Submitted by Giovanna Brasil (1154060@mackenzie.br) on 2018-05-28T20:00:15Z No. of bitstreams: 2 Maisa Veloso Rio Lima..pdf: 35632410 bytes, checksum: 3d277e7ee2b037fb17fc812d516a18bc (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Rejected by Paola Damato (repositorio@mackenzie.br), reason: teste on 2018-06-05T18:52:34Z (GMT) / Submitted by Giovanna Brasil (1154060@mackenzie.br) on 2018-08-27T19:10:55Z No. of bitstreams: 2 Maisa Veloso Rio Lima..pdf: 35632410 bytes, checksum: 3d277e7ee2b037fb17fc812d516a18bc (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Paola Damato (repositorio@mackenzie.br) on 2018-09-20T15:28:22Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Maisa Veloso Rio Lima..pdf: 35632410 bytes, checksum: 3d277e7ee2b037fb17fc812d516a18bc (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-20T15:28:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Maisa Veloso Rio Lima..pdf: 35632410 bytes, checksum: 3d277e7ee2b037fb17fc812d516a18bc (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-11-13 / Since the beggining the occupation of the territory by man was linked to nature and natural resources: it removes nature from its source of survival. The world has never been so urban, for example, in the case of Latin America, more than 80% of the population lives in cities. This intense urbanization has brought significant impacts to urban ecosystems, altering their natural flows. Teresina, capital of Piauí, was designed and implemented in a place where its two rivers presence favored capital the economic growth. Teresina’s expansion remained respecting the natural water flows until 1950, when the country development policy provided a faster growth and a disorderly occupation of urban land. Demand for space, housing and urbanization altered Teresina water flow. This dissertation aims to describe and analyze the urbanization in Teresina and public actions regarding urban drainage aspects. The research was elaborated through a historical and documentary survey, and has as a spatial clipping the area of the sub-basin PE-31, characterized by its accelerated urbanization process and flooding. Urbanization and public actions resulted in hydrological cycle changes, causing environmental, social and economic impacts in Teresina. / Desde os primórdios a ocupação do território pelo homem esteve ligada à natureza e os seus recursos naturais: ele retira da natureza toda sua fonte de sobrevivência. O mundo nunca esteve tão urbano, e as cidades hoje aglomeram, no caso da América Latina, mais de 80% do contingente populacional. Esta intensa urbanização trouxe impactos significativos aos ecossistemas urbanos, alterando seus fluxos naturais. Teresina, capital do estado do Piauí, foi idealizada e implantada em um local onde a presença de seus dois rios favorecia o crescimento econômico da nova capital. A expansão de Teresina manteve-se respeitando os fluxos naturais das águas até o ano de 1950, quando a política de desenvolvimento do país proporcionou um rápido crescimento e uma ocupação desordenada do solo urbano. A demanda por espaço, habitação e urbanização foi modificando o caminho das águas de Teresina. Esta dissertação objetiva descrever e analisar a urbanização de Teresina e as ações públicas municipais quanto aos aspectos da drenagem urbana. A pesquisa foi elaborada através de levantamento histórico e documental, e tem como recorte espacial a área da sub-bacia PE-31, caracterizada por seu processo de urbanização acelerado e pelos constantes alagamentos. A urbanização e as ações públicas existentes resultaram em alterações no ciclo hidrológico, causando impactos ambientais, sociais e econômicos em Teresina.

