Made available in DSpace on 2016-06-02T20:00:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3898.pdf: 8411793 bytes, checksum: 7a8cb8b4771e50a445e7c52217a51ace (MD5) Previous issue date: 2011-08-23 / Universidade Federal de Sao Carlos / Infiltration systems aim to reduce the effects of urbanization, waterproofing and runoff, acting at the origin of the runoff. The objective of this project was to monitor a Filter - Swale Trench (FVT) system, built at UFSCar s campus in real scale by retaining the runoff produced by waterproofed areas. The FVT system was built in soil described as sandy loam, with infiltration capacity between 2,30x10-5 and 6,05x10-6 meters/second, and was obtained by doing testes in field using double ring infiltrometer and inverted well, respectively. The FVT system was monitored by measuring the precipitation, the inflow system, the level of water stored, and by verifying that the system functioned during the rainfalls. Sixty rainfalls were monitored, with up to a 48 year return period, with no extravasations. We observed differences between the design and operation of the system, such as the catchment area, the infiltration area and losses in the channel distribution. This shows that the structure is larger than actual scenario. We compared the fine content of the gravel and sand filter and the geotextile s permeability of the infiltration trench, sampled after construction and after about a year of system operation. After the period of operation, the gravel and sand filter showed an average reduction in fine content of 29% and 52%, respectively. The geotextile showed partial clogging, which reduced its permeability by an average of 45%. The system has been modeled using the PULS method and SWMM model. The PULS modeling method allowed us to determine the water storage level satisfactorily. Graphically, the storage level curves are similar, with average values of the Nahs - Sutcliffe coefficient (NS) of 0,43, a mean maximum storage level error of 29% and mean empting time absolute error of 36%, obtained in the validation model. The SWMM model enabled the microbasin simulation to run a Departmento de Medicina bulding and the FVT system performed unsatisfactorily and demonstrated some limitations. The model validation presented absolute mean errors of peak runoff at 58%, accumulated inflow volume of 35%, mean error of the maximum storage level of 72%, mean error of emptying time of 79%, mean NS values of inflow of 0,02 and mean NS values of storage level of - 0,79. Using the SWMM model resulted in lower levels of storage and smaller emptying times than those using the PULS model. The system maintenance summed up in cleaning the land, removing sediments from the measurement channel, and performing gardening services. The system maintenance cost in the first year of operation was R$ 85,00 / month or R$ 0,67 for each square foot of impervious drained area, considered high compared to maintenance costs of conventional drainage systems. / Estruturas de infiltração objetivam minimizar os efeitos da urbanização, da impermeabilização do solo, do aumento do escoamento superficial direto (ESD) e das inundações, agindo na origem da produção do ESD. O objetivo deste trabalho foi monitorar e modelar um sistema Filtro - Vala - Trincheira de infiltração (FVT), construído no campus da UFSCar em escala real para retenção do ESD produzido por áreas impermeabilizadas. O sistema FVT foi construído em solo caracterizado como areia média argilosa, com capacidade de infiltração entre 2,30x10-5 m/s e 6,05x10-6 m/s, obtidas em ensaio de campo com duplo anel e poço invertido, respectivamente. Fez-se o monitoramento do sistema FVT através de medidas de precipitação, vazão afluente ao sistema, nível de água armazenado na trincheira e vala de infiltração e verificação do funcionamento do sistema durante as chuvas. Foram monitorados 60 eventos de chuva com até 48 anos de período de retorno, sem registro de extravasamento do sistema. Observaram-se diferenças entre projeto e operação do sistema, como área de captação, área de infiltração e perdas no canal diafragma de distribuição. Constatou-se que a estrutura está superdimensionada para o cenário atual. Compararam-se o teor de finos da brita de preenchimento e da areia do filtro e a permeabilidade do geotêxtil da trincheira de infiltração, amostrados após a construção e após o funcionamento de um ano do sistema. Após o período de funcionamento, a brita de preenchimento e a areia do filtro apresentaram redução do teor de finos em média de 29% e 58%, respectivamente. O geotêxtil apresentou colmatação parcial e redução de sua permeabilidade em média em 45%. Modelou-se o sistema de infiltração utilizando PULS e o modelo SWMM. A modelagem pelo método de PULS possibilitou representar as etapas de funcionamento do sistema FVT e nível de armazenamento de maneira satisfatória. Graficamente, as curva de nível de armazenamento são semelhantes, com valores médios de coeficiente de Nahs - Sutcliffe (NS) de 0,43, de erro absoluto de nível máximo de 29% e de erro absoluto dos tempos de esvaziamento de 36%, obtidos na validação do modelo. A modelagem utilizando SWMM possibilitou a simulação da microbacia composta pelo Edifício do Departamento de Medicina e sistema FVT de maneira insatisfatória e apresentando limitações. A validação do modelo resultou em erros médios absolutos das vazões de pico afluente ao sistema de 58%, de volume afluente de 35%, de nível máximo de armazenamento 72%, de tempo de esvaziamento de 79%, de NS médio das vazões afluentes de 0,02 e de NS médio dos níveis de armazenamento de -0,79. As modelagens utilizando SWMM resultaram em menores níveis de armazenamento e menores tempos de esvaziamento do que aquelas utilizando PULS. A manutenção do sistema FVT resumiu-se em serviços de limpeza do terreno, remoção de sedimento do canal de medição e serviços de jardinagem. O custo de manutenção do sistema em seu primeiro ano de funcionamento foi de R$85,00/mês ou R$0,67 por unidade de área impermeável drenada, considerado alto em relação aos custos de manutenção de sistemas de drenagem convencional.