The objective of this research was to evaluate SWMM model for the urban drainage basins Alto da Colina and Sítio do Tio Pedro at Santa Maria-RS, through the variation of the parameters involved in the calibration, searching the best representation of the processes involved in the pluvial drainage pattern. For the basin Alto da Colina the simulations had been made in separate way for the agricultural and urban part of the basin. The basin Sítio do Tio Pedro was discretizada in 11 sub-basins. The basins Alto da Colina II, Alto da Colina and Sítio do Tio Pedro have areas of 1,44, 1,89 and 0,39 km² and percentages of impervious areas of 3,82, 8,69 and 13.09% respectively. The main focus of the work was on the calibration of inundation events for the respective basins and the agreement of the involved parameters in the simulations. For the basin Alto da Colina II ten events had been selected, and for the basin Sítio do Tio Pedro eight events had been selected. In the basin Alto da Colina I the simulation it was made only for four events. Techniques of geoprocessing for the survey of the physical characteristics and the land use. Also some works of field had been carried through, with the use of topography techniques with the objective to get the representative transversal sections of the stream. The results gotten in the calibration of the parameters had been satisfactory. For the discretisation adopted in the basin Alto da Colina II it was obtained a medium correlation coefficient between the values calculated and observed of 0,94 and average error in the discharge peak and drained storage of 1,16% and 4,71% respectively for the simulated events. In the applied discretisation of the basin Alto da Colina it was obtained a medium correlation coefficient of 0,99, however with average error in the discharge peak and drained storage of 0,63% and 13,44% respectively. For the basin Sítio do Tio Pedro the medium correlation coefficient was of 0,93 and average errors in the discharge peak and drained storage of 4,43% and 5,55%, respectively. The sensitivity analysis was carried through for the basins Alto da Colina II and Sítio do Tio Pedro and the parameters that showing higher sensibility in the two basins were capacity of Infiltration (I) and the Manning s roughness coefficient for the modules Runoff and Extran, respectively. / O objetivo desta pesquisa foi avaliar o modelo SWMM para as bacias hidrográficas urbanas Alto da Colina e Sítio do Tio Pedro, em Santa Maria-RS, através da variação dos parâmetros envolvidos na calibração, buscando a melhor representação dos processos envolvidos no escoamento pluvial. Para a bacia Alto da Colina, as simulações foram feitas de maneira separada para a parte rural e urbana da bacia. A bacia Sítio do Tio Pedro foi discretizada em 11 sub-bacias. As bacias Alto da Colina II, Alto da Colina I e Sítio do Tio Pedro têm áreas de 1,44, 1,89 e 0,39 km² e porcentagens de áreas impermeáveis de 3,82, 8,69 e 13,09% respectivamente. O enfoque principal do trabalho foi a calibração de eventos de cheia selecionados para as respectivas bacias e o entendimento dos parâmetros envolvidos nas simulações. Para a bacia Alto da Colina II foram selecionados dez eventos, e para a bacia Sítio do Tio Pedro foram selecionados oito eventos. Na bacia Alto da Colina I, a simulação foi feita apenas para quatro eventos. Foram utilizadas algumas técnicas de geoprocessamento para o levantamento das características físicas e do uso e ocupação do solo. Também foram realizados alguns trabalhos de campo, com a utilização de técnicas de topografia, com o objetivo de obter as seções transversais representativas dos trechos de arroio. Os resultados obtidos na calibração dos parâmetros foram satisfatórios. Para a discretização adotada na bacia hidrográfica Alto da Colina II foi obtido um coeficiente de correlação médio entre os valores calculados e observados de 0,94 e erros médios na vazão de pico e volume escoado, de 1,16% e 4,71%, respectivamente, para os eventos simulados. Na discretização aplicada à bacia hidrográfica Alto da Colina I obteve-se um coeficiente de correlação médio de 0,99, porém com erros médios na vazão de pico e volume escoado de 0,63% e 13,44%, respectivamente. Para a bacia hidrográfica Sítio do tio Pedro o coeficiente de correlação médio encontrado foi de 0,93 e erros médios na vazão de pico e volume escoado, de 4,43% e 5,55%, respectivamente. A análise de sensibilidade foi realizada para as bacias Alto da Colina II e Sítio do Tio Pedro, e os parâmetros que apresentaram sensibilidade elevada nas duas bacias foram o de Infiltração (I) e o coeficiente de rugosidade de Manning para os módulos Runoff e Extran, respectivamente.

