Desempenho de técnicas compensatórias na mitigação do perigo de inundações em uma bacia urbanizada fechada

The impermeabilization of surfaces due to urbanization changes the hydrological regime and the natural flows of water in cities, bringing an increase in the urban flooding risk with the potential to cause damage to the human life and property. For this reason, an urban flood risk assessment has b...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Diniz, Guilherme José da Silva
Outros Autores: Medeiros, Joana Darc Freire de
Formato: Dissertação
Idioma:pt_BR
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Biorretenção
Microrreservatórios
Bacia fechada
Modelagem
2D
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/47102
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Diniz, Guilherme José da Silva
Desempenho de técnicas compensatórias na mitigação do perigo de inundações em uma bacia urbanizada fechada
description The impermeabilization of surfaces due to urbanization changes the hydrological regime and the natural flows of water in cities, bringing an increase in the urban flooding risk with the potential to cause damage to the human life and property. For this reason, an urban flood risk assessment has been applied in the sustainable urban stormwater management. The risk of flooding is commonly evaluated by hydrological models, while the mitigation is mainly given by the implementation of urban drainage systems. Compensatory techniques (CT) are identified as effective solutions to reduce urban flooding and have been widely used because they restore the hydrological conditions of the watershed and are also a more sustainable alternative to conventional systems based on canalization. These techniques can be particularly useful in closed (or endorheic) basins, where the flow is routed to lower inland regions producing large floods. Therefore, the present work aims to evaluate the performance of compensatory techniques associated with the existing conventional drainage system in a closed urbanized tropical basin to mitigate the urban flood hazard. The study was developed in a sub-basin of Natal/RN using 1D/2D modeling with the Personal Computer Storm Water Management Model (PCSWMM), considering scenarios of bioretention cells (BC) and microreservoirs (MR) in extreme rainfall events. From the results of the flooded areas in the basin, it was observed that the 2D modeling proved to be very useful in predicting the hydrological behavior of closed basins, where the most critical areas occur in the central depressions. The CT simulation showed a very limited performance in the mitigation of flood prone areas, a fact that can be explained by the low availability of areas due to the intense urban occupation of the basin, in addition to the magnitude of the events evaluated, which reduces the efficiency of the CT. The results also showed a better efficiency of BC due to the larger occupation in the basin and the infiltration, which increases the volume captured by the cells.
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The risk of flooding is commonly evaluated by hydrological models, while the mitigation is mainly given by the implementation of urban drainage systems. Compensatory techniques (CT) are identified as effective solutions to reduce urban flooding and have been widely used because they restore the hydrological conditions of the watershed and are also a more sustainable alternative to conventional systems based on canalization. These techniques can be particularly useful in closed (or endorheic) basins, where the flow is routed to lower inland regions producing large floods. Therefore, the present work aims to evaluate the performance of compensatory techniques associated with the existing conventional drainage system in a closed urbanized tropical basin to mitigate the urban flood hazard. The study was developed in a sub-basin of Natal/RN using 1D/2D modeling with the Personal Computer Storm Water Management Model (PCSWMM), considering scenarios of bioretention cells (BC) and microreservoirs (MR) in extreme rainfall events. From the results of the flooded areas in the basin, it was observed that the 2D modeling proved to be very useful in predicting the hydrological behavior of closed basins, where the most critical areas occur in the central depressions. The CT simulation showed a very limited performance in the mitigation of flood prone areas, a fact that can be explained by the low availability of areas due to the intense urban occupation of the basin, in addition to the magnitude of the events evaluated, which reduces the efficiency of the CT. The results also showed a better efficiency of BC due to the larger occupation in the basin and the infiltration, which increases the volume captured by the cells. A impermeabilização das superfícies decorrente da urbanização altera o regime hidrológico e os fluxos naturais da água nas cidades, trazendo, por consequência, um aumento nos riscos de inundações urbanas com potencial de ocasionarem danos à população e à propriedade. Por este motivo, uma avaliação do risco de inundações urbanas tem sido aplicada na gestão sustentável da drenagem urbana. O risco de inundações é comumente avaliado por modelos hidrológicos, enquanto sua mitigação é dada principalmente pela implantação de sistemas de drenagem urbana. As técnicas compensatórias (TCs), são apontadas como soluções eficazes para redução das inundações urbanas e têm sido bastante utilizadas por restaurarem as condições naturais da bacia e serem uma alternativa mais sustentável aos sistemas convencionais baseados em canalização implantados na maioria das bacias urbanas. Essas técnicas podem ser particularmente úteis em bacias fechadas (ou endorréicas), onde o fluxo é encaminhado para regiões interiores de menor cota produzindo grandes alagamentos. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho de técnicas compensatórias para mitigação do perigo de inundações urbanas associadas ao sistema de drenagem convencional existente em uma bacia urbanizada fechada de clima tropical. O estudo foi desenvolvido em uma sub-bacia da cidade de Natal/RN utilizando modelagem 1D/2D do escoamento superficial com o Personal Computer Storm Water Management Model (PCSWMM) considerando cenários de implantação células de biorretenção (CB) e microrreservatórios (MR) em eventos extremos de precipitação. Pela obtenção das manchas de alagamento na bacia, observou-se que a modelagem 2D se mostrou bastante útil na previsão do comportamento de bacias fechadas, onde se observou que a criticidade de inundações ocorre com maior intensidade nas depressões centrais. A simulação das TC mostrou um desempenho bastante limitado para o controle das áreas alagadas, fato que pode ser explicado pela baixa disponibilidade de áreas devido à ocupação intensa da bacia, além da magnitude dos eventos avaliados, que reduz a eficiência dos dispositivos. Os resultados apontaram ainda um melhor desempenho das CB devido à maior ocupação considerada e a infiltração, que aumenta o volume capturado pelas células. 2022-05-04T23:41:48Z 2022-05-04T23:41:48Z 2022-03-04 masterThesis DINIZ, Guilherme José da Silva. Desempenho de técnicas compensatórias na mitigação do perigo de inundações em uma bacia urbanizada fechada. 2022. 69f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Sanitária e Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/47102 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL

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