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6374.pdf: 3492837 bytes, checksum: 8f055db37f9dcba344e72aacee8ecfe5 (MD5) Previous issue date: 2014-08-29 / This master degree contains a literature review on the conservation of water, rainwater utilization, quality and water treatment, legislation and risk analysis. Was verified that rainwater utilization systems vary widely in type and would be important to be able to correlate the precipitated water, uses and models for each situation. And for this work was used the risk analysis focusing the preliminary hazard analysis. A bibliographic review carried out presented some guides and legislation that could complete quality control parameters for non-potable rainwater utilization, and determine the time to review these parameters to control the operation of the system. The study's preliminary analysis was used to study the greatest dangers in the use of rain-related water quality system, critical control points, the user risks, control measures and mitigation measures. For the case study was addressed the same preliminary hazard analysis for knowledge about the contamination of rainwater in relation to the control parameters and on their own knowledge of project development for rainwater utilization. Through the two analyzes a proposal of guidelines was performed for implantation of rainwater utilization system for the case study and there is a possibility of a real fitness for safe use. / O presente trabalho de mestrado contém uma revisão bibliográfica sobre a conservação da água, o aproveitamento pluvial, qualidade e tratamento da água, legislações e análise de risco. Foi constatado que os sistemas de aproveitamento pluvial variam bastante de tipologia e seria importante poder correlacionar a água precipitada com os usos e os modelos para cada situação. Assim, para o presente trabalho foi utilizada a análise de risco com enfoque na análise preliminar de perigos. Com os estudos dos trabalhos apresentados e todos os guias e legislações, foi possível concluir parâmetros de controle da qualidade para o aproveitamento pluvial não potável, e determinar um tempo para análise desses parâmetros para controle do funcionamento do sistema. O estudo da análise preliminar foi utilizado para estudar os maiores perigos dentro do sistema de aproveitamento pluvial relacionado à qualidade de água, os pontos críticos de controle, riscos ao usuário, as medidas de controle e as medidas mitigadoras. Para o estudo de caso, foi abordada a mesma análise preliminar de perigos para o conhecimento sobre a contaminação da água da chuva em relação aos parâmetros de controle e sobre o próprio conhecimento do desenvolvimento do projeto para o aproveitamento pluvial. Por meio das duas análises, foi realizada uma proposta de diretrizes para a implantação do sistema de aproveitamento pluvial para o estudo de caso e existe a possibilidade de uma adequação real para o uso seguro.

Submitted by Caroline Periotto (carol@ufscar.br) on 2016-10-03T18:24:44Z No. of bitstreams: 1 DissGGP.pdf: 16383517 bytes, checksum: 2b193f2b2ed037defbcffa39f5c1f435 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-10T20:11:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissGGP.pdf: 16383517 bytes, checksum: 2b193f2b2ed037defbcffa39f5c1f435 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-10T20:14:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissGGP.pdf: 16383517 bytes, checksum: 2b193f2b2ed037defbcffa39f5c1f435 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-10T20:18:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissGGP.pdf: 16383517 bytes, checksum: 2b193f2b2ed037defbcffa39f5c1f435 (MD5) Previous issue date: 2016-04-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The cities have grown significantly and in a disorderly way, without minimum urban planning, which has provoked to urban and environmental problems. Among many consequences of this growth, high soil waterproofing features highlight due to the consequences it brings, as the occurrence of floods, floods and spread of waterborne diseases. Much of the runoff of rainwater comes from the paved soil, and is possible observe that about 20% of the urban area of a city is paved with the function of serving as circulation area of pedestrians or vehicles, according to the Federal Law No. 6766 of 19 December 1979 which provides for the division of urban soil and other measures (BRAZIL, 1979). In this context the objective of this research is the study of the effects of the spaces of Circulation and Permanence Pedestrians (ECPP) on the management of rainwater, with the empirical object one experimental watershed located on the campus of UFSCar in São Carlos / SP, and two areas urbanized in the city of Sao Jose do Rio Preto / SP. For this, it was made the identification of different types of floors, characterization and hydrological efficiency, research in academic papers and catalogs of suppliers, and analyze the areas and conditions of ECPPs within the perimeters of study under the hydrologic context, design, implementation, and maintenance costs. The findings evaluate the effects of ECPPs on the management of rainwater, and compare the results between the three ECPPs. These results show that the ECPP located in USFCar contributes 6% to runoff, while the ECPP Pedestrian street 35% and ECPP Neighborhood 9% to project parties were adopted that destined runoff for grassed areas or permeable floors these scenarios would be 2% contribution to ECPP UFSCar, 0.2% of flow for ECPP Pedestrian Street and 2% for ECPP Neighborhood. So is possible reduce runoff using hydrologically functional floors, implementing and using the green areas as a design element, providing knowledge of data and materials that can contribute to new ways to plan and execute the ECPPs. / As cidades têm crescido de maneira significativa