This study aimed to quantify the diffuse pollution load of domestic sewage discharged into the urban basin. The quantification of these loads is of great importance in order to evaluate their impact and to devise structural control measures, which makes it essential in the analysis of alternatives for water resource management. The area studied was the Cancela basin, located in the city of Santa Maria, RS, with a population of approximately 18082 inhabitants and a drainage area of 4,95 km2. A significant portion of the watershed does not possess a sewer system and sewage is discharged into the urban drainage network. In order to obtain the pollution load, water samples and water flow measurements were taken during two consecutive days, with four collections each day, as the water quality and water flow vary on an hourly basis, due to sewage discharge. The results showed a deterioration in the water quality with parameters within and below the limits established for Class 4 in the CONAMA 357/05 Resolution. Statistical analysis showed that the behavior of parameters was similar for all sections. In general, values of dissolved oxygen and pH showed little variability, however, values of conductivity, turbidity, solids, BOD, COD, total coliforms and Escherichia coli presented great variability due to the hourly variation in sewage discharge. The pollution load was determined for the following parameters of water quality: solid (total, suspended or dissolved), BOD, COD, and Escherichia coli. For each section, the lowest values occurred during the first sample taken in the morning, increased during the day and showed a tendency to decrease in the afternoon. Domestic sewage discharge was shown to be responsible for 119.8 Kg BOD/day and 1.33E+13 NMP/day of Escherichia Coli in the basin. The contribution per capita calculated for the city of Santa Maria, 32.4 g BOD/inhabitant/day, was inferior to values suggested in the literature (54 g BOD/inhabitant/day and 43.3 g BOD/inhabitant/day; PRÓ- GUAÍBA, 1991). / Este trabalho teve por objetivo quantificar a carga de poluição difusa de esgoto doméstico lançada em bacia hidrográfica urbana. A quantificação destas cargas apresenta grande importância na avaliação do impacto por elas produzido e no projeto de medidas estruturais para o seu controle, tornando-se indispensável nas análises de alternativas para o gerenciamento dos recursos hídricos. Foi estudada a bacia hidrográfica do Cancela, localizada na cidade de Santa Maria, RS com uma população de aproximadamente 18.082 habitantes, área de drenagem de 4,95 km2. Grande parte da bacia não possui rede de esgotamento sanitário, lançando seus esgotos na rede de drenagem urbana. Foram realizadas amostragens de água e medição da vazão durante dois dias consecutivos, com quatro coletas por dia, possibilitando a obtenção da carga poluente, uma vez que a qualidade da água e a vazão apresentam uma variação horária, função da contribuição. Os resultados das análises mostraram deterioração da qualidade da água da bacia, com parâmetros dentro e inferior aos limites fixados para a classe 4 da Resolução CONAMA 357/05. A análise estatística mostrou que o comportamento dos parâmetros foi semelhante em todas as seções. De forma geral os valores de oxigênio dissolvido e pH apresentaram pequena variabilidade, no entanto, os valores da condutividade, turbidez, sólidos, DBO, DQO, coliformes totais e Escherichia coli tiveram grande variação devido à variação horária da contribuição de esgoto. A carga poluente foi determinada para os seguintes parâmetros de qualidade da água: sólidos (totais, suspensos e dissolvidos), DBO, DQO, e Escherichia coli. Para a mesma seção, os menores valores ocorreram na primeira amostragem do período da manhã, aumentaram durante o dia e mostraram tendência de redução a tarde. Verificou-se que a contribuição de esgoto doméstico é responsável pelo lançamento de 119,8 Kg DBO/dia e 1,33E+13 NMP/dia de Escherichia coli na bacia. A contribuição per capita calculada para cidade de Santa Maria, 32,4 g DBO/hab.dia, foi inferior a sugerida pela bibliografia 54 g DBO/hab.dia e 43,3 g DBO/hab.dia (PRÓ-GUAÍBA, 1991).

