Modelagem hidráulica da confluência dos Rios Negro e Solimões à foz do Rio Madeira com dados de sensoriamento remoto

Abstract

Este trabalho apresenta uma modelagem computacional das planícies de inundação de trechos dos rios Negro, Solimões, Careiro e Amazonas por meio dedados de sensoriamento remoto. As análises das planícies foram feitas a partir de simulações do nível d’água no domínio estudado com o software HEC-RAS, sob uma abordagem de escoamento unidimensional em regime permanente. A caracterização da geometria do modelo foi desenvolvida a partir deum modelo digital de terreno (MDT) que apresenta dados do relevo e da batimetria dos canais. Como dados de entrada, foram utilizados dados de vazão e nível d’agua obtidos por meio de estações fluviométricas disponibilizados pela ANA. Ao todo, foram construídos oito perfis de vazões e níveis de referência que compreendem períodos de cheia e seca entre 2015 e 2018, utilizados como dados de entrada. Os perfis foram construídos tendo como referência as datas de aquisição de imagens SAR do satéliteSentinel-1 na região estudada. Tais imagens foram utilizadas em um método de processamento digital de imagens que permite a produção de máscaras das planícies de inundação a partir de uma análise do histograma. As máscaras produzidas foram utilizadas em conjunção com um MDT na obtenção de dados de nível d’água em pontos do domínio que não possuem estações fluviométricas. Esses dados foram utilizados para a calibração do modelo em relação ao parâmetro de rugosidade dos canais e das planícies de inundação, juntamente com dados de altura ortométrica da linha d’água obtidos em estações virtuais de altimetria. A calibração foi realizada utilizando-se um código em linguagem VBA que implementa o método de Monte Carlo no cálculo dos níveis d’água e adotando-se a métrica RMSE (raiz quadrada do erro médio) para a avaliação do desempenho das simulações. Nesse método, o parâmetro de rugosidade n de Manning varia aleatoriamente em uma bateria de iterações a partir de uma faixa de valores descritos por uma média e um desvio padrão. A cada bateria, os valores que retornam os menos valores de RMSE retroalimentam o código, até que se obtenha os valores que minimizem ao máximo a métrica. Os valores de n de Manning calibrados para os canais e as planícies de inundação resultaram em uma faixa de valores de erro médio entre 0,80m e 1,6 m entre os níveis d’água observados e simulados. Larguras das planícies de inundação simulada sem alguns pontos de calibração foram comparadas a larguras medidas nas máscaras, apresentando uma diferença máxima de 12%.