e de maneira desordenada, sem o mínimo planejamento urbano, o que tem provocado problemas urbanos e ambientais. Entre inúmeras consequências deste crescimento, a alta impermeabilização do solo apresenta grande destaque devido às consequências que acarreta, como a ocorrência de enchentes, inundações e proliferação de doenças de veiculação hídrica. Grande parte do escoamento superficial das águas de chuva provém do solo pavimentado, e é possível observar que cerca de 20% da área urbana de uma cidade está pavimentada com a função de servir como área de circulação de pedestres ou de veículos, segundo a Lei Federal nº 6766 de 19 de dezembro de 1979 que dispõe sobre o parcelamento do solo urbano e dá outras providências (BRASIL, 1979). Neste contexto o objetivo desta pesquisa é o estudo dos efeitos dos ECPP-Espaços de Circulação e Permanência de Pedestres sobre o manejo das águas de chuva, tendo como objeto empírico uma Bacia Experimental localizada no Campus da UFSCar em São Carlos/SP, e duas áreas urbanizadas na cidade de São José do Rio Preto/SP. Para tanto foi feita a identificação dos diferentes tipos de pavimentos, sua caracterização e eficiência hidrológica, em pesquisa a trabalhos acadêmicos e catálogos de fornecedores, além de análises das áreas e condições dos ECPPs dentro dos perímetros de estudo sob o contexto hidrológico, de projeto, execução, manutenção e de custos. Os dados encontrados avaliam os efeitos dos ECPPs sobre o manejo das águas pluviais, e comparam os resultados encontrados entre os três ECPPs. Estes resultados mostram, que o ECPP localizado na USFCar contribui 6% com o escoamento superficial, enquanto que o ECPP Calçadão 35% e o ECPP Bairro 9%, se fossem adotados partidos de projetos que destinassem o escoamento superficial para áreas gramadas ou para pisos permeáveis, estes cenários seriam de 2% de contribuição para o ECPP UFSCar, 0,2% de escoamento para o ECPP Calçadão e 2% para o ECPP Bairro. Portanto é possível reduzir o escoamento superficial utilizando pavimentos hidrologicamente funcionais, implementando e utilizando as áreas verdes como elemento de projeto, proporcionando o conhecimento de dados e materiais que podem contribuir com novas formas de planejar e executar os ECPPs.

Fundação Araucária; CAPES / As principais questões relacionadas com a conservação da água nos centros urbanos são: o aumento do custo de abastecimento de água, o crescimento da demanda, a poluição e as diferenças na distribuição dos recursos hídricos. A conservação da água está associada ao uso controlado e eficiente da água, e contempla tanto medidas de uso racional quanto de reúso de água. Assim, as práticas conservacionistas são uma maneira inteligente de otimizar e regular a demanda e oferta de água para novas atividades e usuários, sem, contudo, comprometer o suprimento dos corpos hídricos e a preservação do ambiente natural. Este estudo tem por objetivo analisar a gestão da água de um shopping center (SC) e o aproveitamento de águas pluviais (APs) combinado com reúso de água cinza (AC). Nas edificações, de um modo geral, são frequentes os desperdícios de água provocados por vazamentos nos sistemas hidráulicos e nas peças sanitárias. A causa desses elevados volumes de água utilizada no sistema, muitas vezes, é decorrente de concepções inadequadas de projeto, de procedimentos incorretos de manutenção e maus hábitos dos usuários. No sul do Brasil, onde existe a ocorrência de chuvas durante quase todo o ano a escassez de água ocorre principalmente em alguns meses de inverno. Uma das dificuldades que aparecem nos estudos de AP é a correta determinação do volume de AP que poderá ser utilizada nos sistemas de abastecimento de água. Assim, neste trabalho, foi utilizado o método da simulação para determinar este volume. Foram realizadas simulações com as seguintes variáveis: precipitação, área de captação e consumo de água. Para os sistemas hidráulicos do SC, foram adotadas alternativas segmentadas. Ou seja, com ênfase no uso da AP e reutilização de AC. Outras alternativas de reúso de efluentes foram pouco abordadas devido a questões sanitárias, sendo essas, o efluente de vasos sanitários e pias de cozinha. A adoção das AC pode ser viável, se houver um fluxo significativo de AC, que supra a demanda de água requerida para o funcionamento adequado dos vasos sanitários e mictórios. As inspeções conduzidas neste estudo constataram, que o número de pias eram insuficientes para suprir água aos vasos sanitários e mictórios. Portanto, o sistema de reúso de AC foi considerado inviável em termos de demanda e oferta de água. Por outro lado, constatou-se a viabilidade do sistema de aproveitamento de APs, que pode facilmente fornecer água para todos os sanitários, além de contribuir para o arrefecimento do sistema de ar condicionado, tendo ainda um curto período de retorno. Um dos desafios deste trabalho foi a necessidade de comparar o consumo real de água com parâmetros de consumo de água utilizados em edifícios. Assim, foi utilizado um método que aborda a geração de índices de consumo de água específico para a actividade específica (SC). Os índices de consumo de água demonstraram que o SC estudado possui um programa de gestão de água adequado. / The main issues related to water conservation in urban centers are the increase in water supply cost, demand growth, pollution and differences in the distribution of water resources. Water conservation, the controlled and efficient use of water, includes both measures as reasonable means of water reuse. Thus, conservation practices are an effective way to meet demand and supply water to new activities and users without jeopardizing the supplying water bodies and preserving the natural environment. This study aims to examine the water management of a shopping mall and the use of rainwater harvesting combined with greywater reuse. For buildings in general, water loss is common due to leaks in the hydraulic and restroom equipment. These losses, which are caused by a high