Como resultado da crescente impermeabilização das bacias, as redes de drenagem pública são submetidas a vazões de pico cada vez maiores. Na tentativa de contornar ou amortizar este problema, pesquisadores têm estudado soluções que compensem os efeitos da urbanização. Estas soluções são denominadas técnicas compensatórias, ou BMP\'s (Best management Practices), cujo foco é manter o ciclo hidrológico mais próximo do natural da bacia, pelo menos no que se refere ao escoamento superficial. A aposta em medidas de controle na fonte de geração do escoamento, isto é, no lote, cresceu, sendo estabelecido seu uso por meio de leis e decretos. Assim, com o propósito de redução e detenção do escoamento pluvial, antes do mesmo ingressar no sistema de microdrenagem, os microrreservatórios na saída dos lotes são cogitados como estruturas compensatórias. O presente trabalho busca dimensionar e avaliar o impacto desses microrreservatórios a princípio em escalas de lote e loteamento e, em seguida, em escala de macrodrenagem. O estudo foi aplicado a uma bacia da cidade de São Carlos, estado de São Paulo, em processo de urbanização, que vem sofrendo grande pressão imobiliária para a construção de novos empreendimentos. As legislações locais sancionadas, nos últimos anos, estabelecem a implantação de poço de infiltração e reservatório de captação e reaproveitamento de águas pluviais, sem maiores detalhes sobre métodos construtivos ou estudos preliminares de viabilidade. Os resultados aqui descritos foram produzidos considerando um loteamento existente na bacia do córrego do Mineirinho, São Carlos, SP. Foram produzidos volumes para o dimensionamento dos reservatórios para as diferentes áreas de lote, assumindo os percentuais de impermeabilização de 50% e 70%, segundo os diferentes métodos de estimativa constantes da literatura. As vazões máximas e os volumes resultantes apresentaram significativa variação, quando calculados utilizando os métodos de estimativa constantes da literatura. Através da modelagem hidráulico-hidrológica, concluiu-se também que o reservatório de detenção na fonte é eficiente na redução da vazão de pico gerada no lote para vazão de pico em nível de pré-urbanização. Além disso, a definição do diâmetro do orifício de descarga mostrou-se determinante ao dimensionamento do reservatório, de modo a garantir sua eficiência. Os microrreservatórios dimensionados para duração da chuva crítica do lote (90 minutos), apesar de maiores, exibiram maior capacidade de detenção, sem extravasar quando submetidos a diferentes durações de chuvas. No loteamento, o uso desses dispositivos possibilitou a atenuação da vazão de pico de descarga em, pelo menos, 44%. Em escala de bacia, diferentes posicionamentos do loteamento, com e sem microrreservatórios de lote, foram instrumentais em demonstrar a capacidade de redução das vazões de pico locais. Este estudo comprovou que os microrreservatórios de lote são uma boa opção na redução das vazões escoadas pelo canal de macrodrenagem, quando da ocorrência de eventos de precipitação na bacia do córrego do Mineirinho. / As a result of the growing waterproofing of basins, the public drainage systems are under increasing flow rate peaks. In an attempt to mitigate these issues, researchers have studied solutions to address the effects of the urban development. These solutions are well-known as BMP\'s (Best Management Practices) and aim to preserve the hydrological cycle near to the natural basin, at least for the superficial run-off. The increasing search for solutions that controls the source of the run-off was responsible for the establishment of new laws and rules for on-site run-off control. Thus, for reduction and detention of run-off before it goes into the micro-drainage system, micro-reservoirs are considered as BMP\'s solutions. The present study aims to sizing and assess the impact of micro-reservoirs, initially on site and on residential land scale, and subsequently, on macro-drainage scale. The study was applied to Mineirinho Stream Watershed, in São Carlos city, São Paulo state. These basins are in urbanization process, and suffering from market pressure of constructions of real estate ventures. Recent local legislations have imposed the implementation of infiltration pits and rain water tanks, but without more details about construction methods or even preliminary feasibility studies. The results described in this work, regarding to sizing of micro-reservoirs to different allotment size ranges, used 50% and 70% of waterproofing percentages, according estimation methods from the literature. Peak flows and sizing showed a significant variation when calculated by these methods. Hydraulic-hydrologic SWMM software modelling showed that micro-reservoir is efficient in reducing the hydrograph peak flow from urbanization to preurbanization level. Furthermore, the definitions of the orifice diameter have demonstrated to be decisive to dimensioning of the reservoir, in order to ensure its efficiency. The microreservoirs sized for a 90 minutes critical rain, showed more detention capacity, without overflow when under different rainfall durations. The use of micro-reservoirs in the allotments of a residential division, was able to reduce the hydrograph outside peak in 44%, at least. In a basin-scale, moving the same residential division, by using or not micro-reservoirs in the allotments, were conclusive in demonstrate that this BMP is a good option to reducing the hydrograph river flow, being able to reduce the peak flow in the discharge point. The study comproved that the use of micro-reservoirs in both basin positions can be a feasible solution to recurring flooding problems in the Mineirinho Stream.

