Problems of land use and occupation in urban areas may prevent the infiltration of water, thus increasing runoff. Bioretention techniques are solutions, which are emerging from the hydrology field to mitigate the consequences of increasing urbanization, including, flooding and contamination of rivers. The general objective of this research is to study the general efficiency of combined Compensatory Techniques (CT) with detention and bioretention control of diffuse pollutants from an urban drainage system. Specific objectives are defined in each chapter and relates to sizing and to the bioretention systems of modeling and monitoring, located in southeastern Brazil, São Paulo – São Carlos. The first chapter presents the general introduction of the thesis, the objectives and research hypotheses, as well as, the description of the general methodology for the thesis construction and the goals related to each chapter. The second chapter discusses the scope and some limitations of the classifications of terms frequently used in the theme of sustainable urban drainage. This chapter, in a way, approaches the other chapters, which composes this thesis, by providing them comprehensive database of references. The third chapter presents the design criteria used for the construction of experimental bioretention system and compares the design with the model HEC – HMS - Hydrologic Engineering Center - Hydrologic Modeling System. The fourth chapter talks about some criteria to identify areas for building bioretention systems and presents the GIS - Geographic Information System and ecohydrology indicators, in this characterization, considering the quantity and quality aspects in the urban drainage. The fifth chapter shows the use of PCSWMM model (Personal Computer Stormwater Management Model) to simulate future scenarios, assuming progressive modular expansion of CTs, modeling efficiency in qualitative and quantitative aspects diffuse pollution for scenarios 2015, 2025, 2050, 2100. The conclusion of this research is that compensatory techniques can be used not only to assess the impacts of diffuse pollution stemmed from urban drainage system, but as a contribution to the sustainability of watersheds and to mitigation of extremes risks derived by increased urban drainage demand. / Problemas decorrentes do uso e ocupação do solo em áreas urbanas podem dificultar a infiltração da água, aumentando o escoamento superficial. Técnicas de bioretenção são soluções decorrentes do campo da hidrologia para mitigar as consequências resultantes da crescente urbanização, entre elas, enchentes e contaminação de rios. O objetivo geral da pesquisa é estudar a eficiência generalizada de Técnicas Compensatórias (TCs) experimentais, adaptáveis combinadas de detenção e bioretenção para controle da poluição difusa da drenagem urbana. Objetivos específicos são definidos em cada capítulo e relacionam-se com o dimensionamento e monitoramento de modelagem de sistema de bioretenção, localizado no Sudeste do Brasil, São Paulo – São Carlos. O Primeiro capítulo apresenta a introdução geral da tese, objetivos e hipóteses, bem como, descreve a metodologia geral para construção da tese e relação dos objetivos com os respectivos capítulos. O Segundo capítulo discute os alcances e limitações de nomenclaturas sobre termos frequentemente utilizados na temática drenagem urbana sustentável. Este capítulo de certa forma aporta os demais capítulos que compõe esta tese, por propiciar vasto banco de dados referenciais. O Terceiro capítulo apresenta os critérios de dimensionamento utilizados para a construção de um sistema de bioretenção experimental e uma comparação com o dimensionamento com o modelo HEC – HMS - Hydrologic Engineering Center - Hydrologic Modeling System. O Quarto capítulo discorre sobre critérios de escolha de áreas propicias para a construção de sistemas de bioretenção usando Sistemas de Informações Geográficas para a caracterização de áreas, utilizando indicadores ecohidrológicos, considerando os aspectos de quantidade e de qualidade na drenagem urbana. O Quinto capítulo demonstra o uso do modelo PCSWMM – Personal Computer Stormwater Management Model, na simulação de cenários futuros assumindo expansões modulares progressivas da TC, modelando a eficiência para os aspectos qualitativos e quantitativos da poluição difusa para os 2015, 2025, 2050, 2100. Conclui-se com esta pesquisa que técnicas compensatórias podem ser empregadas não só para avaliação dos impactos da poluição difusa provindos da drenagem urbana, mas como forma de contribuir com a sustentabilidade de bacias hidrográficas e para mitigação de riscos de extremos advindos do aumento da demanda de drenagem urbana.

