SIMULAÇÃO DE RUPTURA DA BARRAGEM III DO LAGO IGAPÓ DO MUNICÍPIO DE LONDRINA (2)

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DANIELA KAZUMA SUGUIMOTO 
LORENA DIVA BONIFACIO DOS SANTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
SIMULAÇÃO DE RUPTURA DA BARRAGEM III DO LAGO IGAPÓ DO 
MUNICÍPIO DE LONDRINA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Londrina 
2020 
 
 
 
 
DANIELA KAZUMA SUGUIMOTO 
LORENA DIVA BONIFACIO DOS SANTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 SIMULAÇÃO DE RUPTURA DA BARRAGEM III DO LAGO IGAPÓ DO 
MUNICÍPIO DE LONDRINA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso 
apresentado ao curso de Graduação em 
Engenharia Civil, do Centro Universitário 
Filadélfia de Londrina, 
 
Orientador: Professor Me. Júlio César 
Filla
 
 
 
 
Londrina 
2020
3 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. DESCRIÇÃO DA SITUAÇÃO ............................................................................... 6 
2. OBJETIVO DO PROJETO .................................................................................. 11 
3. PÚBLICO ALVO – USUÁRIOS ........................................................................... 11 
4. DISCIPLINAS ENVOLVIDAS NO PROJETO ..................................................... 11 
5. NORMAS OU DOCUMENTOS TÉCNICOS CONSULTADOS ........................... 12 
6. MÉTODO DE DESENVOLVIMENTO DO PROJETO ......................................... 12 
6.1. MÉTODO HEC-RAS ........................................................................................... 12 
6.1.1. Estudo do Canal a Jusante da Barragem ..................................................... 13 
6.1.1.1. Curvas de Nível ........................................................................................ 13 
6.1.1.2. Configuração Geométrica do Canal (Modelagem ArcGIS) ....................... 14 
6.1.2. Estudo da Bacia a Montante da Barragem ................................................... 15 
6.1.2.1. Hidrograma de Ruptura............................................................................. 15 
6.1.3. MODELAGEM NO HEC-RAS ...................................................................... 18 
6.1.3.1. Definição da Geometria da Brecha ........................................................... 22 
6.1.4. ZONEAMENTO DE RISCO .......................................................................... 22 
7. RESULTADOS ................................................................................................... 25 
7.1. ESTUDO DO CANAL A JUSANTE DA BARRAGEM ......................................... 25 
7.1.1. Modelagem ArcGIS ...................................................................................... 25 
7.2. ESTUDO DO CANAL A MONTANTE DA BARAGEM ........................................ 27 
7.2.1. Hidrograma de Ruptura ................................................................................ 27 
7.3. MODELAGEM NO HEC-RAS ............................................................................. 30 
7.3.1. ZONEAMENTO DE RISCO .......................................................................... 32 
8. CONCLUSÃO ..................................................................................................... 41 
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 42 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1 – Fase de construção da Barragem III ...................................................................... 6 
Figura 2 – Vista parcial do Lago Igapó e a ausência da ocupação urbana em seu entorno 
20/08/1959 .............................................................................................................................. 7 
Figura 3 – Barragem III do Lago Igapó, anos 1960 ................................................................. 7 
Figura 4 – Imagem de satélite dos lagos do Ribeirão Cambé no perímetro urbano de Londrina 
(Data da imagem: 26/04/202) .................................................................................................. 8 
Figura 5 – Lago Igapó I e Barragem III .................................................................................... 9 
Figura 6 – Fluxograma da metodologia ................................................................................. 13 
Figura 7 – Hidrograma de decaimento parabólico ................................................................. 16 
Figura 8 – Fotografias para coeficientes de Manning típicos ................................................ 19 
Figura 9 – Projeto da Barragem III do Lago Igapó ................................................................. 20 
Figura 10 – Projeto da Barragem II do Lago Igapó (seção da barragem) ............................. 21 
Figura 11 – Batimetria mais curvas de nível .......................................................................... 25 
Figura 12 – Modelo de elevação digital (MDE) da região onde ocorrerá a simulação .......... 26 
Figura 13 – Vetorização do Rio à jusante da barragem ........................................................ 27 
Figura 14 – Hidrograma de Ruptura ...................................................................................... 29 
Figura 15 – Seções topobatimétricas .................................................................................... 30 
Figura 16 – Seção transversal da barragem ......................................................................... 31 
Figura 17 – Geometria da Brecha .......................................................................................... 31 
Figura 18 – Geometria do vertedor ........................................................................................ 32 
Figura 19 –Hidrograma de cheia nas seções ......................................................................... 33 
Figura 20 – Altura da onda de cheia nas seções ................................................................... 33 
Figura 21 – Velocidade da água nas seções ......................................................................... 34 
Figura 22 – Risco hidrodinâmico nas seções ........................................................................ 34 
Figura 23 - Mapa de inundação do rompimento da Barragem III do Lago Igapó I ................. 37 
Figura 24 - Mapa de inundação próximo as seções 1 e 2 ...................................................... 38 
Figura 25 - Mapa de inundação próximo a seção 3 ............................................................... 39 
 
 
 
 
 
5 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1 – Coeficientes de rugosidade de Manning conforme a Figura 8 ............................. 20 
Tabela 2 - Parâmetros de ruptura .......................................................................................... 22 
Tabela 3 – Número esperado de vítimas em função do tempo de alerta ............................... 23 
Tabela 4– Consequências do Risco Hidrodinâmico ............................................................... 24 
Tabela 5 – Nível de perigo para seres humanos ................................................................... 24 
Tabela 6 – Nível de perigo para edificações .......................................................................... 24 
Tabela 7 – Dados de entrada (Barragem III do Lago Igapó) .................................................. 28 
Tabela 8 – Obtenção da vazão de pico pelas equações da Tabela 1 .................................... 28 
Tabela 9 – Elementos da Equação 1 ..................................................................................... 28 
Tabela 10 – Cálculo das vazões e áreas parciais .................................................................. 29 
 
 
 
6 
 
 
1. DESCRIÇÃO DA SITUAÇÃO 
 
A Barragem III do Lago Igapó foi uma obra realizada com o intuito de solucionar 
um problema de drenagem do ribeirão Cambé, a existência de uma barragemnatural 
de pedra dificultava o escoamento da água e provocava alagamento nas propriedades 
rurais localizadas no seu entorno. No entanto, ao invés de remover o obstáculo 
geológico, optou-se por, a partir dele, construir uma barragem artificial e, em 
consequência, criar o Lago Igapó I. Sua criação representou parte da comemoração 
do Jubileu de Prata de Londrina. A represa foi idealizada em 1957, pelo então prefeito 
Antônio Fernandes Sobrinho, e inaugurada em 10 de dezembro de 1959. 
Os responsáveis pelo projeto e execução da barragem foram os engenheiros 
e técnicos da prefeitura, Amílcar Neves Ribas e José Augusto de Queiróz. A Figura 1 
mostra a barragem ainda em construção, que foi realizada com as contribuições dos 
proprietários das terras no entorno do córrego juntamente com os órgãos públicos. A 
barragem é composta por comportas para seu esvaziamento e o controle de nível, 
transformando em uma passarela a uma altura de 6,60 metros 105 metros de 
comprimento, com 750.000 m³ de água ocupando uma área de 250.000 m². Os 25 
vertedouros da barragem correspondiam aos 25 anos de municipalidade de Londrina. 
 
