Made available in DSpace on 2014-06-12T17:42:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9021_1.pdf: 4164504 bytes, checksum: 08e45e2e7ebd1458c804a94b8d7058a9 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O surgimento de inundações urbanas é um problema que tem se agravado a cada inverno que passa. São constantes as situações de emergências devido às inundações nas grandes cidades, e isso tem se agravado com o aumento da urbanização. O aumento das construções impermeabilizando o espaço urbano, e consequentemente reduzindo a capacidade de infiltração de água no solo, tem elevado a produção de escoamento superficial. Os sistemas de drenagem existentes nas cidades, na maioria dos casos, não comportam o volume superficial extra produzido, e como as águas pluviais não têm por onde escoar acabam se acumulando nas ruas gerando problemas de drenagem. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo a elaboração de um modelo de apoio à decisão para priorização de medidas compensatórias, visando o controle de inundações urbanas. Assim, foram definidos critérios que permitiram avaliar alternativas potenciais sob os aspectos: ambiental, social econômico e hidrológico. O modelo proposto é capaz de apoiar o processo de decisão avaliando a preferência do decisor através de funções e pesos atribuídos a cada critério, permitindo que as alternativas sejam avaliadas de maneira mais refinada possível. O método de apoio à decisão escolhido para dar suporte à modelagem foi o método multicritério PROMETHEE I, que possibilita a construção de uma relação de preferência por meio de comparação par a par fornecendo como resultado uma pré-ordem parcial das alternativas. Para ilustrar o modelo foi realizada uma simulação numérica que permitiu analisar a preferência do decisor em relação a quatro alternativas (A1 trincheira de infiltração, A2 pavimento permeável, A3 poço de infiltração e A4 reservatório individual), onde a alternativa A1 obteve o melhor desempenho. Para o caso ilustrado na simulação numérica, o modelo se mostrou bastante útil e eficaz, isso se aplica quando o modelo é bem utilizado e, principalmente, quando o decisor está certo em relações aos seus objetivos e suas preferências

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.

Com a maior ênfase nas questões ambientais nos últimos anos, tanto em âmbito internacional, quanto em âmbito nacional, diversas são as medidas adotadas visando o desenvolvimento sustentável. Dentre elas a regulação ambiental, a qual é capaz de impor medidas de forma preventiva, mitigatória e compensatória, frente às atividades com impactos negativos ao meio ambiente. Neste estudo, dá-se ênfase às medidas compensatórias, mecanismos capazes de amenizar impactos com efeitos negativos ao meio ambiente não passíveis de serem mitigados por medidas preventivas ou reparatórias, cuja aplicação apresenta diversas discussões, dentre elas a incerteza dos fundamentos que as justificam e seu aproveitamento para o processo desenvolvimento. Dessa forma, este estudo objetiva analisar as medidas compensatórias por meio de seus fundamentos normativos e jurídicos, bem como seu papel para o desenvolvimento nacional, questionando-se se o aumento da regulação ambiental, por meio de tais medidas, favorece o processo de desenvolvimento sob o enfoque da segurança jurídica dos empreendedores submetidos às mesmas. Estudo este que se justifica pelo fato da regulação ambiental se mostrar ainda incipiente na aplicação das medidas compensatórias, com questionamentos em relação aos seus fundamentos, aos aspectos jurídicos envolvidos em sua aplicação, além de repercutir em aspectos econômicos, com desdobramentos ao empreendedor privado e ao próprio Estado na compatibilização de interesses públicos e privados. Assim, para atingir os objetivos acima, como linha central deste estudo foram utilizadas, de forma subsidiária, a análise de mecanismos econômicos associados aos de comando e controle e, de forma principal, as teorias de desenvolvimento de Amartya Sen e Douglass North, já como marco teórico se destacam as diversas teorias quanto a natureza jurídica das medidas compensatórias e da compensação ambiental, no qual optou-se pela análise dogmática jurídica, com o método interpretativo/dedutivo com enfoque na análise qualitativa de tal instituto. Como resultado chegou-se a: falta de uniformização legal; dificuldade de se estabelecer uma vinculação ou não com o impacto ambiental do