Este trabalho é referente ao desenvolvimento de um calibrador multiobjetivo automático do modelo SWMM (Storm Water Management Model), e avaliação de algumas fontes de incertezas presentes no processo de calibração, visando à representação satisfatória da transformação chuva-vazão. O código foi escrito em linguagem C, e aplica os conceitos do método de otimização multiobjetivo NSGAII (Non Dominated Sorting Genetic Algorithm) com elitismo controlado, além de utilizar o código fonte do modelo SWMM para a determinação das vazões simuladas. Paralelamente, também foi criada uma interface visual, para melhorar a facilidade de utilização do calibrador. Os testes do calibrador foram aplicados a três sistemas diferentes: um sistema hipotético disponibilizado no pacote de instalação do SWMM; um sistema real de pequenas dimensões, denominado La Terraza, localizado no município de Sierra Vista, Arizona (EUA); e um sistema de maiores dimensões, a bacia hidrográfica do Córrego do Gregório, localizada no município de São Carlos (SP). Os resultados indicam que o calibrador construído apresenta, em geral, eficiência satisfatória, porém é bastante dependente da qualidade dos dados observados em campo e dos parâmetros de entrada escolhidos pelo usuário. Foi demonstrada a importância da escolha dos eventos utilizados na calibração, do estabelecimento de limites adequados nos valores das variáveis de decisão, da escolha das funções objetivo e, principalmente, da qualidade e representatividade dos dados de monitoramento pluvio e fluviométrico. Conclui-se que estes testes desenvolvidos contribuem para o entendimento mais aprofundado dos processos envolvidos na modelagem e calibração, possibilitando avanços na confiabilidade dos resultados da modelagem. / This project refers to the development of an automatic multi-objective calibrator for the SWMM (Storm Water Management Model), and the evaluation of some uncertainties sources inherent to the calibration process, aiming to a satisfactory rainfall-runoff transformation representation. The code was written in C language, and applies the concepts of the multi-objective optimization method NSGAII (Non Dominated Sorting Genetic Algorithm) with controlled elitism, using the source code of SWMM to calculate the simulated flow. In addition, a visual interface was also created to improve the calibrators usability. The calibrator tests were applied to three different systems: a hypothetical system available in the SWMM installation package; a real system of small dimensions, called La Terraza, located in the city of Sierra Vista, Arizona (USA); and a large dimensions system, the watershed of Gregório Stream, located in São Carlos (SP). The results indicate that the calibrator built presents, in general, satisfactory efficiency, although it is very dependent on the observed data quality and the input parameters selected by the user. The importance of the events chosen for calibration, the settlement of appropriate limits on the decision variables values, the objective functions choice, and especially the quality and representativeness of the rainfall and runoff monitoring data were demonstrated. We conclude that these performed tests contribute to the thorough understanding of the processes involved in modeling and calibration, enabling advances in the modeling results reliability.

Problems of land use and occupation in urban areas may prevent the infiltration of water, thus increasing runoff. Bioretention techniques are solutions, which are emerging from the hydrology field to mitigate the consequences of increasing urbanization, including, flooding and contamination of rivers. The general objective of this research is to study the general efficiency of combined Compensatory Techniques (CT) with detention and bioretention control of diffuse pollutants from an urban drainage system. Specific objectives are defined in each chapter and relates to sizing and to the bioretention systems of modeling and monitoring, located in southeastern Brazil, São Paulo – São Carlos. The first chapter presents the general introduction of the thesis, the objectives and research hypotheses, as well as, the description of the general methodology for the thesis construction and the goals related to each chapter. The second chapter discusses the scope and some limitations of the classifications of terms frequently used in the theme of sustainable urban drainage. This chapter, in a way, approaches the other chapters, which composes this thesis, by providing them comprehensive database of references. The third chapter presents the design criteria used for the construction of experimental bioretention system and compares the design with the model HEC – HMS - Hydrologic Engineering Center - Hydrologic Modeling System. The fourth chapter talks about some criteria to identify areas for building bioretention systems and presents the GIS - Geographic Information System and ecohydrology indicators, in this characterization, considering the quantity and quality aspects in the urban drainage. The fifth chapter shows the use of PCSWMM model (Personal Computer Stormwater Management Model) to simulate future scenarios, assuming progressive modular expansion of CTs, modeling efficiency in qualitative and quantitative aspects diffuse pollution for scenarios 2015, 2025, 2050, 2100. The conclusion of this research is that compensatory techniques can be used not only to assess the impacts of diffuse pollution stemmed from urban drainage system, but as a contribution to the sustainability of watersheds and to mitigation of extremes risks derived by increased urban drainage demand. / Problemas decorrentes do uso e ocupação do solo em áreas urbanas podem dificultar a infiltração da água, aumentando o escoamento superficial. Técnicas de bioretenção são soluções decorrentes do campo da hidrologia para mitigar as consequências resultantes