No Brasil, o processo de urbanização iniciado na década de 1950 ocorreu sem o planejamento adequado, e resultou em impactos sobre os sistemas de drenagem das bacias hidrográficas. Essas alterações no escoamento, associadas à ocupação humana das áreas de várzea, resultam em inundações com enormes prejuízos materiais e não materiais. Na falta de uma visão mais global dos processos que ocorrem na bacia, muitas vezes os problemas de enchentes urbanas são combatidos com obras que visam expulsar a água o mais rápido possível. Tais soluções acabam por transferir o problema para regiões à jusante da bacia, além de estimular a ampliação da ocupação das planícies de inundação dos cursos de água. Em 1945, em sua tese de doutorado, o pesquisador Gilbert F. White analisou os prejuízos materiais e não materiais causados por inundações nos Estados Unidos e concluiu que, sempre que possível, a ocupação humana deve se adaptar às enchentes. A partir desse princípio, foi criado em 1969 o Urban Drainage and Flood Control District (UDFCD), com o objetivo de ajudar governos locais da região metropolitana de Denver, nos EUA, na redução do risco de inundações. O presente trabalho teve como objetivo principal o estudo das inundações geradas por precipitações de diferentes tempos de retorno em cenários alternativos de ocupação da bacia hidrográfica do Córrego do Mineirinho. Um dos cenários estudados foi desenvolvido à luz dos princípios e diretrizes do UDFCD para o controle de inundações. A modelação hidráulico-hidrológica foi utilizada para construir hidrogramas de cheia e manchas de inundação para a bacia, e assim possibilitar a comparação entre os cenários alternativos. Os resultados demonstraram que o Plano Diretor Municipal de São Carlos não considera o controle de inundações, e caso a região se desenvolva segundo suas diretrizes, ocorrerá ampliação das inundações na bacia e aumento nas vazões descarregadas no exutório, em relação à situação atual. Caso seja construído o reservatório de detenção previsto no Plano Diretor de Drenagem Urbana, as vazões no exutório diminuirão drasticamente, reduzindo o impacto nas bacias à jusante; no entanto, a inundação atingirá áreas residenciais, causando problemas aos habitantes. Caso a região se desenvolva segundo os princípios e diretrizes do UDFCD para o controle de inundações, as vazões no exutório da bacia diminuirão em relação à situação atual, e as áreas inundadas não atingirão a população. / In Brazil, the urbanization process started in the 1950s occurred without proper planning, and resulted in negative impacts on the hydrologic systems, such as increased frequency of flooding and peak flow volumes. The changes in runoff associated with human occupation of floodplains result in floods with huge losses. In the absence of a more global view of the processes occurring in the watersheds, often the problems of urban flooding are countered with works that aim to expel the water as quickly as possible. Such solutions end up transferring the problem to regions downstream of the watershed, and stimulate the occupation of floodplains. In 1945, Gilbert F. White analyzed the material and non-material damage caused by floods in the United States and concluded that whenever possible, human occupation must adapt to floods. From that idea, in 1969 was created the Urban Drainage and Flood Control District (UDFCD), with the goal of helping local governments in Denver metropolitan area, USA, in reducing the risk of flooding. This work aimed to study the floods generated by rainfall of different return periods under alternative scenarios for the land use and occupation of the watershed of stream Mineirinho, in Sao Carlos, SP. A particular scenario of land use and occupation was developed under the principles and guidelines of UDFCD for flood control. Hydraulic-hydrological modeling was performed to construct hydrographs and flood maps for the watershed, enabling a comparison between the alternative scenarios. The results demonstrated that the Master Plan of Sao Carlos does not consider flood control, and if the region is developed according to their guidelines, the flow rate and flood areas will be increase, in comparison to the current situation of land use and occupation. If the detention reservoir provided for Master Plan for Urban Drainage is built, flow rates will decrease drastically, reducing the impact on the watersheds downstream. However, the flood will reach residential areas, causing problems for the population. If the region is developed according to the principles and guidelines of UDFCD for flood control, the outflow will decrease compared to the current situation, and the flooded areas will not reach the population.

