Orientador : Ph.D. Daniel Costa dos Santos / Coorientador : Ph.D. Berry Gersonius / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental. Defesa: Curitiba, 28/03/2016 / Inclui referências : p. 121-130 / Resumo: O desenvolvimento das áreas urbanas e a consequente impermeabilização dos solos são responsáveis por grandes alterações no ciclo hidrológico natural. Enquanto ocorre a diminuição das taxas de evapotranspiração e infiltração, há um aumento no volume de escoamento superficial além da diminuição do tempo de concentração das bacias hidrográficas. No Brasil, grande parte das áreas urbanas se desenvolveram sem o devido planejamento o que, aliado a cultura de projeto, contribuiu para a implementação de sistemas tradicionais de drenagem, os quais visam o lançamento da água de escoamento superficial o mais rápido possível em um corpo hídrico receptor. Tal abordagem vai de encontro às metas de sustentabilidade e constam de soluções inadequadas para o controle de poluição e das inundações. No entanto, o uso de soluções alternativas está longe de se tornar realidade no Brasil. Apesar disso, há um crescente desenvolvimento de ferramentas de gestão que visam auxiliar o processo de tomada de decisão e a implementação de abordagens mais sustentáveis para as áreas urbanas. Por outro lado, não há consenso quanto a melhor abordagem a se utilizar. Neste contexto, o presente trabalho objetivou adaptar o Urban Water Use (UWU) Model, no intuito de tornar viável a avaliação de medidas de drenagem urbana sustentável (SuDS) e auxiliar o processo de tomada de decisão, além de contribuir para o debate e modernização da infraestrutura de drenagem urbana no Brasil. A metodologia foi dividida em duas etapas principais: o desenvolvimento do módulo de drenagem (Etapa 1), e a aplicação do modelo (Etapa 2). Foram implementados sete indicadores e cinco medidas de SuDS. Não obstante, o método de formulação dos cenários foi adaptado. A seguir, o modelo foi aplicado em uma pequena bacia urbana (208;44 hectares) na Região Metropolitana de Curitiba (RMC), no norte da bacia do Rio Belém. Quatro cenários foram formulados para um horizonte de projeto de 30 anos e cinco diferentes grupos de medidas (GMm) foram propostos. As seguintes medidas foram utilizadas: trincheiras de infiltração, pavimentos permeáveis, utilização de águas pluviais nas edificações, bacias de detenção e bioretenções. As visions foram estabelecidas com base nas estimativas iniciais e seus atuais valores. Os resultados demonstraram a possibilidade de avaliação dos grupos de medidas de drenagem urbana sustentável considerando o atendimento ou não aos critérios estabelecidos por meio de indicadores e metas refletidas nas visions. Além disso, foi possível se estabelecer interfaces entre o sistema de drenagem urbana e o de abastecimento de água por meio do uso de água da chuva nas edificações e as tabelas de parametrização do consumo residencial. Excetuando-se os grupos de controle (GM0 and GM5), os resultados mostraram que a combinação de bacias de detenção, bioretenções e coleta de água de chuva (GM2) forma o melhor grupo de medidas para a área de estudo considerando os critérios avaliados. Portanto, o UWU Model se mostrou útil no processo de tomada de decisão para o planejamento de medidas de drenagem urbana. Nesse sentido, a principal contribuição do presente trabalho foi a adaptação do modelo, fornecendo um ambiente integrado para avaliação das medidas. Trabalhos futuros devem ser desenvolvidos no sentido de testar o modelo em outras áreas buscando a adição de novos indicadores e medidas. Palavras-chave: UWU Model; sistemas de drenagem sustentáveis; abordagem integrada, planejamento estratégico; tomada de decisão. / Abstract: It is well known that developed urban areas are characterized by alteration of the natural hydrologic cycle. Whereas evapotranspiration and infiltration decrease, there is an increase in the runoff volume. In Brazil, many urban areas have developed without any kind of planning. It has led to the implementation of drainage systems which primarily focus on collecting, transporting and disposing as quickly as possible the runoff into a receiving water body. These systems, called traditional systems, were not designed in agreement with the sustainability goals, and appears to be an inadequate solution to flood control since it has contributed to flooding downstream and to water body pollution. However, alternative solutions are still incipient in Brazil due to many issues that remain uncertain regarding the use of such technologies. Currently, some tools are being developed in order to assist the decision-making process and help planners to implement more sustainable approaches in cities, but the debate remains as the best approach. In this context, present work aimed at improving the Urban Water Use (UWU) Model and implement it as a decision-making support tool for sustainable urban drainage systems and contribute to the discussion and modernization of urban drainage infrastructure in Brazil. The methodology was divided into two main phases which were the drainage module development (Phase 1) and a case study application (Phase 2) in order to test the whole model. Seven indicators and five sustainable drainage measures were implemented. Notwithstanding, the scenarios formulation approach was adapted. Hereafter, the model was applied in a small study area (208:44 hectares) in the Curitiba Metropolitan Region (CMR), located within the Belém river basin. Four future scenarios were formulated considering a design period of 30 years and five different groups of measures (GMm) were tested. The groups of measures combined the following structural measures: infiltration trenches, permeable pavements, rainwater harvesting, stormwater detention basins, and bioretention. The visions were established based on current and initial estimates and six simulations were performed in order to test the model outcomes. The results demonstrate the possibility of evaluating groups of drainage measures as to meet the indicators' visions in the formulated scenarios by using the UWU Model structure. Notwithstanding, the simulations showed that drainage measures can be evaluated in an integrated context linking the rainwater harvesting devices and the water usage per appliance in the buildings. Disregarding the control groups (GM0 and GM5), the results showed that a combination of detention basins, bioretentions and rainwater harvesting devices (GM2) was the best group of measures to the study area considering the selected indicators. Therefore, the UWU Model could be useful in the decisionmaking process when planning the drainage measures for urban areas. In this sense, this work main contribution was to adapt the original model and provide an integrated environment for drainage measures evaluation. Further work could implement other indicators and measures and integrate the drainage measures with sewage system indicators. Key-words: UWU Model; sustainable drainage system; integrated approach, strategic planning; decision-making.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:dspace.c3sl.ufpr.br:1884/46507 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Destro, Cesar Augusto Medeiros |
| Contributors | Gersonius, Berry, Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental, Santos, Daniel Costa dos, 1964- |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Inglês |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | 156 p. : il., algumas color, tabs., grafs., maps., application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPR, instname:Universidade Federal do Paraná, instacron:UFPR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Disponível em formato digital |
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