Aspectos hidrológicos-hidráulicos e avaliação da eficiência de biorretenções: modelos, princípios e critérios de projeto de técnicas compensatórias de 3ª geração

Autor(es)

Marcus Nóbrega Gomes Júnior

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: São Carlos.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/SBD)
• Data de defesa: 2019-12-16

Membros da banca

Eduardo Mario Mendiondo; Marcio Hofheinz Giacomoni; Nilo de Oliveira Nascimento

• Orientador: Eduardo Mario Mendiondo

Resumo

A urbanização associada as mudanças climáticas torna o planejamento e gestão dos recursos hídricos complexa. No que tange às cheias, diversas soluções de caráter estrutural buscam atacar o problema de picos excessivos, volumes excedentes e piora da qualidade da água nos centros urbanos. Diversas abordagens mundo a fora proporcionam novas linhas de pensamento em relação ao manejo dos recursos hídricos, à aplicação de técnicas mitigadoras de drenagem urbana e a seus critérios de projeto. Destacam-se as Best Management Practices (BPM) e Low-Impact Development (LID). De maneira geral, seus escopos focam na aplicação de seus princípios em direção aos objetivos de desenvolvimento sustentável (SDGs). As TCs (técnicas compensatórias) podem ser subdividas em (i) de controle na fonte, em (ii) escala de microdrenagem e em (iii), escala de bacia. Contudo, há ainda muita divergência em relação aos aspectos de projeto, desenho e simulação do comportamento hidrológico-hidráulico- qualitativo dessas técnicas. Em relação às biorretenções, diversos atributos as fazem ser uma das mais atrativas sob o ponto de vista de: (a) melhoria do aspecto visual, (b) melhoria da qualidade da água, (c) proteção contra erosão, proteção contra enchentes e redução de seu risco. Especialmente, em relação ao último atributo, muito se tem discutido sobre sua real aplicabilidade e/ou eficácia para biorretenções, uma vez que, usualmente, elas são desenhadas com o objetivo primordial de melhoria da qualidade de água. Assim, o objetivo desse trabalho é propor um modelo matemático fisicamente baseado para simular o escoamento em meio poroso não saturado, de modo a possibilitar a avaliação do comportamento hidráulico de biorretenções. O volume armazenado, a vazão de saída, a posição da camada de saturação, e a altura de ponding depth são variáveis de estado matematicamente resolvidas para uma dada condição de contorno de hidrograma e hietograma de entrada. De modo a avaliar um cenário de precipitações atualizado para a cidade de São Carlos - SP, uma nova curva IDF, maximizando indicadores estatísticos de ajuste, foi elaborada. Uma vez o modelo hidráulico elaborado e calibrado via experimentações em escala reduzida, utilizando volumes e vazões equivalentes entre escala real e reduzida, o projeto de uma técnica compensatória em escala de lote na EESC-USP campus II foi elaborado e a avaliação de sua eficiência generalizada, levando em conta indicadores como (i) potencial de enchentes, (ii) potencial de reuso e (iii) risco e incerteza da obra foi estimada. Funções de custo de implantação e manutenção foram construídas de modo a serem parte constituinte na relação de eficiência generalizada versus custo para cenários atuais de precipitação (1961-2018) e cenários futuros (2015-2050 e 2050-2100). (AU)

• Processo FAPESP: 18/20865-0 - Dimensionamento, análise econômica e projeto dinâmico-modular de biorretenções sob a ótica de mudanças climáticas e uso e ocupação do solo
• Beneficiário: Marcus Nóbrega Gomes Júnior
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado