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dc.creatorKipper, Alex
dc.date.accessioned2018-11-22T20:42:49Z
dc.date.available2018-11-22T20:42:49Z
dc.date.issued2018-03-26
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/14906
dc.description.abstractThis study approaches the impact of the urbanization on the water resources in an urban catchment, aiming at understanding the hydrological processes in there, and pointing for solutions against flood damages. Flooding is one of the main ambient problems caused by urban occupation, and the drainage system implemented in the catchment must contain the risk of occurrence of this phenomena. Hydrological modeling is a very useful tool to analyze different scenarios in the catchment, assisting environmental managers in the stormwater management decisions. This research proposes to bring up results that collaborate in the stormwater management study, besides the appointment of solutions to the catchment study area, simulating the operation of detention reservoirs as a stormwater management facility. The study was realized in the urban area of the Cancela Basin, to the areas covered by the CACISM fluviographic station, with 2,7 km², and the Cancela fluviographic station, with 4,95km². The SWMHYMO model was used as tool for the calibration of 40 events for the CACISM station, and 11 events for the Cancela station, using a discretization of 1 minute for both stations. Besides the events calibration, the continuous calibration of a 1 year time period of data, with a discretization of 5 minutes, was performed to the CACISM station. The model, however, showed a limitation in drowned situation for the culvert simulation, and to simulate this situations, the methodology present in Gaia (2014) was adopted, in this study, the author analyzed the historical, classic and actual approach of the culvert equations. The average Nash- Stucliffe efficiency index (CNS) got in the event calibration for the CACISM station was 0.75, decreasing to 0.50 in the validation, values that increased to 0.77 and 0.66 in the calibration and the validation, respectively, when the events with anomalous values were excluded. For the Cancela station, the average CNS index got was 0.85 for the calibration and 0.46 for the validation, increasing to 0.76 with the exclusion of an anomalous event. In the continuous modeling, the CNS index got for the calibration was 0.74, and 0.79 for the validation. With the model parameters calibrated, the critical points of inundation in extreme events could be identified in the basin, and the reservoir routing could be simulated as a stormwater management facility. The critical event of the data series, that reached a recurrent interval of about 64 years, 8 months and 11 days was used to evaluate the volume of the reservoirs, concluding that two reservoirs would be necessary, with 31,665.00 m³ and 24,595.00 m³ in the on-line situation, decreasing to 24,470.00 m³ and 20,600.00 m³ in the off-line situation, representing a decrease of 57.94% in the peak flow. Besides, the efficiency index got with the model points for it positive applicability to the catchment, validating the results, and concluding so that the research collaborates for the hydrological modeling, and stormwater management study in urban areas.eng
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectSWMHYMOpor
dc.subjectModelagem hidrológicapor
dc.subjectReservatório de detençãopor
dc.subjectHydrological modelingeng
dc.subjectDetention reservoireng
dc.titleModelagem hidrológica e análise da eficiência de reservatórios de detenção como medida de controle em bacia urbanapor
dc.title.alternativeHydrological modeling and efficence analysis of detention reservoirs as stormwater management facility in a urban catchmenteng
dc.typeDissertaçãopor
dc.description.resumoO 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.por
dc.contributor.advisor1Paiva, João Batista Dias de
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8797362461678439por
dc.contributor.referee1Pinto, Leandro Conceição
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6350225828078466por
dc.contributor.referee2Garcia, Joaquin Ignacio Bonnecarrere
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/9357021797995100por
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9062542414038055por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEngenharia Civilpor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civilpor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILpor
dc.publisher.unidadeCentro de Tecnologiapor


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