empreendimento; ausência de discricionariedade do administrador público; bem como falta de consenso em relação a natureza jurídica de tal instituto. Conclui-se, desse modo, que a problemática envolvendo as medidas compensatórias ambientais possibilita sua análise por meio de teorias desenvolvimentistas, cuja aplicação pode ser uma das vias utilizadas para o aperfeiçoamento de sua utilização no processo de desenvolvimento sustentável, uma vez que as discussões puramente jurídicas não têm demonstrado resultados efetivos na aplicação do instituto, além de que as diversas normas concernentes às medidas compensatórias ambientais não são suficientes para dirimir as diversas problemáticas envolvendo tal instituto acima destacado, pontos estes que são fortes fatores de insegurança àqueles submetidos a tais medidas. Assim, as medidas compensatórias, se bem utilizadas a luz das teorias de desenvolvimento, especialmente as de North e Sen, podem contribuir positivamente para no processo de desenvolvimento sustentável, sendo certo que a utilização de mecanismos puramente regulatórios, desassociados de políticas voltadas ao desenvolvimento, não tem demonstrado resultados positivos, não favorecendo a segurança jurídica daqueles submetidos a tais medidas. / With the greatest emphasis on environmental issues in recent years, both internationally and nationally, there are a number of measures taken to achieve sustainable development. Among them, environmental regulation, which is capable of imposing preventive, mitigating and compensatory measures, in the face of activities with negative impacts on the environment. In this study, emphasis is placed on compensatory measures, mechanisms are analyzed that are capable of mitigating impacts with negative effects on the environment that can not be mitigated by preventive or remedial measures, whose application presents several discussions, among them the uncertainty of the justifications and its use for the development process. Thus, this study aims to analyze compensatory measures through their normative and legal bases, as well as their role for national development, questioning whether the increase of environmental regulation, through such measures, favors the development process under the legal certainty of the entrepreneurs submitted to them. This study is justified by the fact that environmental regulation is still incipient in the application of compensatory measures, with questions related to its fundamentals, the legal aspects involved in its application, as well as repercussions on economic aspects, with consequences for the private entrepreneur and the itself in the reconciliation of public and private interests. In order to achieve the above objectives, the main focus of this study was the analysis of the economic mechanisms associated with command and control and, mainly, the development theories of Amartya Sen and Douglass North, the theoretical framework highlights the different theories regarding the legal nature of compensatory measures and environmental compensation, in which the legal dogmatic analysis was chosen, with the interpretive/deductive method with a focus on the qualitative analysis of such institute. As a result, there was a lack of legal standardization; difficulty in establishing a connection or not with the environmental impact of the enterprise; lack of discretion of the public administrator; aas well as a lack of consensus on the legal nature of such an institute. It is concluded, therefore, that the problem of environmental compensatory measures makes possible its analysis through developmental theories, the application of which can be one of the ways used to improve its use in the process of sustainable development, since the purely use of law have not shown effective results in the application of the institute, in addition to the fact that the various norms concerning environmental compensatory measures are not sufficient to solve the various problems involved in this institute, which are strong factors of insecurity for those subject to such measures. Thus, compensatory measures, if well used in the light of developmental theories, especially those of North and Sen, can contribute positively to the process of sustainable development, although the use of purely regulatory mechanisms, disassociated with development policies, has not shown positive results and does not favor the legal certainty of those subject to such measures.