Este tese objetiva analisar sistemas complexos de drenagem urbana visando definir uma técnica de dimensionamento de obras de reservação. Nesta pesquisa, sistemas complexos de drenagem urbana são aqueles compostos por diversos reservatórios de detenção, distribuídos numa rede de canais formada por vários trechos. Este tipo de sistema é típico em megacidades. O dimensionamento das obras de reservação em redes complexas possui uma série de condicionantes, ou seja, ele é função de diversas variáveis, muitas delas de caráter aleatório. A principal delas é a chuva de projeto. Esta tese desenvolve uma técnica conjunta de simulação e de cenarização de chuvas com defasagem no tempo e no espaço para tratar a questão da variabilidade da precipitação de projeto. Do ponto de vista hidráulico, existem outras condicionantes para dimensionamento, dependendo do tipo de reservação adotada. Basicamente existem dois tipos de reservatórios para controle de cheias em cidades, os reservatórios on-line e os reservatórios off-line, cada um apresenta características próprias de desempenho que devem ser consideradas quando o sistema é dimensionado. Esta tese apresenta uma técnica de dimensionamento iterativa que permite compor um conjunto de reservatórios (on-line ou off-line) que atendem ao grau de proteção requerido para uma bacia urbana. Os métodos foram avaliados em bacias hipotéticas típicas de grandes cidades. Desse modo, uma série de variáveis foi contemplada, na tentativa de generalizar o método proposto. Os resultados mostraram a importância da cenarização da chuva de projeto. É praticamente inviável trabalhar hoje com as premissas clássicas para definir a chuva de projeto, a cenarização permite avaliar o desempenho do sistema segundo diferentes condições hidrológicas. Finalmente, ressalta-se que esta tese apresenta um enfoque novo de dimensionamento e que certamente irá requerer novas investigações e aperfeiçoamentos. Ela procura trazer à discussão a implementação de novos paradigmas para desenvolvimento de projetos no campo da drenagem urbana em grandes cidades. / This thesis aims to analyze urban drainage complex systems in order to define a technique for the design of detention ponds structures. In this study, Urban Drainage Complex Systems are those composed of several detention ponds, distributed in a network of channels formed by various reaches. This type of system is typical in megacities. The design of the reservation structures in complex networks has a number of constraints, in other words, it is a function of several variables, many of them are randomness. The main one is the design rainfall. This thesis develops a joint technical of simulation and the design rainfall scenario generation delayed in time and space to deal with the variability of design precipitation. From the hydrological point of view, there are other constraints for scaling, depending on the type of reservation adopted. There are basically two types of detention ponds for flood control in cities, on-line detention and off-line detention, each performance has its own characteristics that must be considered when the system is designed. This thesis presents an iterative design technique for composing a set of detention ponds (on-line or off-line) that satisfy the degree of protection required for an urban watershed. The methods were evaluated in hypothetical basins typical of large cities. Thus, a series of variables was included in an attempt to generalize the proposed method. The results showed the importance of design rainfall scenario generation. It is practically impossible to work today with the classical assumptions to define the design rainfall; the scenario generation allows evaluating system performance under different hydrological conditions. Finally, we emphasize that this thesis presents a new approach to sizing and it certainly will require further research and improvements. It seeks to bring the discussion to implementation of new paradigms for development projects in the field of urban drainage in large cities.

Este trabalho tem como objetivos avaliar, para eventos de chuvas simuladas, o comportamento hidráulico de uma trincheira de infiltração experimental instalada na EESC/USP e propor uma nova metodologia de dimensionamento para trincheiras de infiltração. Para realizar a avaliação, foram conduzidos ensaios experimentais para determinar o volume infiltrado, sendo este calculado pela diferença entre o volume de entrada, medido através de vertedor triangular, e o volume armazenado na trincheira, medido a partir de medidor de nível. Em relação à nova metodologia de dimensionamento, esta foi proposta com base no modelo de Green-Ampt adaptado ao processo de infiltração horizontal. Os parâmetros de entrada do modelo: umidade, potencial matricial e condutividade hidráulica saturada, foram determinados, respectivamente, através de sondas que utilizam a Reflectometria no Domínio do Tempo (TDR), por curvas de retenção determinadas em laboratório pela técnica do papel filtro e câmara de Richards e por ensaio laboratorial com permeâmetro de carga constante. As curvas de retenção além de serem determinadas por dois métodos laboratoriais também foram avaliadas em função da distribuição uni e bimodal do tamanho médio dos poros. Para isto, utilizou-se a tomografia computadorizada para analisar o comportamento dos poros no solo estudado. O solo onde foi instalada a trincheira constitui-se de areia média a fina argilosa e apresenta a condutividade hidráulica saturada em torno de 9,06.