Modelado de Sistemas de Drenaje con Desarrollo de Bajo Impacto (LID)

Autores/as

  • James de Melo Sampaio Júnior Instituto Militar de Engenharia, Departamento de Ciência e Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Transportes https://orcid.org/0000-0002-2115-4098
  • Rodrigo dos Santos Morgado Instituto Militar de Engenharia, Departamento de Ciência e Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Transportes https://orcid.org/0000-0003-3325-8481
  • Marcelo de Miranda Reis Instituto Militar de Engenharia, Departamento de Ciência e Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Transportes https://orcid.org/0000-0003-3875-9189
  • Francisco José d'Almeida Diogo Instituto Militar de Engenharia, Departamento de Ciência e Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Transportes https://orcid.org/0009-0002-7354-6453
  • Igor da Silva Rocha Paz Instituto Militar de Engenharia, Departamento de Ciência e Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Transportes https://orcid.org/0000-0001-7233-3515

DOI:

https://doi.org/10.18830/issn.1679-0944.n34.2023.19

Palabras clave:

Drenaje, Lluva, Pavimentaci´´on, Planificación de Recursos Hídricos, , cadena artesanal

Resumen

El modelado hidrológico, utilizando softwares como el Modelo de Gestión de Aguas Pluviales (SWMM), se ha convertido en una herramienta destacada para predecir eventos en cuencas, ayudando a reducir pérdidas humanas en desastres y evitar gastos ineficaces en obras. Este artículo tuvo como objetivo presentar y discutir la aplicación del modelo SWMM a un estudio de caso de gestión de aguas pluviales para un proyecto de adjudicación de cerca de 36 ha, en el barrio de Guaratiba/RJ. Se modeló el diseño preliminar de una red de drenaje para la región mediante la simulación de una lluvia intensa con período de retorno de 10 años y duración de 10 minutos. Luego, se intentó integrar y comparar los resultados críticos encontrados con las posibles mejoras resultantes del uso de técnicas de Desarrollo de Bajo Impacto (LID) relacionadas con pavimentos permeables en el modelado. Para el mismo tiempo de retorno, hubo una disminución de caudales punta de hasta un 34,53%, además de reducciones en los volúmenes totales del sistema de hasta un 28,73% para tiempos de retorno de 10, 20 y 50 años, demostrando que la adopción de LID en proyectos de drenaje en general permea etapas de crecidas más suaves.

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Biografía del autor/a

James de Melo Sampaio Júnior, Instituto Militar de Engenharia, Departamento de Ciência e Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Transportes

Possui graduação em Engenharia de Fortificação e Construção no Instituto Militar de Engenharia (2018) e é estudante de mestrado em Engenharia de Transportes na mesma instituição (previsão de término em 2024), na área de pesquisa de Recursos Hídricos Aplicados à Infraestrutura de Transportes, com ênfase em Modelagem Hidrológica de Áreas Urbanas e Meteorologia Aplicada e Redução de Riscos e Prevenção de Desastres Naturais. Tem experiência na área de execução de obras rodoviárias.

Rodrigo dos Santos Morgado, Instituto Militar de Engenharia, Departamento de Ciência e Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Transportes

Possui graduação em Engenharia de Fortificação e Construção no Instituto Militar de Engenharia (2017) e é estudante de mestrado em Engenharia de Transportes na mesma instituição (previsão de término em 2024), na área de pesquisa de Geotecnia Aplicada à Infraestrutura de Transportes, com ênfase em Planejamento e Projeto de Obras de Terra. Tem experiência na área de execução de obras rodoviárias.

Marcelo de Miranda Reis, Instituto Militar de Engenharia, Departamento de Ciência e Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Transportes

Tem experiência nas áreas de Engenharia Civil, com ênfase em Transportes, Recursos Hídricos, Saneamento e Meio Ambiente; de Engenharia de Transportes, com ênfase em Meio Ambiente, Portos e Hidrovias; e de Planejamento Energético e Ambiental. Atua principalmente nos seguintes temas: planejamento e gestão ambiental aplicada aos transportes; saneamento básico; gestão, tratamento e aproveitamento energético de resíduos; hidrologia e modelos hidrológicos; e modelagem numérica. Atualmente é Professor Adjunto do Instituto Militar de Engenharia. No curso de graduação em Engenharia de Fortificação e Construção, ministra as disciplinas de Hidrologia, Hidráulica, Saneamento Básico I e Saneamento Básico II, além de orientar trabalhos. No curso de Pós-Graduação em Engenharia de Transportes, ministra as disciplinas de Impactos Ambientais dos Transportes, Obras Hidráulicas e Portuárias, e Drenagem Aplicada à Infraestrutura de Transportes. No curso de Pós-Graduação em Engenharia de Defesa, ministra as disciplinas Meio Ambiente e Atividades Militares e Métodos Numéricos.