Problems of land use and occupation in urban areas may prevent the infiltration of water, thus increasing runoff. Bioretention techniques are solutions, which are emerging from the hydrology field to mitigate the consequences of increasing urbanization, including, flooding and contamination of rivers. The general objective of this research is to study the general efficiency of combined Compensatory Techniques (CT) with detention and bioretention control of diffuse pollutants from an urban drainage system. Specific objectives are defined in each chapter and relates to sizing and to the bioretention systems of modeling and monitoring, located in southeastern Brazil, São Paulo – São Carlos. The first chapter presents the general introduction of the thesis, the objectives and research hypotheses, as well as, the description of the general methodology for the thesis construction and the goals related to each chapter. The second chapter discusses the scope and some limitations of the classifications of terms frequently used in the theme of sustainable urban drainage. This chapter, in a way, approaches the other chapters, which composes this thesis, by providing them comprehensive database of references. The third chapter presents the design criteria used for the construction of experimental bioretention system and compares the design with the model HEC – HMS - Hydrologic Engineering Center - Hydrologic Modeling System. The fourth chapter talks about some criteria to identify areas for building bioretention systems and presents the GIS - Geographic Information System and ecohydrology indicators, in this characterization, considering the quantity and quality aspects in the urban drainage. The fifth chapter shows the use of PCSWMM model (Personal Computer Stormwater Management Model) to simulate future scenarios, assuming progressive modular expansion of CTs, modeling efficiency in qualitative and quantitative aspects diffuse pollution for scenarios 2015, 2025, 2050, 2100. The conclusion of this research is that compensatory techniques can be used not only to assess the impacts of diffuse pollution stemmed from urban drainage system, but as a contribution to the sustainability of watersheds and to mitigation of extremes risks derived by increased urban drainage demand. / Problemas decorrentes do uso e ocupação do solo em áreas urbanas podem dificultar a infiltração da água, aumentando o escoamento superficial. Técnicas de bioretenção são soluções decorrentes do campo da hidrologia para mitigar as consequências resultantes da crescente urbanização, entre elas, enchentes e contaminação de rios. O objetivo geral da pesquisa é estudar a eficiência generalizada de Técnicas Compensatórias (TCs) experimentais, adaptáveis combinadas de detenção e bioretenção para controle da poluição difusa da drenagem urbana. Objetivos específicos são definidos em cada capítulo e relacionam-se com o dimensionamento e monitoramento de modelagem de sistema de bioretenção, localizado no Sudeste do Brasil, São Paulo – São Carlos. O Primeiro capítulo apresenta a introdução geral da tese, objetivos e hipóteses, bem como, descreve a metodologia geral para construção da tese e relação dos objetivos com os respectivos capítulos. O Segundo capítulo discute os alcances e limitações de nomenclaturas sobre termos frequentemente utilizados na temática drenagem urbana sustentável. Este capítulo de certa forma aporta os demais capítulos que compõe esta tese, por propiciar vasto banco de dados referenciais. O Terceiro capítulo apresenta os critérios de dimensionamento utilizados para a construção de um sistema de bioretenção experimental e uma comparação com o dimensionamento com o modelo HEC – HMS - Hydrologic Engineering Center - Hydrologic Modeling System. O Quarto capítulo discorre sobre critérios de escolha de áreas propicias para a construção de sistemas de bioretenção usando Sistemas de Informações Geográficas para a caracterização de áreas, utilizando indicadores ecohidrológicos, considerando os aspectos de quantidade e de qualidade na drenagem urbana. O Quinto capítulo demonstra o uso do modelo PCSWMM – Personal Computer Stormwater Management Model, na simulação de cenários futuros assumindo expansões modulares progressivas da TC, modelando a eficiência para os aspectos qualitativos e quantitativos da poluição difusa para os 2015, 2025, 2050, 2100. Conclui-se com esta pesquisa que técnicas compensatórias podem ser empregadas não só para avaliação dos impactos da poluição difusa provindos da drenagem urbana, mas como forma de contribuir com a sustentabilidade de bacias hidrográficas e para mitigação de riscos de extremos advindos do aumento da demanda de drenagem urbana.