O uso de incentivos econômicos é uma realidade na busca do desenvolvimento sustentável. No setor da drenagem urbana não é diferente. Para este setor a sustentabilidade é a reprodução do comportamento hidrológico natural de uma área, utilizando técnicas descentralizadas de micro-gestão, representada pelo Desenvolvimento Urbano de Baixo Impacto (Low Impact Development – LID). O objetivo da presente pesquisa foi analisar o uso de incentivos econômicos para a drenagem urbana, de modo a induzir e financiar o planejamento sustentável em desenvolvimento consolidados e novos, em escala de lote urbano, segundo as técnicas do LID. Para tanto, foram desenvolvidas três etapas metodológicas: (i) a aplicação do planejamento sustentável da drenagem urbana em desenvolvimentos consolidados e novos; (ii) o desenvolvimento dos incentivos econômicos; e (iii) a validação dos incentivos econômicos. Para aplicar as etapas metodológicas foram utilizadas três micro-bacias urbanas do município de Porto Alegre/RS com diferenças físicas, sócio-econômicas e quanto aos problemas relacionados à drenagem urbana. O planejamento sustentável foi simulado nos lotes com características médias nas micro-bacias. A partir destas simulações, e das próprias características das micro-bacias, foram estabelecidos os incentivos econômicos. A validação dos incentivos foi realizada por meio da aplicação de questionários aos proprietários dos lotes, utilizando o Método de Valoração Contingente (MVC), para estimar a Disposição a Pagar (DAP) e a Receber (DAR) dos proprietários para resolver os problemas do setor. Os resultados sugerem que utilizar incentivos positivos é a melhor solução (por exemplo, redução de impostos). Com isso, o controle do escoamento pluvial seria efetivamente estimulado, pois os incentivos positivos são os mais aceitos pelos proprietários, e os custos envolvidos neste controle em escala de lote são inferiores aos normalmente obtidos com as técnicas de controle do escoamento pluvial na macrodrenagem. Constatou-se que a existência de problemas e já ter sofrido um prejuízo qualquer são as variáveis com maior correlação direta com o aumento da DAP e DAR. Como conclusão final, acredita-se que um incentivo econômico positivo serviria para um processo de educação ambiental na drenagem urbana com objetivo de formar cidadãos conscientes e atuantes na busca de um ambiente sustentável. / The use of economic incentives is a reality in the pursuit of sustainable development. In the sector of urban drainage is no different. For this sector sustainability is the reproduction of the natural hydrology of an area, using decentralized techniques of micro-management, represented by the Low Impact Development (LID). The objective of this research was to examine the use of economic incentives for urban drainage, in order to induce and fund its sustainable planning of old and new developments in scale urban lot, according to the techniques of LID. For this purpose, we developed three methodological steps: (i) the implementation of sustainable urban drainage planning in old and new developments, (ii) the development of economic incentives, and (iii) the validation of economic incentives. To apply the methodological steps were used three urban micro-basins of the municipality of Porto Alegre / RS with differences physicals, socio-economic and on the problems related to urban drainage. The sustainable planning was simulated in lots with average characteristics in micro-basins. From these simulations and the actual characteristics of micro-basins were established economic incentives. The validation of the incentives was accomplished through the use of questionnaires to the owners of the lots, using the Contingent Valuation Method (CVM) to estimate the Willingness to Pay (WTP) and Receivable (WTR) for owners to resolve those problems. The results suggest that use positive incentives are the best solution (eg, tax cuts). With this control would be effectively encouraged, because the positive incentives are more accepted by the owners, and the costs involved in controlling scale batch are lower than those generally obtained with the control techniques in macrodrainage. It was found that the existence of problems and that they suffered any damage variables are more directly correlated with the increase in DAP and DAR. As a final conclusion it is believed that a positive economic incentive to serve a process of environmental education in urban drainage aiming to educate citizens aware and active in seeking a sustainable environment.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:09:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2017808 bytes, checksum: 0161ab3eebb6d1e4c9df67e2aa888379 (MD5) Previous issue date: 2012-06-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The ever so accelerated population growth in several countries coupled to water resources scarcity have become a crucial problem worldwide. According to the UN, the demand for water is twice as much as that of population growth; so many countries will suffer serious problems of water availability, which will certainly be a challenge for most governments to ensure sufficient supply of drinking water for the population. Among the alternative sources of water supply, one of the most promising is that derived from rainwater collecting; where drinking water is replaced by water which is both less expensive and far more accessible, preserving, therefore, its use where drinkability would not be needed. The purpose of the present research is to analyze the quality of rainwater in the city of João Pessoa and to compare it with several quality standards according to its usages in a residence. Samples were collected at 5 points of the system, namely: direct collection from the atmosphere following water precipitation over roofs; from the first millimeters of precipitation collected from water discarded devices; and from two storage reservoirs. Results revealed that rainwater quality both in its raw state and before its contact with the capturing surface is good; therefore, compatible with the standards established by the NBR's No.15.527/07 and No.13.969/97 (classes 1, 2 and 3), by ANA/05 (class1), and by CONAMA Resolution