Francisco José d'Almeida Diogo, Instituto Militar de Engenharia, Departamento de Ciência e Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Transportes

Atualmente é professor assistente do Instituto Militar de Engenharia. Tem experiência na área de engenharia de edificações e rodovias, esta com ênfase em drenagem. No curso de graduação em Engenharia de Fortificação e Construção, ministra as disciplinas de Tecnologia da Construção, Construções Militares, Drenagem de vias, Saneamento Básico, Arquitetura e Urbanismo, além de orientar trabalhos de tema Dirigido, Iniciação à Pesquisa e Projeto de Final de Curso. No curso de Pós-Graduação em Engenharia de Transportes, ministra a disciplina de Drenagem Aplicada à Infraestrutura de Transportes.

Igor da Silva Rocha Paz, Instituto Militar de Engenharia, Departamento de Ciência e Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Transportes

É Chefe do Laboratório de Meteorologia Aplicada e Redução de Riscos e Prevenção de Desastres Naturais (LAMP), Professor de Graduação dos Cursos de Engenharia de Fortificação e Construção e de Engenharia Cartográfica, Professor Permanente de Pós-Graduação do Curso de Mestrado em Engenharia de Transportes e dos Cursos de Mestrado e Doutorado em Engenharia de Defesa e Adjunto da Pró-reitoria de Pesquisa, Extensão e Inovação do Instituto Militar de Engenharia. É Coordenador Institucional Acadêmico-Científico do Programa CAPES/BRAFITEC, Coordenador Institucional Acadêmico-Científico do Programa CAPES/BRAFITEC, Coordenador Institucional Acadêmico-Científico do Acordo de Cooperação Internacional IME-École des Ponts ParisTech e Bolsista de Pesquisa pelo Programa Jovem Cientista do Nosso Estado pela Fundação de Apoio à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro. Atua nas áreas de Hidrometeorologia, Instrumentação e Monitoramento para Redução de Riscos de Desastres Naturais, Previsão de chuva a curto prazo, e Sustentabilidade Urbana

Citas

AKTER, A.; TANIM, A. H.; ISLAM, M. K. Possibilities of urban flood reduction through distributed-scale rainwater harvesting. Water Science and Engineering, v. 13, n. 2, p. 95–105, 2020. ISSN 1674-2370.

ATHIRA, S.; KATPATAL, Y.B.; LONDHE, D.S. Flood Modelling and Inundation Mapping of Meenachil River Using HEC-RAS and HEC-HMS Software. Climate Change and Ocean Renewable Energy. Cham: Springer Nature Switzerland, p. 113-130, 2023.

BAE, C.; LEE, D. K. Effects of low-impact development practices for flood events at the catchment scale in a highly developed urban area. International Journal of Disaster Risk Reduction, v. 44, p. 101412, 2020. ISSN 2212-4209.

BĄK, J.; BARJENBRUCH, M. Benefits, Inconveniences, and Facilities of the Application of Rain Gardens in Urban Spaces from the Perspective of Climate Change - A Review. Water, v. 14, n. 7, p. 1153, 2022.

BHANDARI, S; KALRA, A; AHMAD, S; THAKUR, B. Flood Damage Reduction in Urban Areas with Use of Low Impact Development Designs. World Environmental and Water Resources Congress, 2018.

CAMPOS, P.C.O.; PAZ, I. Spatial diagnosis of Rain Gauges’ distribution and flood impacts: case study in Itaperuna, Rio de Janeiro - Brazil. Water, v. 12, n. 4, p. 1120, 2020.

DA SILVA, C. E. D. B. D. Estudo da Permeabilidade de Misturas Asfálticas de Graduação Aberta. Mestrado em Engenharia Civil - Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Campinas, SP, 2005.

D’AMBROSIO, R.; BALBO, A.; LONGOBARDI, A.; RIZZO, A. Re-think urban drainage following a SUDS retrofitting approach against urban flooding: A modelling investigation for an italian case study. Urban Forestry & Urban Greening, v. 70, p. 127518, 2022. ISSN 1618-8667.

DE BARROS, R.V.; AMORIM LOPES, E.E.; DA SILVA, G.B. Exploring trade-offs between cost and peak flow reduction toward identifying optimal LID designs combining green roof and permeable pavement. Urban Water Journal, v. 19, n. 10, p. 1047-1059, 2022.

