ABSTRACT
RESUMO No Brasil, os impactos socioambientais da crise hídrica são intensificados uma vez que a drenagem e o manejo das águas pluviais são marcados por ausências e limitações de políticas públicas. O saneamento básico é de titularidade municipal e, para o exercício desse direito e dever, é fundamental que os municípios estruturem a política municipal, sendo o planejamento seu principal instrumento. Nesse contexto, buscou-se neste artigo identificar e analisar o panorama da elaboração de Planos Municipais de Saneamento Básico e de Planos Diretores de Drenagem Urbana nos municípios do estado de Minas Gerais com população inferior a 50 mil habitantes e comparar esses resultados com as informações divulgadas pelo Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento no ano de 2019. Realizaram-se buscas na internet e contatos com os municípios, por telefone, e foi possível identificar que, entre os 752 municípios de Minas Gerais de pequeno porte, 499 possuem Planos Municipais de Saneamento Básico, enquanto nenhum possui Planos Diretores de Drenagem Urbana. Ao comparar esses resultados com as informações divulgadas pelo Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento, observou-se que 79 municípios prestaram informações inconsistentes relacionadas à existência de Planos Municipais de Saneamento Básico e 48 afirmaram possuir Planos Diretores de Drenagem Urbana. Conclui-se que muitos municípios mineiros ainda não possuem Planos Municipais de Saneamento Básico, e que o processo de coleta dos dados do Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento precisa ser aprimorado para que haja melhor qualidade dos dados divulgados. A ausência de instrumentos de planejamento que auxiliem a efetivação da política municipal é um importante problema a ser superado para o enfrentamento dos complexos desafios que envolvem a drenagem e o manejo das águas pluviais municipal.
ABSTRACT In Brazil, the impacts of the water crisis are intensified since the Drainage and Rainwater Management are marked by absences and limitations of public policies. Basic sanitation is a municipal property and for the exercise of this right and duty, it is essential that the municipalities structure the municipal policy, with planning as their main instrument. In this context, this article aimed to identify and analyze the panorama of the elaboration of Municipal Basic Sanitation Plans and Master Plans for Urban Drainage in the municipalities of the state of Minas Gerais with a population of less than 50,000 inhabitants and to compare these results with the information released by the National Sanitation Information System, in 2019. Internet searches and contacts with the municipalities were carried out by telephone, so that it was possible to identify that among the 752 small-sized ones in Minas Gerais, 499 of them have Municipal Basic Sanitation Plans, while none of them have Master Plans for Urban Drainage. When comparing these results with the information released by the National Sanitation Information System, it was observed that 79 municipalities provided inconsistent information related to the existence of Municipal Basic Sanitation Plans and 48 municipalities claimed to have Master Plans for Urban Drainage. It is concluded that many municipalities in Minas Gerais do not yet have Municipal Basic Sanitation Plans and that the process of collecting National Sanitation Information System data needs to be improved so that there is a better quality of the data released. The absence of planning instruments to assist the implementation of municipal policy is an important problem to be overcome in order to face the complex challenges involving municipal Stormwater Drainage and Management.
ABSTRACT
ABSTRACT This work presented the development and testing of a large-scale rainfall simulator (LSRS) to be used as a research tool on rainfall-runoff and associated transport processes in urban areas. The rainfall simulator consists of a pressurized water supply system which supplies a set of 16 full-cone nozzles. Artificial rainfall with different rainfall intensities can be produced over an area of 100 m2 in a V shape. The assembly is housed in a tailor-made acrylic structure to eliminate the influence of wind and natural rainfall. Runoff is measured and collected at the outlet of the drainage basin, from where it is pumped to a storage tank that enables the reuse of water. Runoff hydrographs and pollutographs are presented as examples of possible outcomes from this facility. The LSRS is showed to be able to reproduce the rainfall-runoff and pollutant transport processes under simulated rainfall events with intensity and spatial uniformity similar to other experiments described in the literature.
RESUMO Este trabalho apresentou o desenvolvimento e teste de um simulador de chuva em larga escala (large-scale rainfall simulator — LSRS) para utilização em pesquisa sobre o processo de chuva-vazão e processos associados em áreas urbanas. O simulador é composto por um sistema pressurizado de abastecimento de água que abastece um conjunto de 16 bicos aspersores. Chuvas artificiais com diferentes intensidades de precipitação podem ser produzida sobre uma bacia de drenagem com área de 100.0 m2 em forma de V. O simulador é protegido por uma estrutura em acrílico que elimina a influência do vento e da chuva natural. A vazão é medida e coletada no exutório da bacia de drenagem, de onde é bombeada para um reservatório de armazenamento que permite a reutilização da água. Hidrogramas de vazão e polutogramas são apresentados como exemplos de possíveis resultados de ensaios a serem realizados com este equipamento. O LSRS demonstrou ser possível reproduzir o processo de chuva-vazão e processos associados sob eventos de chuva simulada com intensidade e distribuição espacial semelhantes a outros experimentos descritos na literatura.