\'10 POT.-6\' m/s. A câmara de Richards foi o método de determinação da curva de retenção que melhor caracterizou o solo quanto à sua porosidade. Os resultados demonstraram que a trincheira de infiltração é eficiente, controlando 100% do volume escoado, mesmo para chuvas com intensidades superiores aos projetos de microdrenagem. Verificou-se também que o modelo de Green-Ampt se ajusta bem ao processo de infiltração horizontal e que a metodologia de dimensionamento proposta contribui de forma eficiente e economicamente eficaz para o dimensionamento de dispositivos de infiltração. / This work assessed the hydraulic behavior of a experimental infiltration trench built at the EESC/USP and proposed a new sizing methodology for infiltration trench, for simulated events. In order to evaluate the hydraulic behavior experimental tests were taken to determine the infiltrated volume. The infiltrated volume was calculated through the difference between the entry volume, obtained by triangular weir, and the volume stored in the trench, determined by level meter. The sizing methodology proposed was based on Green-Ampt model adapted to horizontal infiltration process. The model parameters: water content, pressure head and saturated hydraulic conductivity were determined by Time Domain Reflectometer, retention curve and constant head permeameter, respectively. Retention curves were determined applying two laboratorial methods: Richards camara and filter-paper method, and were evaluate by the unimodal and bimodal distributions of the medium size of the pores. Tomography computerized was used to analyze the behavior of the soil pores. Infiltration trench was installed in a sand soil which presents the saturated hydraulic conductivity around 9,06.\'10 POT.-6\' m/s. The Richards\'s camera was the method that better represented the soil porosity. The results proved the efficiency of the infiltration trench, which controlled 100% of the runoff, even for events with intensities greater than drainage systems design storms. It was also verified that Green-Ampt model has good adjustments to horizontal infiltration process and the sizing methodology proposed is efficient for sizing of infiltration dispositive.

Devido às conseqüências, cada vez mais freqüentes, provocadas por enchentes ao longo da história da cidade de São Carlos, SP, houve grande interesse em analisar as áreas mais afetadas desta cidade, pois as inundações atingem a população de forma intensa e provoca prejuízos sociais e econômicos. Entre essas razões o crescimento da urbanização pode ser apontado como causa da intensa modificação no uso do solo, que diminui a infiltração e aumenta o volume de escoamento superficial, tendo como conseqüência alterações no ciclo hidrológico. Em consideração a todas essas questões, este trabalho visa contribuir na avaliação das condições de urbanização e seu impacto nos hidrogramas de cheias em pontos críticos da área urbana de São Carlos. Além disso, este estudo pretende subsidiar novos projetos, bem como na verificação hidráulica das estruturas de macrodrenagem, focalizando o Plano Diretor de Drenagem Urbana desta cidade. O modelo EESC foi utilizado para determinar hidrogramas de cheias, através de três metodologias estabelecidas, mais especificamente o método de Nash, o do Soil Conservation Service (SCS) e o método de regionalização de Diaz e Tucci. Como resultados, algumas sugestões foram feitas na condição de auxiliar projetos de engenharia do sistema de macrodrenagem, buscando a segurança e bem estar da população e eficiência dos sistemas. / São Carlos city, state of São Paulo, Brazil, has been struck by flood events. Several are the reasons why such floods have become more and more frequent, contributing to socials and economics damages. Among these reasons one that can be pointed out is the increase of urbanization, which causes intense modifications in the soil use, decreases the infiltration and increases the run off and, consequently, changes the hydrological cycle. This work aims to contribute to the evaluation of the conditions of urbanization and its impacts on the floods hydrographs in critical points of the urban area of São Carlos. The main purpose of the study is to provide technical information for new projects as well as for the hydraulic verification of the existing macrodrainage structures, focusing on the master plan of urban drainage of the city. The EESC model was used to determine the floods hydrographs by three established methods, more specifically the method of Nash, SCS (Soil Conservation Service) and the regionalization method of Diaz and Tucci. As a result, some suggestions have been made in order to guide engineering projects of macrodrainage system, which seek for the safety and welfare of the population and the efficiency of the systems.