Problems of land use and occupation in urban areas may prevent the infiltration of water, thus increasing runoff. Bioretention techniques are solutions, which are emerging from the hydrology field to mitigate the consequences of increasing urbanization, including, flooding and contamination of rivers. The general objective of this research is to study the general efficiency of combined Compensatory Techniques (CT) with detention and bioretention control of diffuse pollutants from an urban drainage system. Specific objectives are defined in each chapter and relates to sizing and to the bioretention systems of modeling and monitoring, located in southeastern Brazil, São Paulo – São Carlos. The first chapter presents the general introduction of the thesis, the objectives and research hypotheses, as well as, the description of the general methodology for the thesis construction and the goals related to each chapter. The second chapter discusses the scope and some limitations of the classifications of terms frequently used in the theme of sustainable urban drainage. This chapter, in a way, approaches the other chapters, which composes this thesis, by providing them comprehensive database of references. The third chapter presents the design criteria used for the construction of experimental bioretention system and compares the design with the model HEC – HMS - Hydrologic Engineering Center - Hydrologic Modeling System. The fourth chapter talks about some criteria to identify areas for building bioretention systems and presents the GIS - Geographic Information System and ecohydrology indicators, in this characterization, considering the quantity and quality aspects in the urban drainage. The fifth chapter shows the use of PCSWMM model (Personal Computer Stormwater Management Model) to simulate future scenarios, assuming progressive modular expansion of CTs, modeling efficiency in qualitative and quantitative aspects diffuse pollution for scenarios 2015, 2025, 2050, 2100. The conclusion of this research is that compensatory techniques can be used not only to assess the impacts of diffuse pollution stemmed from urban drainage system, but as a contribution to the sustainability of watersheds and to mitigation of extremes risks derived by increased urban drainage demand. / Problemas decorrentes do uso e ocupação do solo em áreas urbanas podem dificultar a infiltração da água, aumentando o escoamento superficial. Técnicas de bioretenção são soluções decorrentes do campo da hidrologia para mitigar as consequências resultantes da crescente urbanização, entre elas, enchentes e contaminação de rios. O objetivo geral da pesquisa é estudar a eficiência generalizada de Técnicas Compensatórias (TCs) experimentais, adaptáveis combinadas de detenção e bioretenção para controle da poluição difusa da drenagem urbana. Objetivos específicos são definidos em cada capítulo e relacionam-se com o dimensionamento e monitoramento de modelagem de sistema de bioretenção, localizado no Sudeste do Brasil, São Paulo – São Carlos. O Primeiro capítulo apresenta a introdução geral da tese, objetivos e hipóteses, bem como, descreve a metodologia geral para construção da tese e relação dos objetivos com os respectivos capítulos. O Segundo capítulo discute os alcances e limitações de nomenclaturas sobre termos frequentemente utilizados na temática drenagem urbana sustentável. Este capítulo de certa forma aporta os demais capítulos que compõe esta tese, por propiciar vasto banco de dados referenciais. O Terceiro capítulo apresenta os critérios de dimensionamento utilizados para a construção de um sistema de bioretenção experimental e uma comparação com o dimensionamento com o modelo HEC – HMS - Hydrologic Engineering Center - Hydrologic Modeling System. O Quarto capítulo discorre sobre critérios de escolha de áreas propicias para a construção de sistemas de bioretenção usando Sistemas de Informações Geográficas para a caracterização de áreas, utilizando indicadores ecohidrológicos, considerando os aspectos de quantidade e de qualidade na drenagem urbana. O Quinto capítulo demonstra o uso do modelo PCSWMM – Personal Computer Stormwater Management Model, na simulação de cenários futuros assumindo expansões modulares progressivas da TC, modelando a eficiência para os aspectos qualitativos e quantitativos da poluição difusa para os 2015, 2025, 2050, 2100. Conclui-se com esta pesquisa que técnicas compensatórias podem ser empregadas não só para avaliação dos impactos da poluição difusa provindos da drenagem urbana, mas como forma de contribuir com a sustentabilidade de bacias hidrográficas e para mitigação de riscos de extremos advindos do aumento da demanda de drenagem urbana.

