É fato que a crescente urbanização e a conseqüente impermeabilização do solo são alguns dos principais fatores que interferem no escoamento das águas de chuva. Isso se retrata na aceleração do escoamento, com a diminuição dos tempos de trânsito e aumento dos picos de vazão. É cada vez mais freqüente a ocorrência de inundações em áreas que anteriormente não eram atingidas. A impermeabilização de grandes áreas que possam vir a interferir nas condições hidrológicas de determinada região deve ser analisada pelos órgãos fiscalizadores. O meio técnico e acadêmico se vê frente a frente com o desafio de pesquisar, estudar, analisar e propor técnicas que possam atenuar os efeitos causados pelas chuvas em áreas densamente urbanizadas. Este trabalho intenciona dar uma contribuição à drenagem urbana e vem propor a adoção de uma técnica compensatória que se mostrou muito eficiente. Trata-se do pavimento permeável do tipo sem infiltração no solo. Este dispositivo foi implantado de maneira convencional em um estacionamento na Universidade de São Paulo e contou com o suporte financeiro da Prefeitura do Município de São Paulo. Foram monitorados dois tipos de estrutura com revestimentos de BCP e CPA, durante o período de 6 meses. A instrumentação constou de uma estação pluviométrica e 4 sensores de nível instalados em caixas coletoras dotadas de vertedouros. Durante a pesquisa foi desenvolvido um modelo matemático para validação do modelo físico. Ao final dos estudos concluiu-se que o desempenho do pavimento permeável para os dois tipos de estruturas monitoradas resultou em amortecimento da vazão afluente entre 28% e 87% no BCP e 56% e 85% no CPA. Portanto, esse tipo de dispositivo se mostrou muito eficiente. / The increasing urbanization and the consequent imperviousness of the soil are the main factors that may interfere with the flow of stormwater. It causes the accelerating of the flow with the decrease in transit times and the increase of peak flows. The occurrence of flooding in areas not previously affected is getting more frequently. The imperviousness of large areas that may interfere with the hydrological conditions of a region should be analyzed by the technicians. The technicians and academics find themselves face to face with the challenge of researching, studying, analyzing and proposing techniques that can mitigate the effects caused by rain in densely urbanized areas. This study intends to give a contribution to the urban drainage and is proposing the adoption of a compensatory technique that has proved very efficient. This is the type of permeable pavement without infiltration into the soil. This device was implanted in a conventional way in a parking lot at the University of Sao Paulo with the financial support of the Sao Paulo City Hall. During 6 months two types of permeable pavements covered with permeable interlocking concrete pavement and porous pavement were monitored. The instrumentation consisted of a rain collector and four level sensors installed in collection boxes provided with spillways. During the research it was developed a mathematical model to validate the physical model. At the end of the studies it was concluded that the performance of permeable pavement for the two types of structures monitored resulted in weakening of flow between 28% and 87% in the permeable interlocking concrete pavement and 56% and 85% in the porous pavement. Therefore, this type of device was very effective.

