Processos, infraestrutura e segurança

Modelagem hidráulica: transformar cheias em decisões

Representamos como a água se move em rios, canais, travessias e redes urbanas para estimar níveis, velocidades, pressões e áreas inundadas. A modelagem integra dados de campo e análise hidrológica e ajuda a compreender processos, comparar cenários e apoiar infraestruturas mais seguras e resilientes.

Uma fortaleza que conecta diferentes áreas

A hidráulica traduz vazões de projeto e hidrogramas em respostas físicas: até onde a água chega, com que velocidade se desloca, como interage com uma ponte ou passagem e onde uma rede pode entrar em carga. O grupo trabalha em colaboração com outras equipes e combina modelos com monitoramento, topografia, batimetria e evidências observadas.

Rios, pontes e travessias

Perfis de linha d’água, seções transversais, remanso, velocidades e manchas de inundação para compreender o desempenho de obras e sua interação com o curso de água.

Drenagem urbana

Redes, galerias, canais e estruturas de controle, incluindo transientes, pressurização, escoamento misto e efeitos de geometrias complexas.

Cheias e reconstrução resiliente

Calibração com eventos observados e comparação de cenários de projeto para apoiar escolhas mais robustas diante de extremos recentes e futuros.

Do dado observado ao cenário de projeto

Um modelo não substitui a realidade: ele organiza hipóteses e evidências para que possam ser testadas. A qualidade do resultado depende da qualidade dos dados, da representação geométrica, da calibração e do uso dentro dos limites de cada ferramenta.

1

Observar

Chuva, vazão, marcas de cheia, condição das estruturas e registros do evento.

2

Representar

Topografia, batimetria, seções, terreno, canal, rede e elementos construídos.

3

Simular

Hidrogramas, vazões, níveis, velocidades, pressões e propagação da inundação.

4

Calibrar

Confrontar o resultado com evidências de campo e ajustar parâmetros com rastreabilidade.

5

Comparar

Avaliar alternativas, tempos de retorno, condições extremas e margens de segurança.

Modelagem aplicada à reconstrução de travessias

Nos estudos hidrológicos do rio Soturno e do arroio Felisberta, em Nova Palma, a equipe integrou HEC-HMS e HEC-RAS, dados topobatimétricos e a cheia de abril–maio de 2024. A calibração reproduziu níveis observados e permitiu analisar cenários de 100 e 450 anos, incluindo cotas, velocidades e extensão da inundação.

Mancha de inundação simulada no arroio Felisberta para cenário de 100 anos
Profundidade e área inundada — arroio Felisberta. A mancha mostra onde a água se espalha e como a profundidade varia no entorno da passagem molhada. Cenário de 100 anos. Fonte: Relatório Hidrológico Meta 1.2, 2025.
Distribuição de velocidades simulada no arroio Felisberta para cenário de 100 anos
Velocidades — arroio Felisberta. A distribuição espacial identifica zonas de maior energia do escoamento, relevantes para estabilidade, erosão e proteção da travessia. Cenário de 100 anos. Fonte: Relatório Hidrológico Meta 1.2, 2025.
Mancha de inundação simulada no rio Soturno para cenário de 450 anos
Profundidade e área inundada — rio Soturno. A simulação representa a cheia no vale e sua interação com a área da passagem molhada. Cenário de 450 anos. Fonte: Relatório Hidrológico Meta 1.1, 2025.
Distribuição de velocidades simulada no rio Soturno para cenário de 450 anos
Velocidades — rio Soturno. O mapa evidencia o corredor de maior velocidade e apoia a leitura dos esforços hidráulicos sobre a infraestrutura. Cenário de 450 anos. Fonte: Relatório Hidrológico Meta 1.1, 2025.

As imagens são resultados de estudos aplicados do grupo e ilustram métodos de análise. Valores e cenários pertencem aos locais estudados e não devem ser transferidos diretamente para outras bacias ou obras.

SWMM e HEC-RAS em escalas complementares

Da rede urbana ao rio

O SWMM é utilizado para representar redes pluviais, galerias, reservatórios, estruturas de controle e a interação entre chuva, superfície e sistema enterrado. O HEC-RAS é aplicado a rios, canais, travessias e planícies de inundação, permitindo analisar níveis d’água, velocidades e manchas de inundação. A ReSWMM, desenvolvida no trabalho de Robson Pachaly sob orientação de Daniel Allasia e coorientação de José Goes Vasconcelos, apoia o refinamento de simulações no SWMM.

Em estudos específicos de transientes e escoamento misto, o grupo também utiliza o HAST, desenvolvido por José Goes Vasconcelos e colaboradores, no âmbito dessa parceria científica.

SWMMHEC-RASReSWMMRedes urbanasRios e canaisTravessiasManchas de inundaçãoCalibração

Da pesquisa de Robson Pachaly à ReSWMM

A pesquisa de Robson Leo Pachaly, desenvolvida sob orientação de Daniel Allasia e coorientação de José Goes Vasconcelos, investigou como representar com maior fidelidade os escoamentos não permanentes em redes de drenagem urbana no SWMM.

Um problema de representação. Em redes sem estruturas intermediárias, a configuração tradicional pode representar trechos extensos como um único conduto. A discretização espacial introduz nós e condutos artificiais de forma controlada, permitindo testar a influência do comprimento dos elementos, do passo de tempo e do tratamento da pressurização.
Comparação esquemática entre a representação tradicional e a rede espacialmente discretizada no SWMM
Da rede física ao modelo refinado. Comparação entre a configuração tradicional e a discretização artificial empregada nos experimentos. Fonte: Pachaly (2019).
Comparação entre níveis observados e simulados em experimentos com redes de drenagem
Confronto com dados de campo. Os resultados simulados foram comparados com medições experimentais para avaliar diferentes configurações numéricas. Fonte: Pachaly (2019).

Os ensaios mostraram que escolhas de discretização, passo de tempo e método de pressurização influenciam a estabilidade e a precisão dos resultados. Esse trabalho deu origem à ReSWMM, ferramenta aberta que automatiza o refinamento espacial de arquivos de entrada e facilita a comparação sistemática de alternativas no SWMM.

Publicações que sustentam essa linha

A página reúne uma trajetória de colaboração em hidráulica urbana e, mais recentemente, em infraestrutura submetida a cheias extremas. Estes trabalhos ajudam a explicar tanto os limites dos modelos quanto sua aplicação em situações reais.

Journal of Hydraulic Engineering · 2020

Comparing SWMM 5.1 Calculation Alternatives to Represent Unsteady Stormwater Sewer Flows

Pachaly, Vasconcelos, Allasia, Tassi e Bocchi.

Journal of Water Management Modeling · 2019

Field Evaluation of Discretized Model Setups for the Storm Water Management Model

Pachaly, Vasconcelos, Allasia e Minetto.

Hydrolink · 2020

Challenges of Modeling Stormwater Transients in Developing Countries

Allasia, Pachaly, Tassi, Vasconcelos, Hodges e Dickinson.

TRANSPORTES · 2026

Desempenho de pontes sob cheias extremas e lacunas regulatórias: evidências das cheias de 2024 no Rio Grande do Sul

Chicherit, Allasia Piccilli, Vasconcelos Neto e colaboradores.