ABSTRACT
RESUMO A impermeabilização de áreas em centros urbanos, resultante do processo de ocupação desordenada do solo, contribui para o aumento e a aceleração do escoamento superficial e, consequentemente, para a ocorrência de enchentes e inundações em bacias urbanas. Nesse contexto, atualmente, modelos hidrológicos vêm sendo empregados no desenvolvimento de políticas públicas de gestão das águas urbanas, com vistas à drenagem urbana sustentável. O presente trabalho teve como objetivo usar um modelo hidrológico para a bacia do ribeirão Vai e Volta, localizada no município de Poços de Caldas, Minas Gerais, para simular o hidrograma de cheia em um canal urbano. Utilizou-se o software Storm Water Management Model (SWMM) calibrando o modelo a dados de chuva e vazão medidos. Realizou-se a calibração manual do modelo para dois eventos de precipitação com a obtenção do coeficiente de eficiência de Nash-Sutcliffe (NSE) médio de 0,73 e erros da vazão de pico e do volume escoado inferiores a 15%. O modelo foi validado para outros três eventos distintos e obteve-se ajuste NSE médio de 0,79 e erros da vazão de pico e do volume escoado inferiores a 5%.
ABSTRACT The waterproofing of areas in urban centers, resulting from the disorderly occupation of the soil, contributes to increase and accelerate the runoff and, consequently, to the occurrence of floods and inundation in urban watersheds. In this context, hydrological models are currently being used in the development of public policies for urban water management, related to sustainable urban drainage. The present work aimed to use a hydrological model for the watershed of the Vai e Volta stream, located in the city of Poços de Caldas, Minas Gerais, to simulate the flood hydrograph in an urban open channel. The Storm Water Management Model (SWMM) software was used, calibrating the model to measured rainfall and flow data. The model was manually calibrated for two rainfall events with an average Nash-Sutcliffe coefficient (NSE) of 0.73 and errors in peak flow and runoff volume below 15%. The model was validated for three other distinct events and an average NSE adjustment of 0.79 was obtained and errors in peak flow and runoff volume below 5%.
ABSTRACT
RESUMO O crescimento desordenado das cidades e o excesso de impermeabilização são problemáticas dos grandes centros urbanos, tendo como consequência principal a ocorrência de inundações e alagamentos. Nesse contexto, a modelagem hidrodinâmica pode ser uma importante ferramenta para a determinação de áreas inundáveis, permitindo estimar as cotas de inundação para diferentes cenários de tempos de retorno (TR) e chuvas de projetos, permitindo, assim, representar mais fielmente a realidade e minimizar erros decorrentes de projetos hidráulicos. Trabalhando em conjunto com o Sistema de Informações Geográficas (SIG), em que a geometria do canal é extraída por meio do Modelo Digital do Terreno (MDT) de alta precisão gerado por levantamento com técnica LiDAR (Light Detection and Ranging) e software de modelagem hidrodinâmica (Hydrologic Engineering Center — River Analysis System — HEC-RAS), foi possível avaliar diferentes cenários de inundações no trecho canalizado em concreto, no córrego Botafogo, em Goiânia, Goiás. Com os resultados da modelagem hidrodinâmica foi possível avaliar o comportamento da propagação das vazões geradas, constatando-se que para precipitações com TR de 50 anos ou mais, os limites da canalização não suportam os volumes gerados e transportados, provocando inundações em seis trechos críticos. Os dados obtidos pelo HEC-RAS puderam ser validados a partir de registros fotográficos divulgados pela imprensa local e levantamento topográfico dos locais inundados, de modo que a integração entre o SIG e a modelagem hidrodinâmica se mostrou eficiente para o estudo de áreas inundáveis.
ABSTRACT The disordered growth of cities and the excessive waterproofing are problematic of the large urban centers, having as a main consequence the occurrence of floods and overflows. Within this context, hydrodynamic modeling can be an important tool for the determination of floodable areas, allowing the estimation of flood quotas for different scenarios of return periods (TR) and project rainfall, thus allowing to more accurately represent reality and minimize errors arising from hydraulic designs. Working with Geographic Information System (GIS), where the channel geometry is extracted using the high precision Digital Terrain Model (DTM) generated by LiDAR (Light Detection and Ranging) survey and hydrodynamic modeling software (HEC-RAS), it was possible to evaluate different flood scenarios in the channeled concrete section, in the Botafogo Stream in Goiânia, Goiás. With the results of hydrodynamic modeling, it was possible to evaluate the propagation behavior of the generated flows, finding that for precipitation with TR 50 years or older, the plumbing limits do not support the generated and transported volumes, causing flooding in six critical stretches. The data obtained by HEC-RAS could be validated from photographic records released by the press and topographic survey of flooded sites, so that the integration between GIS and hydrodynamic modeling proved to be efficient for the study of floodable areas.