É fato que a crescente urbanização e a conseqüente impermeabilização do solo são alguns dos principais fatores que interferem no escoamento das águas de chuva. Isso se retrata na aceleração do escoamento, com a diminuição dos tempos de trânsito e aumento dos picos de vazão. É cada vez mais freqüente a ocorrência de inundações em áreas que anteriormente não eram atingidas. A impermeabilização de grandes áreas que possam vir a interferir nas condições hidrológicas de determinada região deve ser analisada pelos órgãos fiscalizadores. O meio técnico e acadêmico se vê frente a frente com o desafio de pesquisar, estudar, analisar e propor técnicas que possam atenuar os efeitos causados pelas chuvas em áreas densamente urbanizadas. Este trabalho intenciona dar uma contribuição à drenagem urbana e vem propor a adoção de uma técnica compensatória que se mostrou muito eficiente. Trata-se do pavimento permeável do tipo sem infiltração no solo. Este dispositivo foi implantado de maneira convencional em um estacionamento na Universidade de São Paulo e contou com o suporte financeiro da Prefeitura do Município de São Paulo. Foram monitorados dois tipos de estrutura com revestimentos de BCP e CPA, durante o período de 6 meses. A instrumentação constou de uma estação pluviométrica e 4 sensores de nível instalados em caixas coletoras dotadas de vertedouros. Durante a pesquisa foi desenvolvido um modelo matemático para validação do modelo físico. Ao final dos estudos concluiu-se que o desempenho do pavimento permeável para os dois tipos de estruturas monitoradas resultou em amortecimento da vazão afluente entre 28% e 87% no BCP e 56% e 85% no CPA. Portanto, esse tipo de dispositivo se mostrou muito eficiente. / The increasing urbanization and the consequent imperviousness of the soil are the main factors that may interfere with the flow of stormwater. It causes the accelerating of the flow with the decrease in transit times and the increase of peak flows. The occurrence of flooding in areas not previously affected is getting more frequently. The imperviousness of large areas that may interfere with the hydrological conditions of a region should be analyzed by the technicians. The technicians and academics find themselves face to face with the challenge of researching, studying, analyzing and proposing techniques that can mitigate the effects caused by rain in densely urbanized areas. This study intends to give a contribution to the urban drainage and is proposing the adoption of a compensatory technique that has proved very efficient. This is the type of permeable pavement without infiltration into the soil. This device was implanted in a conventional way in a parking lot at the University of Sao Paulo with the financial support of the Sao Paulo City Hall. During 6 months two types of permeable pavements covered with permeable interlocking concrete pavement and porous pavement were monitored. The instrumentation consisted of a rain collector and four level sensors installed in collection boxes provided with spillways. During the research it was developed a mathematical model to validate the physical model. At the end of the studies it was concluded that the performance of permeable pavement for the two types of structures monitored resulted in weakening of flow between 28% and 87% in the permeable interlocking concrete pavement and 56% and 85% in the porous pavement. Therefore, this type of device was very effective.

京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第24887号 / 工博第5167号 / 新制||工||1987(附属図書館) / 京都大学大学院工学研究科都市社会工学専攻 / (主査)教授 角 哲也, 教授 堀 智晴, 教授 山上 路生 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DGAM

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

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

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:09:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte2.pdf: 1283524 bytes, checksum: 82414a2866e0921004f86255c205b056 (MD5) Previous issue date: 2006-03-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The urban floods are constituted one of the most important impacts on the society. Those impacts could happen due to the urbanization or to the natural flood of the riverside area. In the current context, several prevention and protection measures against urban floods are adopted, in general, measures of corrective character. The measures can be structural (when they modify the fluvial system and reduce risks of flood damages) and non-structural (a better coexistence of the population with the floods). This project has as main aim the elaboration of a plan of measures that contemplates the prevention aspects against the occupation of the spaces with flood risks, through structural and non-structural measures, associated or not, for the municipal districts located within Mamanguape river basin in Paraíba State, prone to floods since almost all of them occupy the flood plains of the main water courses. Several problems could be associated with the occurrence of those events: inadequate occupation of the river beds; lack of resources for dwelling and waste water system; lack of planning for the occupation of the urban space; and lack of systems for catastrophe alert