Assessment of swmm approaches to simulate dynamic conditions in stormwater systems

Abstract

A representação de fenômenos físicos por modelos matemáticos e computacionais evoluiu consideravelmente nos últimos anos devido a avanços tecnológicos e computacionais. Modelagem hidráulica tem sido utilizada por engenheiros e gestores para prover soluções confiáveis para muitos problemas de engenharia. O Storm Water Management Model (SWMM) é um dos modelos mais utilizados e consagrados mundialmente. Este modelo tem sido amplamente utilizado desde a década de setenta para diversas aplicações na engenharia como a representação hidrológica e hidráulica de sistemas de drenagem. Entretanto, a modelagem hidráulica de processos complexos, como o enchimento rápido de canais de drenagem, escoamento misto ou transientes podem vir a gerar muitos tipos de instabilidades que o SWMM não simula adequadamente. Essas instabilidades podem ser reduzidas selecionando um passo de tempo adequado e reduzindo o comprimento dos condutos. Ainda, a última versão disponibilizada (5.1.013) implementou a fenda de Preissmann (SLOT) como algoritmo de pressurização e esta nova implementação introduziu novas possibilidades para modelar tais fenômenos. Portanto, esse trabalho visa melhorar a modelagem hidráulica do SWMM adotando discretização espacial artificial e verificando o melhor método de sobretaxa e passo de tempo para simular situações dinâmicas. Os resultados mostraram que a modelagem hidráulica do SWMM foi significantemente melhorada e capaz de simular fenômenos hidráulicos extremos como enchimentos rápidos e transientes lentos e rápidos quando discretização espacial artificial é adotada juntamente com seleção adequada de passo de tempo e método de sobretaxa. Como resultado desse trabalho, um software chamado ReSWMM que lê os arquivos de entrada do SWMM, adiciona a discretização artificial e estima passos de tempo apropriados foi desenvolvido.