Desempenho de dispositivos de baixo impacto em sistemas de drenagem urbana em bacias tropicais

dc.contributor.advisorScudelari, Ada Cristina
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0001-7594-1196pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6556306307432176pt_BR
dc.contributor.authorAlves, Thâmara Dayane Batista
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5307632243341500pt_BR
dc.contributor.referees1Tavares, Jean Leite
dc.contributor.referees2Medeiros, Joana Darc Freire de
dc.date.accessioned2024-08-16T19:54:55Z
dc.date.available2024-08-16T19:54:55Z
dc.date.issued2023-08-30
dc.description.abstractOccasional urban drainage systems cannot keep up with rapid and uncontrolled urbanization, becoming inefficient in collecting and discharging runoff produced by intense rainfall events, causing floods to occur. Furthermore, intense rainfall will likely interfere with climate change in the long term, so there is a need to review design criteria for urban drainage systems according to expected climate scenarios. In order to mitigate failures in conventional drainage devices and ensure greater resilience of urban change in the face of climate change, a decentralized design of urban drainage infrastructure has been employed: low impact urban devices (Low Impact Development – LID) as green roofs, permeable pavements, infiltration trenches and micro-reservoirs, which objectively simulate the natural hydrological behavior of the basin to control peak flows in surface runoff. Although the hydrological benefits of LIDs have been widely documented, the potential impacts of climate change on the performance of these devices remain unknown in modeling, generating partial and isolated conclusions about the future of urban drainage devices. Therefore, this work aims to evaluate the performance of the association of LIDs with occasional drainage systems in mitigating floods in tropical urban basins. Therefore, the objective of this work is to evaluate the efficiency of low-impact devices within urban drainage systems in a tropical basin. The study was developed using hydraulic models of a tropical urban drainage basin in which the insertion of low-impact devices (rain barrels, infiltration trenches and permeable pavement) will be considered. Based on simulations carried out with the PCSWMM (Personal Computer Storm Water Management Model), it was evaluated, in comparative terms, their efficiency in reducing the total volumes and the maximum peak of runoff generated by three extreme storm events, in two locations of implementation (public and private areas) within the basin. The results obtained show that the implantation area and the way the device operates (surface or volumetric aspects) directly influence the hydrological efficiency of the devices. In this way, surface measures such as permeable pavement are more effective when implemented in larger area ratios, in addition, their responses occur in the face of more intense events. Volumetric measures, in turn, as in the case of rain barrels and infiltration trenches, are prioritized when it is unfeasible to use large areas covering the basin; In this type of device, lower performance is noticed in relation to intense events, since in this type of event the device quickly reaches its maximum capacity and begins to overflow, losing its retention capacity and directing all the water that passes through it to the return system, resulting in non-amortization of the flood. Furthermore, it was certified that the particularity of typologies within public spaces has similar efficiency to the application of a single element within private spaces, this occurs in the possible areas of implementation.pt_BR
dc.description.resumoOs sistemas de drenagem urbana convencionais não conseguem acompanhar a urbanização rápida e descontrolada, tornando-se ineficientes na coleta e descarga do escoamento produzido por eventos de chuvas intensas, fazendo com que ocorram inundações. Além disso, as chuvas intensas provavelmente sofrerão interferências das mudanças climáticas em longo prazo, de modo que existe a necessidade de revisão dos critérios de projeto para sistemas de drenagem urbana de acordo com os cenários climáticos esperados. A fim de mitigar as falhas nos dispositivos de drenagem convencionais e garantir uma maior resiliência da drenagem urbana frente às mudanças climáticas vem-se empregando uma concepção descentralizada de infraestrutura de drenagem urbana: os dispositivos urbanos de baixo impacto (Low Impact Development – LID) como telhados verdes, pavimentos permeáveis, trincheiras de infiltração e microrreservatórios, que objetivam simular o comportamento hidrológico natural da bacia para controlar as vazões de pico no escoamento superficial. Embora os benefícios hidrológicos dos LIDs tenham sido amplamente documentados, os potenciais impactos das mudanças climáticas no desempenho desses dispositivos, permanecem desconhecidos nas modelagens, gerando conclusões parciais e isoladas sobre o comportamento futuro de dispositivos da drenagem urbana. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho da associação dos LIDs aos sistemas de drenagem convencionais em mitigar inundações em bacias urbanas tropicais. Portanto, o objetivo desse trabalho é avaliar a eficiência de dispositivos de baixo impacto dentro dos sistemas de drenagem urbana em uma bacia tropical. O estudo foi desenvolvido por meio de modelagens hidráulica de uma bacia de drenagem urbana tropical na qual será considerada a inserção de dispositivos de baixo impacto (barris de chuva, trincheiras de infiltração e pavimento permeável). A partir de simulações realizadas com o PCSWMM (Personal Computer Storm Water Management Model) avaliou-se, em termos comparativos, a eficiência destes em reduzir os volumes totais e de pico máximo dos escoamentos gerados por três eventos extremos de precipitação, diante de dois locais de implantação (áreas públicas e privadas) dentro da bacia. Os resultados obtidos mostram que a área de implantação e a forma como o dispositivo atua (aspectos superficiais ou volumétricos) influenciam diretamente na eficiência hidrológica dos dispositivos. Desta forma, as medidas superficiais como o pavimento permeável possui maior eficácia quando implantada em maiores taxas de área, além disso, suas melhores respostas ocorrem perante a eventos mais intensos. As medidas volumétricas, por sua vez, como no caso dos barris de chuva e das trincheiras de infiltração, são priorizadas na inviabilidade da utilização de grandes áreas de cobertura da bacia; nesse tipo de dispositivo, percebe-se menor desempenho perante a eventos intensos, visto que nesse tipo de evento o dispositivo atingi sua capacidade máxima rapidamente e começa a extravasar, perdem a capacidade de retenção e encaminhando toda a água que passa por ele para o sistema de drenagem, ocasionando na não amortização da cheia. Além disso, foi certificado que a junção de tipologias dentro de espaços públicos tem eficiência semelhante a aplicação de um único elemento dentro dos espaços privados, isso ocorre devido as áreas possíveis de implementação.pt_BR
dc.identifier.citationALVES, Thâmara Dayane Batista. Desempenho de dispositivos de baixo impacto em sistemas de drenagem urbana em bacias tropicais. Orientadora: Dra. Ada Cristina Scudelari. 2023. 84f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/59305
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTALpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectDrenagem urbanapt_BR
dc.subjectChuvas intensaspt_BR
dc.subjectClima tropicalpt_BR
dc.subjectLIDspt_BR
dc.subjectDesempenhopt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILpt_BR
dc.titleDesempenho de dispositivos de baixo impacto em sistemas de drenagem urbana em bacias tropicaispt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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