ABSTRACT
ABSTRACT The significant urbanization of Brazil in the last decades has pushed cities to combine population growth with protection and harmonic living with their natural resources. The city of Palmas, a planned city in the Legal Amazon, is inserted in this context. In this sense, this study sought to analyze the hydrological and hydraulic responses to different scenarios of land use and occupation in one of its watersheds. Scenarios modeled with SWMM software were current, critical and compensatory techniques. The results showed that the conveyance system, including the main stream, are fully capable of conveying the affluent flow, even in the scenarios with greater impermeability of the watershed. The peak flow of the critical scenario is up to 11.12% higher than the current scenario. However, with compensatory techniques, it is possible to have a peak flow up to 25.76% smaller than the critical scenario.
RESUMO A relevante urbanização do Brasil nas últimas décadas tem pressionado as cidades a aliar o crescimento populacional à proteção e convívio com seus recursos naturais. A cidade de Palmas, uma cidade planejada na Amazônia Legal, se insere nesse contexto. Nesse sentido, este estudo buscou analisar as respostas hidrológicas e hidráulicas para diferentes cenários de uso e ocupação do solo em uma de suas bacias hidrográficas. Os cenários modelados com o auxílio do software SWMM foram o atual, crítico e medidas não convencionais. Os resultados apontaram que os trechos da rede de drenagem, incluindo o curso d'água principal, são plenamente capazes de escoar as vazões, mesmo nos cenários com maior impermeabilidade da bacia. A vazão de pico do cenário crítico é de até 11.12% maior que o cenário atual. No entanto, com medidas não convencionais, pode-se ter uma vazão de pico até 25.76% menor que a do cenário crítico.
ABSTRACT
RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar uma nova concepção de poço de infiltração como técnica de controle de drenagem pluvial na fonte. Esse poço, denominado P-GHidro, possui furos na parede dos anéis de concreto, camada de brita externa aos anéis para melhorar a distribuição de água, pré-filtro de geotêxtil na tampa e filtros adicionais no fundo e na lateral, entre a brita e o solo. Usou-se como referência o poço de infiltração comumente empregado em São Carlos, São Paulo (P-SC), cuja construção foi realizada com anéis de concreto justapostos ao solo sem furos laterais e sem pré-filtro. Foram realizados seis ensaios de chuvas simuladas para cada poço de infiltração. Os dados experimentais de vazão de água infiltrada foram modelados pelo método de Puls. A condutividade hidráulica, constante ou variada, foi empregada como parâmetro de calibração do modelo aos dados experimentais; o ajuste foi avaliado por meio dos coeficientes de determinação (R2) e de Nash-Sutcliffe (NS). O P-GHidro apresentou melhor desempenho na infiltração de água pluvial, com volume armazenado 25% menor e tempos de esvaziamento 4% menores que os do P-SC. A modelagem apresentou boa representatividade dos dados experimentais para condutividade hidráulica constante (média de R2 de 0,92 e de NS de 0,56) e melhor ainda para condutividade hidráulica variada (média de R2 de 0,97 e de NS de 0,97).
ABSTRACT The objective of this study was to evaluate a new concept of infiltration well as in loco stormwater drainage source control. This infiltration well, namely P-GHidro, has holes in the wall of the concrete rings, layer of gravel external to the rings in order to improve the water distribution, a geotextile prefilter on the cover, and additional filters on the bottom and on the sides between the gravel and the soil. An infiltration well common in San Carlos (P-SC), São Paulo, Brazil, was used as reference, and its construction uses concrete rings juxtaposed to the soil without side holes or prefilter. Six tests of simulated rain were performed for each design infiltration well. The experimental data of infiltrated water flow were modeled by Puls method. The hydraulic conductivity, constant or variable, was used as a model adjustment parameter to the experimental data, and the adjustment was assessed using the coefficients of determination (R2) and Nash-Sutcliffe (NS). P-GHidro had a better performance in the stormwater infiltration, with stored volume and emptying times smaller than the P-SC. The modeling showed good adjustments to the experimental data for constant hydraulic conductivity (average R2 = 0.92 and NS = 0.56) and even better adjustments for variable hydraulic conductivity (average R2 = 0.97 and NS = 0.97).
ABSTRACT
RESUMO O processo de urbanização resulta em alterações no ciclo hidrológico prejudiciais à população. Para amenizar esses efeitos, as técnicas compensatórias em drenagem urbana visam à maior sustentabilidade hidrológica na expansão urbana. Nesse sentido, este artigo teve como objetivos avaliar, por meio de modelagem computacional, o efeito da adoção dessas técnicas na escala de lote e da bacia hidrográfica e avançar com diferentes possibilidades de concepção de projeto. A modelagem foi realizada para diversos cenários, considerando a implantação das técnicas de forma isolada e combinada. Os parâmetros utilizados na modelagem visaram verificar possibilidades extremas de aplicação, de modo a disponibilizar dados para balizamento de projetos reais. As chuvas avaliadas possuem variadas durações e intensidades, facilitando a extrapolação dos resultados deste trabalho para bacias hidrográficas de diferentes escalas. Os resultados das simulações indicam potenciais benefícios na drenagem urbana oriundos do uso dessas técnicas no lote, com mais efetividade para as menores chuvas de projeto. Esse foi o caso dos cenários que avaliaram os jardins rebaixados isoladamente ou combinados em série com um reservatório de lote e os cenários de pavimentos permeáveis na calçada que receberiam o escoamento superficial do lote adjacente. Também foi verificado que a combinação paralela de um reservatório de lote com as dimensões propostas pela legislação municipal e um jardim rebaixado em 0,07 m seria capaz de neutralizar, hidrologicamente, os impactos da ocupação do lote para todas as chuvas de projeto analisadas, entretanto o reservatório proposto pela legislação municipal, quando adotado isoladamente, quase não atuou na escala da bacia..
ABSTRACT The urbanization process results in detrimental changes in the hydrological cycle to the population. In order to mitigate these effects, compensatory techniques in urban drainage aim at increasing hydrological sustainability in urban expansion. In this sense, this paper intended to, through computer modeling, evaluate the effect of the adoption of these techniques on site scale and at the watershed scale, as well as to discuss different design concepts. The modeling was performed for different scenarios, considering the implementation of the techniques isolated and combined. The parameters proposed for modeling aimed to check the extreme possibilities for their application in order to make data available for actual projects. The rainfalls have been evaluated for different durations and intensities, thus facilitating the extrapolation of this study results for variable watershed scales. The modeling results pointed to potential benefits on the urban drainage due to the compensatory techniques adoption at the lot scale, with the property owner being capable to easily control the smaller design rainfalls. This was the case of the scenarios with raingardens isolated or combined in series with a lot reservoir or the scenarios where a permeable pavement on sidewalk received runoff from the adjacent lot. The parallel combination of a lot reservoir proposed by the municipal legislation and a raingarden with only 0,07 m depth would be capable of hidrologically neutralize the impacts of the occupation for all project rains analyzed. Nevertheless, the same reservoir proposed by the municipal legislation, when used isolatedly, showed little or none benefits on the basin scale.