ABSTRACT
RESUMO A concepção dos sistemas de drenagem de águas pluviais como separador absoluto é uma característica marcante na gestão das águas urbanas, no entanto não é o reflexo da realidade de tal sistema na maioria das cidades brasileiras, onde frequentemente esgotos e águas pluviais escoam pelos mesmos condutos. Diante disso, o objetivo do presente trabalho foi investigar as contribuições de contaminação fecal dos canais de drenagem afluentes ao Canal do Prado, pertencentes ao sistema de macrodrenagem de águas pluviais da cidade de Campina Grande, na Paraíba. Para a realização da pesquisa de campo, foram definidos sete pontos de monitoramento ao longo do canal e, como indicadores de contaminação fecal, coliformes termotolerantes, Escherichia coli e os ovos dos helmintos Ascaris lumbricoides, Taenia sp, Hymenolepis nana, Hymenolepis diminuta, Enterobius vermicularis, Ancilostomideo sp e Trichuris sp. Os resultados apontaram que ovos de Ascaris lumbricoides foram os que apresentaram maior frequência nos pontos de monitoramento, relacionados à maior descarga de esgotos sanitários. Tais descargas também foram verificadas por elevados valores médios de coliformes termotolerantes que atingiram até 1,6 x 107 UFC.100 mL-1, valor típico de esgoto sanitário. Escherichia coli ocorreu em mais de 90% das amostras coletadas em todos os pontos de monitoramento.
ABSTRACT The design of rainwater drainage systems as an absolute separator is a significant feature in urban water management, however, this is not a reflection of the reality of such a system in most Brazilian cities, where sewage and rainwater often run along the same path. Therefore, the aim of this study was to investigate contributions of fecal contamination from tributary drainage channels to Canal do Prado, belonging to the urban macro-drainage system of rainwater in the city of Campina Grande, Paraíba State. For the fieldwork, seven monitoring points were set along the channel object of this study, determining thermotolerant coliforms, Escherichia coli, and helminth eggs of Ascaris lumbricoides, Taenia sp, Hymenolepis nana, Hymenolepis diminuta, Enterobius vermicularis, and Trichuris sp, as fecal contamination indicators. The results pointed out that eggs of Ascaris lumbricoides were those with the highest frequency in monitoring points, being this related to the increased discharge of sewage. Such discharges were also verified by high mean values of thermotolerant coliforms that reached up to 1.6 x 107 CFU.100 mL-1, typical value of domestic sewage. Escherichia coli was present in over 90% of all samples collected from monitoring points.
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 processo de urbanização e a impermeabilização do solo provocam alterações no balanço hídrico, gerando maior percentagem de escoamento superficial, com o aumento da frequência e da magnitude de inundações. Para mitigar esses impactos, podem ser implantadas bacias de detenção (BD) que diminuem os picos de vazão. Este trabalho teve como objetivo avaliar as BD implantadas no município de São Carlos (SP), por meio de variáveis relativas a aspectos físicos, de gestão e integração urbana (posição, isolamento, conservação, uso, enchimento/ esvaziamento, processos construtivos, manutenção, custos). Para tanto, foram realizadas visitas in loco a cada uma das 26 unidades identificadas, em momentos com e sem evento de precipitação. Também foram consultados os projetos de drenagem e foram feitas entrevistas com agentes envolvidos. Como resultado, observou-se que todas as unidades previam somente a função hidrológica, que vem sendo atendida na medida em que ocorre o enchimento e posterior esvaziamento por meio de orifício de fundo em menos de 24 horas (exceto em três casos onde somente há infiltração no solo). Não há preocupação de integração com o espaço urbano nem de se encontrarem outros usos para o espaço ocupado pelas unidades. Observou-se uma tendência de falta de manutenção frequente, com crescimento excessivo de vegetação, principalmente naquelas sob gestão pública. Os custos obtidos de implantação variaram em torno de valores mencionados na literatura. Mesmo considerando que o controle hidrológico está sendo atendido, recomendam-se melhorias quanto à manutenção, bem como uma mudança de paradigma na concepção das BD, que passe a prever usos múltiplos.
ABSTRACT The accelerated urbanization process, together with a disordered occupation of the land, causes changes in the water balance, generating a greater percentage of surface runoff and increasing the frequency and magnitude of floods. As a measure to mitigate these impacts, detention basins (DB) are implemented in the urban environment to reduce the peak flow. This study aimed to evaluate the DB built in São Carlos (SP), Brazil, through established variables related to physical as well as management and urban integration aspects (position, insulation, conservation, use, filling/emptying, construction processes, maintenance, costs). For this purpose, on-site visits were made to each of the 26 identified units, with or without precipitation events. Drainage projects were also consulted and interviews were conducted with agents involved in the issue. Results showed that all units serve only a hydrological function, through the filling and subsequent emptying of stored water by means of a bottom hole in less than 24 hours (except in three cases where there is only soil infiltration). There is no concern about integration with the urban space or about finding other uses for the space occupied by the units. There is a tendency of lack of frequent maintenance, with excessive vegetation growth, especially in units under public management. The costs of implementation vary around values mentioned in the literature (between R$ 50 and R$ 25/m3). Although hydrological control is being provided, improvements in maintenance are recommended, as well as a paradigm shift in design that allows for multiple uses for DB.