A infiltração das águas de chuva dentro dos lotes urbanos é uma possível forma de promover o controle descentralizado do escoamento superficial na origem, com vistas ao gerenciamento das águas pluviais urbanas e conseqüente atenuação das cheias. Neste trabalho, foram conduzidos ensaios de campo com trincheiras de infiltração, em dois solos distintos, um arenoso e outro argiloso, com o objetivo de avaliar quantitativamente o comportamento hidráulico das estruturas de infiltração em resposta a volumes de escoamento. As trincheiras foram alimentadas com volumes de água controlados, e o campo de umidade do experimento foi monitorado com sonda de nêutrons, durante o processo de redistribuição da água no solo. Foi realizada a modelagem matemática do fenômeno bidimensional de infiltração em torno de trincheiras de seção retangular, em resposta à entrada de águas pluviais provenientes de áreas impermeabilizadas contíguas. A comparação entre os resultados experimentais e simulados pela equação bidimensional de Richards indica uma pequena defasagem dos valores de volume infiltrado e umidade do solo nos processos de infiltração e drenagem interna simulados em relação aos observados. A capacidade de infiltração da trincheira mostrou-se maior nos dados observados, possivelmente devido à simplificação de distribuição unimodal dos diâmetros dos poros adotada na modelagem numérica, uma vez que, experimentalmente, observou-se multimodalidade nos dois solos estudados. A curva de van Genuchten é, juntamente com a equação de Richards, a base do modelo computacional, e divergências no seu ajuste em relação aos dados observados podem conduzir a pequenas divergências dos volumes infiltrados e perfis de umidade ao longo do processo de infiltração simulado, em relação ao observado. São apresentadas algumas considerações de dimensionamento sobre a implantação de trincheiras de infiltração em lotes residenciais, bem como discussões com respeito aos planos diretores urbanos. É apresentado um estudo simplificado, baseado no método racional, sobre a redução no hidrograma de cheia proporcionada pelo uso de trincheiras em uma micro bacia urbana, o qual revelou reduções da ordem de até 94% do deflúvio superficial direto gerado pelo lote. / Stormwater infiltration process at the scale of housing is a possible way to promote the decentralized runoff control in order to manage the urban water and to attenuate flood peaks. In this work, field essays with infiltration devices at two different soils, either sandy and clay-loam soils, are assessed in order to study the hydraulic behavior of infiltration trenches to attenuate incoming runoff volume inputs. The infiltration trench experiments set a controlled water supply for specific boundary conditions, and the experimental moisture field were monitored with neutron probe during the water redistribution process at soil core. Bi-dimensional (2D) mathematical modeling is depicted at specific boundary conditions with a rectangular-trench layout, thereby mimicking a potential situation of runoff incoming from adjacent impervious areas. The comparison between experimental and numerical results, simulated by two-dimensional Richards\' equation, shows a small lag-time difference of both infiltrated volumes and soil moisture contents during infiltration and drainage periods. The trench infiltration capacity of observed data appears to be greater than simulated results, possibly due to an overall simplification of a uni-modal, homogeneous pore diameter distribution adopted by the modeling scheme. Experimental retention curves outline indirect evidences of multi-modal, heterogeneous behavior of pore structure. Bon van Genutchen-type retention curve and Richards-momentum equations represent the baseline approach to the computational model of non-saturated soils. Some fitting discrepancies between observed and simulated results could lead to negligible different estimations of infiltrated volumes and moisture profiles. Finally, further discussions on project design and best management practices (BMPs) of infiltration trenches at housing scale as well discussions on urban master plan are outlined herewith. A simplified study, based on rational method, is presented on the reduction of incoming hydrograph with the use of infiltration trenches. Preliminary results perform volume reductions of approximately 94% from incoming runoff generated at housing lots.