Figura 1 – Fase de construção da Barragem III 
 
Fonte: Museu Histórico de Londrina. 
 
As figuras a seguir mostram o Lago Igapó I após a construção da Barragem III. 
7 
 
 
Figura 2 – Vista parcial do Lago Igapó e a ausência da ocupação urbana em seu entorno 
20/08/1959 
 
Fonte: Museu Histórico de Londrina. 
Figura 3 – Barragem III do Lago Igapó, anos 1960 
 
Fonte: Augusto Galante, [196-] (Museu Histórico de Londrina) 
 
O Lago Igapó I, localizado no município de Londrina, é resultado do primeiro 
represamento de um trecho do ribeirão Cambé. Posteriormente, foram represados 
mais trechos, resultando nos lagos Igapó II, III e IV (Figura 4). O ribeirão Cambé tem 
sua nascente localizada no município de Cambé, e atravessa o município de Londrina 
8 
 
 
no sentido noroeste-sudeste por uma extensão de aproximadamente 21 km, até atingir 
o ribeirão Três Bocas e finalmente desaguar no rio Tibagi (MAEDA, 2008, p. 83). 
Figura 4 – Imagem de satélite dos lagos do Ribeirão Cambé no perímetro urbano de 
Londrina (Data da imagem: 26/04/2020) 
 
Fonte: Adaptado do Google Earth, 2020. 
O Igapó I têm suas margens bastante distintas, parte é de acesso público, 
enquanto a outra é ocupada exclusivamente por residências de alto padrão, 
acomodadas em grandes lotes. Posteriormente, foram construídos alguns edifícios 
de alto padrão localizados na margem de acesso ao público (Figura 5), porém, 
tratando-se de uma área urbana já consolidada, esses empreendimentos não são tão 
numerosos quanto os que tem surgido na margem direita do Igapó II. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
 
Figura 5 – Lago Igapó I e Barragem III 
 
Fonte: Wilson Vieira (2015). 
As barragens são, de modo geral, estruturas associadas a um elevado 
potencial de risco devido à possibilidade de ruptura, com consequências catastróficas 
para as próprias estruturas, para o meio ambiente, com destruição de fauna e flora, e 
principalmente pelas perdas de vidas humanas e econômicas. 
Posto isto, o Tribunal de Contas do Estado do Paraná (PARANÁ, 2019) 
elaborou um relatório de auditoria, com o objetivo de avaliar a fiscalização da 
segurança das barragens nos órgãos responsáveis no estado do Paraná. Entre as 
estruturas analisadas, está a Barragem Igapó III. O relatório apresenta seus pontos 
irregulares e a categoriza com Dano Potencial Associado (DPA) alto, e ainda aponta 
que em 20 de dezembro de 2018 o Instituto das Águas do Paraná emitiu Ofício à 
Prefeitura Municipal de Londrina (na condição de empreendedor dessas barragens) a 
fim de que apresentasse os seguintes documentos no prazo de 24 (vinte e quatro) 
meses: Plano de Segurança de Barragem, Inspeção de Segurança Regular, Revisão 
Periódica de Segurança de Barragem e Plano de Ação de Emergência (PAE), visto 
que, barragens com DPA alto, enquadram-se na Lei Nº 12.334, de 20 de setembro de 
2010. 
Conforme o art. 12 da Lei nº 12.334, o PAE deve conter no mínimo quatro 
requisitos básicos, sendo eles: 
I – identificação e análise das possíveis situações de emergência; 
II – procedimentos para identificação e notificação de mau funcionamento 
ou de condições potenciais de ruptura da barragem; 
10 
 
 
III – procedimentos preventivos e corretivos a serem adotados em situações 
de emergência, com indicação do responsável pela ação; 
IV – estratégia e meio de divulgação e alerta para as comunidades 
potencialmente afetadas em situação de emergência. 
O Manual de Segurança e Inspeção de Barragens (MINISTÉRIO DA 
INTEGRAÇÃO NACIONAL, 2002) apresenta um modelo para elaboração de um PAE 
de acordo com as obrigações constantes na Lei nº 12.334. Segundo o modelo 
apresentado, é necessária a realização de mapas de inundação, onde serão 
apresentadas as áreas que serão inundadas e o respectivo tempo de chegada da 
onda de cheia até essas áreas, de forma a facilitar a execução dos planos de 
evacuação. Dito isso, um estudo de ruptura hipotética é essencial para a elaboração 
de um PAE. 
De acordo com Zhang, Xu e Jia (2007), que analisaram as ocorrências das 
causas e sub-causas das maiores ocorrências de falhas em barragens em vários 
países, a insuficiência de vertedores e a vazão superior à de projeto são as principais 
causas de galgamento nas barragens. 
O relatório de auditoria (PARANÁ, 2019) aponta a contagem errônea dos 
vertedouros, havendo uma quantidade inferior à registrada e o não funcionamento 
nas comportas de fundo do reservatório. Além disso, de acordo com Chang (2016) as 
inundações urbanas na cidade de Londrina, especificamente na bacia do Ribeirão 
Cambé, estão acontecendo com maior frequência e intensidade, sejam devido a 
impermeabilização do solo da bacia, ao sistema de drenagem ineficiente ou ao 
assoreamento do Lago Igapó. Estes fatores ficam mais evidentes nos eventos de 
chuvas intensas, quando ocorrem alagamentos e transbordamentos no Lago Igapó I, 
II, III e IV. 
Sendo assim, este estudo será realizado tendo como base a ruptura causada 
por galgamento através de um modelo hidrodinâmico unidimensional utilizando o 
software HEC-RAS (River Analysis System). 
O galgamento é o transbordamento da barragem, ou seja, a passagem das 
águas sobre sua estrutura, resultado da chegada de uma onda de cheia excepcional 
ou de uma falha operacional do reservatório e as estruturas de descarga da barragem 
não são suficientes para armazenar e extravasar a quantidade de água. Pode-se citar 
ainda como situações que levem ao galgamento de uma estrutura de barramento 
problemas operacionais oriundos do mau funcionamento de comportas e válvulas de 
11 
 
 
descarga e obstrução das mesmas por material de assoreamento (FARIA F. L. F., 
SILVA M. B., REIS M. M., AMORIM J. C. C.). 
2. OBJETIVO DO PROJETO 
 
O objetivo deste trabalho é a simulação da ruptura da Barragem III do Lago 
Igapó, localizada na cidade de Londrina. Entre os objetivos específicos estão a 
simulação da mancha de inundação, avaliação da cota máxima atingida pela onda de 
cheia e estimar o seu tempo de dissipação. 
 