ABSTRACT
RESUMO Os sistemas de drenagem urbana podem representar fontes de aporte de poluentes aos corpos receptores aos quais se destinam. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo propor uma ferramenta para modelagem do sistema de drenagem urbana da bacia da Vertente Marítima de Fortaleza, Ceará, visando à avaliação das cargas bacteriológicas. Para esse fim, foi selecionado o stormwater management model (SWMM) para as simulações hidrológicas e hidráulicas; propôs-se uma metodologia para o cálculo das cargas bacteriológicas por meio da estimativa da carga difusa [CD] (NMP. dia-1.ha-1) e para a correlação desta com uma série de variáveis hidroambientais; e analisaram-se cenários para diferentes condições de precipitação pluviométrica, coleta de esgoto e resíduos sólidos dispostos inadequadamente (RSDI). Os resultados mostraram que o SWMM oferece respostas representativas e que o período chuvoso é responsável pelo maior aporte da carga bacteriológica à orla. Em relação ao modelo preditivo, foi ajustada uma função de potência de segunda ordem correlacionando CD com a precipitação média mensal (mm.dia-1) para as três sub-bacias analisadas. Posteriormente, os coeficientes das equações encontradas foram correlacionados ao indicador RSDI (kg.dia-1), obtendo-se um ajuste logarítmico (R2 = 0,99), com o qual é possível gerar uma equação de estimativa de CD para qualquer sub-bacia da Vertente Marítima. A análise dos cenários mostrou haver aumento significativo da carga em precipitações extremas (2 vezes) e diminuição considerável com a elevação da fração da população interligada à rede de esgoto, bem como diminuição da produção de RSDI (0,28 e 0,38 vezes do valor inicial nos Riachos Jacarecanga e Maceió, respectivamente).
ABSTRACT Urban drainage systems can represent sources of pollutants input to the receiving bodies for which they are intended. Therefore, the present work aims to propose a tool for modeling the urban drainage system of the Vertente Marítima basin of Fortaleza, Ceará, aiming at the evaluation of bacteriological loads. For this purpose, the Stormwater Management Model (SWMM) was selected for the hydrological and hydraulic simulations; a methodology for the calculation of bacteriological loads was proposed by estimating the diffuse load [DL] (MPN, day-1.ha-1) and its correlation with a series of hydro-environmental variables and scenarios for different pluviometry precipitation conditions were analyzed, as well as sewage collection and inadequately disposed solid waste (IDSW). The results show that SWMM gives representative results and that the rainy season is responsible for the greater contribution of the bacteriological load to the seafront. Regarding the predictive model, a second-order potential function was adjusted by correlating DL with the average monthly precipitation (mm.day-1) for the three sub-basins analyzed. Subsequently, the coefficients of the equations found were correlated to IDSW (kg.day-1), obtaining a logarithmic adjustment (R2 = 0.99), with which it is possible to obtain a DL estimation equation for any sub-basin of Vertente Marítima. An analysis of the scenarios showed a significant increase of the load in extreme precipitations (twice) and a considerable decrease with the increase of the fraction of the population connected to the sewage network and the decrease of IDSW production (0.28 and 0.38 times the initial value in the Jacarecanga and Maceió Stream, respectively).
ABSTRACT
RESUMO Por causa do avanço da ocupação urbana e consequente impermeabilização dos solos, ocorre um aumento do escoamento superficial, provocando, assim, inundações mais frequentes do que as que existiam quando a superfície era permeável. Este trabalho teve como objetivo propor o uso de reservatório de detenção como técnica compensatória de drenagem urbana. Para isso, foram simulados cenários, com e sem a implantação de reservatórios, e compararam-se os resultados hidrológicos com o cenário de pré-urbanização, também simulado. As simulações foram realizadas a partir dos modelos hidrológicos da plataforma Hydrologic Engineering Center (HEC) - Hydrologic Modeling System (HMS). Foram analisadas diferentes concepções de reservatórios e concluiu-se que aquele com dispositivos de saída instalados ao longo de sua altura fornece resultados hidrológicos favoráveis. Por último, verificou-se a capacidade dos reservatórios para períodos de retorno igual e inferiores a 100 anos, de forma que se obtenha a eficiência dos reservatórios em outros períodos de recorrência, cujos resultados com a execução de reservatórios em pontos estratégicos demonstraram que tais dispositivos reduzem significativamente as vazões de saída, e, para os períodos de retorno de 5, 20, 50 e 100 anos, foram, respectivamente, 182,56; 209,63; 233,10; e 244,61%. Portanto, o uso de reservatórios pode ser considerado positivo com relação a redução de inundações e possíveis prejuízos financeiros satisfatórios.
