Dissertação de Mestrado:
Aplicação do Modelo Hidrológico Swmm na Gestão das Águas Pluviais Urbanas: Estudo de Caso da Bacia Hidrográfica do Rio Morto, Rio de Janeiro.

Daniele Pereira Batista Amaral

PEAMB

Orientador

Profa. Luciene Pimentel Da Silva , Ph.D. 1997 - Univ. Newcastle/Inglaterra - k

Coorientador

Prof. Dr. Paulo Luiz da Fonseca - UFF / Rio Águas

Banca

* Profa. Luciene Pimentel Da Silva , Ph.D. 1997 - Univ. Newcastle/Inglaterra - k
* Prof. Dr. Paulo Luiz da Fonseca - UFF / Rio Águas
* Prof. Dr. Marcelo Gomes Miguez - UFRJ
* Prof. Dr. Elson Antônio do Nascimento - UFF

Data - hora da defesa

11/04/2014

Resumo

O crescimento da população e dos núcleos urbanos durante o século XX, sobretudo nos países em desenvolvimento, contribuiu para o aumento das áreas impermeáveis das bacias hidrográficas, com impactos importantes nos sistemas de drenagem urbana e na ocorrência de enchentes associadas. As enchentes trazem prejuízos materiais, na saúde e sociais, além do grande transtorno na mobilidade nas cidades. Recentemente, têm sido propostas práticas conservacionistas e medidas compensatórias, não convencionais, que buscam contribuir para o controle das enchentes urbanas, através do retardo do pico e amortecimento dos hidrogramas. Modelos matemáticos hidrológicos-hidráulicos permitem a simulação da adoção destas medidas de controle, demonstrando e otimizando sua localização, de forma a maximizar os benefícios de sua aplicação. Esta dissertação apresenta os resultados da aplicação do modelo hidrológico Storm Water Management Model (SWMM) à bacia hidrográfica de estudo e representativa do rio Morto localizada em área peri-urbana em Jacarepaguá na cidade do Rio de Janeiro, com área de 9,41 km². O processamento do modelo SWMM foi realizado com o apoio da interface integradora Storm and Sanitary Analysis (SSA), integrada ao sistema AutoCAD Civil 3D. Além da verificação da adequabilidade do modelo à representação dos sistemas hidrológico e hidráulico na bacia, foram desenvolvidos estudos para dois cenários como medidas de controle de enchentes: cenário 1, envolvendo implantação de um reservatório de detenção e, cenário 2, considerando a implantação de reservatórios de águas pluviais nos lotes. Os hidrogramas resultantes foram comparados ao hidrograma resultante da simulação nas condições atuais. Além disso, foram avaliados os custos associados a cada um dos cenários usando o sistema de orçamento da Empresa Rio Águas da PCRJ. Nas simulações foram adotadas a base cartográfica, e os dados climatológicos e hidrológicos previamente observados no contexto do projeto HIDROCIDADES, Rede de Pesquisa BRUM/FINEP, na qual este estudo se insere. Foram representados os processos de geração e propagação do escoamento superficial e de base. Durante o processo de calibração, realizou-se a análise de sensibilidade dos parâmetros, resultando como parâmetros mais sensíveis os relativos às áreas impermeáveis, especialmente o percentual de área impermeável da bacia (Ai). A calibração foi realizada através do ajuste manual de sete parâmetros do escoamento superficial e cinco do escoamento de base para três eventos. Foram obtidos coeficientes de determinação entre 0,52 e 0,64, e a diferença entre os volumes escoados e observados entre 0,60% e 4,96%. Para a validação do modelo foi adotado um evento pluviométrico excepcional observado na cidade em abril de 2010, que à época causou enchentes e grandes transtornos na cidade. Neste caso, o coeficiente de determinação foi igual a 0,78 e a diferença entre volumes foi de 15%. As principais distorções entre hidrogramas observados e simulados foram verificados para as vazões máximas. Em ambos os cenários as enchentes foram controladas. A partir destes estudos, pôde-se concluir que o melhor custo-benefício foi o cenário 2. Para este cenário, foi observado maiores amortecimento e retardo da vazão de pico do hidrograma, igual a 21,51% da vazão simulada para as condições atuais da bacia. Os custos de implantação orçados para os reservatórios de lote ficaram 52% a menos do que o do reservatório de detenção. Palavras-chave: Simulação Hidrológica e Hidrodinâmica. Drenagem Urbana. SWMM. CIVIL 3D. LID. LIUDD. HIDROCIDADES.

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