Diversos são os transtornos causados pelas inundações dentre os quais se destacam problemas ambientais, sanitários, de perdas materiais e humanas. Os maiores agentes destas inundações são o crescimento urbano não planejado, que ocasiona a impermeabilização indiscriminada das áreas urbanas gerando maior volume escoado, e a ocupação de várzeas. As bacias de detenção são caracterizadas por sua destinação ao amortecimento dos picos de cheias por meio da contenção de parte do volume escoado superficialmente. No presente trabalho fez-se uma proposta de pré-dimensionamento de bacias de detenção, fundamentada no método racional e associada a relações IDF, que permite o cálculo dos volumes de detenção. A viabilidade e segurança do modelo foram verificadas comparando a proposta desenvolvida com metodologias consagradas entre projetistas, sendo utilizado como referência o procedimento desenvolvido por Porto (2002). De modo a permitir uma melhor avaliação dos métodos estudados foram analisadas interferências relativas às mudanças no tempo de concentração da bacia e na duração dos eventos chuvosos. O processo proposto apresentou resultados satisfatórios quando aplicado à bacia do córrego do Andrezinho na cidade de Pirassununga, São Paulo, assegurando em seus melhores ajustes diferenças máximas da ordem de 5% do volume estimado como ideal. / Several disorders are occurred by the floods of which are highlighted environmental issues, sanitary, of human and material losses. The main agent of these floods is the unplanned urban growth which causes sealing of urban areas generating higher volumes disposed. The detention ponds are characterized by their allocation to the dampening of flood peaks through retention of part of surface runoff. The present work proposes the pre-sizing of detention basins, based on rational method and associated with IDF relations which allows the calculation of the volumes of detention. The feasibility and safety of the model were verified by comparing the proposal with methods traditionally developed between designers, being used as reference the procedure developed by Porto (2002). In order to allow a better evaluation of the methods studied were analyzed interferences related to changes in the watershed concentration time and duration of rainfall events. The proposed method showed good results when applied to the basin of the Andrezinho stream in the city of Pirassununga, Sao Paulo, ensuring in their optimum settings with maximum differences about 5% of the volume estimated as ideal.

Os sistemas relacionados à gestão e manejo dos recursos hídricos são concebidos e operados em todo o mundo considerando, dentre outras, a hipótese da estacionariedade da precipitação. Sob a hipótese da não estacionariedade, o possível aumento na magnitude e frequência de eventos extremos pode reduzir o nível de proteção das obras hidráulicas e acarretar em prejuízos econômicos, sociais e ambientais significativos. Em metrópoles como São Paulo, onde as bacias hidrográficas sofreram grandes transformações, o aumento da vulnerabilidade da infraestrutura hídrica, como os sistemas de drenagem, pode representar um risco ainda maior. Inserido neste contexto, esta pesquisa possui o objetivo de verificar se a precipitação na cidade de São Paulo apresenta um comportamento não estacionário e quais seriam as suas implicações sobre estudos hidrológicos, projetos de engenharia e custo de obras. Os testes não paramétricos de Mann-Kendall e Mann-Whitney foram aplicados para a detecção de mudanças graduais e abruptas respectivamente. A distribuição generalizada de valores extremos foi ajustada para identificação e quantificação das mudanças na magnitude e frequência da precipitação. A partir dos registros de precipitação em seis postos pluviométricos localizados na cidade de São Paulo, o comportamento não estacionário foi identificado em três séries de precipitação total anual e em duas séries de precipitação máxima diária anual. Para um aumento na precipitação de 9,5% entre 1997 e 2012, o aumento do escoamento superficial é superior a 28% para os tempos de retorno entre 10 e 100 anos. Esta mudança na precipitação pode acarretar em um aumento dos custos das obras de sistemas de micro e macrodrenagem entre 6% e 11%. / Water resources systems are planned and managed under rainfall stationarity hypothesis. Under non-stationarity, possible extreme precipitation magnitude and frequency increase may reduce water structures risk protection and cause several significant economic, social and environmental damage. In metropolises such as São Paulo, water infrastructure vulnerability increase may represent an even important risk, especially of flooding. In this context, this paper aims to verify in the city of São Paulo, if rainfall time series follow a non-stationary behavior and what would be its implications of hydrologic studies, engineering projects and work costs. Mann-Kendall and Mann-Whitney non-parametric tests were performed to detect changes gradually and in moments respectively. GEV distribution was fitted to identify and quantify changes in rainfall magnitude and frequency. From six rainfall series recorded in rain gauges in São Paulo city, non-stationarity was identified in three series of annual total and two of annual maximum daily precipitation. For an observed increase of total precipitation of 9.5% between 1997 and 2012, runoff increases in more than 28% for return periods between 10 and 100 years. This change of rainfall may increase work cost of minor and major drainage systems between 6% to 11%.