ABSTRACT Due to the increasing urban occupation, and subsequent sealing of the soil, there is an increase in the surface runoff, thus causing more frequent floods than those that existed when the surface was permeable. The objective of this study was to propose the use of a detention reservoir as a compensatory urban drainage technique. For this, scenarios were simulated, with and without reservoir implementation, and the hydrological results were compared with the simulated pre-urbanization scenario. The simulations were performed from the hydrological models of the HEC-HMS platform. Different conceptions of reservoirs were analyzed, and it was concluded that the reservoir with output devices installed along its height provides favorable hydrological results. Finally, the capacity of the reservoirs for return periods equal to and below 100 years was verified, in order to obtain the efficiency of the reservoirs in other periods of recurrence, whose results with the execution of reservoirs at strategic points demonstrated that such devices significantly reduce the outflows, and for the return periods of 5, 20, 50 and 100 years were respectively 182.56%, 209.63%, 233.10%, 244.61%. Therefore, the use of reservoirs can be considered positive in relation to the reduction of floods and possible financial losses.
ABSTRACT
RESUMO O crescimento desordenado traz diversas implicações na drenagem das bacias urbanas, principalmente no referente a alterações no escoamento pluvial. A bacia Mãe d'Água em Viamão (RS), no Brasil, retrata esse problema. Assim, levanta-se a seguinte questão: existem soluções de Low Impact Development (LID) compatíveis com a mitigação de impactos hidrológicos em situações de ocupação urbana em consolidação? Para isso, foram realizadas simulações de três cenários de urbanização: o atual, o futuro e o possível. O cenário atual representa o sistema atual; o futuro é representado pela concretização do Plano Diretor de Viamão, com taxa de permeabilidade de 10% nos lotes; e o possível foi apresentado por meio da inserção das medidas de LID (vegetative swales e pavimentos permeáveis) e taxas de permeabilidade de lote do cenário futuro. As simulações foram realizadas no modelo Storm Water Management Model (SWMM) para chuvas de projeto com tempo de retorno de 2, 5, 10 e 20 anos. O cenário que se apresentou mais crítico quanto a problemas de drenagem foi o futuro. No possível, mesmo com medidas mitigadoras, ainda existem volumes extravasados em alguns pontos, porém as LID reduziram o volume escoado na bacia em até 14% para o tempo de retorno de 2 anos. As medidas de LID apresentaram melhor desempenho para chuvas com menores tempos de retorno. A melhor eficiência na redução dos volumes escoados foi através da manutenção de taxas de permeabilidade do solo. Porém, as LID auxiliam na redução do escoamento superficial, sendo uma alternativa viável para áreas que já estão consolidadas.
ABSTRACT The disordered urban growth has several implications for the drainage of urban watersheds, especially regarding changes in runoff. The Mãe d'água watershed in Viamão/RS in Brazil portrays well this problem. Therefore, the following issue arises: are there LID solutions compatible with the mitigation of hydrological impacts in situations of urbanization under consolidation? In this respect, simulations were performed for three different urbanization scenarios, being: the current, the future, and the possible scenarios. The current scenario represents the current system. The future scenario is represented by the implementation of the current Master Plan of Viamão, with permeability rate of 10% in the lots. The possible scenario was presented through the insertion of LID measurements (vegetative swales and permeable pavements) and with the lot permeability rates of the future scenario. The scenario simulations were performed in the SWMM model for design rainfalls with a return period of 2, 5, 10 and 20 years. The most critical scenario regarding drainage problems was the future scenario. In the possible scenario, even with mitigating measures, there are still flood volumes in some points, but the LIDs reduced the volume flowed in the watershed by up to 14% for the RP of 2 years. The LID measurements showed best performance for rainfalls with lower return period. The best efficiency in the reduction of runoff volumes was through the maintenance of soil permeability rates. However, LIDs help to reduce surface runoff, being a viable alternative for areas that are already consolidated.
