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 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.

A cidade de Teresina, capital do estado do PiauÃ, à entrecortada pelos rios ParnaÃba e Poty, sendo o Ãltimo afluente ao primeiro, dentro da zona urbana de Teresina. O rio ParnaÃba controla uma bacia hidrogrÃfica de 237.000 km a montante de Teresina, enquanto que o rio Poty, controla uma bacia hidrogrÃfica de 51.400 kmÂ. A caracterÃstica hidrolÃgica principal das cheias nos rios ParnaÃba e Poty à que as enchentes do rio ParnaÃba sÃo passiveis de controle parcial a partir das comportas da Usina HidroelÃtrica (UHE) Boa EsperanÃa, ao passo que, tal controle inexiste para as cheias advindas da bacia do rio Poty. O presente estudo analisou a questÃo da interferÃncia das cheias do rio Poty com o sistema de microdrenagem formado pelas galerias urbanas transversais afluentes ao mesmo, constatando a possibilidade de afogamento e remanso do rio Poty sobre as galerias em determinadas condiÃÃes de cheias hidrolÃgicas. Foi analisado o caso da cheia do ano de 2009 no sistema de drenagem transversal ao rio Poty, que causou a inundaÃÃo de diversos bairros, em virtude do remanso decorrente da elevaÃÃo da cota do nÃvel d Ãgua do rio Poty acima da cota das geratrizes superiores das galerias transversais. Foi constatado que, em virtude das cotas de desague das galerias do bairro Primavera no rio Poty, as cheias deste rio com perÃodo de retorno bianual (TR = 2 anos), sÃo suficientes para promover o fluxo inverso no sistema de galerias e a inundaÃÃo de Ãreas urbanas conectadas. Conclui-se que hà necessidade de intervenÃÃes estruturais para solucionar este problema, a partir, ou do controle das cheias no rio Poty por meio de reservatÃrio de retenÃÃo, tal como a futura barragem Castelo do PiauÃ, ou a partir de emprego de bacias de detenÃÃo urbanas, comportas de marà e sistema de bombeamento das Ãguas pluviais das bacias interconectadas com o rio Poty. / The city of Teresina, Piauà state capital, is intersected by rivers ParnaÃba and Poty, the last tributary to the first, within the urban area of ​​Teresina. The ParnaÃba River controls a watershed of 237,000 square kilometers upstream of Teresina, while the river Poty, controls a watershed of 51,400 kmÂ. The main hydrological characteristic of floods in the ParnaÃba and Poty rivers is that ParnaÃba River floods are likely to partial control from the gates of Hydroelectric Power Plant (HPP) Good Hope, whereas such control does not exist to floods arising from the Poty River basin. This study examined the question interference flooding of Poty river with minor drainage system formed by affluent urban galleries cross the same, noting the possibility of drowning and backwater Poty river on the galleries certain conditions of hydrological floods. Analyzed the case of the full 2009 in the transverse drainage system to Poty River, which caused the flood diverse neighborhoods, because of backwater due to the increase of share of the Poty river water level d greater than the level of the upper generating lines of the galleries cross. It was found that, because of desague quotas of galleries Spring neighborhood in Poty river, the floods of the river with two-year return period (TR = 2 years), are sufficient to promote the reverse flow in the gallery system and the Flood connected urban areas. It is concluded that there is need for structural measures to solve this problem, from, or control of Poty river floods through the sump, as a future dam Castle of PiauÃ, or from use of urban detention basins, locks tide and pumping system of rainwater in interconnected basins with the Poty River.

