Modelagem hidrológica e análise da eficiência de reservatórios de detenção como medida de controle em bacia urbana
Resumo
O presente trabalho aborda o impacto da urbanização sobre os recursos hídricos em bacia urbana, visando a compreensão dos processos hidrológicos na mesma, e apontando para soluções frente a problemas de inundações. As inundações estão entre os principais problemas ambientais causados pela ocupação urbana, e o sistema de drenagem implantado deve conter o risco de ocorrência destes fenômenos. A modelagem hidrológica é uma ferramenta de grande utilidade para análise de diferentes cenários na bacia, auxiliando os gestores nas tomadas de decisões frente ao manejo das águas pluviais. No trabalho tem-se como proposta o levantamento de resultados que contribuam no estudo da gestão de águas pluviais urbanas, além do apontamento de soluções para a bacia analisada, simulando a implantação de reservatórios de detenção como medida de controle de inundações. O estudo foi realizado na bacia urbana do Arroio Cancela, para as áreas abrangidas pelas estações fluviográficas CACISM, com 2,7 km², e Cancela, com 4,95 km². O modelo SWMHYMO foi utilizado como ferramenta para calibração de um total de 40 eventos para estação CACISM e 11 eventos para a estação Cancela, utilizando a discretização temporal de 1 minuto para ambas as estações. Além da calibração por eventos, foi realizada a calibração contínua de um período de 1 ano de dados, com discretização de 5 minutos, para a estação CACISM. O modelo, porém apresentou uma limitação frente à simulação do escoamento em bueiros na situação afogado, e para essas situações foi aplicada a metodologia presente em Gaia (2010) que faz uma análise da abordagem histórica, clássica e atual no equacionamento de bueiros. O índice de eficiência de Nash-Stucliffe (CNS) médio obtido na calibração por eventos para a estação CACISM foi de 0,75, diminuindo para 0,50 na validação, valores que aumentaram para 0,77 e 0,66 na calibração e validação, respectivamente, ao excluírem-se eventos com valores anômalos. Já para a estação Cancela, o índice CNS médio apontado na calibração foi e 0,85, e de 0,46 na validação, aumentando para 0,76 com exclusão de um evento anômalo. Já para a modelagem contínua, o índice de eficiência obtido foi de 0,74 na calibração, e de 0,79 na validação. Com os parâmetros do modelo calibrados, puderam ser identificados os pontos mais críticos de inundação frente a eventos extremos na bacia, e pôde ser simulado o funcionamento de reservatórios de detenção como medida de controle. Ao tomar como base para o dimensionamento o evento extremo da série, com tempo de retorno de aproximadamente 64 anos, 8 meses e 11 dias, concluiu-se a necessidade da implantação de dois reservatórios de detenção, com volumes de 31.665,00 m³ e 24.595,00 m³ se implantados de maneira on-line, diminuindo para 24.470,00 m³ e 20.600,00 m³ de maneira off-line, gerando uma diminuição de 57,94% na vazão de pico. Além disso, os índices de eficiência do modelo indicam sua aplicabilidade positiva para a região, validando os resultados levantados, e concluindo-se assim a contribuição do trabalho para estudos de modelagem e gestão de águas pluviais em área urbana.
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