volume of water used and wasted in the system, are often the result of design errors, incorrect maintenance procedures and users' bad habits In southern Brazil, where there is rainfall almost all year long, water shortages occasionally occur, particularly in some winter mouths. One difficulty that appears on rainwater studies is the proper determination of rainwater volume that can be used to address water supply systems. In this work, the simulation method was used to determine this volume. Thus, simulations with the following variables: rainfall, catchment area and water consumption were performed. For mall's hydraulic systems, segmented alternatives are adopted. That is, focusing on the use of rainwater or greywater reuse. Other alternatives of effluent reuse have been slightly discussed due to sanitary issues, those are effluents from toilets and kitchen sinks. The adoption of greywater may be feasible if there is a significant flow of greywater to comply water demand for toilet flushing. The inspections made in this study found that the quantity of sinks was insufficient to supply an adequate amount of water to toilets and urinals. The greywater reuse system was found to be infeasible in terms of demand and supply of water. Conversely, the rainwater harvesting system was entirely feasible and easily supplied water to all restrooms and contributed to the cooling of the air conditioning system with a short payback period. One of the challenges of this work was the need to compare the actual water consumption with a water consumption parameter used in buildings. Thus, a method that addresses the generation of specific consumption indexes for specific activity (like a mall) was used. The water consumption indices showed that this mall has a satisfactory water management program.

Capes / Os sistemas de aproveitamento de águas pluviais têm sido apontados como uma importante fonte para atender às demandas de água. Em geral, o reservatório é o item mais caro do sistema. A depender do modelo o sistema pode ser super ou subdimensionado. Além disso, há a necessidade de associar o cálculo do volume do tanque ao perfil de precipitação da região. Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma ferramenta gráfica para auxiliar o dimensionamento de volume de reservatórios para captação de águas pluviais, um estudo de caso na região norte de Rondônia. Propõe-se a elaboração de gráficos de contorno a partir das variáveis: área de captação, volume de reservação e eficiência no atendimento à demanda de água da chuva para uso doméstico e industrial. A eficiência foi obtida por meio do método de simulação de balanço contínuo. Para criar o gráfico de contorno são usados três modelos de ajuste de superfícies, Biharmonic spline interpolant, Locally weighted smoothing quadratic regression e Linear Polynomial disponíveis no software MATLAB. A região de influência das estações pluviométricas selecionadas para simulação de balanço contínuo foi encontrada pelo método Inverso da Distância Ponderada, IDW (Inverse Distance Weighting). Parte da região norte do estado de Rondônia foi definida como área de influência do sistema gráfico. No geral, os métodos de ajuste de superfície apresentaram um bom resultado com R2 maiores que 0,96. O método de interpolação Biharmonic spline interpolant apresentou o melhor resultado demostrando-se adequado na explicação da variação dos dados observados. Isso significa que o gráfico de contorno gerado pode ser usado como ferramenta de auxílio de tomada de decisão no dimensionamento de reservatório mais apropriado. Foram desenvolvidos gráficos de contorno que exibem a eficiência no atendimento às demandas domésticas e industriais por água da chuva, como uma função de uma ampla faixa tanto de área de captação como de volume do tanque pelo método Biharmonic spline interpolant. Os valores de RMSE para validação foram menores que 0,7. As demandas residenciais às quais desenvolveu-se ajuste de superfície e gráficos de contorno variam entre 60 e 600 L d-1; e as demandas industriais de 500 a 50.000 L d-1. / Rainwater harvesting systems have been pointed out as an important source to meet water demands. In general, the reservoir is the most expensive item of the system. Depending on the chosen method, the system can be over- or undersized. In addition, the region rainfall profile must be associated to the design of the tank. Therefore, this study aims to develop a graphical tool to assist rainwater harvesting tanks sizing, a case study in the region of Rondônia. It is proposed to draw a contour plot from the variables: catchment area, reservoir volume and efficiency in meeting domestic and industrial rainwater demands. The efficiency was obtained through the continuous water balance simulation method. Three surface fitting models were used to create the contour plot, Biharmonic spline interpolant, Locally weighted smoothing quadratic regression and Linear Polynomial, available on the MATLAB software. The influence region of the selected rainfall stations used for the continuous balance simulation was found by the Inverse Distance Weighting (IDW) method. Part of the northern region of Rondônia state was defined as graphic system influence area. In general, the surface fitting methods showed a good performance with R2 greater than 0,96. The Biharmonic spline interpolant method presented the best result due to its capability of explaining observed data variation. Hence, the generated contour plot can be used as decision-making aid tool in tank volume selection. Contour plots were developed to show the efficiency in meeting domestic and industrial rainwater demands as a function of a wide range of both catchment area and tank volume through the Biharmonic spline interpolant method. The RMSE values for validation were lower than 0,7. The residential demands to which surface fitting and contour graphics were developed vary between 60 and 600 L d-1; and the industrial demands vary between 500 and 50.000 L d-1.