A infiltração das águas de chuva dentro dos lotes urbanos é uma possível forma de promover o controle descentralizado do escoamento superficial na origem, com vistas ao gerenciamento das águas pluviais urbanas e conseqüente atenuação das cheias. Neste trabalho, foram conduzidos ensaios de campo com trincheiras de infiltração, em dois solos distintos, um arenoso e outro argiloso, com o objetivo de avaliar quantitativamente o comportamento hidráulico das estruturas de infiltração em resposta a volumes de escoamento. As trincheiras foram alimentadas com volumes de água controlados, e o campo de umidade do experimento foi monitorado com sonda de nêutrons, durante o processo de redistribuição da água no solo. Foi realizada a modelagem matemática do fenômeno bidimensional de infiltração em torno de trincheiras de seção retangular, em resposta à entrada de águas pluviais provenientes de áreas impermeabilizadas contíguas. A comparação entre os resultados experimentais e simulados pela equação bidimensional de Richards indica uma pequena defasagem dos valores de volume infiltrado e umidade do solo nos processos de infiltração e drenagem interna simulados em relação aos observados. A capacidade de infiltração da trincheira mostrou-se maior nos dados observados, possivelmente devido à simplificação de distribuição unimodal dos diâmetros dos poros adotada na modelagem numérica, uma vez que, experimentalmente, observou-se multimodalidade nos dois solos estudados. A curva de van Genuchten é, juntamente com a equação de Richards, a base do modelo computacional, e divergências no seu ajuste em relação aos dados observados podem conduzir a pequenas divergências dos volumes infiltrados e perfis de umidade ao longo do processo de infiltração simulado, em relação ao observado. São apresentadas algumas considerações de dimensionamento sobre a implantação de trincheiras de infiltração em lotes residenciais, bem como discussões com respeito aos planos diretores urbanos. É apresentado um estudo simplificado, baseado no método racional, sobre a redução no hidrograma de cheia proporcionada pelo uso de trincheiras em uma micro bacia urbana, o qual revelou reduções da ordem de até 94% do deflúvio superficial direto gerado pelo lote. / Stormwater infiltration process at the scale of housing is a possible way to promote the decentralized runoff control in order to manage the urban water and to attenuate flood peaks. In this work, field essays with infiltration devices at two different soils, either sandy and clay-loam soils, are assessed in order to study the hydraulic behavior of infiltration trenches to attenuate incoming runoff volume inputs. The infiltration trench experiments set a controlled water supply for specific boundary conditions, and the experimental moisture field were monitored with neutron probe during the water redistribution process at soil core. Bi-dimensional (2D) mathematical modeling is depicted at specific boundary conditions with a rectangular-trench layout, thereby mimicking a potential situation of runoff incoming from adjacent impervious areas. The comparison between experimental and numerical results, simulated by two-dimensional Richards\' equation, shows a small lag-time difference of both infiltrated volumes and soil moisture contents during infiltration and drainage periods. The trench infiltration capacity of observed data appears to be greater than simulated results, possibly due to an overall simplification of a uni-modal, homogeneous pore diameter distribution adopted by the modeling scheme. Experimental retention curves outline indirect evidences of multi-modal, heterogeneous behavior of pore structure. Bon van Genutchen-type retention curve and Richards-momentum equations represent the baseline approach to the computational model of non-saturated soils. Some fitting discrepancies between observed and simulated results could lead to negligible different estimations of infiltrated volumes and moisture profiles. Finally, further discussions on project design and best management practices (BMPs) of infiltration trenches at housing scale as well discussions on urban master plan are outlined herewith. A simplified study, based on rational method, is presented on the reduction of incoming hydrograph with the use of infiltration trenches. Preliminary results perform volume reductions of approximately 94% from incoming runoff generated at housing lots.