and for evacuation of the flooded areas. Therefore, it is presented practical and efficient solutions for the best use of the risk areas, which would lead to a better life quality for the urban areas. The effective participation of the public government and the responsible department for the environmental and urban administration in the implementation of a politics of environmental education and elaboration of a management plan that prioritizes the flood control in the urban areas is indispensable / As inundações urbanas constituem-se num dos mais importantes impactos sobre a sociedade. Esses impactos podem ocorrer devido à urbanização ou à inundação natural da várzea ribeirinha. No contexto atual, diversas medidas de prevenção e proteção contra enchentes urbanas são adotadas, em geral, medidas de caráter corretivo. As medidas podem ser estruturais (quando modificam o sistema fluvial evitando os prejuízos decorrentes das enchentes) e não-estruturais (melhor convivência da população com as enchentes). Este projeto tem como abordagem principal a elaboração de um plano de medidas que contemple os aspectos de prevenção contra a ocupação dos espaços de riscos de enchentes, através de medidas estruturais e não-estruturais, associadas ou não, para os municípios localizados na Bacia do Rio Mamanguape/PB, que apresentam tendências a cheias por ocuparem, na sua maioria, as planícies de inundação de importantes cursos d água. Diversos problemas podem estar associados à ocorrência desses eventos: ocupação inadequada dos leitos dos rios; falta de recursos para moradia e saneamento; falta de planejamento de ocupação do espaço urbano; e inexistência de sistemas de alerta em catástrofes e de planos de desocupação de áreas atingidas. Portanto, são apresentadas soluções práticas e eficientes para o melhor aproveitamento das áreas de risco, o que possibilitará uma melhor qualidade de vida no meio urbano. A participação efetiva do poder público e dos órgãos responsáveis pela gestão ambiental e urbana na implementação de uma política de educação ambiental e na elaboração de um plano diretor que priorize o controle de inundação no meio urbano deve ser imprescindível

The aim of this study is to propose a set of adaptive strategies and design solutions to manage floods and storm water in cities from the perspective of an architect and urban planner, based on empirical evidence and the level of effectiveness of the suggested measures. The study takes as an example the city of Bilbao due to its high risk of suffering fluvial and pluvial flooding exacerbated by tidal variations and see level rise projections. Based on the application of adaptation strategies grounded on the use of green solutions and innovative design, scientific literature and ongoing initiatives an projects in cities have been reviewed to prepare a complete state-of-the-art of measures and experiences to minimize the risk of flooding and provide co-benefits to Climate Change such as fresh water storage, biodiversity, water treatment, quality public spaces, etc. The applicability of this inventory of solutions is analyzed in detail for the case study of Bilbao, taking into account the current situation with regard: a) plans, b) stakeholders involved, c) needs and d) opportunities, and in order to give a respond to the lack of concreteness of many of the existing proposals against adaptation to Climate Change and flooding. The result are four different projects in hotspot areas of the city that put into practice the previously gathered measures organized in drainage systems (from the source to the downstream control). Recommendations are suggested for plans (General Master Plan) and policies to accompany the physical solutions and to set a complete basis for its operative use by public institutions (Bilbao City Council) or even professional practitioners (architects, urban designers, landscape architects, engineers). In sum, the paper seeks to propose alternatives to the traditional defensive approach of flooding prevention by implementing measures that provide other benefits for cities against Climate Change.

Em 1º de janeiro de 2010 uma grande enchente atingiu o município de São Luiz do Paraitinga/SP, causando enorme destruição, principalmente, ao seu patrimônio histórico. Após o desastre, a cidade viveu um intenso processo de Reconstrução. A pesquisa visa entender e registrar o episódio sob a ótica de quem o vivenciou, e procura relacioná-lo com o processo de expansão de ocupação urbana. Além disso, tem o intuito de apresentar as ações de recuperação e discutir os processos durante esse trabalho. Para tanto, traça um panorama de São Luiz do Paraitinga a partir de suas condições físicas e da bacia hidrográfica do Paraitinga, na qual se insere, relacionando suas peculiaridades e as transformações ambientais. Aborda a questão socioeconômica do município, contextualizando sua importância histórica com destaque aos aspectos culturais e, ao patrimônio arquitetônico, herança do período cafeeiro, que deram a São Luiz do Paraitinga, o título de patrimônio estadual e nacional. Através da análise da expansão urbana, partindo de bibliografia, pesquisa em campo, comparação de imagens antigas e