Fundação Araucária; CAPES / As principais questões relacionadas com a conservação da água nos centros urbanos são: o aumento do custo de abastecimento de água, o crescimento da demanda, a poluição e as diferenças na distribuição dos recursos hídricos. A conservação da água está associada ao uso controlado e eficiente da água, e contempla tanto medidas de uso racional quanto de reúso de água. Assim, as práticas conservacionistas são uma maneira inteligente de otimizar e regular a demanda e oferta de água para novas atividades e usuários, sem, contudo, comprometer o suprimento dos corpos hídricos e a preservação do ambiente natural. Este estudo tem por objetivo analisar a gestão da água de um shopping center (SC) e o aproveitamento de águas pluviais (APs) combinado com reúso de água cinza (AC). Nas edificações, de um modo geral, são frequentes os desperdícios de água provocados por vazamentos nos sistemas hidráulicos e nas peças sanitárias. A causa desses elevados volumes de água utilizada no sistema, muitas vezes, é decorrente de concepções inadequadas de projeto, de procedimentos incorretos de manutenção e maus hábitos dos usuários. No sul do Brasil, onde existe a ocorrência de chuvas durante quase todo o ano a escassez de água ocorre principalmente em alguns meses de inverno. Uma das dificuldades que aparecem nos estudos de AP é a correta determinação do volume de AP que poderá ser utilizada nos sistemas de abastecimento de água. Assim, neste trabalho, foi utilizado o método da simulação para determinar este volume. Foram realizadas simulações com as seguintes variáveis: precipitação, área de captação e consumo de água. Para os sistemas hidráulicos do SC, foram adotadas alternativas segmentadas. Ou seja, com ênfase no uso da AP e reutilização de AC. Outras alternativas de reúso de efluentes foram pouco abordadas devido a questões sanitárias, sendo essas, o efluente de vasos sanitários e pias de cozinha. A adoção das AC pode ser viável, se houver um fluxo significativo de AC, que supra a demanda de água requerida para o funcionamento adequado dos vasos sanitários e mictórios. As inspeções conduzidas neste estudo constataram, que o número de pias eram insuficientes para suprir água aos vasos sanitários e mictórios. Portanto, o sistema de reúso de AC foi considerado inviável em termos de demanda e oferta de água. Por outro lado, constatou-se a viabilidade do sistema de aproveitamento de APs, que pode facilmente fornecer água para todos os sanitários, além de contribuir para o arrefecimento do sistema de ar condicionado, tendo ainda um curto período de retorno. Um dos desafios deste trabalho foi a necessidade de comparar o consumo real de água com parâmetros de consumo de água utilizados em edifícios. Assim, foi utilizado um método que aborda a geração de índices de consumo de água específico para a actividade específica (SC). Os índices de consumo de água demonstraram que o SC estudado possui um programa de gestão de água adequado. / The main issues related to water conservation in urban centers are the increase in water supply cost, demand growth, pollution and differences in the distribution of water resources. Water conservation, the controlled and efficient use of water, includes both measures as reasonable means of water reuse. Thus, conservation practices are an effective way to meet demand and supply water to new activities and users without jeopardizing the supplying water bodies and preserving the natural environment. This study aims to examine the water management of a shopping mall and the use of rainwater harvesting combined with greywater reuse. For buildings in general, water loss is common due to leaks in the hydraulic and restroom equipment. These losses, which are caused by a high volume of water used and wasted in the system, are often the result of design errors, incorrect maintenance procedures and users' bad habits In southern Brazil, where there is rainfall almost all year long, water shortages occasionally occur, particularly in some winter mouths. One difficulty that appears on rainwater studies is the proper determination of rainwater volume that can be used to address water supply systems. In this work, the simulation method was used to determine this volume. Thus, simulations with the following variables: rainfall, catchment area and water consumption were performed. For mall's hydraulic systems, segmented alternatives are adopted. That is, focusing on the use of rainwater or greywater reuse. Other alternatives of effluent reuse have been slightly discussed due to sanitary issues, those are effluents from toilets and kitchen sinks. The adoption of greywater may be feasible if there is a significant flow of greywater to comply water demand for toilet flushing. The inspections made in this study found that the quantity of sinks was insufficient to supply an adequate amount of water to toilets and urinals. The greywater reuse system was found to be infeasible in terms of demand and supply of water. Conversely, the rainwater harvesting system was entirely feasible and easily supplied water to all restrooms and contributed to the cooling of the air conditioning system with a short payback period. One of the challenges of this work was the need to compare the actual water consumption with a water consumption parameter used in buildings. Thus, a method that addresses the generation of specific consumption indexes for specific activity (like a mall) was used. The water consumption indices showed that this mall has a satisfactory water management program.