No Brasil, o processo de urbanização iniciado na década de 1950 ocorreu sem o planejamento adequado, e resultou em impactos sobre os sistemas de drenagem das bacias hidrográficas. Essas alterações no escoamento, associadas à ocupação humana das áreas de várzea, resultam em inundações com enormes prejuízos materiais e não materiais. Na falta de uma visão mais global dos processos que ocorrem na bacia, muitas vezes os problemas de enchentes urbanas são combatidos com obras que visam expulsar a água o mais rápido possível. Tais soluções acabam por transferir o problema para regiões à jusante da bacia, além de estimular a ampliação da ocupação das planícies de inundação dos cursos de água. Em 1945, em sua tese de doutorado, o pesquisador Gilbert F. White analisou os prejuízos materiais e não materiais causados por inundações nos Estados Unidos e concluiu que, sempre que possível, a ocupação humana deve se adaptar às enchentes. A partir desse princípio, foi criado em 1969 o Urban Drainage and Flood Control District (UDFCD), com o objetivo de ajudar governos locais da região metropolitana de Denver, nos EUA, na redução do risco de inundações. O presente trabalho teve como objetivo principal o estudo das inundações geradas por precipitações de diferentes tempos de retorno em cenários alternativos de ocupação da bacia hidrográfica do Córrego do Mineirinho. Um dos cenários estudados foi desenvolvido à luz dos princípios e diretrizes do UDFCD para o controle de inundações. A modelação hidráulico-hidrológica foi utilizada para construir hidrogramas de cheia e manchas de inundação para a bacia, e assim possibilitar a comparação entre os cenários alternativos. Os resultados demonstraram que o Plano Diretor Municipal de São Carlos não considera o controle de inundações, e caso a região se desenvolva segundo suas diretrizes, ocorrerá ampliação das inundações na bacia e aumento nas vazões descarregadas no exutório, em relação à situação atual. Caso seja construído o reservatório de detenção previsto no Plano Diretor de Drenagem Urbana, as vazões no exutório diminuirão drasticamente, reduzindo o impacto nas bacias à jusante; no entanto, a inundação atingirá áreas residenciais, causando problemas aos habitantes. Caso a região se desenvolva segundo os princípios e diretrizes do UDFCD para o controle de inundações, as vazões no exutório da bacia diminuirão em relação à situação atual, e as áreas inundadas não atingirão a população. / In Brazil, the urbanization process started in the 1950s occurred without proper planning, and resulted in negative impacts on the hydrologic systems, such as increased frequency of flooding and peak flow volumes. The changes in runoff associated with human occupation of floodplains result in floods with huge losses. In the absence of a more global view of the processes occurring in the watersheds, often the problems of urban flooding are countered with works that aim to expel the water as quickly as possible. Such solutions end up transferring the problem to regions downstream of the watershed, and stimulate the occupation of floodplains. In 1945, Gilbert F. White analyzed the material and non-material damage caused by floods in the United States and concluded that whenever possible, human occupation must adapt to floods. From that idea, in 1969 was created the Urban Drainage and Flood Control District (UDFCD), with the goal of helping local governments in Denver metropolitan area, USA, in reducing the risk of flooding. This work aimed to study the floods generated by rainfall of different return periods under alternative scenarios for the land use and occupation of the watershed of stream Mineirinho, in Sao Carlos, SP. A particular scenario of land use and occupation was developed under the principles and guidelines of UDFCD for flood control. Hydraulic-hydrological modeling was performed to construct hydrographs and flood maps for the watershed, enabling a comparison between the alternative scenarios. The results demonstrated that the Master Plan of Sao Carlos does not consider flood control, and if the region is developed according to their guidelines, the flow rate and flood areas will be increase, in comparison to the current situation of land use and occupation. If the detention reservoir provided for Master Plan for Urban Drainage is built, flow rates will decrease drastically, reducing the impact on the watersheds downstream. However, the flood will reach residential areas, causing problems for the population. If the region is developed according to the principles and guidelines of UDFCD for flood control, the outflow will decrease compared to the current situation, and the flooded areas will not reach the population.