atuais apresenta a condição da cidade e seus conflitos ambientais urbanos até o momento anterior à enchente. Então, relata o evento da grande cheia ocorrida no dia 1º de janeiro de 2010 com o início do transbordamento do Rio Paraitinga, até o ápice da inundação no dia 2 de janeiro, deixando o centro da cidade submerso e provocando o arruinamento de vários imóveis. Na sequência são elencados os danos causados e a situação caótica após a vazão das águas. Distingue-se o período denominado de Reconstrução em dois momentos, o primeiro versa sobre as ações emergenciais e o segundo trata as ações de planejamento. Considerando a importância do patrimônio arquitetônico luizense, os danos sofridos e a forte intervenção para sua recuperação, abordam-se as novas diretrizes estabelecidas, bem como, os projetos de reconstrução a partir de quatro imóveis representativos. Por fim, o trabalho retoma as principais considerações feitas ao longo do trabalho e expõe algumas possibilidades para o futuro da cidade, entre elas: a necessidade de compreensão da bacia hidrográfica e de ações a nível regional para resolver as cheias do Paraitinga; a reconciliação da cidade com esse rio; a responsabilidade na prevenção e fiscalização para que novas ocupações não interfiram na dinâmica dos rios. Lembrando que a irresponsabilidade, omissão do Poder Público e interesses particulares propiciaram a criação de áreas de risco e vulneráveis a enchentes. Quanto à questão patrimonial, mostra-se imprescindível a implantação de programas de educação patrimonial, a recomposição do conjunto histórico e o tratamento das feridas deixadas pelas obras de contenção que ainda impactam na paisagem urbana. Reafirma-se, que a enchente, foi um divisor de águas para o município e apesar de ter sido uma catástrofe também trouxe oportunidades. São Luiz encontrou na coragem da comunidade e no trabalho coletivo um meio de avançar e sair da crise. Mas o desafio ainda está posto, e há muito por ser feito, lição deixada pela grande enchente de 2010 e que não deve ser esquecida. / On January 1st, 2010, a major flood hit the city of São Luiz do Paraitinga/SP, causing great destruction, mainly to its historical heritage. After the disaster, the city experienced an intense process of Reconstruction. The research aims to understand and record the episode under the perspective of those who lived it, and seeks to relate it to the process of expansion of urban occupation. Moreover, it intends to present the recovery actions and discuss the process during this work. To this end, it draws an overview of São Luiz do Paraitinga from its physical conditions and the hydrographic basin of Paraitinga, relating the peculiarities of it and its environmental transformations. It addresses the social and economic issues of the city, contextualizing its historical significance highlighting the cultural aspects and the architectural patrimony, heritage of the coffee period, which gave São Luiz do Paraitinga the title of State and National Patrimony. Through the analysis of urban expansion, starting from the literature, field research, comparison of past and present images, the condition of the city and its urban environmental conflicts until the moment right before the flood presents itself. Then, it reports the big flood that occurred on January 1st, 2010, with the beginning of Paraitinga Rivers overflow until the flood peak on January 2nd, leaving the city center submerged and causing collapse of several properties. Following, there are listed the damage and chaotic situation after the water flow. The time known as Reconstruction is distinguished in two moments: the first one deals with the emergencial actions, and the second one with planning actions. Considering the importance of local architectural patrimony, the damage done and the strong intervention for its recovery, new established guidelines are approached, as well as the reconstruction projects starting from four representative properties. At last, the paper refers to the main considerations made throughout the work and exposes some possibilities to the future of the city, including: the necessity of understanding the hydrographic basin and the action, on a regional level, to solve Paraitinga Rivers spate; the reconciliation of the city with the river; the responsibility of preventing and monitoring to avoid that new occupations interfere in the dynamic of the rivers. Remembering that the irresponsibility government, omission and private interests enabled the occurance of risk areas vulnerable to floods. As for the patrimonial issue, it appears to be indispensable the implementation of education programs regarding the patrimony, the restoration of historic site and the treatment of the wounds left by the containment works that yet cause impact on the urban landscape. It is essential to reassert that the flood was a turning point to the city and even though it was a catastrophe, also brought opportunities. São Luiz found in the courage of its community and the collective work a way to move forward and overcome the crisis. But the challenge is still set, and there is still a lot to be done, lesson left by the great flood of 2010 that shall not be forgotten.