3. PÚBLICO ALVO – USUÁRIOS 
 
A comunidade do entorno que seria afetada pelo possível rompimento da 
barragem e o órgão competente, neste caso a Prefeitura Municipal De Londrina, na 
condição de empreendedor, sendo a responsável legal pela segurança da barragem, 
e cabendo a ela o desenvolvimento de ações para garanti-la. 
 
 
4. DISCIPLINAS ENVOLVIDAS NO PROJETO 
 
Inicialmente são necessários os fundamentos teóricos de Hidrologia, 
Hidráulica, Barragens, Topografia, Geodésia, Sensoriamento Remoto, Sistema de 
Informações Geográficas (SIG), Gestão Ambiental, Geologia e Mecânica dos Solos, 
assim como a Lei n° 12.334, de 20 de setembro de 2010, que estabeleceu a Política 
Nacional de Segurança em Barragens e criou o Sistema Nacional de Informações 
sobre Segurança deBarragens. 
Para modelagem morfológica do relevo e definição da geometria da barragem 
e da bacia, será utilizado ArcGIS juntamente com as extensões HEC-GeoRAS, 
ArcHydro e HEC-GeoHMS. E, finalmente completar a modelagem de geometria, 
modelagem do reservatório, simular computacionalmente o rompimento hipotético da 
barragem e, através dos resultados gráficos analisar o impacto causado nas 
imediações do canal a jusante da barragem será utilizado o software River Analysis 
System (HEC-RAS). 
12 
 
 
5. NORMAS OU DOCUMENTOS TÉCNICOS CONSULTADOS 
 
Como há a ausência de normas técnicas regulamentando a construção, 
execução e funcionamento das barragens em geral, exceto à de rejeitos, esse trabalho 
foi baseado em consultas a outros trabalhos técnicos da área, bem como bibliografias 
sobre o assunto. 
 
6. MÉTODO DE DESENVOLVIMENTO DO PROJETO 
 
O estudo de rompimento de barragem é um problema típico de regime variável 
com superfície livre. Pode ser desenvolvido baseado em modelagem matemática, 
física ou numérica. As soluções analíticas, desenvolvidas na modelagem matemática, 
tem utilização reduzida, mas são úteis para o desenvolvimento de análises 
preliminares ou aproximadas dos casos de estudo. A aplicação de modelos físicos 
para um estudo deste tipo é difícil, ou o modelo tem que ter dimensões gigantescas e 
por isso impraticáveis, ou escolhendo uma escala reduzida, a reprodução da cheia 
induzida sofre efeitos de escala. Os modelos físicos quando utilizados em conjunto 
com os modelos numéricos podem trazer grandes benefícios (ANA, 2018). 
Atualmente, os modelos numéricos são os mais utilizados em análise de casos 
complexos, pois se aproximam mais das condições reais que estão sendo analisadas. 
A análise da propagação da onda de cheia decorrente da ruptura hipotética da 
Barragem III do Lago Igapó será realizada através do software HEC-RAS 5.0.3 
(Hydrologic Engineers Corps – River Analysis System). O modelo se baseia na 
resolução das equações de Saint-Venant uni ou bidimensionais, na versão 5.0.3, 
considerando regimes não permanentes. 
6.1. MÉTODO HEC-RAS 
 
HEC-RAS, na verdade é uma sigla, que traduzida significa Sistema de Análises 
de Rios do Corpo de Engenharia do Exército Norte Americano. Neste pode-se realizar 
análises envolvendo Escoamento Permanente, Não Permanente, Análise da 
qualidade da água e Movimento de Sedimentos. 
13 
 
 
O HEC-RAS é software gratuito e trabalha com pequenas simplificações na 
equação de Saint Venant. Por ser um software bastante preciso, é visto pelos 
profissionais da área como referência no quesito de estudo de escoamento de rios. 
Além disso, o HEC-RAS permite integração com softwares de análise Sistema de 
Informação Geográfica (GIS), como o ArcGIS e o AutoCAD Civil 3D, e assim facilita a 
criação de mapas de inundação. 
A criação do modelo de simulação hidrodinâmica no HEC-RAS 5.0.3 será 
realizada de acordo com fluxograma apresentado na figura 6: 
 
Figura 6 – Fluxograma da metodologia 
 
Fonte: Das autoras, 2020. 
 
6.1.1. Estudo do Canal a Jusante da Barragem 
 
6.1.1.1. Curvas de Nível 
 
O modelo de elevação digital (MDE) foi feito com os arquivos obtidos na 
Prefeitura Municipal de Londrina e do Sistema de Informação Geográfica de Londrina 
Metodologia 
HEC-RAS
Estudo da bacia 
a montante da 
barragem
Hidrograma de 
Ruptura
Estudo do canal a jusante 
da barragem Obtenção das 
Curvas de nível 
Configuração 
geométrica do 
canal
Modelagem no 
HEC-RAS
Parâmetros 
definidores da brecha
Zoneamento de 
risco
Simulação 
Hidrodinâmica
Delimitação da área 
inundada
14 
 
 
(SIGLON), contendo a batimetria dos Lagos Igapó I, II, III e IV, e as curvas de nível do 
perímetro urbano de Londrina. Os dois arquivos estavam no formato DWG, então sua 
junção foi feita utilizando o software Autodesk AutoCAD Map 3D 2020. 
 
6.1.1.2. Configuração Geométrica do Canal (Modelagem ArcGIS) 
 
O ArcGIS, desenvolvido pela empresa americana ESRI (Environmental 
Systems Research Institute), é um pacote de softwares de elaboração e manipulação 
de informações vetoriais e matriciais, que disponibiliza ferramentas integradas de fácil 
utilização (SANTOS, 2009). Dentro desse pacote de softwares, há o ArcMap, que é o 
software onde serão apresentados objetos de interface gráfica, além de fontes e 
figuras. 
Com o arquivo das curvas de nível, foi gerado o modelo vetorial em 
Triangulation Interpolated Network (TIN) com uso do ArcMap. A configuração 
geométrica foi feita usando o HEC–GeoRAS. O HEC-GeoRAS é uma extensão para 
uso com o ArcGIS, foi desenvolvido especificamente como uma ferramenta de auxílio 
no processo de criação, edição e exportação da geometria para o HEC-RAS. 
O HEC-GeoRAS permite a vetorização dos elementos importantes a 
modelagem como rios, as margens de rios, as seções transversais topobatimétricas, 
pontes, reservatório e estrutura em linha, como barragens. A vetorização consiste no 
uso de linhas e polígonos para a representação dos elementos. Primeiro, cria-se uma 
camada para cada um dos itens a serem vetorizados e posteriormente começa a etapa 
de vetorização. 
Após a vetorização, os elementos são importados pelo software HEC-RAS. A 
ferramenta para a geração das camadas se encontra na extensão HECGeoRAS, no 
Menu RASGeometry e são apresentadas na ordem em que devem ser utilizadas. O 
Quadro 1 descreve de forma sucinta, as ferramentas que foram utilizadas da extensão 
HEC-GeoRAS 
 
