Simulação de fenômenos gerados por ventos extremos no Reservatório da UHE de Itaipu

Abstract

Resumo: Esta pesquisa visa demonstrar que o campo de ondas gerado por ventos persistentes em águas continentais pode ser obtido exclusivamente com a utilização da intensidade do vento atuante e com a geometria do corpo d'água. Este objetivo foi alcançado aplicando o conceito do campo de fetch a aplicação da técnica de Modelagem Paramétrica Bidimensional (MPB) que relaciona a altura da onda ao comprimento do fetch e à intensidade do vento, o qual possibilitou determinar um modelo paramétrico específico para o reservatório de Itaipu, denominado modelo ITAIPU. Os modelos paramétricos encontrados na literatura se limitam a coeficientes constantes. Na obtenção do modelo ITAIPU, foi evidenciado que estes coeficientes são dependentes da intensidade do vento, portanto, são variáveis. Este fato elucida a variabilidade entre os resultados de métodos paramétricos apresentados na literatura e contribui para a geração de campos de onda similares ao gerados pelo modelo SWAN. Foram simulados três elementos para o modelo de ITAIPU: (i) os campos de fetch; (ii) as alturas de ondas e (iii) a profundidade de mistura, ou seja, a profundidade atingida pelas ondas ao se propagar, todos provenientes de 16 direções. Foram, portanto, gerados 216 mapas temáticos de simulação para o reservatório da UHE de Itaipu. A grande quantidade de mapas gerados concebe dados de entrada para diversas utilidades em áreas do conhecimento como Engenharia, Ciências da Terra, Ciências Costeiras e Ecologia. Estas áreas do conhecimento podem se beneficiar do acesso ao modelo paramétrico ITAIPU.

Abstract: This research aims to investigate that the wave field of generators by persistent winds in continental waters can be used exclusively with the intensity of the active wind and with the geometry of the body of water. This objective was achieved by applying the concept of the fetch field to the application of the Two- Dimensional Parametric Modeling (MPB) technique that relates the wave height to the fetch length and the wind intensity, which made it possible to determine a specific parametric model for the water reservoir. Itaipu, called the ITAIPU model. The parametric models found in the literature are limited to constant coefficients. In obtaining the ITAIPU model, it was evidenced that these coefficients are dependent on the wind intensity, therefore, they are variable. This fact elucidates the variability between the results of parametric methods presented in the literature and contributes to the generation of wave fields similar to those generated by the SWAN model. Three elements were simulated for the ITAIPU model: (i) the fetch fields; (ii) the wave heights and (iii) the mixing depth, that is, the depth reached by the waves when propagating, all coming from 16 directions. Therefore, 216 thematic simulation maps were generated for the Itaipu UHE reservoir. The large amount of generated maps provides input data for various uses in areas of knowledge such as Engineering, Earth Sciences, Coastal Sciences and Ecology. These areas of knowledge can benefit from access to the ITAIPU parametric model.