da crescente urbanização, entre elas, enchentes e contaminação de rios. O objetivo geral da pesquisa é estudar a eficiência generalizada de Técnicas Compensatórias (TCs) experimentais, adaptáveis combinadas de detenção e bioretenção para controle da poluição difusa da drenagem urbana. Objetivos específicos são definidos em cada capítulo e relacionam-se com o dimensionamento e monitoramento de modelagem de sistema de bioretenção, localizado no Sudeste do Brasil, São Paulo – São Carlos. O Primeiro capítulo apresenta a introdução geral da tese, objetivos e hipóteses, bem como, descreve a metodologia geral para construção da tese e relação dos objetivos com os respectivos capítulos. O Segundo capítulo discute os alcances e limitações de nomenclaturas sobre termos frequentemente utilizados na temática drenagem urbana sustentável. Este capítulo de certa forma aporta os demais capítulos que compõe esta tese, por propiciar vasto banco de dados referenciais. O Terceiro capítulo apresenta os critérios de dimensionamento utilizados para a construção de um sistema de bioretenção experimental e uma comparação com o dimensionamento com o modelo HEC – HMS - Hydrologic Engineering Center - Hydrologic Modeling System. O Quarto capítulo discorre sobre critérios de escolha de áreas propicias para a construção de sistemas de bioretenção usando Sistemas de Informações Geográficas para a caracterização de áreas, utilizando indicadores ecohidrológicos, considerando os aspectos de quantidade e de qualidade na drenagem urbana. O Quinto capítulo demonstra o uso do modelo PCSWMM – Personal Computer Stormwater Management Model, na simulação de cenários futuros assumindo expansões modulares progressivas da TC, modelando a eficiência para os aspectos qualitativos e quantitativos da poluição difusa para os 2015, 2025, 2050, 2100. Conclui-se com esta pesquisa que técnicas compensatórias podem ser empregadas não só para avaliação dos impactos da poluição difusa provindos da drenagem urbana, mas como forma de contribuir com a sustentabilidade de bacias hidrográficas e para mitigação de riscos de extremos advindos do aumento da demanda de drenagem urbana.

Analisando o potencial risco de contaminação das águas devido à falta de planejamento e de gestão integrada dos recursos hídricos, o trabalho desenvolvido, intitulado PLANO DIRETOR DE DRENAGEM URBANA EM CIDADES PLANEJADAS: Premissa de Zoneamento Baseado no Risco de Contaminação da Água Subterrânea, propõe que os Planos Diretores Municipais sejam elaborados visando à preservação quali-quantitativa não somente das águas superficiais, mas também das subterrâneas. Para isso, a pesquisa sugere técnicas de zoneamento urbano e adoção de alternativas de Drenagem BMPs (Best Management Practices) baseadas no risco de contaminação das águas subterrâneas, apresentadas como premissa na elaboração de Planos Diretores de Drenagem Urbana para cidades planejadas. Assim, o zoneamento de áreas urbanas foi analisado de forma a minimizar a contaminação de aquíferos, tanto pelo uso direto, quanto pela poluição difusa provocada pela precipitação. Servindo, de tal modo, como premissa na determinação das alternativas estruturais e não-estruturais a serem adotadas, principalmente quanto à adoção de dispositivos de drenagem com infiltração no solo. A análise integrada do mapa de vulnerabilidade existente (CPRM, 2001) com o Mapa de Fontes Potenciais de Contaminação, desenvolvido a partir do zoneamento urbano vigente, subsidiou a elaboração do Mapa de Zoneamento Baseados no Risco à Contaminação de Águas Subterrâneas. Este, por sua vez, deu base à elaboração do Mapa de Restrição às Soluções de Drenagem com Infiltração no Solo, que analisado juntamente com os critérios de escolha das medidas de controle na fonte definidos por São Paulo (2012c), deu origem ao Mapa de Implantação de Técnicas de Controle na Fonte. Neste estudo, a cidade de Palmas, capital do estado do Tocantins, é adotada como estudo de caso. A cidade surgiu em uma época em que o conceito de sustentabilidade estava em foco, contudo ela parece seguir os mesmos processos de desenvolvimento dos grandes centros urbanos, onde a urbanização não prevê impactos ambientais negativos e o adequado, portanto, pretende-se indicar soluções de drenagem adequadas para a cidade em desenvolvimento. / Analyzing the potential risk of water contamination due to the lack of planning and integrated management of water resources, the ongoing study, URBAN DRAINAGE MASTER PLAN FOR PLANNED CITIES: Zoning Premise Based on Risk of Groundwater Contamination, suggests that the Municipal Master Plans are proposed to be developed aiming to preserve the quality and the amount not only of surface waters but also groundwater. The study intends to approach techniques of urban zoning based on the risk of groundwater contamination as a premise in the development of urban Drainage Master Plans for planned cities. Thus, this study analyzes zoning techniques and the adoption of alternative drainage BMPs (Best Management Practices) based on the risk of groundwater contamination as a premise in the development of Urban Drainage Master Plans for planned cities. For this, the zoning of urban areas is analyzed in order to minimize the contamination of aquifers, by direct use and by diffuse pollution. Serving as a premise in the determination of structural and nonstructural alternatives to be taken, especially regarding the adoption of drainage devices with soil infiltration. The integrated analysis of the maps gave rise to the Map of Implementation of BMPs. The Brazil capital\'s newest came at a time when the concept of sustainability was in focus, nevertheless it seems to follow the same processes of development of major urban centers. Being a city in full development and urbanization of areas contained in its master plan, it is intended to contribute to the elaboration of master plans of the city.