One of the most critical issues in terms of urban drainage is related to channels overflow that drain urbanized sub-basins. Under these conditions, the flows induced by rainfall are amplified by the effect of urbanization, with anticipation of the peak times and increase in flow. When these flows to reach the talwegs from sub-basin, there is a transient effect of propagation of floods in channels macrodrainage. The overflow occurs when the depth exceeds the height of the chute. In such cases, the water invades the floodplain, creating areas of flooding that, as a rule, are defined after the occurrence of floods, for stains left on walls of surrounding buildings. The purpose of this dissertation is to present a numerical methodology to make predictions of areas affected by flooding in urban sub-basins. The proposed method is based on three fundamental types of models: hydrological, which establishes the relationship between precipitation and flow, the hydraulic, which calculates the flow inside the channel; and the terrain model used to estimate the flooded areas. The proposed methodology requires the characterization of the basin, the use and occupancy, the equation of rain and temporal distribution of the storm. The geometric characteristics of the channel should also be raised as well as the contour surrounding the channel. In applying, we used a sub-basin of the town of Rio Verde, GO. The methodology has utility in the preparation of Urban Drainage Master Plans, because it is possible to estimate flooded areas generated by several scenarios, such as urbanization intensification with occupancy of permeable areas, the reduction of time of concentration of basins, or the analysis of different return periods of rainfall. Changes in the characteristics of channels, such as height increase of the chute or the transversal section expansion with the construction of reservoir, and the effects of these changes in the reduction of flooded areas, can also be tested with this methodology. / Uma das questões mais críticas em termos de drenagem urbana está relacionada com o transbordamento de canais que drenam sub-bacias urbanizadas. Nessas condições, as vazões induzidas pelas chuvas são amplificadas pelo efeito da urbanização, apresentando antecipação dos tempos de pico e aumento das vazões. Quando estas vazões atingem os talvegues das sub-bacias, há um efeito transitório de propagação de cheias nos canais de macrodrenagem. O transbordamento ocorre quando as profundidades superam a altura da calha. Nesses casos, a água invade a planície de inundação, gerando zonas de alagamento que, via de regra, são delimitadas após a ocorrência das enchentes, por manchas deixadas nas paredes dos edifícios circunvizinhos. O intuito da presente dissertação é apresentar uma metodologia numérica para realizar prognósticos de zonas afetadas por enchentes em sub-bacias urbanas. O método proposto baseia-se em três tipos de modelos fundamentais: o hidrológico, que estabelece a relação entre precipitação e vazão; o hidráulico, que calcula o escoamento dentro do canal; e o modelo de terreno, utilizado para estimativa de áreas alagadas. A metodologia proposta necessita da caracterização da bacia, do uso e ocupação do solo, da equação de chuva e da distribuição temporal da tormenta. As características geométricas do canal também devem ser levantadas, bem como as curvas de nível no entorno do canal. Para efeito de aplicação, utilizou-se uma sub-bacia urbana da cidade de Rio Verde, GO. A metodologia apresenta utilidade na elaboração de Planos Diretores de Drenagem Urbana, uma vez que há a possibilidade de se estimar zonas inundadas geradas por vários cenários, como intensificação da urbanização com ocupação de áreas permeáveis, a redução dos tempos de concentração das bacias, ou a análise de diferentes períodos de retorno das chuvas. Alterações das características dos canais, como aumento da altura da calha ou ampliação da seção transversal com a construção de reservatórios de retenção/detenção, e os efeitos destas mudanças na redução de áreas alagadas, também podem ser testados com a metodologia apresentada. / Mestre em Engenharia Civil