Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-01-03T21:32:56Z No. of bitstreams: 1 ThiagoDeSouzaLouzada_DISSERT.pdf: 3393583 bytes, checksum: f028e15c08ddbf01395ac570bdc51d25 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-01-09T14:53:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ThiagoDeSouzaLouzada_DISSERT.pdf: 3393583 bytes, checksum: f028e15c08ddbf01395ac570bdc51d25 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-09T14:53:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ThiagoDeSouzaLouzada_DISSERT.pdf: 3393583 bytes, checksum: f028e15c08ddbf01395ac570bdc51d25 (MD5) Previous issue date: 2016-03-18 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / Considerando a situa??o ambiental atual das grandes cidades, bem como a impermeabiliza??o do solo, o que acaba por diminuir a capacidade de infiltra??o da ?gua, este trabalho apresenta o telhado verde como alternativa vi?vel e compensat?ria no controle do escoamento superficial urbano. Os telhados vivos, coberturas vegetadas ou ecotelhados como tamb?m s?o chamados, al?m de contribu?rem no controle do escoamento superficial urbano, proporcionam vantagens, como a diminui??o de ilhas de calor em centros urbanos, bom isolamento t?rmico em climas frios e quentes, melhora da qualidade do ar e outros. As coberturas verdes s?o relativamente populares na Europa, especialmente na Alemanha, pa?s onde h? uma ampla e crescente utiliza??o do sistema. Os geossint?ticos mostram-se importantes para o avan?o da t?cnica, podem ser utilizados com diferentes fun??es, como na impermeabiliza??o da base, na prote??o contra ra?zes, como filtro, na drenagem, no armazenamento de ?gua e na estabilidade do substrato. Como objetivo geral desta pesquisa, buscou-se a partir de modelos f?sicos experimentais e um simulador de chuvas, observar a capacidade de reten??o de ?gua para diferentes configura??es de telhados verdes. As varia??es foram no material geossint?tico utilizado como camada drenante e na inclina??o dos m?dulos. Aspectos construtivos e de funcionamento dos m?dulos tamb?m foram observados. Como resultados, comprovou-se que os telhados verdes mesmo que com 4 cm de altura de substrato, conseguem reter consider?vel quantidade de ?gua, que somado ao atraso no inicio do escoamento, os torna uma medida compensat?ria nos sistemas de drenagem urbana. A capacidade de reten??o, do m?dulo que teve uma geomanta como camada drenante ficou entre 47% quando inclinado e 65% quando plano. Essa reten??o foi obtida para intensidades de precipita??o de 44 mm/h e 42 mm/h respectivamente, para simula??es de 20 minutos. Para este mesmo m?dulo, o atraso no inicio de escoamento foi de 9 minutos quando inclinado e 15 minutos quando plano, comprovando que a inclina??o da cobertura verde influencia na capacidade de reten??o e no tempo de inicio de escoamento. O m?dulo em que apenas um geot?xtil separava o substrato da camada de impermeabiliza??o apresentou uma excelente capacidade de reten??o de ?gua, mas a capacidade de drenagem foi insuficiente, ou seja, a intensidade de precipita??o foi superior a vaz?o apresentada pelo sistema, levando-o a transbordar. No m?dulo com a geomanta como camada drenante o sistema funcionou perfeitamente, n?o apresentando transbordamento em nenhuma ocasi?o. Quanto ? utiliza??o dos geossint?ticos, eles possibilitaram a montagem dos m?dulos sem maiores problemas, de forma simples e r?pida, bastando apenas algumas horas para fixar os materiais e plantar a vegeta??o. / Considering the current environmental situation in large cities, as well as the soil sealing, which is responsible for reducing the soil infiltration capacity, this study presents the green roofing technique as a feasible and compensatory alternative in controlling urban runoff. Besides, the green roofs, also known as living roofs, vegetated roofs or ecoroofs, provide advantages such as reduction of heat islands in urban centers, good thermal insulation in hot and cold climates, improve the air quality and others. Green roofs are relatively popular in Europe, especially in Germany, where there is a wide and growing use of the system. Geosynthetic materials may play na importante role in technical improvements, since they can be used with different functions such as waterproofing the base, protection against roots, filter, drain, water storage and stability of the substrate. The main objective of this research was to register the water retention capacity of different configurations of green roofs through small scale green roof modules and a rain simulator. Different geosynthetics materials were used as drainage layer. In addition, plane and inclined conditions were tested. Construction and operational aspects of the modules were also observed. As a result, it was confirmed that green roofs, even with substrate height of 4 cm, can retain considerable amount of water, which added to the delay in the beginning of the flow. They can be used as a compensatory measure in urban drainage systems. The retention rate from the module that there was geomat as drainage layer was between 47% (inclined) and 65% (plane). Such water retention rate was obtained for precipitation intensities equal to 44 mm/h and 42 mm/h, respectively, subjected to 20-minute long rain simulation. This module presented a delay in the flow beginning equal to 9 minutes (inclined) and 15 minutes (plane). Thus, the slope of the green roof has shown a great influence in both the retention rate and the time necessary to start the flow of rainwater. The module in which only a geotextile nonwoven separates the substrate from the waterproofing layer presented excellent water retention capacity, yet a lower drainage capabiltiy. It means that the intensity of precipitation was higher than the flow rate supported by the system, causing overflowing. In the module with geomat as drainage layer, the system worked perfectly, showing no overflow at any occasion. Regarding the use of geosynthetics, it was possible to mount the modules without any problems, in a simple and quickly manner, requiring only a few hours to assemble the materials and vegetation.

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.

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.

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.