A1 Inundações

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As cheias ocorrem quando a vazão de um rio, ou o volume de escoamento superficial, excede a capacidade de vazão do leito natural ou da topografia local. É precisamente esse excesso que faz com que a água transborde para a planície de inundação ao redor do leito do rio. Esse processo envolve a precipitação que cai na bacia hidrográfica, a infiltração que o solo consegue absorver e a própria resposta hidrológica da bacia a ambos os fatores.

A resposta hidrológica da bacia hidrográfica também determina o tipo de cheia que ocorre: cheias repentinas acontecem em questão de minutos ou horas e ocorrem em pequenas bacias hidrográficas com solo de baixa permeabilidade, enquanto cheias lentas persistem por dias ou até semanas e ocorrem em bacias hidrográficas muito maiores. É justamente o tamanho da bacia hidrográfica, juntamente com a permeabilidade do seu solo, que faz com que a mesma precipitação produza uma resposta tão diferente dependendo de onde cai.

A pré-saturação do solo é o fator amplificador mais importante em todo esse processo: quando o solo já está saturado de água antes de começar a chover, ele não consegue mais absorver água da chuva. Isso faz com que a fração da precipitação que se transforma em escoamento superficial aumente drasticamente, aproximando-se do ponto em que praticamente toda a água que cai acaba escoando pela superfície em vez de infiltrar no solo.

O hidrograma de cheia é o registro temporal de todo esse processo: ele descreve como a vazão do rio primeiro aumenta à medida que o escoamento superficial atinge o leito, depois atinge um pico e, finalmente, entra em uma fase de recessão na qual a vazão retorna ao seu nível normal. É precisamente o formato dessa curva que resume, em uma única figura, como a bacia hidrográfica respondeu à precipitação que desencadeou a cheia.

A propagação rio abaixo dessa onda de cheia é regida pelas equações de Saint-Venant, e o modelo de onda cinemática é a simplificação operacional dessas equações mais frequentemente usada na prática. É essa propagação rio abaixo que faz com que o excesso de vazão gerado na parte superior da bacia eventualmente transborde o leito nos trechos inferiores, a jusante do ponto onde ocorreu a precipitação original.

Assim, desde a vazão que excede a capacidade do canal, com a qual este documento começa, até a propagação a jusante da onda de inundação, incluindo a saturação do solo que amplifica o escoamento superficial e o hidrograma que descreve toda a inundação, a previsão de inundações exige necessariamente a combinação de modelos que traduzem a precipitação em escoamento superficial com modelos hidráulicos unidimensionais e bidimensionais que, em seguida, rastreiam essa mesma água à medida que ela se move pelo canal e pela planície de inundação.

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