Este é um trabalho sobre as enchentes e as infraestruturas de drenagem na Região Metropolitana de São Paulo. Ele apresenta sua evolução histórica, na forma determinada pela submissão das diretrizes de drenagem aos interesses específicos no aproveitamento do potencial hidrelétrico das águas, na exploração capitalista do espaço de suas margens e na destinação de recursos de saneamento para a abertura de avenidas de fundo de vale. O trabalho observa que através deste processo a capacidade de escoamento das cheias na rede foi mantida em patamares abaixo do necessário, especialmente para atender vazões decorrentes do padrão de expansão da aglomeração, que resultaram em uma alta taxa de impermeabilização do solo e na paulatina ocupação das várzeas. O trabalho analisa a atuação do Estado e o desenvolvimento de diferentes programas de combate às inundações e planos de obra, focando a elaboração do Plano Diretor de Macrodrenagem, a partir de 1998. Então, é verificada a forma como os planos urbanísticos do município de São Paulo e das subprefeituras responderam às soluções propostas no plano de drenagem e os resultados obtidos até o momento com as obras de macrodrenagem. Conclui que a descontinuidade das soluções, a fragmentação das estâncias de planejamento e a ausência de uma unidade metropolitana de fato impedem que se estabeleçam soluções mais eficazes e, especialmente, que garantam a qualificação do espaço construído, levando em conta não apenas a demanda metropolitana pelo serviço prestado, mas também os aspectos sociais, econômicos e ambientais. / This paper focuses on floods and the drainage infrastructure in São Paulo Metropolitan Area. Firstly, it presents its evolution pointing out how economical interests in generating hydroeletric energy as well as in releasing new urban land prevailed over the initial drainage guidelines. It was also observed that confining streams within roads constrained its capacity to a low level to cope with growing peakflows demanded by the expansion of urban area which has led to increasing impervious surface rate. This was compounded by a gradual, but continuous, occupation of floodplains. State actions to deal with the above issues were analysed. Several flood control programs were developed leading to the 1998 Alto Tietê Watershed Macrodrainage Plan proposals. Then, these are studied in the light of how São Paulo\'s urban plans approached this subject, comparing their proposals with works built so far and the consequent outcomes. It is concluded that three main factors prevented that effective solution could come true: discontinuity of approaches, fragmentation of urban planning boards and lack of an actual metropolitan authority. Indeed, concerning drainage system, before these are overcome, many people still will long for urban improvement regarding social, economical and environmental aspects.

Este é um trabalho sobre as enchentes e as infraestruturas de drenagem na Região Metropolitana de São Paulo. Ele apresenta sua evolução histórica, na forma determinada pela submissão das diretrizes de drenagem aos interesses específicos no aproveitamento do potencial hidrelétrico das águas, na exploração capitalista do espaço de suas margens e na destinação de recursos de saneamento para a abertura de avenidas de fundo de vale. O trabalho observa que através deste processo a capacidade de escoamento das cheias na rede foi mantida em patamares abaixo do necessário, especialmente para atender vazões decorrentes do padrão de expansão da aglomeração, que resultaram em uma alta taxa de impermeabilização do solo e na paulatina ocupação das várzeas. O trabalho analisa a atuação do Estado e o desenvolvimento de diferentes programas de combate às inundações e planos de obra, focando a elaboração do Plano Diretor de Macrodrenagem, a partir de 1998. Então, é verificada a forma como os planos urbanísticos do município de São Paulo e das subprefeituras responderam às soluções propostas no plano de drenagem e os resultados obtidos até o momento com as obras de macrodrenagem. Conclui que a descontinuidade das soluções, a fragmentação das estâncias de planejamento e a ausência de uma unidade metropolitana de fato impedem que se estabeleçam soluções mais eficazes e, especialmente, que garantam a qualificação do espaço construído, levando em conta não apenas a demanda metropolitana pelo serviço prestado, mas também os aspectos sociais, econômicos e ambientais. / This paper focuses on floods and the drainage infrastructure in São Paulo Metropolitan Area. Firstly, it presents its evolution pointing out how economical interests in generating hydroeletric energy as well as in releasing new urban land prevailed over the initial drainage guidelines. It was also observed that confining streams within roads constrained its capacity to a low level to cope with growing peakflows demanded by the expansion of urban area which has led to increasing impervious surface rate. This was compounded by a gradual, but continuous, occupation of floodplains. State actions to deal with the above issues were analysed. Several flood control programs were developed leading to the 1998 Alto Tietê Watershed Macrodrainage Plan proposals. Then, these are studied in the light of how São Paulo\'s urban plans approached this subject, comparing their proposals with works built so far and the consequent outcomes. It is concluded that three main factors prevented that effective solution could come true: discontinuity of approaches, fragmentation of urban planning boards and lack of an actual metropolitan authority. Indeed, concerning drainage system, before these are overcome, many people still will long for urban improvement regarding social, economical and environmental aspects.