No.357/05 (class1 of freshwater). Upon flowing over the roof, water quality is deteriorated due to the accumulation of impurities, especially after a dry season. However, it was found that by giving rainwater a simplified treatment, such as simple filtration, or by discarding water from first rains, its quality may be restored up to a satisfactory level, making it compatible to non-potable use, such as in toilet discharge, general cleaning and garden watering. By examining the Ministry of Health Decree No. 2.914/2011, one could verify that the non-conformity alone with the established standards for total and fecal coliforms may render water useless for potable purposes. / O acelerado crescimento populacional em diversos países e a escassez dos recursos hídricos têm se tornado uma preocupação crescente em todo o mundo. De acordo com a ONU, a demanda de água cresce com velocidade duas vezes maior que o crescimento da população, desta forma haverá sérios problemas de disponibilidade hídrica em muitos países e que será um desafio para os governos assegurar um adequado abastecimento de água potável a toda população. Dentre as fontes alternativas para o abastecimento de água uma das mais promissoras é a captação de águas pluviais para aproveitamento, onde a água potável é substituída por uma água menos cara e mais acessível, preservando assim o seu uso onde não seria necessária a potabilidade. Assim, o objetivo desta pesquisa é de analisar a qualidade da água de chuva na cidade de João Pessoa, para fins de comparação com diversos padrões de qualidade conforme os usos da água em residências. No sistema de captação montado para o estudo foram coletadas amostras em 5 pontos do sistema, quais sejam: coleta direta da atmosfera, após escoamento sobre o telhado, nos dispositivos de descarte dos primeiros milímetros de precipitação, e em 2 reservatórios de acumulação. Os resultados mostraram que a qualidade da água pluvial em seu estado bruto e antes de entrar em contato com a superfície de captação é boa, compatível com os padrões estabelecidos pelas NBR s Nº 15.527/07 e Nº 13.969/97 (classes 1, 2 e 3), pela ANA/05 (classe 1) e pela Resolução CONAMA Nº 357/05 (classe 1 de água doce). Ao escoar pelo telhado a qualidade da água se deteriora devido ao acúmulo de impurezas, principalmente após um período de estiagem. Entretanto, verificou-se que promovendo tratamento simplificado à água de chuva, como a filtração simples ou o descarte das primeiras chuvas, a qualidade dela volta a ser satisfatória, podendo ser aproveitada para fins não potáveis, tais como descarga de vasos sanitários, lavagem de pisos e veículos, irrigação de jardins. Em relação à Portaria do Ministério da Saúde Nº 2.914/11, verificou-se o não atendimento apenas aos padrões de potabilidade estabelecidos para os coliformes totais e fecais, não devendo, portanto, a água ser utilizada com finalidades potáveis.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:09:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1283414 bytes, checksum: f72bab77f56f7c862a3a8941ce4e81c2 (MD5) Previous issue date: 2007-02-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Potable water scarcity is an ancient problem ant it is being accentuated nowadays, mainly because of human population increase and the pollution of water resources. This situation has led the human beings to look for other water sources. The catchment of rainwater in residences appears to be an option of good perspectives, since it substitutes the use of potable for rain water where the first is not required. In the rain water catchment process, impermeable areas, such as the roof, are utilized. The rainwater is collected by drips and conducted through pipes to an underground reservoir where it can be stored. This water is general used for non potable usages, such as in toilet, showers, sink, wash-house and also for car wash and garden watering. This work deals with to study of the technical, economical and social viability of rainwater catchment in residences in the city of João Pessoa, state of Paraíba, in northeast Brazil.The catchment system comprised the roof, drips, pipes, sand filter, chlorination, lower reservoir and upper reservoir. The water treatment stage along with the good quality of rainwater allows it to be used for all domestic demands, except the potable one. Therefore, in this work, only the kitchen demand was considered for the potable water and all the other demands for non potable water. Three socio-economical residence standards were considered: a popular, a medium and a high one. Potable and non potable usages were assumes based on literature review and were considered 84,62, 87,65 and 89,63% for the non potable usage in the popular, medium and high socio-economical residence standards, respectively. The net present value (NPV) and the benefit/cost ratio were calculated for a twenty-year period for a residential rainwater system. The pay-back period was also calculated. These economical indicators were calculated for several lower reservoir capacities, varying from a ten-day equivalent capacity to a maximum of that calculated by the Rippl method. For the present water tax scenario the rainwater catchment showed to be an unviable alternative for the popular and medium socio-economical standards. For the high socio-economical standard the alternative showed to be economically viable, with NPV varying from R$ 1278,17 a R$ 2254,00, benefit/cost ration varying from 1,29 to 1,47 and payback period varying from 8,17 to 10,36 years. Furthermore, for future expected scenarios of water taxes, the rainwater cathment in residences showed to be an economical viable alternative, with NPV of up to R$ 32386,11for the high socio-economical residence standard and water tax equivalent to four times the current one. In order to discovery the population acceptability, 800 interviews were applied. Results showed that 66,1% of João Pessoa population have the knowledge of rainwater usage in residences, of which, 54,37% make use of it. Including the people who would use rainwater in residence if they knew the alternative, the potential use of this water would increase almost two thirds of the city population. / O problema da disponibilidade