 
 
 
 
15 
 
 
 
Quadro 1 – Ferramentas do HEC-GeoRAS 
Ferramenta Descrição Resumida 
CREATE RAS LAYER 
Cria as camadas shape da 
geometria 
LAYER SETUP 
Especifica os temas para os 
ficheiros de importação 
STREAM CENTERLINE ATTRIBUTES 
Identifica a topologia e atributos do 
rio 
XS CUT LINE ATTRIBUTES 
Identifica a topologia e atributos das 
seções transversais 
EXPORT RAS DATA 
Cria o arquivo de importação para o 
HEC-RAS 
STREAM CENTERLINE Camada de vetorização do rio 
BANK LINES 
Camada de vetorização das 
margens 
XS CUTLINES 
Camada de vetorização para as 
seções transversais 
FLOWPATH CENTERLINES 
A partir da intersecção das 
flowpaths com as seções 
transversais são definidas as 
distâncias entre as seções, nas 
margens esquerda e direita e canal 
do rio. 
INLINE STRUCTURE 
Camada de vetorização para a 
estrutura em linha (Barragem) 
STORAGE AREA 
Camada de vetorização para o 
reservatório 
Fonte: Organizado pelas autoras, 2020. 
6.1.2. Estudo da Bacia a Montante da Barragem 
 
6.1.2.1. Hidrograma de Ruptura 
 
Para simular o evento de ruptura da barragem é necessário primeiramente 
elaborar o hidrograma da vazão efluente no momento da ruptura. As principais 
características a serem determinadas referem-se à forma e ao tempo de formação da 
16 
 
 
brecha. O hidrograma de ruptura representa graficamente a variação da vazão 
efluente da barragem no tempo (Figura 7), sendo que a vazão de pico está 
caracterizada no topo do hidrograma em um determinado instante, e são construídos 
a partir dos valores de vazão de pico (𝑄𝑝), do tempo de pico (𝑇𝑝) e da constante (𝑘), 
conforme a Equação 1. 
 
𝑄(𝑡) = 𝑄𝑝 [(
𝑡
𝑡𝑝
) . 𝑒
(1−
𝑡
𝑡𝑝
)
]
𝑘
 (1) 
 
Figura 7 – Hidrograma de decaimento parabólico 
 
Fonte: Revista Militar de Ciência e Tecnologia, 2019. 
 
A constante 𝑘 varia de 0,1 a 0,5, sendo calibrado de tal modo que o volume do 
hidrograma de ruptura seja igual ao volume do reservatório no momento do 
rompimento. 
A vazão de pico efluente devido à ruptura pode ser obtida através de 
expressões matemáticas, estabelecidas por alguns autores. Onde são relacionadas 
as características da barragem (altura do barramento, comprimento da crista, volume 
do reservatório, etc.). O Quadro 2 apresenta algumas das equações utilizadas para o 
cálculo da vazão de pico. 
 
 
 
17Quadro 2 – Diferentes formulações matemáticas para a determinação da vazão de pico 
AUTOR VAZÃO DE PICO CARACTERÍSTICA 
Lou (1981) apud 
Mascarenhas (1990) 
𝑄𝑝 = 7,683. 𝐻𝑑
1,909 
Equação baseada na análise 
de 19 diferentes casos de 
ruptura de natureza diversa. 
Hagen (1982) 𝑄𝑝 = 1,205. (𝐻𝑑 . 𝑉)
0,48 
Equação baseada em 
observações de valores 
relativos a casos já ocorridos 
de ruptura. 
Saint-Venant apud U. 
S. Army Corps of 
Engineers (1997) 
 𝑄𝑝 =
8
27
. 𝐵𝑑 . √𝑔. 𝑌
3
2⁄ 
Equação desenvolvida por 
Saint-Venant para o caso de 
remoção instantânea e total 
do barramento. 
Schoklistch (1917) 
apud ICOLD (1998) 𝑄𝑝 =
8
27
. (
𝐵𝑑
𝐵𝑏
)
1
2⁄
. 𝐵𝑏 . √𝑔. 𝑌
3
2⁄ 
Equação considerando a 
situação em que a ruptura 
ocorre em parte da crista de 
uma barragem. 
Bureau of 
Reclamation (1982) 
apud Bureau of 
Reclamation (1987) 
𝑄𝑝 = 19. 𝐻𝑑
1,85 
Equação baseada em dados 
coletados de vazões de pico 
históricas e da profundidade 
da lâmina d’água no 
reservatório no momento da 
ruptura. 
Vertedor de Soleira 
Espessa (Singh, 
1996) 
𝑄𝑝 = 1,7. 𝐵𝑏 . 𝐻𝑏
3
2⁄ 
De acordo com Singh, o 
escoamento que passa pela 
brecha pode ser assumido 
como análogo ao escoamento 
que passa por um vertedor 
retangular de soleira espessa. 
Wetmore e Fread 
(1981) apud French 
(1985) 
𝑄𝑝 = 1,7. 𝐵𝑏 . {
1,94
𝐴𝑠
𝐵𝑏
𝑇𝑝+[
1,94.𝐴𝑠
(𝐵𝑏.√𝐻𝑑)
]
}
3
 
Equação considerando a 
formação de uma brecha 
retangular, desenvolvendo-se 
em um intervalo de tempo (t). 
Fonte: USACE, 1980. 
 
Onde: 𝑄𝑝 = vazão máxima defluente da barragem em ruptura (m³/s); 𝑉 = volume 
máximo do reservatório para o nível de água máximo (m³ ); 𝐴𝑠 = área do reservatório 
para o nível de água máximo (m²); 𝐵𝑑 = largura da barragem (m); 𝐻𝑑 = altura da 
barragem (m); 𝐵𝑏 = largura final da brecha (m); 𝐻𝑏 = altura final da brecha (m); 𝑌 = 
profundidade média no reservatório no instante da ruptura (m); e 𝑇𝑝 = tempo para 
desenvolvimento da brecha (s). 
18 
 
 
O tempo de pico está relacionado ao tempo de evolução da brecha e 
normalmente é definido a partir de tabelas relacionadas as características das 
barragens e do tipo da brecha. Para esta simulação será utilizada a metodologia 
definida no item 6.1.3.1. 
De posse da vazão de pico e do tempo de pico, pode-se assim elaborar o 
hidrograma de ruptura. Para tal, será utilizada a metodologia desenvolvida por Faria 
F. L. F., Silva M. B., Reis M. M. e Amorim J. C. C. (2019), que tem como premissa 
buscar um parâmetro para obter a vazão de pico de modo que ela esteja relacionada 
somente ao volume total, ou volume útil do reservatório, e ao tempo de pico. 
De acordo com o hidrograma de decaimento parabólico, a área do gráfico sob 
a curva deve ser igual ao volume total do reservatório, ou seja, a integral definida da 
função Q(t) no intervalo de zero até o final do tempo de base é igual ao volume do 
reservatório. A função Q(t) é exponencial e tem seu valor máximo quando 𝑡 = 𝑡𝑏, 
independentemente do valor de 𝑘. 
 