Estágio realizado na EDP - Gestão da Produção de Energia, S.A., e orientado pela Eng. Raquel Moura / Tese de Mestrado Integrado. Engenharia do Ambiente (Área de Especialização de Projeto). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:00:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4369.pdf: 12366504 bytes, checksum: d0746d888c77116c1453db230bd4d8b3 (MD5) Previous issue date: 2012-05-03 / Financiadora de Estudos e Projetos / The infiltration well as a Best Management Practices (BMPs) stands out because it requires small areas for its implementation an it´s fully applicable to urban lots. This paper presents an experimental study of an infiltration well built in real scale at Universidade Federal de São Carlos SP with the objective of evaluation its performance as a BMP in the control of stormwater runoff and the removal of suspension materials. The soil was characterized as sand loam, and infiltration capacity between 93,98 and 19,24 mm per hour, these values were obtained thought field tests by the inverted well method and the double ring infiltrometer method respectively. The Rain Envelope Method was used for sizing, and the well was intentionally sized at odds with the standards of safety project. With the electronic equipment s and the precipitation measures were monitored 22 real rain events and simulated rain events, during 11 months of the well operation. During this period there was no record of extravasation of the well, representing an efficiency of 100% in reducing the runoff. After eight months of the well operation tests were conducted about the permeability of the geotextile, and the amount of powder material in the aggregate materials content in the well, in other words, the gravel and sand making up the filter cover, and also the qualitative parameters: apparent color and turbidity. The geotextile showed permeability reductions of 50,7%, 7,7% and 21,2% in the samples from the background, the wall sides, and the cover of the well respectively. The well sand filter cover retained 34,8% of fines, while the gravel retained 0,13% for the same period. About the well efficiency analyses in the removing the parameters apparent color and turbidity, it was showed that it wasn t characterized as a treatment unit of these parameters, this fact is due to the quality of water which represents the roof inlet structure. For modeling the Puls method, the saturated soil permeability defined as K non optimized was calculated for each monitored event (Kno). Kno was adjusted by non-linear regression (K optimized - Ko) for each monitored event, restricting the parameters based on values obtained in the field tests, thus for each monitored rain event was obtained two moldings for the constant values of K (Kno and Ko). The model representativeness was evaluated by the coefficients of determination ranging from 0,68 to 0,98 for the events modeled with values from Ko and 0,02 to 0,76 for the Kno, being the Ko most representative for the modeling of Puls. / O poço de infiltração como técnica compensatória de drenagem, se destaca por necessitar de pequenas áreas para sua implantação e ser totalmente aplicável a lotes urbanos. Este trabalho apresenta um estudo experimental de um poço de infiltração construído em escala real no Campus da Universidade Federal de São Carlos SP com o objetivo de avaliar seu desempenho como estrutura compensatória de drenagem urbana no controle do escoamento superficial e na remoção de material em suspensão. O solo foi caracterizado como Areia Média Argilosa SC, com capacidade de infiltração entre 93,38 mm/h e 19,24 mm/h, valores obtidos em ensaios de campo pelos métodos de poço invertido e de duplo anel respectivamente. No dimensionamento utilizou-se o método da Curva Envelope e intencionalmente não seguiram-se as recomendações de segurança para projeto. Com auxílio de equipamentos eletrônicos e das medidas de precipitação, foram monitorados 22 eventos de chuvas reais e chuvas simuladas, durante 11 meses de funcionamento do poço. Neste período não houve registro de extravasamento do poço, representando uma eficiência de 100% na redução do volume escoado. Após oito meses de seu funcionamento foram realizados ensaios da permeabilidade do geotêxtil, do teor de materiais pulverulentos dos agregados ao poço, ou seja, a brita e a areia que compõem o filtro da tampa, e dos parâmetros qualitativos: cor aparente e turbidez. O geotêxtil apresentou redução média da permeabilidade de 50,7%, 7,7% e 21,2% nas amostras do fundo, paredes e tampa do poço respectivamente. A areia do filtro da tampa reteve 34,8% de finos, enquanto a brita reteve 0,13% de finos no mesmo período. Com relação á remoção da cor aparente e da turbidez constou-se que o poço não caracteriza-se como uma unidade de tratamento destes parâmetros, tal fato deve-se à qualidade da água do telhado que representa a entrada de água na estrutura. Para a modelagem pelo método de Puls a permeabilidade do solo saturado definida como K não otimizado (Kno) foi calculada para cada evento monitorado. O Kno foi ajustado através de regressão não-linear (K otimizado - Ko), restringindo os parâmetros com base nos valores obtidos nos ensaios de campo, dessa forma para cada evento monitorado obteve-se duas modelagens para os valores de K constantes (Kno e Ko). A representatividade do modelo foi avaliada por meio dos coeficientes de explicação que variaram de 0,68 a 0,98 para os eventos modelados com os valores de Ko, e de 0,02 a 0,76 para o Kno, sendo o Ko mais representativo para a modelagem de Puls.