A construção civil ocupa uma posição muito importante no contexto da degradação ambiental, a qual o Planeta vem assistindo nas últimas décadas, sendo responsável por uma parcela significativa do consumo total de recursos naturais. Além disso, considerando uma análise do ciclo de vida de edifícios, a fase de uso dos mesmos tem tomado crescente importância no impacto total gerado pela edificação. Alterações no ciclo hidrológico e poluição dos meios hídricos são exemplos de importantes impactos gerados pelo uso de edificações. Em meio urbano são co-responsáveis também pelas cheias e inundações, que com freqüência geram importantes perdas humanas e materiais. Soluções técnicas alternativas têm sido desenvolvidas e apresentadas pelo mundo. Porém mostram-se pouco adaptáveis às condições nacionais, entre outros, por causa do aspecto econômico, muito importante em países subdesenvolvidos como o Brasil. Neste sentido, a pesquisa objetiva uma caracterização dos benefícios diretos e indiretos decorrentes da implantação de sistemas de captação e aproveitamento de água da chuva, para utilização não potável, em meio urbano, principalmente sob o aspecto econômico. Para tanto, revisa alguns aspectos relativos à contextualização e à viabilidade técnica destes sistemas, apresentando desde o tema da água no planeta até suas interações mais objetivas, no meio urbano. Um estudo experimental, sobre a edificação denominada Protótipo Alvorada, é desenvolvido em paralelo, a fim de ilustrar e balizar os estudos das variáveis dimensionais do sistema, dos números de chuva, neste caso para Porto Alegre/RS, e também o levantamento dos principais tipos e componentes de sistemas existentes. Os resultados para os benefícios diretos, sobre o aspecto econômico, demonstram em geral que o custo de implantação do sistema é o maior entrave à sua aplicação. Este fato deve-se, em grande parte à disponibilidade do recurso em Porto Alegre, entregue dentro das residências por um baixo custo. O estudo em torno dos benefícios indiretos revelou o potencial do sistema como auxiliar na drenagem urbana. Dependendo ainda de estudos mais aprofundados, o sistema conta com a possibilidade receber subsídio público para sua implantação, gerando economia para o mesmo e maximizando também o benefício direto. / During the past few decades the building industry was becoming increasingly responsible for a large portion of environmental degradation. In addition, considering the life cycle analysis of buildings, the building utilization phase is gaining importance in building environmental impact. Alterations in the water cycle, often resulting in human and economic loses because of urban flooding, is an example where the building utilization phase plays a significant role in environmental degradation. One answer to these problems is alternative technical solutions that are being developed and presented to environmental forums throughout the world; however, most of the alternative solutions are not economically feasible for sub-developed countries like Brazil. The objective of this research is to characterize the direct and indirect benefits provided by residential urban rainwater catchment systems and the implementation for non-potable use in the urban environment for economic gain. Towards this goal, the dissertation reviews some contexts and technical viability concerns about urban water interactions and drainage systems. A study, developed simultaneously with the research, was conducted on the building Protótipo Alvorada to gain an understanding of the variables of system dimensions, rain water distribution and volume. The study also explores existing systems, principal types of systems and components of existing systems. The results of this study have shown that, from an economic standpoint, the cost of system implementation is generally the main barrior to implemention of rainwater catchment systems. One reason that rainwater catchment systems are not economically feasible choice for the city of Porto Alegre is in large part due to the availability of potable water in the city. Water distribution to residences within the city is very inexpensive and widely available. The study about the indirect benefits of rainwater catchment systems has shown the potential of systems to help alleviate urban drainage problems. Despite the necessity for further studies, the feasibility of system implementation here in Porto Alegre/RS counts on the possibility of initial public funding in order to maximize the direct benefits of catchment systems. Installation of rainwater catchment systems would ultimately save money for the municipal government of Porto Alegre.

