# -*- coding: utf-8 -*- """ Inventário da topologia de eixos para roteamento conjunto com comportas. O arquivo EUROCLIMA-rev.kmz já foi processado por 10_eixos_cascata.py e os 12 eixos foram convertidos em E01--E12. Este script não simula ainda a hidráulica: transforma a relação de bacias aninhadas em uma rede de conexões imediatas e registra os arranjos que devem entrar no roteamento em cascata. Esta é uma rede geomorfológica de triagem. A conexão hidráulica final, os tempos de viagem, os trechos entre barragens e a operação coordenada devem ser conferidos no HEC-RAS 1D e em dados de campo. """ from pathlib import Path import pandas as pd ROOT = Path(__file__).resolve().parents[1] D_CAV = ROOT / "01_dados" / "cav" D_RES = ROOT / "06_resultados" D_TAB = D_RES / "tabelas" D_TAB.mkdir(parents=True, exist_ok=True) def read_csv(name: str) -> pd.DataFrame: return pd.read_csv(D_CAV / name, sep=";", decimal=",") topo = read_csv("topologia_eixos.csv") eixos = read_csv("eixos_todos.csv") area = eixos.set_index("codigo")["area_km2"].to_dict() cota = eixos.set_index("codigo")["cota_eixo_m"].to_dict() # Para cada eixo de montante, escolhe-se o menor eixo que contém sua bacia. # Relações adicionais continuam no arquivo original de topologia. imediatas = [] for montante in sorted(topo["montante"].unique()): candidatos = topo[topo["montante"].eq(montante)].copy() candidatos["area_jusante_km2"] = candidatos["eixo"].map(area) candidatos = candidatos.sort_values(["area_jusante_km2", "eixo"]) if candidatos.empty: continue r = candidatos.iloc[0] jusante = r["eixo"] imediatas.append( { "montante": montante, "jusante_imediato": jusante, "area_montante_km2": area.get(montante), "area_jusante_km2": area.get(jusante), "area_incremental_entre_eixos_km2": area.get(jusante, 0) - area.get(montante, 0), "cota_montante_m": cota.get(montante), "cota_jusante_m": cota.get(jusante), "observacao": "conexão imediata derivada da topologia D8/BHO", } ) rede = pd.DataFrame(imediatas).sort_values(["jusante_imediato", "montante"]) rede.to_csv( D_TAB / "rede_imediata_cascatas_comportas.csv", sep=";", decimal=",", index=False, ) jusantes = set(rede["jusante_imediato"]) raizes = sorted(set(eixos["codigo"]) - jusantes) adj = {} for _, r in rede.iterrows(): adj.setdefault(r["montante"], []).append(r["jusante_imediato"]) def caminhos(no, caminho): proximos = adj.get(no, []) if not proximos: return [caminho] saida = [] for prox in proximos: if prox in caminho: saida.append(caminho + [f"{prox}(ciclo?)"]) else: saida.extend(caminhos(prox, caminho + [prox])) return saida caminhos_rede = [] for raiz in raizes: caminhos_rede.extend(caminhos(raiz, [raiz])) candidatas = [ { "id": "C01", "nome": "prioritarios", "eixos": "E02+E04", "tipo": "ramos_convergentes", "objetivo": "testar a operação coordenada dos dois eixos prioritários", "status": "primeiro cenário conjunto", }, { "id": "C02", "nome": "prioritarios_com_cobertura", "eixos": "E02+E04+E12", "tipo": "ramos_convergentes_com_eixo_jusante", "objetivo": "testar o ganho de cobertura com E12, condicionado à 14 de Julho", "status": "cenário de cobertura", }, { "id": "C03", "nome": "intermediaria", "eixos": "E02+E04+E08", "tipo": "ramos_convergentes_com_eixo_intermediario", "objetivo": "testar cobertura intermediária sem incluir toda a cascata inferior", "status": "cenário intermediário; E08 condicionado a Castro Alves", }, { "id": "C04", "nome": "cascata_antas", "eixos": "E09+E10+E11+E12", "tipo": "serie_principal", "objetivo": "testar