Os novos empreendimentos em construção na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) ao não mitigar os impactos nos sistemas de drenagem repassam seus custos para a sociedade, a qual acaba por pagar grandes quantias em obras que se tornam rapidamente obsoletas devido ao constante aumento da impermeabilização da bacia. Em muitas cidades ao redor mundo, buscou-se contrabalancear os efeitos da urbanização através da implantação de medidas de controle na fonte encorajadas por regulamentações, leis ou decretos. Em muitos casos, a introdução deste tipo de solução levou a resultados adversos, não só devido à escolha do dispositivo, como também devido às normas dispostas nas regulamentações existentes. Foi realizado um estudo de caso para um grande empreendimento da RMSP, utilizando o software SWMM. O estudo avaliou quatro diferentes cenários de ocupação com análise do desempenho tanto na fonte quanto na bacia do empreendimento e na bacia de ordem superior. Entre os cenários incluíram-se situações com a instalação de microrreservatórios e jardins de chuva. Os resultados mostraram que, utilizando a lei das piscininhas aplicável ao município e ao estado de São Paulo (Lei municipal 41.814/02 e Lei estadual 12.526/07), foi possível abater o pico de cheia em 20% nas áreas diretamente controladas, e entre 11% e 9% no empreendimento e sua bacia. Na bacia de ordem superior foi observado uma piora em 0,4% no pico. Alterando a localização dos microrreservatórios foi possível dobrar sua eficácia. Os resultados para os jardins de chuva foram piores para os eventos pouco frequentes, porém, estes dispositivos conseguem diminuir em 64% o número de eventos com geração de escoamento superficial para as áreas controladas, eventos ligados fortemente à qualidade das águas. Concluiu-se que a lei vigente hoje na RMSP atende apenas parcialmente seu objetivo de controle de cheias. Considerando que essa lei apresenta boa oportunidade para aumentar a eficácia do sistema de drenagem, seu conteúdo deve ser revisto, à luz dos resultados obtidos nesta pesquisa. Além disso, é uma lei que permite controlar a poluição difusa, fator de degradação dos rios urbanos. / New urban developments may cause serious inconvenience on urban drainage systems when their hydrologic impacts are not properly mitigated. Many cities around the world tried to minimize the effects of urbanization by implementing source control measures encouraged by regulations, laws or ordinances. In many cases, the introduction of this type of solution has led to adverse outcomes, not only because of the choice of the device, but also due to regulations control standards. This study evaluated four different urbanization scenarios in order to analyze São Paulo´s ordinance efficacy on controlling hydrologic impacts of new developments. Among these scenarios, the installation of micro reservoir and rain gardens were evaluated. Results showed that it would possible to attenuate peak flows from source controlled areas by 20%., and by 11% and 9% considering the contribution from the whole development of the catchment, respectively. When the location of the micro reservoir was changed, it was possible to double the attenuation efficacy. The use of rain gardens showed worse results for peak flow attenuation. However, these devices can reduce by 64% the number of runoff events from controlled areas, which are strongly linked to water quality. It was concluded that the existing law (municipal law 41.814/02 and state law 12.526/07) only partially meets its goal for flood control. The law presents a good opportunity to increase the effectiveness of urban drainage systems and its contents should be revised in order to allow non point source pollution control and urban river degradation.