O uso de incentivos econômicos é uma realidade na busca do desenvolvimento sustentável. No setor da drenagem urbana não é diferente. Para este setor a sustentabilidade é a reprodução do comportamento hidrológico natural de uma área, utilizando técnicas descentralizadas de micro-gestão, representada pelo Desenvolvimento Urbano de Baixo Impacto (Low Impact Development – LID). O objetivo da presente pesquisa foi analisar o uso de incentivos econômicos para a drenagem urbana, de modo a induzir e financiar o planejamento sustentável em desenvolvimento consolidados e novos, em escala de lote urbano, segundo as técnicas do LID. Para tanto, foram desenvolvidas três etapas metodológicas: (i) a aplicação do planejamento sustentável da drenagem urbana em desenvolvimentos consolidados e novos; (ii) o desenvolvimento dos incentivos econômicos; e (iii) a validação dos incentivos econômicos. Para aplicar as etapas metodológicas foram utilizadas três micro-bacias urbanas do município de Porto Alegre/RS com diferenças físicas, sócio-econômicas e quanto aos problemas relacionados à drenagem urbana. O planejamento sustentável foi simulado nos lotes com características médias nas micro-bacias. A partir destas simulações, e das próprias características das micro-bacias, foram estabelecidos os incentivos econômicos. A validação dos incentivos foi realizada por meio da aplicação de questionários aos proprietários dos lotes, utilizando o Método de Valoração Contingente (MVC), para estimar a Disposição a Pagar (DAP) e a Receber (DAR) dos proprietários para resolver os problemas do setor. Os resultados sugerem que utilizar incentivos positivos é a melhor solução (por exemplo, redução de impostos). Com isso, o controle do escoamento pluvial seria efetivamente estimulado, pois os incentivos positivos são os mais aceitos pelos proprietários, e os custos envolvidos neste controle em escala de lote são inferiores aos normalmente obtidos com as técnicas de controle do escoamento pluvial na macrodrenagem. Constatou-se que a existência de problemas e já ter sofrido um prejuízo qualquer são as variáveis com maior correlação direta com o aumento da DAP e DAR. Como conclusão final, acredita-se que um incentivo econômico positivo serviria para um processo de educação ambiental na drenagem urbana com objetivo de formar cidadãos conscientes e atuantes na busca de um ambiente sustentável. / The use of economic incentives is a reality in the pursuit of sustainable development. In the sector of urban drainage is no different. For this sector sustainability is the reproduction of the natural hydrology of an area, using decentralized techniques of micro-management, represented by the Low Impact Development (LID). The objective of this research was to examine the use of economic incentives for urban drainage, in order to induce and fund its sustainable planning of old and new developments in scale urban lot, according to the techniques of LID. For this purpose, we developed three methodological steps: (i) the implementation of sustainable urban drainage planning in old and new developments, (ii) the development of economic incentives, and (iii) the validation of economic incentives. To apply the methodological steps were used three urban micro-basins of the municipality of Porto Alegre / RS with differences physicals, socio-economic and on the problems related to urban drainage. The sustainable planning was simulated in lots with average characteristics in micro-basins. From these simulations and the actual characteristics of micro-basins were established economic incentives. The validation of the incentives was accomplished through the use of questionnaires to the owners of the lots, using the Contingent Valuation Method (CVM) to estimate the Willingness to Pay (WTP) and Receivable (WTR) for owners to resolve those problems. The results suggest that use positive incentives are the best solution (eg, tax cuts). With this control would be effectively encouraged, because the positive incentives are more accepted by the owners, and the costs involved in controlling scale batch are lower than those generally obtained with the control techniques in macrodrainage. It was found that the existence of problems and that they suffered any damage variables are more directly correlated with the increase in DAP and DAR. As a final conclusion it is believed that a positive economic incentive to serve a process of environmental education in urban drainage aiming to educate citizens aware and active in seeking a sustainable environment.