𝑉 = ∫ 𝑄(𝑡)
𝑡𝑏
0
= ∫ 𝑄𝑝
𝑡𝑏
0
[(
𝑡
𝑡𝑝
) . 𝑒
(1−
𝑡
𝑡𝑝
)
]
𝑘
 (2) 
 
Segundo os autores Faria F. L. F., Silva M. B., Reis M. M. e Amorim J. C. C. 
(2019), alcança-se a maior vazão de pico com k = 0,5, para um mesmo volume de 
reservatório e mesmo tempo de pico, variando-se apenas a vazão de pico. Sendo 
assim, para obter a vazão de pico os autores propõem que seja fixado um tempo de 
pico (𝑇𝑝), e o 𝑘, variando-se apenas a vazão de pico (𝑄𝑝) até que a área do gráfico 
coincida com o volume do reservatório. 
6.1.3. MODELAGEM NO HEC-RAS 
 
Na modelagem no HEC-RAS é feita a configuração da geometria (seção da 
barragem e do reservatório), do regime não permanente e do plano de simulação do 
sistema. 
Como a geometria da bacia já está pré-definida no ArcGIS pela extensão HEC-
GeoRAS conforme descrito em 6.1.2.1, basta importa-la para o HEC-RAS. 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 
19 
 
 
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. 
O próximo passo é definir os coeficientes de Manning nas seções 
topobatimétricas existentes da Geometria. Os coeficientes de rugosidade foram 
definidos conforme a Figura 8, que tem seus valores apresentados na Tabela 1. 
 
Figura 8 – Fotografias para coeficientes de Manning típicos 
 
 
Fonte: Chaudhry, 1993 
 
 
 
 
20 
 
 
 
Tabela 1 – Coeficientes de rugosidade de Manning conforme a Figura 8 
Fotografia 
Valor do coeficiente "n" de 
Manning 
a 0,024 
b 0,030 
c 0,032 
d 0,036 
e 0,041 
f 0,049 
g 0,050 
h 0,060 
i 0,070 
j 0,075 
Fonte: Chaudhry, 1993. 
Deve-se analisar a necessidade do uso da ferramenta Levees nas seções, pois 
esta permite que sejam definidas as elevações que devem ser ultrapassadas pela 
água para que ocorra uma inundação no terreno, pois 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. Em seguida, devem ser inseridas as informações geométricas da barragem, 
tais como: a elevação da crista da barragem e largura. Tais informações, são 
encontradas no projeto da barragem (Figuras 9 e 10), obtido na Prefeitura Municipal 
de Londrina. 
Figura 9 – Projeto da Barragem III do Lago Igapó 
 
Fonte: Prefeitura Municipal de Londrina. 
21 
 
 
Figura 10 – Projeto da Barragem II do Lago Igapó (seção da barragem) 
 
Fonte: Prefeitura Municipal de Londrina. 
 Com a estrutura da barragem pronta, são definidas as características 
geométricas da brecha, conforme descritos no item 6.1.3.1 para uma barragem de 
contrafortes. 
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 não permanente, 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 necessárias para a simulação de rompimento. 
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. Além disso, é necessário 
definir as condições iniciais da simulação, e assim inserir informações referentes à 
vazão do canal, no momento do rompimento e o nível d’água no reservatório. 
22 
 
 
A janela de simulação do HEC-RAS é o local onde são definidas as informações 
referentes a simulação de rompimento, o intervalo de tempo analisado, o tipo de 
escoamento e também a quantidade de informações que se deseja extrair da 
simulação. 
 
6.1.3.1. Definição da Geometria da Brecha 
 
Os parâmetros necessários para a realização da simulação são: a largura da 
brecha, declividade e o tempo de ruptura. Tais parâmetros, podem ser determinados 
de acordo a metodologia definida pela Eletrobrás (2003), em função do tipo da 
barragem. Conforme descritos na Tabela 2. 
 
Tabela 2 - Parâmetros de ruptura. 
TIPO DE 
BARRAGEM 
ARCO CONTRAFORTE GRAVIDADE 
TERRA E 
ENROCAMENTO 
Largura da 
Brecha (B) 
Comprimento 
da crista 
Múltiplos trechos 
Um ou mais 
trechos 
(usualmente 
menor do que 
metade do 
comprimento 
da crista) 
Entre 1 e 5 vezes 
a altura da 
barragem 
(normalmente 
entre 2 e 4 
vezes) 
Declividade da 
lateral da brecha 
(1 Horiz: Z Vert) 
Entre zero e 
a declividadedo vale 
Normalmente 
zero 
Normalmente 
zero 
Entre 0,25 e 1 
Tempo para a 
formação total 
da brecha (T) em 
horas 
Menor do 
que 0,1h 
Entre 0,1h e 0,3h 
Entre 0,1h e 
0,3h 
Entre 0,1h e 1,0h 
(compactada) 
entre 0,1h e 0,5h 
(não 
compactada) 
Fonte: Eletrobrás, 2003. 
 
6.1.4. ZONEAMENTO DE RISCO 
 
O estudo do zoneamento de risco é descrito por Balbi (2008) como um processo 
que consiste na divisão do território potencialmente atingido pela onda de cheia, sendo 
classificado segundo os riscos envolvidos, a magnitude do dano, a vulnerabilidade e 
os tempos de alerta envolvidos. 
23 
 
 
De acordo com Almeida (2001), as principais características hidrodinâmicas 
envolvidas em um zoneamento são: 
• Áreas atingidas (determina quais elementos em risco serão afetadas, 
população, estruturas, etc.); 
• Cotas máximas dos níveis d’água ou alturas máximas; 
• Instante de chegada da onda de cheia; 
• Instante de chegada da altura máxima; 
• Grau de perigo em função do risco hidrodinâmico, definido como o produto da 
velocidade e altura (V x H), em m²/s; 
• Velocidade máxima do escoamento. 
A USBR (1999) propõe um critério para estimar a perda de vidas em função do 
tempo de alerta (Tabela 3). 
Tabela 3 – Número esperado de vítimas em função do tempo de alerta. 
Tempo de aviso 
(min) 
Perda de 
vidas 
Número esperado de 
vitimas 
0 a 15 Significante 
NEV= 50% do número de 
pessoas em risco 
15 a 90 
Potencialmente 
significante 
NEV= 6 % do número de 
pessoas em risco 
Mais de 90 
Perda de vidas 
virtualmente 
Eliminada 
NEV= 0.02% do número 
de pessoas em risco 
Fonte: Adaptado de USBR, 1999. 
 