Capes / Os sistemas de aproveitamento de águas pluviais têm sido apontados como uma importante fonte para atender às demandas de água. Em geral, o reservatório é o item mais caro do sistema. A depender do modelo o sistema pode ser super ou subdimensionado. Além disso, há a necessidade de associar o cálculo do volume do tanque ao perfil de precipitação da região. Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma ferramenta gráfica para auxiliar o dimensionamento de volume de reservatórios para captação de águas pluviais, um estudo de caso na região norte de Rondônia. Propõe-se a elaboração de gráficos de contorno a partir das variáveis: área de captação, volume de reservação e eficiência no atendimento à demanda de água da chuva para uso doméstico e industrial. A eficiência foi obtida por meio do método de simulação de balanço contínuo. Para criar o gráfico de contorno são usados três modelos de ajuste de superfícies, Biharmonic spline interpolant, Locally weighted smoothing quadratic regression e Linear Polynomial disponíveis no software MATLAB. A região de influência das estações pluviométricas selecionadas para simulação de balanço contínuo foi encontrada pelo método Inverso da Distância Ponderada, IDW (Inverse Distance Weighting). Parte da região norte do estado de Rondônia foi definida como área de influência do sistema gráfico. No geral, os métodos de ajuste de superfície apresentaram um bom resultado com R2 maiores que 0,96. O método de interpolação Biharmonic spline interpolant apresentou o melhor resultado demostrando-se adequado na explicação da variação dos dados observados. Isso significa que o gráfico de contorno gerado pode ser usado como ferramenta de auxílio de tomada de decisão no dimensionamento de reservatório mais apropriado. Foram desenvolvidos gráficos de contorno que exibem a eficiência no atendimento às demandas domésticas e industriais por água da chuva, como uma função de uma ampla faixa tanto de área de captação como de volume do tanque pelo método Biharmonic spline interpolant. Os valores de RMSE para validação foram menores que 0,7. As demandas residenciais às quais desenvolveu-se ajuste de superfície e gráficos de contorno variam entre 60 e 600 L d-1; e as demandas industriais de 500 a 50.000 L d-1. / Rainwater harvesting systems have been pointed out as an important source to meet water demands. In general, the reservoir is the most expensive item of the system. Depending on the chosen method, the system can be over- or undersized. In addition, the region rainfall profile must be associated to the design of the tank. Therefore, this study aims to develop a graphical tool to assist rainwater harvesting tanks sizing, a case study in the region of Rondônia. It is proposed to draw a contour plot from the variables: catchment area, reservoir volume and efficiency in meeting domestic and industrial rainwater demands. The efficiency was obtained through the continuous water balance simulation method. Three surface fitting models were used to create the contour plot, Biharmonic spline interpolant, Locally weighted smoothing quadratic regression and Linear Polynomial, available on the MATLAB software. The influence region of the selected rainfall stations used for the continuous balance simulation was found by the Inverse Distance Weighting (IDW) method. Part of the northern region of Rondônia state was defined as graphic system influence area. In general, the surface fitting methods showed a good performance with R2 greater than 0,96. The Biharmonic spline interpolant method presented the best result due to its capability of explaining observed data variation. Hence, the generated contour plot can be used as decision-making aid tool in tank volume selection. Contour plots were developed to show the efficiency in meeting domestic and industrial rainwater demands as a function of a wide range of both catchment area and tank volume through the Biharmonic spline interpolant method. The RMSE values for validation were lower than 0,7. The residential demands to which surface fitting and contour graphics were developed vary between 60 and 600 L d-1; and the industrial demands vary between 500 and 50.000 L d-1.