da água potável é antigo e vem se agravando com o passar do tempo, devido especialmente ao aumento da população e da poluição dos mananciais. Isto leva a procurar novas formas de aproveitamento da água. O aproveitamento de água pluvial surge como uma ação de boas perspectivas, pois substitui o uso de água potável onde a qualidade desta não é necessária. No processo de coleta de água de chuva, são utilizadas áreas impermeáveis, normalmente o telhado. A água de chuva coletada através de calhas, condutores verticais e horizontais é armazenada em reservatório, geralmente enterrado. A água armazenada deverá ser utilizada somente para consumo não potável, como em bacias sanitárias, chuveiros, lavatórios, lavagem de roupas e veículos e em torneiras de jardim. Este trabalho trata do estudo da viabilidade técnica e econômica da utilização de um sistema de coleta e aproveitamento da água de chuva, e da avaliação da opinião da população de João Pessoa PB sobre a implantação desse sistema para residências desta cidade. O sistema de capitação e armazenamento de águas pluviais foi concebido contendo o telhado, calhas, condutos verticais e horizontais, filtro de areia, cloração, reservatório inferior e reservatório superior. A etapa de tratamento (filtração e cloração) juntamente com uma boa qualidade inerente às águas pluviais, a torna passível de todos os usos numa residência, exceto o potável. Dessa forma, apenas a pia de cozinha (preparo de alimentos, lavagem de pratos, ingestão) ficou utilizando água potável fornecida pela concessionária. Foram considerados três tipos padrão de residências com níveis sócio-econômicos distintos: um popular, um médio e um terceiro de padrão alto. A distribuição de usos potáveis e dos não potáveis foi pesquisada na bibliografia e foi definida como sendo 84,62% de demanda por água não-potável (água pluvial) para a residência de padrão popular, 87,65% para o padrão médio e 89,63% para o padrão alto. Foram calculados os indicadores econômicos valor presente líquido (VPL) e razão benefício/custo, ambos para uma vida útil do sistema de 20 anos, além do período de retorno, para alguns valores possíveis de a capacidade do reservatório de acumulação, variando desde o máximo possível calculado pelo método de Rippl, até a um mínimo equivalente a dez dias de consumo da residência. Para o atual cenário de tarifas, o aproveitamento de águas pluviais no âmbito predial é alternativa economicamente inviável para os padrões popular e médio de residências. Para o padrão alto, em virtude do valor mais elevado de tarifa e de quantidade maiores de águas pluviais utilizadas, a alternativa é economicamente viável, com VPL variando de R$ 1.278,17 a R$ 2.254,00, razão benefício/custo variando de 1,29 a 1,47 e período de retorno variando de 8,17 a 10,36 anos. Por outro lado, para cenários futuros de valor de tarifa, o aproveitamento de águas pluviais em residências é alternativa economicamente viável, com VPL de até cerca de R$ 32.386,11 para o padrão alto de residência e valor de tarifa de água equivalente ao quádruplo do atual. Para se obter a opinião da população foram realizadas 800 entrevistas. Os resultados mostram que 66,1% da população tem conhecimento sobre a utilização da água de chuva, dos quais 54,37% a utilizam. Incluindo o percentual de entrevistados que utilizariam águas pluviais em residências caso tivessem conhecimento da opção, a parcela de utilização aumentaria para quase dois terços dentre a população pessoense, demonstrando um alto nível de aceitação da opção.

Neste estudo foram analisadas possíveis tendências de aumento da precipitação em nove estações pluviométricas na sub-bacia 87, incluindo Porto Alegre, no Estado do Rio Grande do Sul, para 50 anos de dados. Eventos extremos são responsáveis por muitos problemas, principalmente em áreas urbanas, e a frequência e a magnitude destes eventos podem aumentar com as alterações climáticas. No intuito de avaliar o impacto de alterações climáticas, em Porto Alegre, utilizou-se o modelo Long Ashton Research Station - Weather Generator (LARS-WG). O LARS-WG é um gerador estocástico capaz de simular cenários climáticos em escala local. Para cada série histórica das estações analisadas, na sub-bacia 87, foi aplicado o teste estatístico de Mann Kendall para identificar possíveis tendências nos dados anuais e trimestrais. Na estação de Porto Alegre também foi realizada pesquisa para identificar o aumento na frequência de ocorrência de alturas de precipitação em diferentes faixas e análise de tendência noshttp://www.bibliotecadigital.ufrgs.br/da.php?nrb=001053508&loc=2017&l=5219eb420c00bf62 dados sub-diários. A geração de séries sintéticas de precipitação para diferentes cenários teve como base os dados pluviométricos da série de Porto Alegre, que consistiu na utilização do período de 1974 a 2014 na geração da linha de base para calibração do LARS-WG. Após a geração de séries sintéticas de precipitação para um clima atual, foi selecionado o máximo diário anual e este foi desagregado em dados subdiários. Na sequência avaliou-se o impacto das alterações em três cenários do IPCC, A1B, A2 e B1. Em cada um dos arquivos de precipitação diária, geradas por projeção no LARS-WG, foi realizada a desagregação em precipitações sub-diárias Os resultados da aplicação do teste de Mann Kendall indicam tendência no aumento do total anual e no número de dias chuvosos (NDC). O trimestre que mais contribuiu para este aumento corresponde à primavera. Entretanto nas estações de Porto Alegre e Sapucaia do Sul, na região metropolitana de Porto Alegre, São Lourenço no Litoral Sul e Renânia e Serra do Pinto numa região de relevo acidentado próximo ao Litoral Norte também se identificou tendência de aumento no verão e no outono. Em Porto Alegre não foi verificada tendência na precipitação diária máxima anual, permitindo a utilização do LARS-WG que assume que as séries de dados diários observados são estacionárias e gera séries sintéticas com características estatísticas semelhantes à série de dados observados. Uma análise comparativa dos resultados entre as IDFs projetadas com o LARS-WG e a IDF definida por Weschenfelder et al. (2015) indica aumento das precipitações intensas. No primeiro período de