Os principais parâmetros para classificar os danos são: a área atingida, a 
profundidade da cheia (H) e a sua velocidade de propagação (V). A ameaça 
provocada por esses fatores combinados corresponde ao Risco hidrodinâmico 
calculado pela Equação 6. 
Risco hidrodinâmico = H × V (3) 
Onde: 
Risco hidrodinâmico = m²/s 
H = profundidade (m); 
V = velocidade do fluxo (m/s) 
 
24 
 
 
Synaven et al., (2000) realizaram simulações com pessoas e modelos físicos 
de edificações para tentar obter o grau de perigo de uma inundação como mostra a 
Tabela 4. 
Tabela 4– Consequências do Risco Hidrodinâmico 
Risco 
Hidrodinâmico 
(m²/s) 
Consequências 
<0,5 Crianças e deficientes são arrastados 
0,5 – 1 Adultos são arrastados 
1 – 3 Danos de submersão em edifícios e estruturais em casas fracas 
3 – 7 Danos estruturais em edifícios e possível colapso 
> 7 Colapso de certos edifícios 
Fonte: Adaptado de SYNAVEN, 2000. 
 
Em função da profundidade e da velocidade, Viseu (2006) estabeleceu critérios 
para graduação do risco. As Tabelas 5 e 6 mostram essas graduações. 
 
Tabela 5 – Nível de perigo para seres humanos 
Nível Classe 
Inundação 
Estática (H) 
Inundação Dinâmica 
(HxV) 
Baixo Verde < 1 m < 0,5 m²/s 
Moderado Amarelo 1 m – 3 m 0,5 m²/s – 0,75 m²/s 
Alto Laranja 3 m – 6 m 0,75 m²/s – 1,0 m²/s 
Muito Alto Vermelho > 6 m > 1,0 m²/s 
Fonte: Adaptado de VISEU, 1998 
 
Tabela 6 – Nível de perigo para edificações 
Nível Classe 
Inundação Dinâmica 
(HxV) 
Velocidade (V) 
Baixo Verde < 3 m²/s < 2 m/s 
Moderado Amarelo 3 m²/s – 5 m²/s 2 m/s – 4 m/s 
Alto Laranja 5 m²/s – 7 m²/s 4 m/s – 5,5 m/s 
Muito Alto Vermelho > 7 m²/s > 5,5 m²/s 
Fonte: Adaptado de VISEU, 1998 
 
 
 
25 
 
 
7. RESULTADOS 
7.1. ESTUDO DO CANAL A JUSANTE DA BARRAGEM 
7.1.1. Modelagem ArcGIS 
 
Após a junção dos arquivos de batimetria e as curvas de nível (Figura 11), foi 
gerado um arquivo TIN (Triangulated Irregular Network) no software ArcGis, e feito o 
recorte de modo que abrangesse somente a região de interesse para o estudo (Figura 
12). Após isso, foi então iniciado o processo de vetorização dos elementos notáveis 
que são basicamente o rio, as margens do rio, as seções transversais 
topobatimétricas, pontes, reservatório e estrutura em linha (neste caso, a barragem) 
com a extensão HECGEO-RAS. Na figura 13, é possível observar a vetorização do 
rio. Com isso, o arquivo está pronto para ser utilizado no Software Hec-RAS onde 
ocorrerá a simulação do rompimento da barragem. 
 
Figura 11 – Junção da batimetria com as curvas de nível 
 
Fonte: Prefeitura Municipal de Londrina 
26 
 
 
Figura 12 – Modelo de elevação digital (MDE) da região onde ocorrerá a simulação 
 
Fonte: Elaborado pelas autoras, 2020. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
27 
 
 
Figura 13 – Vetorização do Rio à jusante da barragem. 
 
Fonte: Elaborado pelas autoras, 2020. 
7.2. ESTUDO DO CANAL A MONTANTE DA BARAGEM 
7.2.1. Hidrograma de Ruptura 
 
Primeiramente, foram feitos os cálculos das vazões de pico utilizando-se as 
expressões empíricas do Quadro 2, para fins de posterior comparação. Os dados de 
entrada utilizados para o cálculo de 𝑄𝑝 e seus resultados podem ser observados na 
Tabela 7 e 8, respectivamente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
28 
 
 
Tabela 7 – Dados de entrada (Barragem III do Lago Igapó) 
ENTRADA DE DADOS PARA CÁLCULO DAS VAZÕES DE PICO UNIDADE 
LARGURA DA BARRAGEM (Bd) 140 m 
ALTURA DA BARRAGEM (Hd) 7 m 
VOLUME DO RESERVATÓRIO PARA N.A. MÁXIMA (V) 750000 m³ 
ÁREA DO RESERVATÓRIO PARA NA MÁXIMA (As) 250000 m² 
LARGURA FINAL DA BRECHA (Bb) 6 m 
ALTURA FINAL DA BRECHA (Hb = Hd) 7 m 
TEMPO PARA DESENVOLVIMENTO TOTAL DA BRECHA (tp) 360 s 
PROFUNDIDADE MÉDIA NO RESERVATÓRIO (Y = 1/3 x Hd) 2,333333 m 
ACELERAÇÃO DA GRAVIDADE (g) 9,81 m/s² 
Fonte: Elaborado pelas autoras, 2020. 
 
Tabela 8 – Obtenção da vazão de pico pelas equações da Tabela 1 
EQUAÇÃO VAZÃO DE PICO (m³/s) 
Lou 315,37 
Hagen 2026,11 
Saint-Venant 2289,93 
Schoklistch 95,87 
Boreau of Reclamation 695,32 
Singh 188,91 
Wetmore e Fread 182,38 
Fonte: Elaborado pelas autoras, 2020. 
 
A seguir foi iniciada a aplicação da metodologia proposta pelos autores Faria 
F. L. F., Silva M. B., Reis M. M. e Amorim J. C. C. (2019), para um pior cenário, onde 
tem-se a maior vazão com menor tempo de base, foi usado o 𝑘 = 0,5. Na Tabela 9 
estão os elementos da Equação 1, e a Tabela 10 mostra o cálculo das áreas e as 
vazões em tempos determinados para a confecção do hidrograma (Figura 13). 
 