ABSTRACT
RESUMO Este trabalho teve como objetivo avaliar a primeira carga de lavagem de uma bacia urbana da cidade de Natal, Rio Grande do Norte, por meio da quantificação de cargas poluentes contidas nos deflúvios superficiais em decorrência de nove eventos de precipitação pluviométrica, monitorados ao longo do ano de 2013. As variáveis analisadas foram: sólidos totais, sólidos suspensos totais, demanda química de oxigênio, fósforo total e teor de óleos e graxas. Foi realizada a avaliação dos eventos de precipitação/escoamento, mediante amostragem progressiva do runoff, monitorado por meio de amostrador automático (ISCO 6712), situado no exutório da bacia, sendo analisados os primeiros 24 minutos do escoamento superficial, com amostras coletadas a cada minuto ao longo do evento. A variação da concentração dos poluentes associada à variação temporal dos deflúvios durante eventos de precipitação foi analisada para a verificação da ocorrência do fenômeno first flush ou primeira carga de lavagem. O período monitorado caracterizou-se por apresentar baixo intervalo de dias de estiagem entre os eventos. Foi observada a ocorrência de primeira carga de lavagem em cinco dos eventos monitorados. Dessa forma, evidenciou-se que para a bacia estudada o conceito de first flush pode ser aplicado nas estratégias de manejo de águas pluviais, para implementação de boas práticas de manejo, que vêm sendo amplamente difundidas no que concerne à drenagem urbana.
ABSTRACT The aim of this study was to evaluate the first wash load of an urban catchment located in the city of Natal, Rio Grande do Norte, Brazil, by quantifying pollution loads contained in surface run-offs from nine rainfall events, monitored throughout the year 2013. The variables analyzed were: total solids, total suspended solids, chemical oxygen demand, total phosphorus and oil and grease content. We conducted the evaluation of precipitation/runoff events through progressive sampling of runoff, monitored by autosampler (ISCO 6712), and located at the outlet of the drainage basin. The first 24 minutes of runoff were analyzed, with samples collected every minute throughout the event. The variation of the pollutants concentration associated with the temporal run-offs variation during precipitation was analyzed to verify the occurrence of the first flush phenomenon. The monitored period was characterized by having a low number of drought days between events. The occurrence of the first flush was observed in five of the monitored events. Thus, it became clear that for the studied basin, the concept of first flush could be applied in rainwater management strategies for the implementation of best management practices, which have been widely disseminated regarding urban drainage.
ABSTRACT
RESUMO Neste trabalho buscou-se avaliar o efeito do hidrograma e da concentração afluentes na remoção de material particulado em canal gramado construído em escala real. Para tal, foram investigados três hidrogramas de entrada e concentrações iniciais (Co) de material particulado: 65; 130; 195; 263, 327 e 400 mg/L, os quais foram descarregados em canal gramado de 100 m de extensão e declividade de 2%. O pico dos hidrogramas investigados foi da ordem de 11±2 L/s; e o tempo de base (tB), determinado no ponto de descarregamento no canal, variou entre 15, 25 e 35 minutos. O tempo de trânsito no canal (tT) foi da ordem de 10,5±2,5 minutos, o que corresponde à velocidade de 0,14±0,02 m/s. Para tB de 15 minutos, a média das máximas eficiências foi da ordem de 64±3%, para posição de 31±26 m. Para tB de 25 minutos, a média das máximas foi da ordem de 73±3%, para posições de 59±24 m. Finalmente, para tB de 35 minutos, a média das máximas eficiências obtidas foi da ordem de 65±3%, nas posições de 73±15 m. Verificou-se que 70% dos valores da constante de decaimento (k d) estão entre 0,005 e 0,015 s-1, e, ao desconsiderar o hidrograma representado por tB de 15 minutos, 90% dos dados estão no intervalo 0,005 ≤ k d ≤ 0,015 s-1. Além disso, foi identificada relação direta e proporcional entre a concentração final (C*) e as concentrações iniciais (Co).
ABSTRACT The present work investigated the effect of hydrograph and inlet concentration on the removal of particle matter on a constructed real scale grassy channel. For this, three input hydrographs and initial concentration (Co) of particulate matter were investigated, as following: 65; 130; 195; 263, 327 and 400 mg/L, which were discharged in a grassy channel with 100 m length and a 2% slope. The peak of the hydrographs investigated was around 11±2 L/s; and the time base (tB), determined in the unloading point on the channel, ranged between 15, 25 and 35 minutes. The transit time in the channel (tT) was about 10.5±2.5 minutes, corresponding to a speed of 0.14±0.02 m/s. For 15 minutes tB, the average of maximum efficiencies was around 64±3% for the position 31±26 m. For 25 minutes tB, it was around 73±3% for 59±24 m. Finally, for 35 minutes tB the average of maximum efficiencies was about 65±3% for 73±15 m. It was verified that 70% of the values of the decay constant (k d) are between 0.005 and 0.015 s-1; and, when the tB of 15 minutes is not considered, 90% of the data is in the range of 0.005≤ k d ≤0.015 s-1. Also, a direct and proportional behavior of the final concentration (C*) and the initial concentration (Co) was identified.
