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GEG | A Modelação Estocástica de Morfodinâmica Fluvial 

27 Maio, 2021

Colaborador no GEG desde 2020, Bruno Oliveira defendeu com sucesso a sua tese de Doutoramento: “Modelação Estocástica de Morfodinâmica Fluvial”, na FEUP.

O GEG congratula o seu esforço e trabalho académico , que culmina neste grande sucesso profissional, e manifesta a vontade de continuar a ser o local certo onde o Bruno possa reforçar o seu conhecimento, sempre na busca do maior conhecimento, e da aplicação e reforço da sua experiência em projetos desafiantes. Aqui deixamos um resumo da tese de doutoramento do Bruno Oliveira, que poderão consultar na totalidade aqui.

Modelação Estocástica de Morfodinâmica Fluvial 

Durante a esta dissertação de doutoramento, o conceito da modelação estocástica da morfodinâmica fluvial foi desenvolvido e sistematizado tendo em vista a sua aplicação. A morfodinâmica fluvial representa a evolução da forma do leito fluvial ao longo do tempo.

Este estudo propôs-se superar as dificuldades inerentes a este processo de modelação, particularmente no que diz respeito à sua aplicação no contexto de um ambiente fluvial real, e esse objetivo foi alcançado através da definição e da sistematização dos aspetos e metodologias conceptuais e práticas essenciais à realização da modelação estocástica da morfodinâmica fluvial numa situação real. 

 Os objetivos correspondentes foram:

  • Primeiro, desenvolver uma aplicação estocástica de modelação numérica da morfodinâmica fluvial, com base e a par com a metodologia correspondente;
    • Obtendo-se por esta via uma descrição clara das distribuições de probabilidade da evolução temporal da morfodinâmica de um rio;
  • Segundo, aplicar estes resultados em análises de fiabilidade/risco dentro do contexto do correspondente caso de estudo;
    • Sendo desenvolvida em simultâneo a metodologia de aplicação correspondente.

Tanto esta descrição como a metodologia em si, representam uma inovação significativa sobre o conhecimento atual.

Na área da engenharia (e particularmente no projeto de estruturas hidráulicas), a variabilidade dos diferentes parâmetros envolvidos num determinado estudo deve, na maioria das situações, ser tida em consideração, por exemplo, por meio de análises de fiabilidade /risco. Existe atualmente um crescente interesse na aplicação de metodologias probabilísticas de projeto. 

O estudo utilizou um modelo numérico hidro e morfodinâmico para aproximar e representar a relação entre a morfodinâmica e as variáveis que são mais importantes para a sua definição, seja em termos da sua magnitude global como do seu respetivo padrão, ou distribuição espacial, ao longo do leito do canal. 

Foram feitas melhorias e otimizações das ferramentas e métodos existentes para a modelação estocástica (da morfodinâmica fluvial) em quase todos os passos integrantes deste processo, nomeadamente:

  1. no tratamento de dados (com a aplicação da metodologia de pré-modelação, que se revelou capaz de reduzir a incerteza nos dados de batimetria), 
  2. na geração dos valores das variáveis (com particular enfase na geração de séries de valores de caudais), 
  3. na modelação estocástica propriamente dita (através do desenvolvimento da respetiva metodologia),
  4. na validação da modelação estocástica (através da aplicação e comparação da utilidade de diferentes abordagens de validação) e 
  5. na aplicação dos resultados da modelação estocástica.

Para análise de risco foi selecionado o caso de um talude situado na margem de um rio, tendo-se analisado, também com base nas incertezas das variáveis envolvidas, a estabilidade do talude sobre condições normais e sobre o efeito da erosão fluvial. 

Em condições normais não se observaram quaisquer falhas do talude. Ainda assim, mesmo sem produzir infraescavações, a erosão fluvial diminuiu significativamente as forças estabilizadoras do talude, produzindo probabilidades de falha significativas, no mínimo na ordem dos 1%.

 

 

Em condições normais não se observaram quaisquer falhas do talude. Ainda assim, mesmo sem produzir infraescavações, a erosão fluvial diminuiu significativamente as forças estabilizadoras do talude, produzindo probabilidades de falha significativas, no mínimo na ordem dos 1%.

Embora ainda seja expectável a necessidade de desenvolver mais profundamente alguns aspetos específicos da metodologia, nomeadamente antes que a aplicação generalizada da modelação estocástica da morfodinâmica fluvial se torne uma realidade, a clarificação dos fatores determinantes da morfodinâmica e das principais limitações e requisitos da correspondente modelação estocástica constitui assim uma fundação sólida para futuros estudos nesta área.


 

Bruno Oliveira licenciou-se em 2010 pela Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto e realizou o mestrado integrado em 2012. É colaborador do GEG desde 2020 e já participou em desafiantes projetos nacionais e internacionais, no Ruanda e Arábia Saudita. Saiba mais sobre o Bruno Oliveira, aqui.

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