This thesis provides a novel investigation into rainfall-runoff processes occurring within a unique two-tiered depth-driven overland flow physical modelling environment, as well as within a numerical model context where parameterisation and DEM/building resolution influences have been investigated using an innovative de-coupled methodology. Two approaches to simulating urban rainfall-runoff responses were used. Firstly, a novel, 9 m2 physical modelling environment consisting of a: (i) a low-cost rainfall simulator component able to simulate consistent, uniformly distributed rainfall events of varying duration and intensity, and; (ii) a modular plot surface layer was used. Secondly, a numerical hydroinundation model (FloodMap2D-HydroInundation) was used to simulate a short-duration, high intensity surface water flood event (28th June 2012, Loughborough University campus). The physical model showed sensitivities to a number of meteorological and terrestrial factors. Results demonstrated intuitive model sensitivity to increasing the intensity and duration of rainfall, resulting in higher peak discharges and larger outflow volumes at the model outflow unit, as well as increases in the water depth within the physical model plot surface. Increases in percentage permeability were also shown to alter outflow flood hydrograph shape, volume, magnitude and timing due to storages within the physical model plot. Thus, a reduction in the overall volume of water received at the outflow hydrograph and a decrease in the peak of the flood event was observed with an increase in permeability coverage. Increases in the density of buildings resulted in a more rapid receding limb of the hydrograph and a steeper rising limb, suggesting a more rapid hydrological response. This indicates that buildings can have a channelling influence on surface water flows as well as a blockage effect. The layout and distribution of permeable elements was also shown to affect the rainfall-runoff response recorded at the model outflow, with downstream concentrated permeability resulting in statistically different hydrograph outflow data, but the layout of buildings was not seen to result in significant changes to the outflow flood hydrographs; outflow hydrographs appeared to only be influenced by the actual quantity and density of buildings, rather than their spatial distribution and placement within the catchment. Parameterisation of hydraulic (roughness) and hydrological (drainage rate, infiltration and evapotranspiration) model variables, and the influence of mesh resolution of elevation and building elements on surface water inundation outputs, both at the global and local level, were studied. Further, the viability of crowdsourced approaches to provide external model validation data in conjunction with dGPS water depth data was assessed. Parameterisation demonstrated that drainage rate changes within the expected range of parameter values resulted in considerable losses from the numerical model domain at global and local scales. Further, the model was also shown to be moderately sensitive to hydraulic conductivity and roughness parameterisation at both scales of analysis. Conversely, the parameterisation of evapotranspiration demonstrated that the model was largely insensitive to any changes of evapotranspiration rates at the global and local scales. Detailed analyses at the hotspot level were critical to calibrate and validate the numerical model, as well as allowing small-scale variations to be understood using at-a-point hydrograph assessments. A localised analysis was shown to be especially important to identify the effects of resolution changes in the DEM and buildings which were shown to be spatially dependent on the density, presence, size and geometry of buildings within the study site. The resolution of the topographic elements of a DEM were also shown to be crucial in altering the flood characteristics at the global and localised hotspot levels. A novel de-coupled investigation of the elevation and building components of the DEM in a strategic matrix of scenarios was used to understand the independent influence of building and topographic mesh resolution effects on surface water flood outputs. Notably, the inclusion of buildings on a DEM surface was shown to have a considerable influence on the distribution of flood waters through time (regardless of resolution), with the exclusion of buildings from the DEM grid being shown to produce less accurate results than altering the overall resolution of the horizontal DEM grid cells. This suggests that future surface water flood studies should focus on the inclusion and representation of buildings and structural features present on the DEM surface as these have a crucial role in modifying rainfall-runoff responses. Focus on building representation was shown to be more vital than concentrating on advances in the horizontal resolution of the grid cells which make up a DEM, as a DEM resolution of 2 m was shown to be sufficiently detailed to conduct the urban surface water flood modelling undertaken, supporting previous inundation research.