ABSTRACT
RESUMO Conhecer a satisfação dos consumidores em relação aos serviços de saneamento configura-se como ferramenta capaz de auxiliar a gestão desses serviços. Este trabalho avaliou a satisfação dos consumidores a respeito dos serviços de saneamento básico gerenciados diretamente pelas prefeituras em 21 municípios do estado de Goiás. Para a avaliação da satisfação, no que diz respeito às características de todos os componentes do saneamento, foi utilizada a escala intervalar. Procedeu-se à verificação da percepção dos consumidores em relação à realidade das condições de saneamento comparando os resultados obtidos por meio de formulários com as condições constatadas nas visitas aos órgãos municipais responsáveis pelo saneamento básico. Para tanto, foram aplicados 479 formulários a pessoas escolhidas aleatoriamente, e o número de formulários aplicados em cada município foi obtido utilizando a regra de alocação de Neyman. Verificou-se que a satisfação prevalece para abastecimento de água, coleta e transporte de resíduos. Porém, para drenagem urbana, disposição final dos resíduos e todos os indicadores referentes ao esgotamento sanitário, prevalece a insatisfação. Pequena parcela da população manifestou-se como indiferente, mostrando a preferência dos consumidores em se posicionar. Observou-se que a percepção dos consumidores condiz com a realidade dos municípios, o que pôde ser verificado durante a realização das visitas.
ABSTRACT Meet consumer satisfaction as sanitation services is a tool to assist in their management. This study evaluated consumer satisfaction regarding the sanitation services directly managed by local governments of 21 municipalities in the state of Goiás. In the evaluation of satisfaction with the characteristics of all sanitation components, we used the interval scale. We verified the perception of consumers in relation to the reality of sanitation by comparing the results in the forms with the conditions observed in visits to municipal agencies responsible for sanitation. To that, 479 forms were applied with the people selected at random, and the number of forms used in each city was obtained using the Neyman allocation rule. It was found that satisfaction prevails for water supply, collection and transportation of waste. However, dissatisfaction prevails for urban drainage, waste disposal and all indicators relating to sewage. Small portion of the population is expressed as indifferent, showing consumer preference in positioning. It was observed that the perception of consumers was consistent with the reality of the municipalities perceived during the visits.
ABSTRACT
RESUMO Neste trabalho, buscou-se avaliar o desempenho de canal gramado na remoção de material suspenso presente em escoamento superficial em unidade construída em escala real. Para tal, foram investigadas diferentes concentrações iniciais de material particulado, o qual foi descarregado por meio de chuvas simuladas em canal de 100 m de extensão e declividade de 2%. As medidas de material particulado foram feitas mediante a análise de sólidos suspensos totais (SST) em diferentes posições ao longo do canal. Os hidrogramas de descarregamento e as lâminas de água no canal foram monitorados durante a passagem da onda de cheia. Avaliaram-se as frações removidas para cada evento isolado e também em conjunto, por intermédio da interpolação por krigagem. Remoções da ordem de 50% foram obtidas para a posição de 50 m do canal gramado e de 70% para a posição de 80 m. Os resultados mostraram que a remoção de material particulado é fortemente dependente da extensão do canal e que os aspectos dinâmicos decorrentes da passagem da onda de cheia influenciam no processo.
ABSTRACT In this study, the performance of a natural channel in removing particulate matter from runoff was evaluate. For this purpose, different initial concentrations of particles, which were discharged by means of simulated 100 m in length and slope of 2% channel rains, were investigated. The measurements of particulate matter were made by means of total suspended solids (TSS) at different positions along the channel. Hydrograph and water levels in the canal during the passage of the flood wave were monitored. The removed fractions for each one of the isolated essays and also in a combined way were evaluated, by applying kriging interpolation. Removals around 50% were obtained for the channel position of 50 m and 70% for channel position of 80 m. The results indicated that the removal of particulate material is strongly dependent on the extension of the channel and the dynamic aspects arising from the passage of the flood wave influence in the process.
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.
ABSTRACT
Este trabalho avaliou aspectos da construção e operação de técnicas compensatórias em drenagem urbana e seu efeito na taxa de infiltração das unidades em escala real. Para tal, foram estudados dois sistemas, a saber: i) filtro-vala-trincheira de infiltração (FVT) e ii) poço de infiltração (PI). A infiltração do solo foi avaliada por meio de ensaios de campo (ensaios de duplo anel e poço invertido) e por medidas das unidades experimentais. Além disso, foram investigados o teor de material pulverulento e a permeabilidade de amostras do geotêxtil utilizado no FVT e PI, nas condições pré e pós-instalação. A despeito das proteções instaladas, houve transporte de finos para o interior das unidades e que esses influenciaram na permeabilidade da manta geotêxtil (redução de 30 a 90% para o FVT e de 40 a 70% para o PI) e nas taxas de infiltração nas unidades em escala real (de 4,7 x 10-6 a 10-5 m.s-1). .
