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Avaliação de técnicas de baixo impacto no controle de impactos hidrológicos em uma bacia urbana em consolidação

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Avaliação de técnicas de baixo impacto no controle de impactos hidrológicos em uma bacia urbana em consolidação

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Título Avaliação de técnicas de baixo impacto no controle de impactos hidrológicos em uma bacia urbana em consolidação
Autor Zanandrea, Franciele
Orientador Silveira, André Luiz Lopes da
Data 2016
Nível Mestrado
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Pesquisas Hidráulicas. Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental.
Assunto Drenagem urbana
Expansão urbana
Mãe D'Água, Barragem (Porto Alegre e Viamão, RS)
Resumo O crescimento urbano desordenado traz diversas implicações na drenagem das bacias urbanas, principalmente no referente à alterações no escoamento pluvial. Para que seja possível a minimização dessas alterações, devem ser consideradas tanto medidas estruturais quanto não estruturais de drenagem urbana, pois, muitas vezes, mesmo com a implementação de medidas não estruturais, como ferramentas de planejamento, os conceitos de urbanização ainda visam à ocupação densificada, não priorizando conceitos sustentáveis para gestão adequada das cidades, o que torna necessário o uso de medidas estruturais compensatórias. A bacia urbana Mãe d’água, localizada na divisa dos municípios de Porto Alegre e Viamão no Rio Grande do Sul, retrata bem esse problema. Além de sua ocupação se dar por populações de baixa renda em áreas de risco de inundação e escorregamento, em uma tentativa de ordenação da região pelo município, o mesmo permite a densificação urbana por meio do estabelecimento de altas taxas de impermeabilização dos lotes. Baseado nesta realidade, levanta-se a seguinte questão: existem soluções de LID (Low Impact Development) compatíveis com a mitigação de impactos hidrológicos em situações de ocupação urbana em consolidação? Para essa busca, foi realizada uma avaliação dos impactos hidrológicos e das características da dinâmica de expansão urbana local. Deste modo, avaliaram-se os efeitos da ocupação urbana no escoamento superficial, estabelecendo medidas de controle viáveis para mitigação de impactos hidrológicos em bacias com alta impermeabilidade. Para isso, foram realizadas simulações de três cenários diferentes de urbanização, sendo eles: o cenário atual, o cenário futuro e o cenário possível. O cenário atual foi representado pelo sistema atual levantado na bacia, sem nenhuma intervenção e com as taxas de permeabilidade atuais. O cenário futuro é representado pela concretização do Plano Diretor atual de Viamão, considerando a taxa de permeabilidade de 10% em toda bacia e sem nenhuma intervenção. Já o cenário possível foi apresentado através da inserção das medidas de LID Swales e pavimento permeável e com as taxas de permeabilidade de lote do cenário futuro. As simulações dos cenários foram realizadas por meio do modelo SWMM (Storm Water Management Model) para chuvas de projeto com tempo de retorno de 2, 5, 10 e 20 anos. Os resultados demonstram que a tendência atual do processo de urbanização na bacia é a redução da densidade habitacional e o acréscimo da área impermeável, aumentando a quantidade de metros quadrados de área impermeável por habitante. Em relação aos cenários, o que se apresentou mais crítico quanto a problemas de drenagem foi o cenário futuro, visto que a impermeabilização do solo é maior e não existem medidas preventivas ou corretivas para mitigação dos impactos hidrológicos. No cenário possível, mesmo com medidas mitigadoras, ainda existem volumes de inundação em alguns pontos, porém as LID’s reduziram o volume escoado na bacia em até 14% para o tempo de retorno de 2 anos. As medidas de LID apresentaram melhor desempenho para chuvas com menores tempos de retorno. O cenário atual foi o que apresentou os menores volumes escoados. A partir dos resultados pode-se observar uma melhor eficiência na redução dos volumes escoados em medidas não estruturais, como a manutenção de taxas de permeabilidade do solo, do que medidas estruturais, como as LID’s avaliadas. Porém as LID’s auxiliam na redução do escoamento superficial, sendo uma alternativa viável para áreas que já estão consolidadas.
Abstract The uncontrolled urban growth brings several implications to the drainage of urban basins, mainly in reference to the alterations in the pluvial runoff. To turn possible the minimization of this alteration is necessary to consider both non-structural and structural measures of urban drainage. It is because often, even with implementation of non- structural measures (planning tools), the urbanization concepts still aim the densified occupation of the territory and do not prioritize sustainable concepts to the appropriate management of these cities. Therefore, the use of compensatiry structural measures is necessary many times. The Mãe D’água urban basin, located at the border of Porto Alegre and Viamão municipalities, Rio Grande do Sul state, is an example of this problem. In addition to the poor population living in areas at flood and landslide risk in the basin, the municpal government allows the urban densification through the establishment of high rates of impermeabilization of plots. Based on this fact, the following quest is raised: Do structural solutions of LID (Low Impact Development) compatible with the mitigation of hydrological impacts in urban situations of occupation in consolidation? To answer this question, an assessment of the hydrological impacts and characteristics of the local urban expansion dynamics was performed. Thus, the effects of the urban occupation on the surface runoff were evaluated and feasible control measures to mitigate the hydrological impacts in highly impermeabilized basins were established. For this, were carried out simulations with three different urbanization scenarios: (i) the current scenario; (ii) the future scenario; and (iii) the possible scenario. The current scenario was represented by the current system existent in the basin, without any intervention and current permeability rates. The future scenario is represented by the implementation of the actual Plan Director of Viamão municipality, considering the permeability rate of 10% in the whole basin, and without any intervention. The possible scenario was represented through the insertion of LID measures swales and pervious pavement with the plot permeability rates of the future scenario. The simulations of the scenarios were performed using the SWMM (Storm Water Management Model) for project rainfall with return time of 2, 5, 10 and 20 years. The results demonstrate that the current trend of urbanization in the basin is the reduction of the population density and the increasing of the impermeabilized area, resulting in an increasing of impermeabilized area per inhabitant. In relation to the drainage problems in the basin, the more critical scenario was the future scenario, since the impermeabilization of the soil in this case is higher and there are no preventive or corrective measures to mitigate the hydrological impacts. In the possible scenario, even with implementation of mitigation measures, there are still floods in some places, but the LID measures reduced the runoff volume in the basin in up to 14% for a return period of 2 years. The LID measures demonstrated better performances for rainfalls with shorter return periods. The current scenario was the one with the lower surface runoff volumes. From the results, it is possible to observe that the efficiency in the reduction of the surface runoff volumes is better with non-structural measures, such as land use and occupation management, than with structural measures, such as LID measures evaluated. However, the LID measures can help in the reduction of the surface runoff, being a feasible alternative for areas that are already consolidated.
Tipo Dissertação
URI http://hdl.handle.net/10183/141260
Arquivos Descrição Formato
000991898.pdf (4.939Mb) Texto completo Adobe PDF Visualizar/abrir

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