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente estudo objetiva contribuir para a construção de uma metodologia que possa integrar as abordagens da presença e da circulação da água em ambientes urbanos, destacando o caso das enchentes, por meio da criação de um mapeamento que consiga espacializar em detalhe o fenômeno. Além disso, uma análise que permita uma visão integrada da água - sua circulação, armazenamento e interações sócio-ambientais, que se estabeleceram ao longo da história, relacionando-a às transformações urbanas oriundas também das intervenções governamentais. Essa perspectiva de análise foi inserida na área da Grande Tijuca Zona Norte do município do Rio de Janeiro (RJ) - densamente habitada, com histórico de utilização da água apresentando problemas desde o processo de ocupação inicial. Hoje, problemas relacionados ao abastecimento de água pela rede geral da cidade e ligados à circulação superficial das águas em épocas de chuvas intensas, ocasionando as freqüentes enchentes urbanas; assolam a população. O que se busca identificar é a intensidade das mudanças ocorridas no ambiente no que diz respeito aos problemas relacionados à água: o aumento na demanda por abastecimento da rede geral de água; o saneamento básico; ao aporte de efluente de esgoto sobre os canais de drenagem principais e sobre a rede geral de esgoto; além do escoamento superficial das águas pluviais, que ocasionam as enchentes. Foram utilizadas como metodologia: o levantamento histórico da evolução urbana e a presença da água nos bairros, assim como o levantamento das características físicas do ambiente, a análise de políticas públicas e como a circulação da água nos bairros da Grande Tijuca se integra no espaço. Para a presença e o uso dos recursos hídricos, recorreram-se aos dados censitários do IBGE, visando uma análise evolutiva de 1991 a 2000, que resultaram em mapeamentos. Além disso, foi realizada uma inédita Carta de Enchentes de 2006, que espacializa o fenômeno em uma escala de 1:8000 e que permite uma análise rica em detalhes, como a extensão e a variabilidade do nível das enchentes na Grande Tijuca, rua a rua pelos bairros. As muitas enchentes urbanas na Grande Tijuca seriam a resposta do ambiente às transformações que se deram ao longo do tempo. Com a diminuição da qualidade de vida, a Grande Tijuca - e a cidade do Rio de Janeiro como um todo - vai ser alvo de políticas visando o controle desse processo atuante. No entanto, essas não parecem vislumbrar a totalidade do sistema, e se apresentam como obras desconexas e pontuais, uma vez que não foram observados o controle e eliminação das enchentes. O exemplo da Grande Tijuca, evidencia a necessidade de uma visão mais abrangente do planejamento e gestão não só dos recursos hídricos, mas do espaço urbano como um todo, inserida em uma gestão que leve a um real desenvolvimento local integrado / This research objects to contribute in the construction of a methodology that can integrate the boarding of the presence and the circulation of the water in urban environments, detaching the case of floods, with the creation of a mapping that obtains to specialize in detail the phenomenon. Besides, it aims to realize an analysis that allows to an integrated vision of the water - its circulation, storage, and its social-environmental interactions, that were established through the history, relating it to the urban transformations which were derived also by the governmental interventions. This perspective of analysis was inserted in the area of the Grande Tijuca - North Zone of the city of Rio de Janeiro - densely inhabited, with description of waters use shows problems since the initial occupation process. Nowadays, the problems related to the water supply by the general net of the city and the ones related on to the superficial circulation of waters at times of intense rains (that causes frequent urban floods) devastate the population. This work searches to identify the intensity of the changes that happened in the environment concerning to the problems related to the water: the increase in the demand for supplying of the general water net; the basic sanitation; the inputs of sewage effluent on the main canals of draining and the general net of sewer; beyond the superficial draining of the pluvial waters, which causes the floods. It was used as methodology: a historical review of the urban evolution and the presence of the water in the quarters, as well as the review of the physical characteristics of the environment, the analysis of public politics and as the way that the circulation of the water in the quarters of the Grande Tijuca integrates in the space. In order to study the presence and the use of the water resources it was used the census data of the IBGE, aiming at an evolutionary analysis from1991 to 2000 that they had resulted in mappings. Moreover, an unpublished Floods Chart of 2006 was realized, which specializes the phenomenon in a 1:8000 scale and allows a rich analysis in details, as the extension and the variability of the level of floods on the street by street of the quarters. The many urban floods in the Grande Tijuca would be the reply of the environment to the transformations that occurs for long time. With the reduction of the quality of life, the Grande Tijuca - and the city of Rio de Janeiro as a whole will be white of politics aiming at the control of this operating process. However, these do not seem to glimpse the totality of the system, and they present themselves as disconnected and pointed repairs, because they dont object the control and elimination of the floods. The example of the Tijuca, not only evidences the necessity of a more including vision of the planning and management of the water resources, as well as the urban space as a whole, inserted in a management that has led to a real integrated local development.