projeção no cenário A1B, os desvios ficaram na faixa de 8 a 16% para quatro dos modelos, no cenário A2 os desvios ficaram na faixa de 9 a 19% e no cenário B1 de 7 a 19% em cinco modelos. Para o segundo período de projeção apresentou uma grande variabilidade com desvios entre -3 e 40%. O caminho para reduzir as incertezas é o monitoramento continuado das variáveis meteorológicas, pois a modelagem do clima só pode ser aprimorada com a incorporação de dados reais aos modelos. / This study analyzes possible trends of precipitation increase in nine rainfall stations in subbasin 87, including Porto Alegre, in the State of Rio Grande do Sul, for 50 years of data. Extreme events are responsible for many problems, especially in urban areas, and the frequency and magnitude of these events may increase with climate change. In order to evaluate the impact of climate change in Porto Alegre, the Long Ashton Research Station - Weather Generator (LARS-WG) model was used. The LARS-WG is a stochastic generator capable of simulating local scale climate scenarios. The Mann Kendall's statistical test was applied for each historical series of the analyzed stations in sub-basin 87 in order to identify possible trends in annual and trimestral data. At the Porto Alegre station, research was also conducted to identify the increase in the frequency of occurrence of precipitation heights in different bands and trend analysis in the sub-diary data. The generation of synthetic precipitation series for different scenarios was based on the pluviometric data of the Porto Alegre series, which consisted of the use of the period from 1974 to 2014 in the generation of the baseline for LARS-WG calibration After the generation of synthetic series of precipitation for a current climate, the maximum annual daily was selected and this was disaggregated in sub-diary data. The impact of the changes was then evaluated in three scenarios of the IPCC, A1B, A2 and B1. In each of the daily precipitation files generated by LARS-WG projection, disaggregation in sub-daily precipitation was conducted. The results of the Mann Kendall test indicate a trend in the annual total increase and in the number of rainy days (NDC). The trimester that contributed most to this increase is spring. However, in the Porto Alegre and Sapucaia do Sul stations, in the metropolitan area of Porto Alegre, São Lourenço in the South Coast and Renânia and Serra do Pinto, in an area of rugged relief near the North Coast, there was also a tendency to increase in summer and fall. In Porto Alegre, no trend was observed in the annual maximum daily precipitation, allowing the use of LARSWG, which assumes that the observed daily data series are stationary and generates synthetic series with similar statistical characteristics to the data series observed. A comparative analysis of the results between the IDFs projected with the LARS-WG and the IDF defined by Weschenfelder et al. (2015) indicates an increase in intense precipitation.

Atualmente existe uma forte demanda por planos e projetos de drenagem urbana, em vista do crescimento da urbanização e de novas exigências legais. Tais planos e projetos poderão esbarrar em uma ausência de relações Intensidade-Duração-Frequência (IDF) para a maioria das cidades brasileiras, em vista da inexistência de dados pluviográficos que possibilitem sua construção. Neste trabalho, foram estimadas relações IDF para todas as sedes municipais brasileiras a partir de estimativas de precipitação do satélite TRMM, que faz medições com resolução temporal de 3 horas. As chuvas máximas com durações menores do que 3 horas foram obtidas através de relação entre durações. As curvas IDF geradas foram comparadas com relações IDF clássicas, estabelecidas com dados pluviográficos. Adicionalmente, foram comparadas com um método alternativo clássico de obtenção de relações IDF em locais sem dados pluviográficos, em que os totais pluviométricos diários são desagregados para durações menores. Os resultados mostram que as curvas IDF geradas a partir do TRMM possuem incertezas, porém são uma alternativa tão eficiente quanto a utilização de chuvas desagregadas a partir de dados pluviométricos. / Nowadays, there is a need for urban drainage projects and planning in Brazil, due to continuing urbanization and a new legal framework. Such plans and projects will demand Intensity-Duration-Frequency (IDF) relations, at least for cities larger than 100.000 inhabitants. Such relations, as well as the pluviographic data which is needed to build them, are often unavailable in Brazil. In this research IDF relations were estimated based on 3-hourly TRMM precipitation estimates. They were then compared to standard IDF relations in sites with pluviographic data. In addition, TRMM IDF relations were compared with another alternative technique for places lacking pluviographic data. Results showed that TRMM estimation of the rainfall still has important uncertainties, but are an alternative method for places without rainfall data.

O aproveitamento de água de chuva no meio urbano vem ganhando interesse por parte da sociedade devido aos benefícios que esta prática proporciona, tais como: econômico, ambiental e contra alagamentos urbanos. Este interesse pode ser percebido pelo surgimento de regulamentações governamentais e comercialização no mercado nacional de produtos específicos para a captação, tratamento e armazenamento de água. Assim, quantificar os beneficios é um ponto chave para que o aproveitamento de água de chuva torne-se popular no ambiente urbano. Dentre os benefícios mensuráveis, a redução de alagamentos urbanos é o menos abordado, e, com frequência, para casos específicos, que não permitem a transferência dos resultados ou da metodologia de quantificação. O presente trabalho teve como motivador a escassez de trabalhos que abordassem o efeito do aproveitamento de água de chuva na vazão da rede pluvial, que a princípio de sua concepção metológica careceu de um método de dimensionamento que permitisse a obtenção de índices de desempenho esperados para o sistema de aproveitamento de água de chuva. Foi proposta então, uma metodologa de dimensionamento por meio de ábacos, estes por sua vez, foram criados a partir da