Um calibrador automático multiobjetivo para o Storm Water Management Model (SWMM) foi desenvolvido utilizando o método de otimização multiobjetivo Non Dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA II) com elistismo controlado (Deb & Goel, 2001). O programa utiliza o código fonte do SWMM na etapa de avaliação das soluções, para determinar o valor das vazões simuladas, utilizado no cálculo das funções objetivo (FOs). Os testes do calibrador foram aplicados a dois sistemas diferentes, sendo o primeiro uma bacia exemplo hipotética disponibilizada no pacote de instalação do SWMM e o segundo a bacia do córrego do Gregório, localizada no município de São Carlos (SP). Foi realizada a análise de sensibilidade para os dois sistemas, visando determinar os parâmetros a serem calibrados. De modo geral, a porcentagem de áreas impermeáveis e os parâmetros de rugosidade e de infiltração apresentaram maior influência sobre a resposta do sistema em termos de vazão de pico e volume total escoado das bacias. O programa desenvolvido se mostrou eficiente para ambos os sistemas calibrados, com coeficientes de eficiência de Nash & Sutcliffe (1970) médios de 0,99 para a bacia exemplo e 0,87 para a bacia do córrego do Gregório, respectivamente, com um número reduzido de iterações. Construído o calibrador, testes foram realizados para identificar a melhor combinação de FOs e a abordagem multievento mais eficiente. Para tanto, foram testadas 55 diferentes combinações de FOs duas a duas. Os resultados evidenciaram que a melhor combinação testada foi a F2-F6, e a abordagem multievento mais eficiente foi a avaliação da médias das FOs, considerando todos os eventos utilizados na etapa de calibração. Cabe ressaltar que estas conclusões se aplicam somente ao sistema considerado neste estudo. Por fim, a validação comprovou a eficiência do calibrador, aplicada a 10 eventos distintos registrados na bacia do córrego do Gregório, com coeficiente de eficiência médio de 0,84. / An automatic multiobjective calibrator for the Storm Water Management Model (SWMM) was developed using the Non Dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGA II) method with controlled elitism (Deb & Goel, 2001). The software uses the SWMM source code for evaluating the solutions, to determine the simulated flow values, used in the objective functions (OFs) calculation. The calibrator tests were applied on two different systems, a hypothetical example basin provided jointly to the SWMM installation package, and the basin of Gregório stream, located in São Carlos (SP). The sensitivity analysis was performed for both systems to determine the parameters to be calibrated. Generally, the percent of imperviousness, the roughness and infiltration parameters variations resulted in large modifications on the system response in terms of peak flow and total runoff volume. The developed software proved to be efficient for both calibrated systems, presenting an average of the Nash & Sutcliffe (1970) efficiency coeficient of 0.99 and 0.87 for the example basin and the Gregório stream basin, respectively, with a few number of iterations. After the calibrator built, tests were conducted aiming to identify the best OFs combination and the more efficient multievent approach. Thus, 55 different combinations in pairs of OFs were tested. The results showed that the best combination tested was the F2-F6 and most efficient multievent approach was the evaluation of the OFs means, considering all the calibration events. It is worth noting that these conclusions apply only to the system considered in this study. Finally, the validation confirmed the calibrator efficiency, applied to 10 different events recorded in the Gregório stream basin, presenting an average of the efficiency coeficient of 0.84.

