Modelagem de telhados verdes extensivos modulares utilizando o storm water management model (SWMM)
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Data
2023-07-09Autor
Della Pace, Rodrigo Girardon
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Os telhados verdes possuem a capacidade de reter total ou parcialmente a água da chuva, diminuindo assim, as vazões de pico e o escoamento superficial. A retenção é proporcionada pelo conjunto de camadas do telhado verde, incluindo a vegetação, substrato e os elementos de drenagem. Neste trabalho, foi realizada uma análise detalhada dos dados de precipitação,
escoamento e umidade monitorados em relação aos telhados verdes. Utilizou-se o módulo hidrológico LID Célula de Biorretenção do modelo Storm Water Management Model (SWMM) para calibrar os parâmetros hidrológicos de 5 telhados verdes idênticos, exceto pelas propriedades relacionadas à porosidade, capacidade de campo e ponto de murcha. As
características dos materiais das camadas dos substratos foram previamente determinadas e utilizadas para a parametrização dos parâmetros do modelo, sendo calibradas apenas as informações relacionadas ao fluxo de água no substrato (K, Ψ e Gradiente da curva de condutividade) e, caso necessário, o ajuste da umidade inicial nos substratos. Para a calibração
foram selecionados 31 eventos de precipitação que geraram escoamento, além de 10 eventos para validar o modelo. A avaliação da eficiência do modelo foi realizada em comparação com os dados observados, utilizando o Erro de Volume (EV) e a eficiência de Nash-Sutcliffe (NSE). Os resultados constataram que o volume de escoamento está diretamente correlacionado ao
volume de precipitação, com SC4 apresentando maior volume médio de escoamento, embora o teste estatístico de Kruskal-Wallis não demonstre diferença significativa no volume de escoamento monitorado entre os diferentes substratos. Em relaçãp à análise do modelo, observou-se uma grande variabilidade nos parâmetros de fluxo de água entre os eventos. Sobre a sensibilidade, o parâmetro K inicialmente têm maior sensibilidade com relação aos demais, com maior sensibilidade em uma faixa de 2 a 120 mm/h, além disso, valores muito baixos de K resultam em escoamento superficial (surface outflow) no modelo. Após a calibração dos parâmetros e o ajuste da umidade monitorada dos telhados verdes, o modelo obteve ótima reprodução dos volumes de escoamento dos substratos, com NSE médio de 0,98 e EV médio de 3,51%. Na validação também foi necessário o ajuste da umidade monitorada para melhorar os indicadores, destacando a importância desta na precisão do modelo, evidenciada com NSE de 1 e EV de 0,0. Durante a validação, os indicadores tiveram resultados inferiores em eventos de baixa precipitação. Recomenda-se que futuros estudos incluam a componente evapotranspiração e a simulação contínua para uma melhor avaliação do desempenho dos telhados verdes no desempenho hidrológico.
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