técnica de Monte Carlo para séries sintéticas usadas na simulação de balanço de massa no reservatório de água de chuva para a obtenção de índices de desempenho em função do volume e da demanda estimada por água não potável. Os ábacos foram produzidos para todas as capitais brasileiras mais o distrito federal como forma de verificação da sua aplicabilidade para os diversos regimes pluviométricos existentes no Brasil. A partir do método de dimensionamento foi possível estabelecer cenários e premissas de projeto de sistemas de aproveitamento de água de chuva que, juntamente com dados observados de demandas por água para padrões de habitação popular e de classe alta no município de Porto Alegre, forneceram garantias de permanência do volume de espera para reservatórios em lotes residenciais. Os volumes de espera constituíram a condição inicial para simulação hidráulica de bacias hipotéticas com 10 e 25ha, escala compatível com a de loteamentos residenciais, porém para chuvas de projeto com duração crítica para a escala das bacias urbanas de Porto Alegre (1h). Os resultados da simulação apontaram para uma ineficácia na redução do pico de vazão, sendo observada apenas uma pequena redução no volume do hidrograma, em que o caso de habitações padrão popular apresentou os maiores descontos (~6% para 75% de garantia). A ineficiência em redução do pico de vazão na rede pluvial, para as características pluviométricas, de consumo e hidrológicas das bacias urbanas de Porto Alegre pode ser explicada pelo próprio propósito do aproveitamento de água de chuva que é o de apenas atender à demanda de água, não garantindo volumes de espera suficientes para causar tal efeito no pico de vazão da rede pluvial. / There is an increasing interest from the society in rainwater harvesting and use in urban areas, due to the benefits that this practice provides, such as: economic, environmental and urban flooding control. This interest may be perceived by the emergence of government regulations and increased availability of specific products in the domestic market for the capture, processing and storage of water. Consequently, quantifying the benefits is a key element for allowing the use of rainwater to become popular in the urban environment. Among the measurable benefits, the use of rainwater as a contribution to the reduction of urban flooding is the least discussed; when available, the results are often valid only for specific cases, do not allowing their generalization and application to different scenarios and configurations. The present work was motivated by the scarcity of studies that addressed the effect of the use of rainwater in the reduction of urban runoff, and the lack of design methods that could allow the estimation of performance indicators for the rainwater harvesting and use systems. A graphical design method (using abacuses) is proposed. Abaci were created from the application of the Monte Carlo technique, applied to synthetic series used in the mass balance simulation of rainwater reservoirs, to obtain performance indices as function of the volume and the estimated demand for non-potable water. The abaci were produced for all Brazilian capitals and also the Federal District, in order to verify their applicability to different rainfall regimes existing in Brazil. The use of the graphical design method allowed creating different scenarios and assumptions for designing systems for rainwater use. The combination of these scenarios with observed data of water demand, applied to two different urbanization patterns (low income dwellings and upper class habitation), in the municipality of Porto Alegre, allowed the assessment of the probability of different retention volumes for reservoirs in residential lots. The expected volumes constituted the initial condition for hydraulic simulation of hypothetical watersheds with 10 and 25ha, scale compatible with the residential subdivisions of urban catchments in Porto Alegre, using critical rain durations (1h). The simulation results implied an ineffectiveness in reducing the peak flow, as only a small reduction in the volume of the hydrograph was obatained, with the higher reduction (~ 6% to 75% guarantee) observed for the low-income dwellings. The inefficiency in reducing the peak flow for the rainfall and consumption Porto Alegre characteristics, as well the hydrological characteristics of their urban watersheds, can be explained by the purpose of the rainwater harvesting that is the only meet the demand for water, not ensuring sufficient available volume to cause such effect on the peak flow in the conducts.

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The objective of this research is to analyze the climatic variability of rainfall related to atmospheric systems in the regional scale and with air temperature (ºC) and rainfall (mm) in the local scale, cited by Ribeiro (1993). Physical geographic elements (geomorphology, hypsometry, declivity, slope exposure and land use). Rainfall data were collected from the National Water Agency (ANA) in the historical series of 1974 - 2016 (42 years). In order to obtain the local data, 7 thermohygrometers were installed (for the recording of the air temperature (ºC)) and pluviográfos (for rainfall data collection (mm)). The data was tabulated in Excel spreadsheets. The results of the regional precipitation were: rainfall accumulation in the North and West portions of the study area was observed in the spatialization of the rainfall average and a decrease in rainfall occurred in the southern and eastern portions of the basin; the rainfall variability of the four pluviometric stations at the regional scale was found to be above average and (54.14%) below Piranhas-GO, averaging 1,661.5 mm (42.86%); the stations of Córrego do Ouro (1,539.3 mm) and Montividiu-GO (1,457.8 mm) obtained the same results of 47.61% above the average and 52.39% below the average; the precipitation trend along the 4 stations, there was an insignificant correlation because the R² value was less than 1; in the 1980s, it was classified as "rainy" with precipitations above 2,000.0 mm, in 1990 it was classified as "dry" for all stations (875.9 to 1013.6 mm). This precipitation variability is related