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A captação de águas pluviais não constitui nova estratégia ou tecnologia. No entanto, recentemente tem sido proposta em regiões bem desenvolvidas ou em desenvolvimento (peri-urbanas) em resposta a grandes períodos de estiagens, aumento da demanda por água, maior conscientização pública das enchentes urbanas e sua gênese e, aumento do interesse em práticas de construções sustentáveis, que integram também o uso racional da água. As escolas constituem uma importante fundação da nação, e tem influência no desenvolvimento da sociedade e da sensibilização/ conscientização sobre as questões ambientais. Muitos dos usos da água nas escolas envolvem usos menos nobres da água. Neste contexto, nessa dissertação de mestrado além da análise de marcos legais nesse assunto, foi realizada pesquisa de opinião (entrevista e questionário) junto a atores que interferem no processo decisório da utilização das águas pluviais nas escolas para fins não potáveis. Foram observadas as condições físicas-construtivas das escolas do município do Rio de Janeiro, sobretudo na região da 7a. CRE, que abrange a região da Baixada de Jacarepaguá, área de expansão da cidade. Foi implementada uma unidade para coleta e caracterização da qualidade das águas pluviais, além da caracterização e estudo dos volumes de primeiro descarte (first flush). Os parâmetros de qualidade da água pH, T, OD, ORP, Tu, STD, Condutividade e Salinidade, foram observados com auxílio de sonda multiparâmetros e, através de análise laboratorial de acordo com o Standard Methods, os coliformes termotolerantes. No estudo de percepção foi verificada uma grande aceitação do aproveitamento de águas pluviais para fins não potáveis, embora diretores de escola tenham apresentado informações/percepção divergentes sobre consumo e contas de água das escolas, de sua coordenadoria. Na análise dos parâmetros de qualidade da água versus registros pluviométricos foi observada variabilidade nos eventos pluviométricos observados que limitaram a correlação entre os mesmos, e acabou limitando as conclusões dos estudos de volumes para primeira lavagem e descarte (first flush). Os resultados da pesquisa permitem recomendar a implementação de políticas públicas para aproveitamento de águas pluviais para fins não potáveis nas escolas, mas, com o devido apoio tecnológico. Recomenda-se o aperfeiçoamento e automatização do sistema de coleta de águas pluviais para os estudos de first-flush e otimização dos volumes de descarte. / Rainwater harvesting does not constitute a new strategy or technology. However, recently it has been proposed in well-developed regions or in development (peri-urban) in response to long periods of dryness, increased demand for water, greater public awareness of urban flooding and its genesis, and increased interest in sustainable construction practices, incorporating also the rational use of water. Schools are an important foundation of the nation and has influence in the development of society and awareness about environmental issues. Many of the uses of water in schools involve less noble uses of water. In this context, this dissertation in addition to the analysis of legal frameworks in this matter was held survey (interview and questionnaire) with actors who interfere in the decision-making process of the use of rainwater for non potable purposes in schools. Schools physical- constructive conditions were observed of the municipality of Rio de Janeiro, especially in the region of the 7th CRE, which covers the region of Baixada de Jacarepaguá, area in expansion of the city. It was implemented a unit for collection and characterization of rainwater quality, plus the characterisation and study of volumes of first flush. The water quality parameters pH, T, DO, ORP, Tu, TDS, Conductivity and Salinity, were observed with the aid of multi-parameter probe and, through laboratory testing in accordance with the Standard Methods, the fecal coliforms. In the study of perception was verified a wide acceptance of the use of rainwater for drinking purposes, although school directors have submitted divergent perception/information about consumption and water bills of the schools in its coordination. In the analysis of water quality parameters versus rainfall records was observed a certain variability in the rainfall events observed that limited the correlation between them, and ended up limiting the conclusions of the studies of volumes for the first washing and disposal (first flush). The search results allowed to recommend the implementation of public policies for rainwater utilization for potable purposes in schools, but with a technological support. It is recommended the improvement and automation of the rainwater collection system for studies of first-flush and optimization of disposition volumes.