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:00:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6136.pdf: 3443020 bytes, checksum: feb298e7c274674761f1e599b43ba7df (MD5) Previous issue date: 2014-06-10 / Financiadora de Estudos e Projetos / The intense urbanization generated from twentieth century and the emergence of large urban centers brought about a considerable change in the use and occupation of land ; this became very waterproof resulting in increased runoff . Problems resulting from the growth of this flow we mention floods , climate change , interference in the hydrological cycle and water balance . This problem , with the passage of time has been improving sustainable urban drainage analyzing the control flow that has to be done at source infiltration , percolation and storage . The importance of this work is to know the compensatory techniques so that they can be applied in the UFSCAR campus - São Carlos - SP . This study aimed to design, build , monitor and model a plan of infiltration, built in real scale, for stormwater management of the building with an area of 3001.3 m². The funds came from Project MCT / FINEP / Action Cross Environmental and Housing 07 /2009 Drainage - MAPLU2 - . Stormwater Management Urban 2 The soil characterization was performed considering their fitness levels , grain size, permeability, degree of compaction and profile this soil. The lifting of water infiltration into the soil testing was conducted with double ring . There was an technical compensatory plan infiltration met the six physical aspects , three urban and infrastructure aspects , environmental aspects and two health and two socioeconomic aspects . The method adopted for the design was the envelope -curve , using a return period of 10 years. Through electronic equipment and measurements of precipitation 32 actual rainfall events were monitored . In this period there were no leakage of the infiltration plan representing these events , an efficiency of 100 % in reducing runoff volume. The modeling technique was using the method of PULS . This model however was considered difficult to apply this technique , that due to uncertainties regarding the areas of infiltration by high initial infiltration capacity of the soil and the fact that the water has preferred areas in infiltration plan. / A intensa urbanização gerada a partir do século XX e o surgimento dos grandes centros urbanos ocasionou uma considerável mudança no uso e ocupação do solo; este passou a ser muito impermeabilizado resultando um aumento do escoamento superficial. Entre os problemas decorrentes do crescimento desse escoamento podemos citar as inundações, alterações climáticas, interferência no ciclo hidrológico e balanço hídrico. Desta problemática, com o decorrer do tempo foi-se aprimorando a drenagem urbana sustentável analisando que o controle desse escoamento tem que ser feito na fonte com infiltração, percolação e armazenamento. A importância deste trabalho é de conhecer as técnicas compensatórias para que estas possam ser aplicadas no campus da UFSCar - São Carlos - SP. Objetivou-se projetar, construir, monitorar e modelar um plano de infiltração, construído em escala real, para manejo de águas pluviais do prédio com área de 3.001,3 m². Os recursos vieram do Projeto MCT/FINEP/Ação Transversal Saneamento Ambiental e Habitação 07/2009 MAPLU2 Manejo de Águas Pluviais Urbanas 2. A caracterização do solo foi realizada considerando-se seus índices físicos, granulometria, permeabilidade, grau de compactação e perfil desse solo. O levantamento da infiltração da água no solo realizouse com ensaios de duplo anel. Verificou-se se técnica compensatória plano de infiltração atendia aos seis aspectos físicos, três aspectos urbanísticos e de infraestrutura, dois aspectos sanitários e ambientais e dois aspectos socioeconômicos. O método adotado para o dimensionamento foi o da curva-envelope, utilizando um período de retorno de 10 anos. Através de equipamentos eletrônicos e de medidas das precipitações foram monitorados 32 eventos de chuvas reais. Neste período não ocorreu nenhum extravasamento do plano de infiltração representando, nesses eventos, uma eficiência de 100% na redução do volume escoado. A modelagem da técnica foi utilizando-se o método de PULS. Esse modelo entretanto foi considerado difícil de ser aplicado nesta técnica, isto devido as incertezas em relação as áreas de infiltração pela alta capacidade de infiltração inicial do solo e ao fato da água ter áreas preferenciais no plano de infiltração.