A combinação entre a falta de planejamento urbano e o crescimento indiscriminado de áreas impermeáveis é responsável pela ocorrência de enchentes em centros urbanos. O emprego de dispositivos de controle do escoamento superficial na fonte geradora, como poços e trincheiras de infiltração, pavimentos permeáveis e jardins de infiltração (rain gardens), é uma alternativa que permite restabelecer o processo de infiltração em áreas urbanas densamente impermeabilizadas. Neste contexto, efetuou-se uma análise paramétrica acerca da influência das funções condutividade hidráulica e das curvas de retenção dos solos no processo de infiltração de água em poços cilíndricos instalados em solos inicialmente não saturados. Para a realização das análises paramétricas, foi empregado o programa SEEP/W do pacote GeoStudio 2004, que utiliza a técnica dos elementos finitos na solução numérica da equação de Richards que rege o fluxo de água em meio não saturado. As análises paramétricas mostraram que o coeficiente de condutividade hidráulica saturada do solo é o parâmetro que apresenta maior relevância no processo de infiltração de água em poços. Com isto, desenvolveu-se uma técnica de dimensionamento de poços de infiltração que permite determinar o volume de água infiltrada em um dado poço em função do tempo de precipitação, do coeficiente de condutividade hidráulica saturada do solo e da área total do poço. Por fim, comparou-se o volume estimado de água infiltrada obtido através da técnica de dimensionamento com o volume medido em um ensaio de infiltração realizado por Lima (2009) em uma trincheira de pequenas dimensões e pôde-se constatar que o a técnica de dimensionamento desenvolvida é consistente com o ensaio de infiltração realizado em campo. / The chief consequence of unplanned urban sprawl is the turning to impervious large tracts of land. Impervious developed areas are prone to floods during heavy rains. Flooding may be mitigated by installation of devices that can control runoff at the source. Examples of control devices are infiltration wells, infiltration trenches, permeable pavement, and rain gardens. By facilitating infiltration, such devices serve to return to the soil below the waterproofed area the waters that would otherwise be lost as runoff, which overloads urban drainage. A study of infiltration wells was conducted through parametric analyses of hydraulic conductivity function and soil-water characteristics curve of unsaturated soils in the process of infiltration. This research used the computer program SEEP/W by GeoStudio 2004 to carry out the parametric analysis. SEEP/W uses the finite element method for the numerical solution of Richards equation, which describes water flow in the unsaturated zone. The parametric analysis showed that the saturated hydraulics conductivity of the soil is the parameter that has greater relevance in the process of infiltration of water into the soil surrounding the wells. Based on the results obtained, a technical procedure was developed to assist the consulting professional to size the infiltration wells. The variables employed in the proposed design procedure consist of time of precipitation, saturated hydraulic conductivity, and total surface area of well. Further, it was compared the estimated volume of infiltrated water obtained through this procedure to the measured volume obtained by Lima (2009) in a small trench. It was observed that the scaling procedure proposed by this work yields results consistent with infiltration field experiments such as that conducted by Lima (2009).

Os processos de cheias em bacias urbanas vêm sendo agravados devido a uma série de motivos associados à ocupação desordenada do solo urbano. As medidas de controle de enchentes podem ter sua eficiência analisada através da modelagem hidrológica matemática. É neste sentido que o presente trabalho analisa a influência da urbanização sobre os distúrbios no escoamento superficial, por meio de simulações de cenários urbanísticos propostos, com a finalidade de servir como ferramenta de planejamento urbano. Para isso, definiu-se como área de estudo, parte da bacia do Córrego do Gregório, São Carlos - SP. As principais informações da bacia a serem consideradas são: topografia, hidrografia, uso do solo urbano, expansão da área urbana, áreas de proteção ambiental e divisores de microbacias. O modelo hidrológico utilizado é o IPHS-1, do tipo concentrado. Para essa análise são propostos e simulados cenários urbanísticos, baseados na adoção de medidas de controle de inundações não-estruturais, referindo-se principalmente, à conservação de áreas verdes e disciplinamento do uso e ocupação do solo, verificando sua eficiência na redução do volume escoado e atenuação das vazões de pico. / The flooding processes in urban basins have become worse due to many reasons. All of them associated with the disorganized occupancy of the urban area land. The efficiency of flood mitigation measures can be analyzed by mathematical modeling. This study aims to be used as a tool for urban planning and it analyses the influence of the urbanization processes on surface runoff, using simulation of several urbanization scenarios. The case study was undertaken at the Gregório River Basin in São Carlos - SP. The main information considered was topography, hydrology, urban land use, urbanization, protected land and sub-basins. The software used was IPHS-1 which is a lumped hydrologic model. In this research many urbanization scenarios are proposed and simulated. These views are based in many nonstructural flood mitigation alternatives such as land cover conservation, use and occupancy of the land, in order to check their efficiency in reducing the total volume of surface runoff and the peak flow.