Os custos econômicos e perdas potenciais de vidas humanas resultantes de falhas em sistemas de drenagem de águas pluviais podem ser enormes, aumentando a necessidade da busca de melhores métodos de dimensionamento destes. Os métodos baseados na precipitação de projeto são os mais usados para a estimativa do hidrograma de projeto em bacias urbanas, devido às facilidades que os mesmos apresentam em relação aos outros métodos. Entretanto, estes métodos têm suas limitações e incertezas, que podem influenciar as características do hidrograma de projeto resultante, incertezas que são, em consequência, transferidas ao dimensionamento hidráulico das obras propostas. No presente trabalho, foram avaliados os efeitos da discretização espacial da bacia, da discretização temporal e da posição do pico do hietograma de projeto, sobre as principais características do hidrograma de projeto. Esses efeitos foram ainda avaliados no dimensionamento hidráulico do sistema de macrodrenagem dos bairros de Mavalane “A” e Maxaquene “A”, localizados na cidade de Maputo em Moçambique. Para avaliar os referidos efeitos, a bacia foi discretizada em 1, 5, 7 e 12 sub-bacias. O intervalo de tempo do hietograma de projeto foi discretizado em 1, 2, 3, 4 e 5 minutos, sendo calculados para cada discretização e intervalo de tempo, hietogramas com pico no início, 25%, 50%, 75% e final do evento com duração correspondente a 90 minutos e 24 horas. Os hietogramas foram transformados em vazão no programa IPHS1, a qual foi propagada no sistema de macrodrenagem usando o modelo EPA SWMM 5.0, sendo obtidos os hidrogramas de projeto resultantes. O exutório da bacia e o trecho C19 localizado na região central da bacia foram escolhidos para análise dos resultados. Os resultados obtidos mostram uma influência importante dos efeitos avaliados nas características do hidrograma de projeto: vazão de pico, tempo de pico e volume parcial e, consequentemente, no dimensionamento da rede de macrodrenagem, sendo o efeito da discretização da bacia o mais influente, seguido dos efeitos da posição do pico da chuva e intervalo de tempo. / The economic costs and potential losses of human lives due to failure in stormwater drainage systems can be significant, calling for an improvement in methods used for its design. The design storm approach, also known as “single-event design-storm” is widespread used in formulating design hydrograph from historical rainfall data in urban watersheds, due to its relative advantages when compared to other methods. Therefore, this approach has its uncertainties which can affect the resulted design hydrograph, and consequently affect the hydraulic design of proposed structures. In this study is presented an assessment of the adopted values in design criteria, during the estimation of design hydrograph used in hydraulic design of stormwater drainage systems. In particular, are assessed the effects of spatial discretization of the watershed, the temporal discretization and peak position of the design hyetograph, in the main features of the resulted design hydrograph. The same effects are then assessed in the hydraulic design of the major stormwater drainage system of Mavalane “A” and Maxaquene “A” neighborhoods, located in Maputo city in Mozambique. To assess these effects, the watershed was discretized into 1, 5, 7 and 12 sub-watersheds. The time step of the design hyetograph was discretized into 1, 2, 3, 4 and 5 minutes, and then computed for each discretization and time step, hyetographs with peak positioned in the beginning, 25%, 50%, 75% and the end of the duration of 90 minutes and 24 hours. The hyetographs were converted into runoff in IPHS1, wish was dynamically routed in the drainage system, using EPA SWMM 5.0. The watershed outlet and conduit C19 were used to analyze the results. The results show an important influence of the assessed effects on the design hydrograph features: hydrograph peak, time to peak and partial volume and, consequently, on the hydraulic design of the major stormwater drainage system, being the effect of spatial discretization of the watershed, the most important, followed by hyetograph peak position and time step.

A poluição de origem difusa das águas pluviais é um entre os vários impactos causados pela urbanização. No Brasil ainda não é dada a devida importância para esta forma de poluição, que pode e deveria ser combatida em conjunto com os impactos causados pelo aumento das vazões geradas pela urbanização. As bacias de detenção são usadas para controlar as vazões de pico, mas também podem ser usadas para o controle da qualidade da água através da sedimentação natural dos poluentes. Neste trabalho é desenvolvido um modelo de pré-dimensionamento de bacias de detenção para o controle da poluição difusa no Município de Porto Alegre, baseado em uma metodologia de maximização de captura de volume e em uma metodologia de cálculo da eficiência da remoção de poluentes. No desenvolvimento do modelo foram utilizadas séries históricas de precipitações ocorridas em Porto Alegre. Para aplicação do modelo são necessários dados físicos de fácil obtenção, relativos à bacia de contribuição ao reservatório de detenção, tais como coeficiente de escoamento, taxa de impermeabilização do solo ou densidade habitacional. Os resultados das simulações mostraram que o volume de detenção necessário para o controle da poluição difusa é de 157 m3/ha para um coeficiente de escoamento de 0,6, típico de áreas urbanas, variando de 36 a 225 m3/ha para coeficientes de escoamento de 0,1 e 1,0, respectivamente. O modelo proposto foi comparado com modelos aplicados em locais nos Estados Unidos com características de precipitação semelhantes, resultando em volumes de detenção compatíveis, demonstrando que, pelo menos para Porto Alegre, o critério de semelhança de precipitação implica em volumes muito semelhantes. A incorporação do modelo de pré-dimensionamento para controle da poluição difusa ao modelo atual de dimensionamento para controle de cheias do Município de Porto Alegre pode ser feita através da soma dos volumes calculados por cada um dos modelos, porém isto implica em um aumento médio de 55 % no volume total de detenção. Analisando-se bacias de detenção existentes no Município, projetadas para o controle de cheias, a incorporação de controle da poluição difusa das águas pluviais implicaria em um aumento mínimo de 50 % no volume das mesmas e, em alguns casos, de mais de 100 %.