Na atualidade, o mundo enfrenta graves problemas de escassez de água decorrentes, principalmente, da degradação da sua qualidade. O conhecimento e a avaliação da qualidade da água são essenciais para o adequado gerenciamento dos recursos hídricos, portanto a água cumpre função de informação, servindo de indicador para o estágio de conservação ou de degradação de um corpo d\'água. O principal objetivo do presente estudo foi avaliar a qualidade da água de uma bacia urbana localizada na cidade de São Carlos, SP, em termos experimentais e de modelagem matemática, aplicando conceitos ecohidrológicos. Esta avaliação realizou-se por meio da análise de resultados experimentais obtidos em campo, através de quatro campanhas de amostragens de água realizadas em períodos secos (7 de novembro de 2008) e chuvoso ( dias 11, 17 e 18 de março de 2009), estabelecendo para cada campanha três pontos de coletas, uma localizada na bacia do córrego Gregório de 17,3 \'Km POT.2\', e as outras duas ao longo do córrego Monjolinho de 78 \'Km POT.2\'. Foram discutidos os resultados de parâmetros físico-químicos (pH, OD, turbidez, CE, DQO, DBO, fosfato, nitrogênio total, nitrato, nitrito e sólidos totais), biológicos (coliformes termotolerantes e totais) e metais (zinco, chumbo, cádmio, níquel, ferro, manganês, cobre e cromo) presentes na água, bem como foram analisados os efeitos das variações do nível da água e vazão nas características limnológicas dos corpos de água. Os resultados experimentais foram expressos tanto em termos de concentração (mg/L) como de carga específica (kg/ano.ha) a fim de se analisar a variação espacial da concentração e a carga em termos da área de drenagem acumulada e comprimento do rio. Abordou-se uma discussão ecohidrológica realizada com base em análise de quatro dimensões de variáveis: altura hidrométrica, vazão específica, índice de vulnerabilidade e cargas específicas de alguns parâmetros limnológicos. Finalmente, e a fim de avaliar aspectos quali-quantitativos da água para uma bacia urbana através da modelagem matemática, foi utilizado o modelo SWMM. Os resultados experimentais obtidos mostraram que existe extrema variabilidade quantitativa e qualitativa da água, devida principalmente a fatores antropogênicos de poluição, seja pela dinâmica variada de produção de resíduos que são lançados ao ar e à água, seja pela destruição de mecanismos naturais de regulação pela ocupação desordenada do espaço, além de se constatar que as variações do nível da água provocam uma série de transformações nas características limnológicas dos corpos de água causadas por interações entre o meio terrestre e o aquático. Constatou-se a aplicabilidade quali-quantitativa do modelo matemático utilizado, para uma bacia urbana, por meio da calibração dos hidrogramas simulados com hidrogramas observados, e a obtenção de resultados de concentrações de OD, fosfato, sólidos totais, DQO e DBO presentes na água do rio. / Today, the world faces serious problems of water scarcity due mainly to the degradation of its quality. Knowledge and assessment of water quality are essential for proper management of water resources, so the water acts as information function, serving as an indicator of the stage of conservation or degradation of a body of water. The main purpose of this study was to evaluate the water quality of an urban basin located in Sao Carlos city, Brazil, in terms of experimental and mathematical modeling, applying concepts of Ecohydrology. This assessment was carried out by the analysis of experimental results obtained in field works, through four sampling campaigns of water realized in a drought period (November 7,2008) and rainy periods (11, 17 and March 18,2009) establishing for each sampling campaign three points, one located in the basin of the stream Gregory of 17,3 \'KM POT.2\', and the other two along the stream Monjolinho of 78 \'KM POT.2\'. The results of physical and chemical parameters (pH, DO, turbidity, EC, COD, BOD, phosphate, total nitrogen, nitrate, nitrite and total solids), biological (fecal and total coliform) and metals (zinc, lead, cadmium, nickel, iron, manganese, copper and chromium) in the water, were discussed and analyzed the effect of water level variations and flow in limnological characteristics of water bodies. The experimental results were expressed in terms of concentration (mg/L) as the specific load (kg/year.ha) to analyze the spatial variation of the concentration and the load in terms of cumulative drainage area and river length. lt was approached an Ecohydrology discussion based on analysis of four variable dimensions: hydrometric height, flow specific vulnerability index and specific loads of some limnological parameters. Finally, in order to validate the quali-quantitative aspects of the water for an urban basin through a mathematical model, we used the mathematical model SWMM. The experimental results showed that there is an extreme variability in quantity and quality of the water, primarily due to anthropogenic pollution factors, either for the dynamic range of waste that are thrown into the air and water, or the destruction of the natural mechanisms of regulation by disordered occupation of the space, and besides evidencing that the variations of the changes in water level cause a series of transformations in limnological characteristics of the bodies watermark caused by interactions between the terrestrial and aquatic environments. lt was evidenced the quali-quantitative applicability of the mathematical model used, for an urban basin, through the calibration of the simulated hidrograms with observed hidrograms, and the obtained results of DO, phosphate, total solids, COD and BOD concentrations presents in the water of the river.