Nos dias atuais todas as grandes metrópoles enfrentam inúmeros problemas devidos, muitas vezes, a um deficiente planejamento urbano onde se inclui certo descaso com a proteção do meio ambiente. Um aspecto importante é a desordenada expansão urbana, que têm crescido com o passar dos anos. Este fator poderá comprometer a saúde do meio ambiente. Mencionase também o descaso da população com os recursos hídricos, o solo e a vegetação. Dentro deste enfoque, o tradicional sistema de drenagem, baseado em um rápido afastamento do excesso pluvial, contribui para um aumento nos volumes escoados e vazões de pico e uma redução no tempo do escoamento, fazendo com que os hidrogramas de cheia sejam mais críticos, aumentando-se, assim, a freqüência e a gravidade das inundações. Pesquisas apontam uma grande relação entre os índices de permeabilidade com a densidade habitacional. Essencialmente, o concreto permeável é um pavimento de concreto estrutural, com um grande volume de vazios interconectados (15 a 35%). Como o concreto convencional, é feito de uma mistura de cimento, agregados graúdos e água. Contendo pouca ou nenhuma areia, resulta em uma estrutura celular porosa que permite que a água passe facilmente. Em países desenvolvidos houve um aumento de interesse na sua utilização, para um controle mais efetivo das águas do escoamento superficial. Dependendo das normas locais e das características do meio, o pavimento e sua sub-base podem ter capacidade suficiente de infiltração para eliminar a necessidade de outras obras de drenagem. O objetivo deste trabalho consistiu no desenvolvimento de um concreto permeável para utilização em grandes áreas. Pretendeu-se englobar um entendimento de suas propriedades e um desenvolvimento de diversos traços. Para tanto se formularam e caracterizaram diferentes traços de concreto permeável, estudando as dificuldades para fabricação em campo e analisando as possibilidades de aplicação e as possíveis repercussões na drenagem. Os resultados de resistência à compressão foram, em média, de 8 MPa e os de permeabilidade, mais variados, ficaram numa faixa de 100 a 1000l/min./m2. Para um uso eficaz desse concreto, deve-se avaliar a capacidade de percolação do solo abaixo do pavimento. / Nowadays, all major cities often face many problems due to a poor town planning, which also includes certain disregard towards protecting the environment. Another important aspect is the disorderly urban expansion, which has grown over the years. This factor may compromise the health of the environment. It can also be mentioned the population’s neglect with water, soil and vegetation. Within this approach, the traditional drainage system, based on a rapid removal of excess rain, contributes to an increase in drained volume and peak flow and a reduction in the time of the flow, causing the flood hydrographs to be more critical, increasing, thus, the frequency and severity of floods. Research indicates a strong relationship between rates of permeability with the density of housing. Essentially, the concrete is a permeable structural concrete pavement with a large volume of interconnected voids (15 to 35%). As conventional concrete, it is made from a mixture of cement, coarse aggregates and water. Containing little or no sand, it results in a sporous cell structure that allows water to pass easily. In developed countries there has been an increased interest in its use, in order to obtain a more effective control of the runoffs. Depending on local rules and characteristics of the environment, pavement and its sub-base may have enough capacity to eliminate infiltration which excludes the need for other drainage works. The aim of this paper is the development of a permeable concrete to be used in large areas. It aims to encompass an understanding of its properties and development of its various traits. Hence, have been formulated and characterized different traces of permeable concrete, studying the difficulties of manufacturing it in the field and analyzing its possible applications and its possible impact on drainage. The results of compressive strength were on average of 8 MPa and the permeability, more varied, were in the range of 100 to 1000l/min./m2. For an efficient use of this concrete, we should evaluate the ability of soil percolation below the pavement.

Os diversos e indesejáveis problemas associados à ocorrência de inundações e de picos rápidos de cheia são comuns nos centros urbanos brasileiros, sendo agravados em decorrência da crescente impermeabilização das superfícies alavancada pelo crescimento das cidades. Uma das alternativas para reduzir esses problemas consiste no uso de pavimentações drenantes, que possibilitem a infiltração e colaborem com o retardo do escoamento das águas pluviais. Dentre as opções disponíveis, vem atraindo atenção, nos últimos anos, o denominado concreto permeável, material fabricado com uma composição granulométrica selecionada (sem agregado miúdo e com partículas de dimensões similares), de forma a gerar uma estrutura de grandes poros conectados, que permite uma rápida percolação de fluidos pelo seu interior, em grandes quantidades. Levando em consideração os diferentes desafios associados à drenagem urbana, as pesquisas no LEME voltaram-se para a investigação de uma nova possibilidade de utilização do concreto permeável, como material componente dos próprios elementos dos sistemas urbanos de drenagem pluvial. Sabe-se que um dos principais problemas de funcionamento desses sistemas consiste na obstaculização de suas entradas por materiais diversos em conjunto com a diminuição da área de passagem de água nas galerias pelo acúmulo de material nas mesmas, gerando entupimento parcial ou total. Nesses casos, o uso de concreto permeável pode viabilizar a passagem de elevados fluxos, ao mesmo tempo em que constitui uma barreira à passagem de detritos e