As cidades são consideradas as mais elevadas formas de organização social; são redes onde acontecem as conexões sociais – dentro de outras redes: sociais, espaciais e de infraestrutura –, que possibilitam que pessoas, coisas e informações interajam através do espaço urbano. Entretanto, também é no ambiente urbano que se deflagram as maiores ameaças à urbanidade e à salubridade dos remanescentes de ambiente natural. Sendo o sistema urbano considerado um sistema de sistemas integrados, um dano em uma fração de uma rede urbana, e em um único local, pode gerar consequências em uma extensa área geográfica e envolvendo diversas dimensões do sistema urbano, afetando diretamente a economia local e regional. Em áreas urbanas caracterizadas pela ocupação irregular, já com algum grau de consolidação, devido a fatores relacionados à ineficiência de infraestrutura urbana e de serviços e às condições socioeconômicas e culturais, os sistemas de drenagem urbana tornam-se correias de transporte de resíduos sólidos aos cursos d’água. A presença de resíduos na rede de drenagem, além dos muitos impactos ao meio ambiente natural e à saúde humana, compromete a eficiência desses sistemas, estando diretamente relacionadas a entupimentos, inundações, ondas de resíduos sólidos e perdas econômicas. Além disso, aumentam dos custos de limpeza na drenagem, bem como o subsídio financeiro, i.e., o custo não investido ou não internalizado, que o ambiente transfere para sociedade. Estudos e ações, em escala de bacia hidrográfica urbana, para identificação do ciclo de geração, transporte e disposição final dos resíduos sólidos são essenciais para se evitar ou minimizar as destinações indevidas de resíduos e, consequentemente, o comprometimento dos recursos hídricos. Esta pesquisa propõe e define o “Ciclo Lixológico” a partir da integração de variáveis relativas ao ambiente físico, às características socioeconômicas da população e às condições da infraestrutura urbana existente. Toma-se a bacia hidrográfica da barragem Mãe d’Água, localizada na divisa de Porto Alegre e Viamão (RS) como estudo de caso. São utilizados dados espacializados relativos a características do relevo, dos corpos d’água e do sistema de drenagem, da infraestrutura de acesso e circulação; bem como dados de uso e ocupação do solo; dados demográficos e socioeconômicos, e informações de cobertura e regularidade do serviço de coleta de resíduos. Com base nestas informações, é proposta a modelagem da geração e do transporte de resíduos sólidos no contexto da bacia hidrográfica. A verificação do modelo utiliza observações de campo e dados in situ de resíduos sólidos capturados por uma armadilha instalada no exutório de uma das drenagens principais da bacia. Adicionalmente à quantificação da carga no exutório, o modelo permite a espacialização de resultados relativos à dinâmica de transporte de resíduos nas vias de escoamento naturais e antrópicas, bem como à identificação de locais de acumulação, ainda que temporária, de resíduos sólidos. Este modelo mostra-se operacional e passível de reprodução em outras bacias hidrográficas urbanas, de modo a contribuir com as futuras gestões de recursos hídricos e de resíduos sólidos, orientando o planejamento e a implementação de intervenções a curto e longo prazo. / Cities are the highest level of social organization, they are the networks where social connections are made. Within the city there are social, spatial, and infrastructural sub networks, which enable the interaction between people and things in the urban space. In the same space lie the biggest threatens to the urbanity and salubrity of the natural environment reminiscent. The urban system is a composition of integrated sub systems, therefore any damage to one fraction of this system may have a knock-on effect on a large geographic area and across multiple dimensions of the urban system; which can negatively affect the local and regional economy. Particularly in informal settlements, the inefficiency of the urban services and infrastructure together with socioeconomic and cultural conditions turn the urban drainage systems into routes of solid waste to rivers and water bodies. The existence of solid waste in urban drainage systems compromises the efficiency of the system and it is linked to clogging, floods, litter waves and economic losses. In addition, it also poses risk to human health, environment and increases the maintenance and social cost of the drainage system. For this reason, it is essential to develop studies and action plans, at watershed scale, to identify and describe the cycle of genesis, transportation and final disposition of solid waste. These studies can help minimizing the inappropriate discard of solid waste and potential damage to the freshwater resources. This research proposes and defines the “Wastelogical Cycle” through the integration of variables related to physical environment, socioeconomic characteristics, and quality of the urban infrastructure. The study is applied to Mãe d’Água dam watershed at Viamão city, Porto Alegre Metropolitan Region, Rio Grande do Sul state, Brazil. This study incorporates spatial data on the local geomorphology, hydrology, urban drainage system, access and circulation infrastructure, land cover, land use, demography, socioeconomic characteristics and information on the coverage and frequency of the solid waste collection service. Based on these data we modeled the genesis and transportation of solid waste within the watershed; the quality of the model was assessed via field observations and in situ data on solid waste collected by a trap at the estuary of one of the main drainage in the watershed. In addition to the quantification of the solid waste charge in the river mouth, the model allows spatial visualization of the dynamics of solid waste transportation at natural and anthropic water flow networks and the identification of hotpots for solid waste accumulation. The model is operational and reproducible for other urban watersheds, it has potential to contribute to the management of solid waste and hydrological resources in the future and may be used as a tool to direct and plan interventions in the short and long term.