Tabela 9 – Elementos da Equação 1 
Qp (m³/s) Tp (s) k 
ÁREA TOTAL DO 
GRÁFICO 
VOLUME TOTAL 
(M³) 
546,453 360 0,5 750022 750000 
Fonte: Das autoras, 2020. 
 
 
 
 
29 
 
 
Tabela 10 – Cálculo das vazões e áreas parciais 
Q (t) t (s) ÁREAS PARCIAIS (m²) 
0 0 98362 
546 360 182733 
469 720 147046 
348 1080 106569 
244 1440 73661 
165 1800 49543 
110 2160 32734 
72 2520 21358 
47 2880 13806 
30 3240 8860 
19 3600 5654 
12 3960 3591 
8 4320 2272 
5 4680 1432 
3 5040 901 
2 5400 565 
1 5760 354 
1 6120 221 
0 6480 138 
0 6840 86 
0 7200 53 
0 7560 33 
0 7920 21 
0 8280 13 
Fonte: Das autoras, 2020. 
 
Figura 14 – Hidrograma de Ruptura 
 
Fonte: Das autoras, 2020. 
0
100
200
300
400
500
600
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
V
az
ão
 (
m
³/
s)
Tempo (h)
30 
 
 
7.3. MODELAGEM NO HEC-RAS 
 
O coeficiente de rugosidade foi adotado 0,030 para o rio e 0,07 para as margens 
conforme descrito da Tabela 1. A Figura 25 apresenta a seção exportada do ARCGIS 
para o HEC-RAS, após a definição do coeficiente de rugosidade e a interpolação das 
seções (15 em 15 metros). 
 
Figura 15 – Seções topobatimétricas 
 
Fonte: Das autoras, 2020. 
 
A Barragem III do Lago Igapó é feita de concreto, tem altura variável em sua 
seção não ultrapassando a cota 526 metros e 140 metros de comprimento. A Figura 
16 mostra a configuração da seção transversal no HEC-RAS. 
De acordo com ELETROBRÁS (2003) a brecha em uma barragem de 
contrafortes pode ocorrer múltiplos trechos, sendo assim, a ruptura total do 
barramento não é um dos modos de falha mais prováveis para a estrutura. Segundo 
Morris e Galland (2000), a brecha formada pelo colapso de uma barragemde concreto 
em contraforte deve ser função da distância entre dois pilares de sustentação da 
estrutura. E afirmam ainda que uma brecha típica deste tipo de barragem, pode ser 
assumida pelo colapso de um ou dois contrafortes, como consequência da falha dos 
pilares de sustentação dos mesmos. Neste trabalho, considerou-se uma brecha 
causada pela ruptura de dois contrafortes. A geometria da brecha, pode ser observada 
31 
 
 
na Figura 17 e seu tempo de formação foi tido como sendo 0,1 horas conforme 
ELETROBRÁS (2003). 
Figura 16 – Seção transversal da barragem 
 
Fonte: Das autoras, 2020. 
 
Figura 17 – Geometria da Brecha 
 
Fonte: Das autoras, 2020. 
 
Para as condições de escoamento no regime não permanente, foram definidos 
o hidrograma de ruptura (Figura 14) como condição de montante, e a declividade do 
rio como condição à jusante obtida automaticamente pelo software HEC-RAS, o 
reservatório foi considerado, inicialmente, em sua máxima elevação (Cota 526). A 
32 
 
 
vazão inicial do canal a montante (seção da barragem), foi considerada como sendo 
a soma das vazões dos vertedouros da barragem. A Figura 18 apresenta o perfil típico 
do vertedor, observa-se que sendo este um vertedor retangular (Vertedor de Bazin), 
sua vazão pode ser calculada conforme equação de Francis: 
𝑄 = 1,838𝐿𝐻
3
2 (4) 
Sendo: 
Q = vazão no vertedor, em m³/s; 
L = largura da soleira, em m; 
H = carga hidráulica, em m; 
O resultado obtido para a vazão de um vertedor deve ser multiplicado pelos 
seus 25 vertedouros. Na janela de simulação, o escoamento foi analisado para um 
período de 3 horas com nível de detalhamento a cada um minuto neste período. 
 
Figura 18 – Geometria do vertedor 
 
Fonte: Prefeitura Municipal de Londrina. 
7.3.1. ZONEAMENTO DE RISCO 
 
Para facilitar a análise do zoneamento de risco, ao fim da simulação, observou-
se as áreas de maior abrangência da mancha de inundação, e, portanto, foram 
definidas 3 seções para o estudo do zoneamento de maneira mais detalhada, 
considerando sua proximidade às vias urbanas e habitações. Para cada seção, 
obteve-se a variação da vazão (Figura 19), velocidade (Figura 20), altura da onda 
(Figura 21) e risco hidrodinâmico (Figura 22) ao longo do período da simulação (3 h). 
33 
 
 
Figura 19 –Hidrograma de cheia nas seções 
 
Fonte: Das autoras, 2020. 
Figura 20 – Velocidade da água nas seções 
 
Fonte: Das autoras, 2020. 
0
100
200
300
400
500
600
12:00:00 AM 12:30:00 AM 1:00:00 AM 1:30:00 AM 2:00:00 AM 2:30:00 AM 3:00:00 AM
V
az
ão
 (
m
³/
s)
Tempo (h)
seção 1
seção 2
seção 3
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
12:00:00 AM 12:30:00 AM 1:00:00 AM 1:30:00 AM 2:00:00 AM 2:30:00 AM 3:00:00 AM
V
el
o
ci
d
ad
e 
(m
/s
)
Tempo (h)
seção 1
seção 2
seção 3
34 
 
 
Figura 21 – Altura da onda de cheia nas seções 
 
Fonte: Das autoras, 2020. 
Figura 22 – Risco hidrodinâmico nas seções 
 
 
Fonte: Das autoras, 2020. 
 
 
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
12:00:00 AM 12:30:00 AM 1:00:00 AM 1:30:00 AM 2:00:00 AM 2:30:00 AM 3:00:00 AM
A
lt
u
ra
 d
a 
Á
gu
a 
(m
)
Tempo (h)
seção 1
seção 2
seção 3
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
12:00:00 AM 12:30:00 AM 1:00:00 AM 1:30:00 AM 2:00:00 AM 2:30:00 AM 3:00:00 AM
R
is
co
 H
id
ro
d
in
âm
ic
o
 (
m
³/
s)
Tempo (h)
seção 1
seção 2
seção 3
35 
 