to regional atmospheric systems; e) on the regional atmospheric conditions and the variability of the maximum and minimum daily air temperature (ºC) and rainfall (mm) in the local scale, it was observed that the maximum temperatures recorded their highest values in the months of September, October and November under the action of the South Atlantic and Tropical Continental masses, causing high temperatures, in P1 were recorded 49.2 ºC and in P7, 46.1 ºC in September / 2017. The minimum temperatures were recorded in the months of June, July and August / 2017, under the influence of the cold fronts, where the temperature decreased, with the lowest value recorded in P7 - 7.0 ºC in the month of July / 2017. Rainfall is heterogeneous, collection point P5 recorded the highest monthly precipitation in the month of November / 2016, with 411.6 mm, month in which it is associated to the southward shift of the South Atlantic Convergence Zone (SACZ). The lowest total monthly volume of precipitation in the study area was 5.3 mm for the month of July / 2017, in this period the masses are characterized as dry and cold. As for the spatialization of absolute maximum and minimum temperatures, an interrelation of the physical-geographic factors was observed; the P1 recorded the highest temperatures (47.3 ºC, 48.0 ºC, 49.2 ºC) located in the eastern end of the basin, and, associated to land use, hypsometry, geomorphology, slope and slope exposure respond to the results. The P5 located at the northern end of the basin presented the absolute maximum monthly temperature of (43.6 ºC, 44.5 ºC and 45.8 ºC) associated to the topoclimatic factor, being this highest point of the basin (834 m). Absolute minimum temperatures were concentrated in the center of the basin at P3 and P7, which are lower points, located in valley bottom, with pasture land use; P3 - 8.4 ºC and P7 - 7.0 ºC were registered in these points in July / 2017. / Resumo: Com base na gênese e na dinâmica atmosférica, podem ser evidenciadas diversas relações de causa e efeito no conjunto formado pela atmosfera e a superfície. Apesar de o clima ser regido pela ação da radiação solar e pelos fatores naturais de superfície, a ação do homem, através das formas de uso e ocupação das terras no espaço, vem provocando alterações climáticas, principalmente em escalas locais. O estudo foi realizado na bacia hidrográfica do Médio Caiapó, Oeste Goiano, entre as coordenadas geográficas de 16° 22′ 40″ e 16° 25′ 21″ latitude Sul e 51° 20′ 58″ e 51° 04′ 28″ longitude Oeste. O objetivo desta pesquisa é analisar a variabilidade climática da precipitação pluvial relacionando-a com os sistemas atmosféricos na escala regional e com temperatura do ar (ºC) e a precipitação pluvial (mm) na escala local, citada por Ribeiro (1993), relacionando com os elementos físicogeográficos (geomorfologia, hipsometria, declividade, exposição da vertente e uso da terra). Os dados das precipitações pluviais regionais foram adquiridos junto aos postos pluviométricos da Agência Nacional das Águas – ANA na série histórica de 1974 – 2016 (42 anos). Para a obtenção dos dados locais foram instalados 7 termohigrômetros (para o registro da temperatura do ar (ºC)) e pluviográfos (para coleta de dados de precipitação pluvial (mm)). Os dados foram tabulados em planilhas do Excel. Os resultados da precipitação regional foram: na espacialização da média pluvial notou-se um acúmulo de precipitação nas porções Norte e Oeste da área de estudo, e que ocorreu uma diminuição das precipitações nas porções Sul e Leste da bacia; a variabilidade das precipitações pluviais dos 4 postos pluviométricos, na escala regional, constatou-se que em Piranhas-GO obteve a média de 1.661,5 mm (42,86%) registraram acima de média e (54,14%) abaixo; os postos de Córrego do Ouro (1.539,3 mm) e Montividiu-GO (1.457,8 mm) obteve os mesmos resultados de 47,61% acima da média e 52,39% abaixo da média; a tendência das precipitações ao longo dos 4 postos, houve uma correlação insignificativa pois o valor de R² foi menor que 1; aos anos-padrão, 1980 foi classificado como “chuvoso” com precipitações acima de 2.000,0 mm, no ano de 1990 foi classificado como “seco” para todos os postos (875,9 a 1.013,6 mm). Essa variabilidade da precipitação está relacionada com os sistemas atmosféricos regionais; e) sobre as condições atmosféricas regionais e a variabilidade da temperatura do ar (ºC) máxima e mínima absoluta diária e precipitação pluvial (mm) na escala local constatou-se, que as temperaturas máximas registraram seus maiores valores nos meses de setembro, outubro e novembro sob a atuação das massas do Atlântico Sul e Tropical Continental, ocasionando altas temperaturas, no P1 foram registrados 49,2 ºC e, no P7, 46,1 ºC em setembro/2017. As temperaturas mínimas foram registradas nos meses de junho, julho e agosto/2017, sob a influência das entradas das frentes frias, em que ocorreu a diminuição da temperatura, sendo o menor valor registrado no P7 – 7,0 ºC no mês de julho/2017. A precipitação pluvial é heterogênea, o ponto de coleta P5 registrou a maior precipitação mensal no mês de novembro/2016, com 411,6 mm, mês em que está associada ao deslocamento para o sul da Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS). O Menor do volume total mensal de precipitação na área de estudo foi de 5,3 mm para o mês de julho/2017, neste período as massas são caracterizadas como seca e frio. Quanto à espacialização das temperaturas máximas e mínimas absolutas, observou-se uma inter-relação dos elementos físicogeográficos; o P1 registrou as maiores temperaturas (47,3 ºC; 48,0 ºC; 49,2 ºC) localizadas no extremo leste da bacia, e, associadas ao uso da terra, hipsometria, geomorfologia, declividade e exposição da vertente respondem aos resultados. O P5 localizado no extremo norte da bacia apresentou a temperatura máxima absoluta mensal de (43,6 ºC, 44,5 ºC e 45,8 ºC) associadas ao fator topoclimático, sendo este o ponto mais alto da bacia (834 m). As temperaturas mínimas absolutas concentraram-se no centro da bacia, no P3 e P7, que são pontos mais baixos, localizados em fundo de vale, com uso da terra para pastagem; nesses pontos foram registrados P3 – 8,4 ºC e no P7 – 7,0 ºC no mês de julho/2017.