Os novos empreendimentos em construção na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) ao não mitigar os impactos nos sistemas de drenagem repassam seus custos para a sociedade, a qual acaba por pagar grandes quantias em obras que se tornam rapidamente obsoletas devido ao constante aumento da impermeabilização da bacia. Em muitas cidades ao redor mundo, buscou-se contrabalancear os efeitos da urbanização através da implantação de medidas de controle na fonte encorajadas por regulamentações, leis ou decretos. Em muitos casos, a introdução deste tipo de solução levou a resultados adversos, não só devido à escolha do dispositivo, como também devido às normas dispostas nas regulamentações existentes. Foi realizado um estudo de caso para um grande empreendimento da RMSP, utilizando o software SWMM. O estudo avaliou quatro diferentes cenários de ocupação com análise do desempenho tanto na fonte quanto na bacia do empreendimento e na bacia de ordem superior. Entre os cenários incluíram-se situações com a instalação de microrreservatórios e jardins de chuva. Os resultados mostraram que, utilizando a lei das piscininhas aplicável ao município e ao estado de São Paulo (Lei municipal 41.814/02 e Lei estadual 12.526/07), foi possível abater o pico de cheia em 20% nas áreas diretamente controladas, e entre 11% e 9% no empreendimento e sua bacia. Na bacia de ordem superior foi observado uma piora em 0,4% no pico. Alterando a localização dos microrreservatórios foi possível dobrar sua eficácia. Os resultados para os jardins de chuva foram piores para os eventos pouco frequentes, porém, estes dispositivos conseguem diminuir em 64% o número de eventos com geração de escoamento superficial para as áreas controladas, eventos ligados fortemente à qualidade das águas. Concluiu-se que a lei vigente hoje na RMSP atende apenas parcialmente seu objetivo de controle de cheias. Considerando que essa lei apresenta boa oportunidade para aumentar a eficácia do sistema de drenagem, seu conteúdo deve ser revisto, à luz dos resultados obtidos nesta pesquisa. Além disso, é uma lei que permite controlar a poluição difusa, fator de degradação dos rios urbanos. / New urban developments may cause serious inconvenience on urban drainage systems when their hydrologic impacts are not properly mitigated. Many cities around the world tried to minimize the effects of urbanization by implementing source control measures encouraged by regulations, laws or ordinances. In many cases, the introduction of this type of solution has led to adverse outcomes, not only because of the choice of the device, but also due to regulations control standards. This study evaluated four different urbanization scenarios in order to analyze São Paulo´s ordinance efficacy on controlling hydrologic impacts of new developments. Among these scenarios, the installation of micro reservoir and rain gardens were evaluated. Results showed that it would possible to attenuate peak flows from source controlled areas by 20%., and by 11% and 9% considering the contribution from the whole development of the catchment, respectively. When the location of the micro reservoir was changed, it was possible to double the attenuation efficacy. The use of rain gardens showed worse results for peak flow attenuation. However, these devices can reduce by 64% the number of runoff events from controlled areas, which are strongly linked to water quality. It was concluded that the existing law (municipal law 41.814/02 and state law 12.526/07) only partially meets its goal for flood control. The law presents a good opportunity to increase the effectiveness of urban drainage systems and its contents should be revised in order to allow non point source pollution control and urban river degradation.

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