• Realizando a Simulação e Visualizando as Informações 
 
 
Resultados 
 
• Resultados da Simulação 
• Hidrogramas 
• Perfis e Seções 
• Inundação 2D e 3D 
• Dados Tabulares 
 
 
Mapa de Inundação 
• Criando um Mapa de Inundação 
• O RAS Mapper 
• Criando um Arquivo Geotiff no Civil 3D 
• Criando um Arquivo flt no Saga GIS 
• Criando um Mapa no RAS Mapper 
• Exportando o Mapa de Inundação 
• Finalizando o Mapa