 
Com o risco hidrodinâmico é possível determinar o impacto real da ruptura da 
barragem. Na seção 1, próximo à rua Almeida Garrete, o maior risco hidrodinâmico foi 
da ordem de 8,53 m²/s, resultando um nível de perigo muito alto para seres humanos 
(vermelho) e também danos estruturais muito altos (vermelho) em seus pontos de 
abrangência. O tempo de chegada da onda de inundação nesta seção foi de 4 
minutos, sendo assim pode gerar perdas de vidas significantes. 
Na seção 2, localizada na rotatória entre rua Bélgica e rua Waldemar Sprager, 
o maior valor para o risco hidrodinâmico foi de 6,38 m²/s, sendo assim, possui 
altíssimo nível de perigo para seres humanos (vermelho), e alto nível de perigo para 
as edificações (laranja). Com um tempo de chegada de 5 minutos, pode gerar um 
número de vítimas da ordem de 50%. 
Na seção 3, entre o cruzamento da rua Pedro Antonio da Silva e Av. Dez de 
Dezembro, o risco hidrodinâmico chegou a 4,71 m²/s, de modo que, como nas outras 
seções, apresenta um alto nível de perigo para seres humanos (vermelho), já para as 
edificações possui um médio nível de perigo (verde). Nesta seção, o tempo de 
chegada da onda de inundação é por volta de 15 minutos, considerado perigoso e 
com alto número de vítimas. 
Além do risco hidrodinâmico, uma parte muito importante deste trabalho para a 
elaboração do zoneamento de risco é o mapa de inundação, que pode ser observado 
na figura 34 e apresenta a mancha de inundação em sua totalidade para o trecho do 
Ribeirão Cambé analisado a jusante da Barragem III, além disso, nele pode-se 
observar a localização das 3 seções em que o risco hidrodinâmico foi analisado. Nas 
Figuras 35 e 36 foi realizada uma redução de escala de modo que se pudesse 
observar a mancha de inundação nas seções analisadas com maior clareza. 
37 
 
Figura 23 - Mapa de inundação do rompimento da Barragem III do Lago Igapó I
 
Fonte: Das autoras, 2020. 
38 
 
Figura 24 - Mapa de inundação próximo as seções 1 e 2 
 
Fonte: Das autoras, 2020. 
39 
 
 
Figura 25 - Mapa de inundação próximo a seção 3
 
 Fonte: Das autoras, 2020.
40 
 
8. CONCLUSÃO 
 
O trabalho teve como objetivo simular computacionalmente a ruptura hipotética 
da Barragem III do Lago Igapó I, do município de Londrina, e através de resultados 
gráficos como hidrogramas de vazão a jusante da barragem e mapa de inundação, 
analisar os impactos causados nas imediações do canal à jusante da barragem. 
O canal, a jusante da Barragem III, foi caracterizado com a criação de seções 
transversais no HEC-GeoRAS, tendo uma distância de 15 metros entre elas. O início 
deste canal abrange áreas habitadas e ruas com alto índico de tráfego, sendo de suma 
importância o estudo da simulação da ruptura da barragem. 
Além do estudo do canal a jusante da barragem, foi realizado o estudo do canal 
a montante onde por métodos matemáticos foi obtido o hidrograma de ruptura da 
barragem, que teve como vazão de pico 546,453 m³/s. 
Com porte dos dados do canal a jusante da barragem, o hidrograma de ruptura 
e a seção da barragem, foram feitas várias simulações no HEC-RAS em regime não-
permanente, até que se encontrasse a simulação de menor instabilidade e ausência 
de erros. 
Com a obtenção dos resultados da simulação, foi feita a análise do risco 
hidrodinâmico, a fim de avaliar de forma combinada a ameaça da altura da onda de 
cheia e sua velocidade de propagação. Além disso, elaborou-se o mapa de inundação 
a jusante da barragem. 
Com todos os objetivos estabelecidos cumpridos, conclui-se que o rompimento 
hipotético da Barragem III, sob as condições previstas no trabalho, impacta 
diretamente vidas humanas, edifícios, e vias de tráfego urbano nas áreas 
imediatamente a jusante da barragem, por serem regiões habitadas, enquanto que 
em grande parte do trecho do canal os impactos seriam ínfimos, pois trata-se de áreas 
desabitadas com inexistência de infraestruturas. 
 
 
 
 
 
42 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
ALMEIDA, A. B. Emergência e gestão do risco. In: Curso de Exploração e Segurança 
de Barragens. Capítulo 7. Lisboa: Instituto Nacional da Água (INAG), 2001. 104p 
AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS (ANA). Manual Básico - HEC-RAS 5.0.3 Ruptura 
de Barragem. Brasília: ANA, 2018. Disponível em: < 
https://capacitacao.ana.gov.br/conhecerh/handle/ana/892> 
BALBI, D.A.F. Metodologias para a elaboração de Planos de Ações Emergenciais 
para inundações induzidas por Barragens. Estudo de Caso: Barragem de Peti – MG. 
2008. (Mestradoem Engenharia Civil) – Universidade Federal de Minas Gerais, Belo 
Horizonte, Minas Gerais 2008. 
BRANDÃO, Luiz. Apostila de Hidráulica 3º ano de Engenharia Civil. Centro 
Universitário Filadélfia (UNIFIL), 2018. 
BRASIL. Lei nº 12.334, de 20 de setembro de 2010. Estabelece A Política Nacional 
de Segurança de Barragens Destinadas à Acumulação de água Para Quaisquer Usos, 
à Disposição Final Ou Temporária de Rejeitos e à Acumulação de Resíduos 
Industriais, Cria O Sistema Nacional de Informações Sobre Segurança de Barragens 
e Altera A Redação do Art. 35 da Lei no 9.433, de 8 de janeiro de 1997, e do Art. 4o 
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TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) 2019
FORMULÁRIO DE AVALIAÇÃO: ACADEMIA TÉCNICA
N1 TÉCNICA
ITEM O QUE AVALIAR 10 8 6 4 2 0
ESTRUTURAÇÃO 
(10 pontos)
O texto contém todos os tópicos? (descrição da situação, 
demandas do "cliente", objetivo do projeto, disciplinas 
envolvidas)
PROBLEMA/DEMANDA 
(10 pontos)
O problema do "cliente" (ou demanda) está bem descrito e 
fundamentado?
OBJETIVO 
(10 pontos)
Os objetivos para a projeto estão bem definidos e 
coerentes com o atendimento da demanda?
PÚBLICO 
(10 pontos)
O público alvo do projeto está bem delimitado? Quem são 
os usuários no negócio?
DISCIPLINAS 
(10 pontos)
Avaliara apresentação das disciplinas envolvidas no 
projeto. Quais as necessidades de compatibilização?
REDAÇÃO 
(10 pontos)
Verificar se o estilo de redação foi apropriado (formal) e a 
ocorrência de erros ortográficos. 
ABNT 
(10 pontos)
O texto segue as normas de formatação, citações e 
referências?
ORIGINALIDADE DO 
TEXTO (10 pontos)
Avaliar se o texto foi produção do aluno ou contém cópias 
de outros documentos. 
Centro Universitário Filadélfia de Londrina
Graduação em Engenharia Civil
ALUNO: 
NOME DO AVALIADOR: 
NOTA FINAL N1