um filtro natural das águas, potencialmente evitando o ingresso de materiais, lixo e partículas sólidas no interior das galerias do sistema de drenagem. Buscando contribuir para a avaliação da ideia, o presente trabalho foi concebido tendo como foco o estudo da utilização do concreto permeável para fabricação de elementos tipo placa, em substituição às grelhas utilizadas atualmente. Para orientar tecnicamente o estudo, tomou-se como referência o Caderno de Encargos do Departamento de Esgotos Pluviais (DEP) da cidade de Porto Alegre, que estabelece as características dessas grelhas. Após um estudo preliminar para ajuste do traço e caracterização básica do concreto permeável, foram moldados seis protótipos de placas com um traço 1:4 (cimento:areia), com dimensões similares às grelhas do DEP, confeccionadas em concreto permeável. As placas foram testadas quanto à capacidade de flexão e à permeabilidade (sendo esses últimos efetuados em corpos de prova extraídos das placas). Para fins de comparação, foi ensaiada, também, uma grelha real fabricada e disponibilizada pelo DEP. Adicionalmente, foram criados, no LEME, dispositivos especiais para simular os efeitos de chuva e de passagem de água, carreando material em suspensão, para avaliar o desempenho em termos de colmatação desses elementos. Os resultados dos ensaios de resistência mecânica e de permeabilidade indicaram que os novos elementos apresentam desempenho superior às grelhas convencionais, indicando que os estudos na direção da produção de elementos drenantes em concreto permeável são promissores e devem ser continuados. Os resultados do teste de colmatação indicam, no entanto, que procedimentos de manutenção e limpeza podem ser necessários se material pulverulento bloquear os poros do concreto permeável. / Many undesirable problems associated with the occurrence of floods and rapid flood peaks are common in Brazilian urban centers and are intensified due to the increase of waterproofing of surfaces caused by the growth of cities. An alternative to mitigate these problems is the use of draining pavements that allow infiltration and collaborate with the delay of storm water runoff. Among the available options, pervious concrete has been attracting attention in recent years. This is a special concrete made with selected particle size distribution (without coarse aggregate and particles of similar dimensions) to generate a structure containing large connected pores, which would allow a fast and large percolation of fluids trough the material. Taking into account the different challenges associated with urban drainage, the research group at LEME has been investigating a new possibility for the use of pervious concrete as a constituent material of urban stormwater drainage systems. It is well known that the major problem that affects this kind of systems is the obstruction of the openings by different materials, in addition to the decrease of water flow in the galleries because of the accumulation of material inside them, causing partial or total loss of flow capacity. The use of pervious concrete can enable the passage of high flow rates, while constituting a barrier to the passage of debris and a natural water filter, preventing the entry of potentially granular material and solid waste particles inside the galleries of the drainage system. Seeking to contribute to the evaluation of this idea, the present work was designed focusing on the study of the use of pervious concrete for the manufacture of plate elements, which could be used to replace the grilles that are currently in use in sewers. In order to guide the study, the requirements of the Rain Sewage Department (Departamento de Esgotos Pluviais - DEP) from Porto Alegre were taken as a reference. After a preliminary study made to adjust and characterize the mix of pervious concrete to be used, six plates prototypes were fabricated using a 1:4 (cement:sand) proportion, with similar dimensions to the DEP grilles. These were then tested to check flexural capacity and permeability (of specimens cored from the plates). Also, using special devices created at LEME, the effects of rain and the passage of water carrying fine material in suspension were simulated, and the performance in terms of clogging of these elements was roughly assessed. For comparison, a conventional grille currently made by DEP was also tested. The results from the mechanical strength and permeability tests indicated that the pervious plates had superior performance when compared to the conventional grilles, indicating that studies toward the production of drainage elements in pervious concrete are promising and should be continued. The results from the clogging test however indicate that cleaning strategies may be necessary on the long run if fine material accumulates in the pores of the pervious concrete.

Este trabalho propõe-se a diagnosticar o comportamento e uso da água na cidade do Crato Ceará, área localizada no semi-árido nordestino. Dois fatores principais são considerados no diagnóstico: (1) a expansão urbana desordenada da referida cidade, ocorrida ao longo do rio Grangeiro, e (2) as ocupações irregulares em vertentes que ocorrem desde o século XVIII. A metodologia utilizada aborda a circulação da água na Cidade em sua totalidade e também individualmente em cada bairro. Visitas ao campo e o levantamento de dados primários por meio de entrevistas fazem parte da metodologia utilizada. A história da evolução urbana dos bairros da cidade do Crato, que nasceu nas margens do rio Granjeiro, possui associação direta à presença da água. O rio Granjeiro corta a Cidade e se manifesta interferindo na vida social urbana, ora como recurso, ora como risco. O levantamento histórico também mostra que a urbanização não planejada provoca a ocupação de áreas marginais aos recursos hídricos, bem como a ocupação de encostas e talvegues naturais. Com relação à utilização da água na Cidade e em seus bairros são mostrados e analisados as características da população, do abastecimento de água potável e o destino dos esgotos. O trabalho de campo evidenciou de forma direta que a cidade do Crato não possui um sistema de esgotamento sanitário que cubra toda a área urbanizada e evite a poluição dos recursos hídricos naturais. O trabalho evidencia ainda a ocorrência de problemas de erosão nas margens do rio Granjeiro e enchentes.