This work aimed to evaluate some aspects of construction and operation of full-scale best management practices and their effects on infiltration loading rate. Two systems were studied: i) filter-swale-trench (FST) and ii) infiltration well (IW). In these units, field essays and full-scale measurements were made in order to assess the soil permeability. Further, the fine particles transportation and the geotextile blanket permeability were determined before and after operation. The results pointed out that there were soil transportation to inside the FST and IW systems, despite of the installed protections, and that these material were responsible for diminishing the geotextile (reduction from 30 to 90% for FST and 40 to 70% for IW) and the full-scale infiltration loading rates (varying from 4,7 x 10-6 to 10-5 m.s-1).
ABSTRACT
Apresentam-se aqui resultados de estudo sobre a composição física de resíduos sólidos de varrição e também daqueles vindos por uma rede de drenagem, em uma bacia hidrográfica urbana, identificando, dentre outros, influências da frequência do serviço de varrição e da época do ano. Os resíduos de varrição foram provenientes de várias partes do solo da bacia e os da rede de drenagem eram retirados de um poço de casa de bombas, para onde convergia todo o escoamento da rede. Alguns resultados interessantes: em média, 23 por cento da massa de varrição são de lixo seco, predominando plásticos moles. Mais presença de plásticos duros ocorreu nas áreas de varrição diária. Com a análise dos resíduos vindos pela drenagem: o plástico Pet apareceu mais na rede em precipitações intensas do que nos sacos de varrição. Plásticos moles sempre ocorrem na varrição e na drenagem ao longo do ano.
This paper presents results of a study about physical composition of litter from street sweeping and also those delivered by a storm drainage network urban catchment, identifying, among others, influences of the frequency of sweeping service and the season. The litter from sweeping came from several parts of the catchment and those delivered by a storm drainage network were taken from a well pump house, convergence point of the flow. Some interesting results: on average, 23 percent of the street sweeping mass is dry litter, predominantly soft plastics. More presence of hard plastics occurred at areas of daily sweeping. With the analysis of litter in the storm drainage network: pet plastics are more delivered by storm drainage network in intense rainfall than appear in bags sweeping. Soft plastics always occur in the bags sweeping and into storm drainage network throughout the year.
ABSTRACT
Neste estudo realizou-se a caracterização do uso e ocupação do solo na cidade de Ribeirão Preto (SP), além da análise detalhada da impermeabilização urbana e conectividade hidráulica dos lotes. Também foi avaliado o coeficiente de escoamento superficial (C) para seis sub-bacias, utilizando-se três métodos com diferentes níveis de precisão. Utilizando-se o Método Racional com os valores estimados de C, calcularam-se os picos de vazão para as sub-bacias. Identificou-se que a impermeabilização cresce com a redução da área do lote. As estimativas de C resultam em diferenças importantes em seus valores, refletindo na previsão da vazão. A utilização de tabelas com C detalhado e no seu limite superior se aproxima dos valores estimados por C AIDC. Recomenda-se estimar C AIDC a partir da área do lote ou pesquisa de campo.
This paper presents a study of characterization of land occupation and its use in the city of Ribeirão Preto (São Paulo), as well as a detailed analysis of the urban imperviousness and hydraulic connectivity of the plots. The runoff coefficient (C) for siz sub-basins was evaluated on the basis of three different definitions. The peaks of outflow for the sub-basins were calculated using the Rational Method with the estimated values of C. It was identified that the imperviousness increases as the area of the plot decreases. The estimative of the C show important differences in its values, influencing the outflow. The use of tables with detailed and maximal C values beyond its superior limitation is equivalent to the values estimated with C DCIA. It is recommended that the C DCIA relative to the area be estimated based on the plot or field researches.
ABSTRACT
A zona costeira do litoral sul do estado da Paraíba é configurada por paisagens diversificadas e caracterizada pela presença de elementos naturais e artificiais que a conferem grande fragilidade e notável beleza cênica. Neste cenário se integram partes de malhas urbanas de municípios litorâneos, áreas de proteção ambiental, falésias, estuários, entre outros. As intervenções antrópicas que desconsideram a complexidade ambiental destas áreas vêm provocando impactos negativos na paisagem, associados aos problemas de drenagem de águas pluviais. Neste trabalho apresenta-se um diagnóstico, que permitiu a hierarquização dos problemas relativos à drenagem pluvial por orla de cada município inserido nesta zona. Os resultados permitem a tomada de decisão para a escolha de ações visando a atenuação ou eliminação dos problemas identificados.
The coastal zone of the south coastline of Paraíba State is shaped by diversified landscapes and characterized by the presence of natural and artificial elements that provide this space with great fragility and notable scenic beauty. In this scenery, integrated urban zones, areas of environmental protection, sea cliffs, estuaries of rivers, among others, coexist. The anthropic interventions that do not take into account the complexity of environmental elements cause negative impacts on the landscape of the urbanized maritime edges, as well as associated problems of urban drainage. In this work, a diagnosis searching for a hierarchization of the problems related to the pluvial drainage in these areas is presented. The results allow to the decision taker the choice of better solutions aiming at reducing or eliminating the identified problems.