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:00:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6157.pdf: 4067819 bytes, checksum: b4c43daad62212aac49ebe9d9e589119 (MD5) Previous issue date: 2014-04-15 / Brazil, in the past decades, has experienced an accelerated urban growth. IBGE s (Brazilian Institute for Geography and Statistics) census data from 2010 showed that about 84% of Brazilian population lives in urban spaces. Tied to this growth, the classical system of urban drainage has proven itself to be insufficient and ineffective when it comes to flood control, water quality, the population´s quality of life and environmental sustainability. One alternative for this issue is the application of the low-impact development (LID) concept in the urban planning process through the Integrated Management Practices (IMPs), with the use of compensatory techniques in the management of urban pluvial water, seeking to compensate the alterations in the natural hydrological cycle caused by urbanization. Considering this context, this research has analyzed, under the perspective of public and private spaces users, the application of compensatory techniques (TCs) on urban drainage, considering legal, environmental, landscape, project, constructive, usage and space maintenance aspects. The research consisted of an application of a questionnaire to those users, according to the sample design of a case study, composed by two object areas, located in São Carlos (São Paulo State, Brazil), that use compensatory techniques on drainage. The Study Area I UFSCar, consists of a university campus, with the sample of 90 students, 19 employees and 40 professors; Study Area II, Montreal condominium, a residential space with the sample of 50 residents. The development of the questionnaires was based seeking to answer doubts and questions that arose during the process of implementation of compensatory techniques on UFSCar campus Study Area I, together with issues debated on Research Group G-Hidro. Results showed good acceptance of the existent legislation and, consequently, of the techniques, indicating that the lack of information is the main obstacle to their appliance. It is expected that the obtained results contribute to subsidize actions of straightening and enlargement of sustainable practices on urban drainage. / O Brasil, nas últimas décadas, tem experimentado um crescimento urbano acelerado. Dados do IBGE- 2010 demonstram que 84% da população brasileira já vive na área urbana. Aliado a esse crescimento, o sistema clássico de drenagem urbana gradualmente tem se mostrado insuficiente e ineficiente quanto à questão de controle de enchentes, qualidade da água, qualidade de vida da população e sustentabilidade ambiental. Uma alternativa para essa questão é a aplicação do conceito de desenvolvimento de baixo impacto (LID) no processo de planejamento urbano, através de Práticas de Gestão Integrada (IMPs) com a utilização de técnicas compensatórias (TCs) para o manejo das águas pluviais urbanas, buscando compensar as alterações no ciclo hidrológico natural, provocadas pela urbanização. Neste contexto, esse trabalho analisou sob a ótica dos usuários de espaços urbanos público e privado, a aplicação de Técnicas Compensatórias (TCs) na drenagem urbana, considerando os aspectos legais, ambientais e paisagísticos, de projeto, de construção, de uso e manutenção. A pesquisa consistiu na aplicação de questionário junto aos usuários dos espaços, de acordo com o planejamento amostral de um Estudo de Caso composto por duas áreas de estudo localizadas no município de São Carlos, Estado de São Paulo, que utilizam técnicas compensatórias (TCs) na drenagem. A Área de estudo I UFSCar, trata-se de um campus de uma instituição pública de ensino superior, com uma amostragem de 90 alunos, 19 funcionários e 40 docentes; a Área de estudo II Residencial Montreal, um condomínio residencial, com uma amostragem de 50 moradores. A elaboração dos questionários foi fundamentada buscando responder dúvidas e indagações surgidas no decorrer do processo de implantação das técnicas compensatórias no campus da UFSCar Área de estudo I, associadas às questões debatidas no Grupo de Pesquisa G-Hidro. Os resultados demonstraram boa aceitação da legislação existente e consequentemente das técnicas, evidenciando-se que a falta de informação é o principal empecilho para ampliação da prática das técnicas. Esperase que os resultados obtidos contribuam para subsidiar ações de fortalecimento e ampliação de práticas sustentáveis na drenagem urbana.

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.