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:00:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4369.pdf: 12366504 bytes, checksum: d0746d888c77116c1453db230bd4d8b3 (MD5) Previous issue date: 2012-05-03 / Financiadora de Estudos e Projetos / The infiltration well as a Best Management Practices (BMPs) stands out because it requires small areas for its implementation an it´s fully applicable to urban lots. This paper presents an experimental study of an infiltration well built in real scale at Universidade Federal de São Carlos SP with the objective of evaluation its performance as a BMP in the control of stormwater runoff and the removal of suspension materials. The soil was characterized as sand loam, and infiltration capacity between 93,98 and 19,24 mm per hour, these values were obtained thought field tests by the inverted well method and the double ring infiltrometer method respectively. The Rain Envelope Method was used for sizing, and the well was intentionally sized at odds with the standards of safety project. With the electronic equipment s and the precipitation measures were monitored 22 real rain events and simulated rain events, during 11 months of the well operation. During this period there was no record of extravasation of the well, representing an efficiency of 100% in reducing the runoff. After eight months of the well operation tests were conducted about the permeability of the geotextile, and the amount of powder material in the aggregate materials content in the well, in other words, the gravel and sand making up the filter cover, and also the qualitative parameters: apparent color and turbidity. The geotextile showed permeability reductions of 50,7%, 7,7% and 21,2% in the samples from the background, the wall sides, and the cover of the well respectively. The well sand filter cover retained 34,8% of fines, while the gravel retained 0,13% for the same period. About the well efficiency analyses in the removing the parameters apparent color and turbidity, it was showed that it wasn t characterized as a treatment unit of these parameters, this fact is due to the quality of water which represents the roof inlet structure. For modeling the Puls method, the saturated soil permeability defined as K non optimized was calculated for each monitored event (Kno). Kno was adjusted by non-linear regression (K optimized - Ko) for each monitored event, restricting the parameters based on values obtained in the field tests, thus for each monitored rain event was obtained two moldings for the constant values of K (Kno and Ko). The model representativeness was evaluated by the coefficients of determination ranging from 0,68 to 0,98 for the events modeled with values from Ko and 0,02 to 0,76 for the Kno, being the Ko most representative for the modeling of Puls. / O poço de infiltração como técnica compensatória de drenagem, se destaca por necessitar de pequenas áreas para sua implantação e ser totalmente aplicável a lotes urbanos. Este trabalho apresenta um estudo experimental de um poço de infiltração construído em escala real no Campus da Universidade Federal de São Carlos SP com o objetivo de avaliar seu desempenho como estrutura compensatória de drenagem urbana no controle do escoamento superficial e na remoção de material em suspensão. O solo foi caracterizado como Areia Média Argilosa SC, com capacidade de infiltração entre 93,38 mm/h e 19,24 mm/h, valores obtidos em ensaios de campo pelos métodos de poço invertido e de duplo anel respectivamente. No dimensionamento utilizou-se o método da Curva Envelope e intencionalmente não seguiram-se as recomendações de segurança para projeto. Com auxílio de equipamentos eletrônicos e das medidas de precipitação, foram monitorados 22 eventos de chuvas reais e chuvas simuladas, durante 11 meses de funcionamento do poço. Neste período não houve registro de extravasamento do poço, representando uma eficiência de 100% na redução do volume escoado. Após oito meses de seu funcionamento foram realizados ensaios da permeabilidade do geotêxtil, do teor de materiais pulverulentos dos agregados ao poço, ou seja, a brita e a areia que compõem o filtro da tampa, e dos parâmetros qualitativos: cor aparente e turbidez. O geotêxtil apresentou redução média da permeabilidade de 50,7%, 7,7% e 21,2% nas amostras do fundo, paredes e tampa do poço respectivamente. A areia do filtro da tampa reteve 34,8% de finos, enquanto a brita reteve 0,13% de finos no mesmo período. Com relação á remoção da cor aparente e da turbidez constou-se que o poço não caracteriza-se como uma unidade de tratamento destes parâmetros, tal fato deve-se à qualidade da água do telhado que representa a entrada de água na estrutura. Para a modelagem pelo método de Puls a permeabilidade do solo saturado definida como K não otimizado (Kno) foi calculada para cada evento monitorado. O Kno foi ajustado através de regressão não-linear (K otimizado - Ko), restringindo os parâmetros com base nos valores obtidos nos ensaios de campo, dessa forma para cada evento monitorado obteve-se duas modelagens para os valores de K constantes (Kno e Ko). A representatividade do modelo foi avaliada por meio dos coeficientes de explicação que variaram de 0,68 a 0,98 para os eventos modelados com os valores de Ko, e de 0,02 a 0,76 para o Kno, sendo o Ko mais representativo para a modelagem de Puls.