O uso de incentivos econômicos é uma realidade na busca do desenvolvimento sustentável. No setor da drenagem urbana não é diferente. Para este setor a sustentabilidade é a reprodução do comportamento hidrológico natural de uma área, utilizando técnicas descentralizadas de micro-gestão, representada pelo Desenvolvimento Urbano de Baixo Impacto (Low Impact Development – LID). O objetivo da presente pesquisa foi analisar o uso de incentivos econômicos para a drenagem urbana, de modo a induzir e financiar o planejamento sustentável em desenvolvimento consolidados e novos, em escala de lote urbano, segundo as técnicas do LID. Para tanto, foram desenvolvidas três etapas metodológicas: (i) a aplicação do planejamento sustentável da drenagem urbana em desenvolvimentos consolidados e novos; (ii) o desenvolvimento dos incentivos econômicos; e (iii) a validação dos incentivos econômicos. Para aplicar as etapas metodológicas foram utilizadas três micro-bacias urbanas do município de Porto Alegre/RS com diferenças físicas, sócio-econômicas e quanto aos problemas relacionados à drenagem urbana. O planejamento sustentável foi simulado nos lotes com características médias nas micro-bacias. A partir destas simulações, e das próprias características das micro-bacias, foram estabelecidos os incentivos econômicos. A validação dos incentivos foi realizada por meio da aplicação de questionários aos proprietários dos lotes, utilizando o Método de Valoração Contingente (MVC), para estimar a Disposição a Pagar (DAP) e a Receber (DAR) dos proprietários para resolver os problemas do setor. Os resultados sugerem que utilizar incentivos positivos é a melhor solução (por exemplo, redução de impostos). Com isso, o controle do escoamento pluvial seria efetivamente estimulado, pois os incentivos positivos são os mais aceitos pelos proprietários, e os custos envolvidos neste controle em escala de lote são inferiores aos normalmente obtidos com as técnicas de controle do escoamento pluvial na macrodrenagem. Constatou-se que a existência de problemas e já ter sofrido um prejuízo qualquer são as variáveis com maior correlação direta com o aumento da DAP e DAR. Como conclusão final, acredita-se que um incentivo econômico positivo serviria para um processo de educação ambiental na drenagem urbana com objetivo de formar cidadãos conscientes e atuantes na busca de um ambiente sustentável. / The use of economic incentives is a reality in the pursuit of sustainable development. In the sector of urban drainage is no different. For this sector sustainability is the reproduction of the natural hydrology of an area, using decentralized techniques of micro-management, represented by the Low Impact Development (LID). The objective of this research was to examine the use of economic incentives for urban drainage, in order to induce and fund its sustainable planning of old and new developments in scale urban lot, according to the techniques of LID. For this purpose, we developed three methodological steps: (i) the implementation of sustainable urban drainage planning in old and new developments, (ii) the development of economic incentives, and (iii) the validation of economic incentives. To apply the methodological steps were used three urban micro-basins of the municipality of Porto Alegre / RS with differences physicals, socio-economic and on the problems related to urban drainage. The sustainable planning was simulated in lots with average characteristics in micro-basins. From these simulations and the actual characteristics of micro-basins were established economic incentives. The validation of the incentives was accomplished through the use of questionnaires to the owners of the lots, using the Contingent Valuation Method (CVM) to estimate the Willingness to Pay (WTP) and Receivable (WTR) for owners to resolve those problems. The results suggest that use positive incentives are the best solution (eg, tax cuts). With this control would be effectively encouraged, because the positive incentives are more accepted by the owners, and the costs involved in controlling scale batch are lower than those generally obtained with the control techniques in macrodrainage. It was found that the existence of problems and that they suffered any damage variables are more directly correlated with the increase in DAP and DAR. As a final conclusion it is believed that a positive economic incentive to serve a process of environmental education in urban drainage aiming to educate citizens aware and active in seeking a sustainable environment.

Atualmente existe uma forte demanda por planos e projetos de drenagem urbana, em vista do crescimento da urbanização e de novas exigências legais. Tais planos e projetos poderão esbarrar em uma ausência de relações Intensidade-Duração-Frequência (IDF) para a maioria das cidades brasileiras, em vista da inexistência de dados pluviográficos que possibilitem sua construção. Neste trabalho, foram estimadas relações IDF para todas as sedes municipais brasileiras a partir de estimativas de precipitação do satélite TRMM, que faz medições com resolução temporal de 3 horas. As chuvas máximas com durações menores do que 3 horas foram obtidas através de relação entre durações. As curvas IDF geradas foram comparadas com relações IDF clássicas, estabelecidas com dados pluviográficos. Adicionalmente, foram comparadas com um método alternativo clássico de obtenção de relações IDF em locais sem dados pluviográficos, em que os totais pluviométricos diários são desagregados para durações menores. Os resultados mostram que as curvas IDF geradas a partir do TRMM possuem incertezas, porém são uma alternativa tão eficiente quanto a utilização de chuvas desagregadas a partir de dados pluviométricos. / Nowadays, there is a need for urban drainage projects and planning in Brazil, due to continuing urbanization and a new legal framework. Such plans and projects will demand Intensity-Duration-Frequency (IDF) relations, at least for cities larger than 100.000 inhabitants. Such relations, as well as the pluviographic data which is needed to build them, are often unavailable in Brazil. In this research IDF relations were estimated based on 3-hourly TRMM precipitation estimates. They were then compared to standard IDF relations in sites with pluviographic data. In addition, TRMM IDF relations were compared with another alternative technique for places lacking pluviographic data. Results showed that TRMM estimation of the rainfall still has important uncertainties, but are an alternative method for places without rainfall data.