barragens com comportas em série e a interação com a cascata existente", "status": "cenário crítico; E09/E10/E11/E12 condicionados", }, { "id": "C05", "nome": "cascata_ramificada_completa", "eixos": "E01+E02+E04+E08+E09+E10+E11+E12", "tipo": "rede_ramificada", "objetivo": "avaliar a coordenação de ramos e reservatórios em série", "status": "sensibilidade; depende de validar todos os eixos", }, ] pd.DataFrame(candidatas).to_csv( D_TAB / "cascatas_candidatas_comportas.csv", sep=";", decimal=",", index=False, ) linhas = [ "# Inventário de cascatas para comportas", "", "**Fonte geométrica:** `Documentos EUROCLIMA+/Espanha/kmz/EUROCLIMA-rev.kmz`.", "O KMZ contém 12 geometrias lineares de eixos; o pipeline `10_eixos_cascata.py` as converteu em E01–E12 e gerou a relação de bacias aninhadas.", "", "## Como ler", "", "A rede abaixo é uma aproximação de conexão imediata: cada eixo de montante é ligado ao menor eixo jusante que contém sua bacia. Ela serve para ordenar o roteamento e evitar somar hidrogramas de forma independente. Não substitui a confirmação do talvegue, do trecho de rio, do tempo de viagem e do remanso.", "", "## Conexões imediatas", "", "| Montante | Jusante imediato | Área montante (km²) | Área jusante (km²) | Incremental entre eixos (km²) |", "|---|---|---:|---:|---:|", ] for _, r in rede.sort_values(["montante", "jusante_imediato"]).iterrows(): fmt = lambda x: f"{x:,.1f}".replace(",", "X").replace(".", ",").replace("X", ".") linhas.append( f"| {r.montante} | {r.jusante_imediato} | {fmt(r.area_montante_km2)} | {fmt(r.area_jusante_km2)} | {fmt(r.area_incremental_entre_eixos_km2)} |" ) linhas += ["", "## Caminhos geomorfológicos", ""] for path in caminhos_rede: linhas.append("- " + " → ".join(path)) linhas += [ "", "## Arranjos a simular", "", "| ID | Arranjo | Tipo | Finalidade | Situação |", "|---|---|---|---|---|", ] for c in candidatas: linhas.append( f"| {c['id']} | {c['eixos']} | {c['tipo']} | {c['objetivo']} | {c['status']} |" ) linhas += [ "", "## Regra de roteamento a implementar", "", "A cada passo de tempo, o reservatório recebe a vazão incremental de sua sub-bacia e as vazões efluentes dos reservatórios imediatamente a montante, após o tempo de viagem do trecho. A comporta deve ser modulada por uma regra coordenada, com limites de abertura, capacidade máxima de descarga, volume mínimo de segurança, nível máximo e condição de saturação. Quando um reservatório atingir o nível máximo, ele deixa de amortecer e a vazão de saída deve se aproximar da afluência, sem criar artificialmente vazão maior que a entrada.", "", "O resultado deve reportar, para cada reservatório e para Estrela: pico afluente, pico efluente, volume armazenado, nível máximo, abertura de comportas, saturação, galgamento, energia e perdas de queda. Os cenários devem incluir operação independente, operação coordenada, previsão com 24/48/72 h e falha ou atraso de acionamento.", "", "## Limitação", "", "A topologia foi derivada da grade D8/BHO e as CAVs dos eixos novos são de classe B, derivadas do MDE natural. O HEC-RAS 1D continua sendo necessário para confirmar remanso, níveis, seção de controle, pontes, confluências e tempos de propagação.", ] (D_RES / "CASCATAS_COMPORTAS_METODOLOGIA.md").write_text( "\n".join(linhas) + "\n", encoding="utf-8" ) print(f"Rede imediata: {len(rede)} conexões") print(f"Raízes: {', '.join(raizes)}") print(f"Caminhos: {len(caminhos_rede)}") print(f"Saída: {D_RES / 'CASCATAS_COMPORTAS_METODOLOGIA.md'}")