Nos últimos anos os modelos hidrológicos distribuídos vêm ganhando espaço por permitirem que a variabilidade espacial das características das bacias hidrográficas seja incorporada no processo de transformação chuva-vazão. Porém, devido a essa capacidade, os modelos distribuídos tendem a ser matematicamente complexos, impondo que muitos parâmetros sejam medidos ou estimados. Apesar de a literatura apresentar diversos trabalhos que tentem verificar o nível de detalhamento mais adequado à representação dos diversos sistemas, as conclusões são contraditórias, mostrando que há necessidade de estudos mais aprofundados. O presente trabalho propõe e avalia diferentes níveis de detalhamento na representação da bacia hidrográfica do Córrego do Gregório, na cidade de São Carlos, SP, submetida aos processos hidrológicos intervenientes na transformação chuva-vazão, empregando o modelo hidrológico Storm Water Management Model - SWMM. A calibração dos eventos, necessária a adequação dos parâmetros do modelo, utilizou como ferramenta os algoritmos genéticos, produzindo resultados satisfatórios, com coeficientes de eficiência de Nash e Sutfliffe (1970) entre 0,74 e 0,87, variáveis de evento para evento. De uma forma geral, os resultados obtidos com a análise dos diferentes níveis de detalhe evidenciaram a importância da consideração da micro-drenagem na representação dos sistemas. Para os eventos mais freqüentes submetidos à análise quanto maior o detalhe imposto na representação da bacia, maior a velocidade de escoamento resultante da baixa rugosidade das galerias pluviais, e, portanto, maiores vazões de pico foram encontradas. Os resultados ressaltaram também a influência das áreas impermeáveis sobre os hidrogramas, ratificando a importância da determinação criteriosa desse parâmetro. / For the last years, the distributed hydrological models have been recognized by allowing the incorporation of the spatial variability of catchment characteristics for rainfall-runoff simulation. However, due to this ability, the distributed models tend to be mathematically complex and to require many parameters to be measured or estimated. Although the literature presents several works that attempt to ascertain the level of discretization more appropriate to represent the various systems, the results are contradictory, showing the need for further studies. This work proposes and evaluates different levels of representation of the watershed of the Gregory Creek in the city of São Carlos, SP, under rainfall-runoff simulation, by applying the hydrologic model Storm Water Management Model - SWMM. The calibration of the events, needed to adequacy the model parameters, used as tool the genetic algorithm, producing satisfactory results, with values of Nash and Sutcliffe (1970) efficiency coefficients ranging between 0,74 and 0,87, varying from event to event . In general, the results showed the importance of considering the micro-drainage in the systems representation. For more frequent events, by increasing the level of catchment representation, the velocity of flow became greater, resulted from the low roughness of the conduits, and, therefore, higher peak flows rates were found. The results also emphasized the influence of the impervious areas on the hydrographs, confirming the great importance of careful determination of this parameter.

