Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/6609
Tipo: Tese
Título: INFLUÊNCIA DA CAPTAÇÃO PLUVIAL EM TELHADOS NA DRENAGEM URBANA
Autor(es): Enio Arriero Shinma
Primeiro orientador: Paulo Tarso Sanches de Oliveira
Resumo: Este estudo tem como objetivo aprofundar a compreensão dos efeitos do uso de volumes de armazenamento da captação pluvial em telhados (CPT), focado na economia de água potável, para o amortecimento do escoamento superficial e mitigação de problemas na drenagem urbana. Essa necessidade investigativa surgiu diante do crescimento evidente da infraestrutura urbana que, ao longo dos anos, tem dado prioridade à adoção de pavimentos impermeáveis e ao aumento da capacidade de escoamento da macrodrenagem. Esse panorama tem ocasionado o aumento dos picos de vazão e o incremento dos volumes escoados superficialmente. Como decorrência dessas intervenções, as áreas urbanas têm sofrido diversos prejuízos associados aos impactos das inundações. Atrelada às implicações relacionadas à drenagem, as áreas urbanas enfrentam também complexidades na sustentação do fornecimento de água potável, incluindo desafios de quantidade, qualidade e distância entre os locais de captação e consumo. Assim, é incongruente observar a existência de excesso de escoamento pluvial resultando em danos, ao passo que há uma carência de água para atender às necessidades da população. Desse modo, é razoável concluir que ambos os problemas poderiam ser amenizados por meio da adoção de sistemas de captação e armazenamento de água pluvial. Comumente, os estudos que abordam a CPT, trabalham em micro escala, detalhando efeitos de amortecimento de vazão em prédios ou pequenas áreas e, após suas conclusões, sugerem uma redução na descarga final de sistemas de macrodrenagem urbana. Essa inferência decorre da diminuição do volume escoado na unidade predial analisada, desconsiderando efeitos conhecidos em hidrologia, tais como, o amortecimento de pico de vazão e volumes escoados, bem como efeitos de sincronização ou dessincronização de hidrogramas ao longo da macrodrenagem. Portanto, existe uma lacuna a ser completada por meio de estudos sobre avaliação de efeitos da CPT, tanto na economia de água potável, quanto no escoamento superficial em bacias hidrográficas urbanas. Diante disso, essa tese analisa os efeitos da CPT no amortecimento do escoamento da macrodrenagem, considerando os volumes de armazenamento necessários para economia de água potável. No primeiro capítulo desta tese foram comparados os potenciais de economia de água potável a partir de duas metodologias de quantificação de áreas de telhado, uma estatística e outra utilizando inteligência artificial. No segundo capítulo, analisou-se o efeito da discretização espacial no PEAP. E, no terceiro, foram explanadas correlações entre captação, consumo, população e áreas de telhado, para mensuração de volumes de armazenamento necessários para se atingir tal potencial. Subsequente à essas análises, no capítulo quatro foi utilizada modelagem hidrológica-hidráulica para determinar os limites de influência da CPT, em equivalência de consumo de água potável, no amortecimento de picos e volumes escoados na macrodrenagem urbana e, por fim, no capítulo cinco foi analisada a influência dos volumes necessários para se atingir o PEAP pela CPT, como alternativa de amortecimento do escoamento superficial na macrodrenagem urbana.
Abstract: This study aimed to assess the effects of rooftop rainwater harvesting storage volumes, focused on conserving potable water, as a strategy for attenuating surface runoff and mitigating drainage issues in urban areas. This investigative necessity emerged in light of the evident growth of urban infrastructure, which over the years has prioritized the adoption of impermeable pavements and the expansion of macrodrainage capacity. This scenario has resulted in heightened peak flows and escalated volumes of surface runoff. As a consequence of these interventions, urban areas have incurred various damages associated with the impacts of floods. Coupled with drainage-related implications, urban areas also face complexities in sustaining water supply, including challenges related to quantity, quality, and the distance between capture and consumption sites. Thus, it is incongruous to observe an excess of rainwater runoff causing damage, while simultaneously experiencing a scarcity of water to meet the population's needs. Accordingly, it is reasonable to conclude that both these problems could be alleviated through the adoption of rainwater harvesting and storage systems. Studies addressing rooftop rainwater harvesting often operate on a micro scale, detailing flow attenuation effects in buildings or small areas. Following their primary conclusions, they often suggest reducing the final discharge of urban macro drainage systems. This inference stems from the decrease in runoff volume in the analyzed property unit, disregarding well-known hydrological effects such as peak flow attenuation and volume reduction, as well as synchronization or desynchronization effects along the macro drainage network. Therefore, there is a gap to be filled through studies on the assessment of the effects of rooftop rainwater harvesting, both in terms of potable water savings and surface runoff in urban watersheds. Given this context, this thesis scrutinizes the effects of rooftop rainwater harvesting in attenuating macrodrainage runoff, considering the necessary storage volumes for potable water conservation. In the first chapter of this work, the potentials for potable water conservation were compared using two methodologies for quantifying roof areas, one statistical and the other employing artificial intelligence. In the second chapter, the effect of spatial discretization on the potential for potable water conservation was analyzed. The third chapter elucidated correlations between harvesting, consumption, population, and roof areas, for the measurement of necessary storage volumes to attain such potential. Following these analyses, in chapter four, hydrological-hydraulic modeling was used to determine the limits of influence of rooftop rainwater harvesting, in terms of potable water consumption equivalence, on peak flow and volume attenuation in urban macro drainage. Lastly, in chapter five, the influence of the volumes required to achieve the potential potable water savings through rooftop rainwater harvesting was analyzed as an alternative for attenuating surface runoff in urban macro drainage.
Palavras-chave: CAPTAÇÃO PLUVIAL
País: Brasil
Editor: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/6609
Data do documento: 2023
Aparece nas coleções:Programa de Pós-graduação em Tecnologias Ambientais

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