Low impact developments (LID) have been used to mitigate the effects of urbanization on the hydrological cycle. However, there is a lack of studies on LID performance in subtropical climates and under potential impacts of climate change scenarios. This dissertation evaluated the impacts of two climate change scenarios (RCP 4.5 and 8.5) on urban drainage with pollutants and their effect on LID practice efficiency located in a subtropical climate, with Cfa classification according to Köppen and Geiger. First, the inlet quantity and quality parameters were calibrated. The buildup/washoff model was evaluated, comparing load calibration and concentration of pollutants: chemical oxygen demand (COD), total organic carbon (TOC), phosphate (PO4) (NH3), iron (Fe), cadmium (Cd) and zinc (Zn). Pollutant washing was studied in the area of the bioretention catchment using historical rainfall data between 2013 and 2017, analyzing the influence of the buildup/washoff parameters of each pollutant in the input mass. Afterwards, Eta5x5km (INPE) climate change scenarios were disaggregated to 5-minute intervals by the modified Bartlett-Lewis method. The disaggregated series was used to estimate the impacts of climate change on urban drainage into the bioretention. Therefore, a simple model, developed specifically for the study bioretention cell, was used to estimate the qualitative-quantitative efficiencies of each period of the climate change scenarios. According to the data acquired from INPE, climate change will result in a fall in the volume of rainfall in São Carlos, resulting in lower volumes of surface runoff. The impacts on pollutant washing, however, vary according to the buildup/washoff parameters, explained by a sensitivity analysis. Climate change does not affect the bioretention quantitative efficiency very much: 81.7% from 1980 to 1999 to 81.4% and 81.3% from 2080 to 2099 for CPR scenarios 4.5 and 8.5. The pollutant removal efficiencies, as well as the washing, depend on buildup/washoff characteristics. One of the main consequences of climate change is a drop in the runoff quality. However, even with quantitative efficiency being maintained, bioretention is capable of mitigating this increase in the concentration of pollutants in urban drainage. Thus, the LID will help preserve the quality of downstream rivers, whose volumes will already have diminished by the decrease in rainfall volume. / Técnicas compensatórias de drenagem (TC) vêm sido utilizadas para mitigar efeitos da urbanização no ciclo hidrológico. Entretanto faltam estudos sobre a performance destas TCs em clima subtropical e sob potenciais impactos de cenários de mudanças climáticas. Esta dissertação avaliou os impactos de dois cenários de mudanças climáticas (RCP 4.5 e 8.5) sobre o escoamento superficial urbano com poluentes e sua afetação na eficiência da TC localizada em clima subtropical, classificação Cfa segundo Köppen e Geiger. Primeiro se calibrou os parâmetros de quantidade e qualidade do escoamento superficial na entrada da biorretenção. O modelo buildup/washoff foi avaliado, comparando-se calibração da carga e concentração de poluentes: demanda química de oxigênio (DQO), carbono orgânico total (TOC), fosfato (PO4), nitrato (NO3), nitrito (NO2) amônia (NH3), ferro (Fe), cadmio (Cd) e zinco (Zn). Então se estudou a lavagem de poluentes na área de contribuição da biorretenção com histórico de precipitação entre 2013 e 2017 e analisando a influência dos parâmetros buildup/washoff de cada poluente na entrada de massa. Em seguida, cenários de mudanças climáticas Eta-5x5km (INPE) foram desagregados em intervalos de 5 minutos, pelo método de Bartlett-Lewis modificado. A série desagregada foi utilizada para se estimar os impactos das mudanças climáticas na drenagem urbana, a incidir na biorretenção. Então um modelo simples desenvolvido especificamente para a biorretenção em estudo foi usado para se estimar as eficiências quali-quantitativas de cada período dos cenários de mudanças climáticas. Os dados adquiridos do Inpe mostram que as mudanças climáticas resultarão em uma queda no volume de chuvas em São Carlos, resultando em menores volumes de escoamento superficial. Os impactos na lavagem de poluentes, entretanto, variam de acordo com os parâmetros buildup/washoff, explicados por uma análise de sensibilidade. As mudanças climáticas pouco afetam a eficiência quantitativa da biorretenção, 81.7% no período 1980-1999 para 81.4% e 81.3% no período 2080-2099 para cenários RCP 4.5 e 8.5. Já as eficiências de remoção de poluentes, assim como a lavagem destes, dependem das características buildup/washoff de lavagem. Uma das principais consequências observadas das mudanças climáticas é uma queda na qualidade do escoamento. Porém, mesmo com eficiência quantitativa sendo mantida, a biorretenção é capaz de amenizar essa o aumento na concentração de poluentes na drenagem urbana. Assim, a técnica ajudará a preservar a qualidade dos rios à jusante, que já terão seus volumes diminuídos pela queda no volume de chuva.