DNER ES-386/99. Pavimentação - Pré-misturado a quente com asfalto polímero - Camada porosa de atrito - Especificação de serviço. Rio de Janeiro, 1999.

DNIT. Publicação IPR - 715: Manual de hidrologia básica para estruturas de drenagem. Rio de Janeiro, 2005.

EL HATTAB, M.H.; THEODOROPOULOS, G.; RONG, X.; MIJIC, A. Applying the systems approach to decompose the SuDS decision-making process for appropriate hydrologic model selection. Water, v. 12, n. 3, p. 632, 2020.

FRANCISCO, T.H.; MENEZES, O.V.; GUEDES, A.L.; MAQUERA, G.; NETO, D.C.; LONGO, O.C.; CHINELLI, C.K.; SOARES, C.A.P. The Main Challenges for Improving Urban Drainage Systems from the Perspective of Brazilian Professionals. Infrastructures, v. 8, n. 1, p. 5, 2022.

SALVADORE, E.; BRONDERS, J.; BATELAAN, O. Hydrological modelling of urbanized catchments: A review and future directions. Journal of hydrology, v. 529, p. 62-81, 2015.

GONZALEZ, P. F. Projeto com Dimensionamento de Sistemas de Drenagem. 66p. Projeto de Fim de Curso de Graduação em Engenharia de Fortificação e Construção - Instituto Militar de Engenharia, Rio de Janeiro, 2013.

IPR. Publ., 724. Manual de Drenagem de Rodovias. 2 ed. Rio de Janeiro. 2006.

KUOK, K.K.; TAN, K.W.K; CHIU, P.C.; CHIN, M.Y.; RAHMAN, M.R.; BAKRI, M.K.B. Application of Building Information Modelling (BIM) Technology in Drainage System Using Autodesk Infraworks 360 Software. In: Proceedings of the 5th International Conference on Water Resources (ICWR) - Volume 1: Current Research in Water Resources, Coastal and Environment. Singapore: Springer Nature Singapore, p. 209-224, 2022.

MCGRANE, Scott J. Impacts of urbanization on hydrological and water quality dynamics, and urban water management: a review. Hydrological Sciences Journal, v. 61, n. 13, p. 2295-2311, 2016.

MISHRA, B.K.; CHAKRABORTY, S.; KUMAR, P.; SARASWAT, C. Urban Water Security Challenges. Sustainable Solutions for Urban Water Security: Innovative Studies, p. 25-40, 2020.

NETO, A. T. Simulação de sistemas de drenagem urbana sustentável aplicada em um loteamento urbano utilizando o EPA SWMM. 100p. Mestrado em Engenharia Civil - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2021.

ONU (2022). For a Better Urban Future World Cities Report 2022. First published 2022 by United Nations Human Settlements Programme (UN-Habitat) Copyright © United Nations Human Settlements Programme, 2022. HS Number: HS/004/22E. ISBN Number (Series): 978-92-1-133395-4. ISBN Number: 978-92-1-132894-3.

PAZ, I.; WILLINGER, B.; GIRES, A.; SOUZA; B.A.; MONIER, L.; CARDINAL, H.; TISSERAND, B.; TCHIGUIRINSKAIA, I.; SCHERTZER, D. Small-scale rainfall variability impacts analyzed by fully distributed model using C-band and X-band radar data. Water, v. 11, n. 6, p. 1273, 2019.

PEREIRA, L. C. O; VIANA, E. M.; BRAGA, C. F. C. Estudo das Legislações Sobre Drenagem Urbana nas Capitais do Nordeste Brasileiro. Análise da obrigatoriedade de medidas de controle de escoamento na fonte. 2019. I Congresso Internacional de Meio Ambiente e Sociedade e III Congresso Internacional da Diversidade do Semiárido.

PEREIRA SOUZA, F.; LEITE COSTA, M.E.; KOIDE, S. Hydrological modelling and evaluation of detention ponds to improve urban drainage system and water quality. Water, v. 11, n. 8, p. 1547, 2019.

PREFEITURA DA CIDADE DO RIO DE JANEIRO. Instruções Técnicas para elaboração de estudos hidrológicos e dimensionamento hidráulico de sistemas de drenagem urbana. Rio de Janeiro: Subsecretaria de Gestão de Bacias Hidrográficas – Rio-Águas, 2010.

QIU, Y.; PAZ, I.; CHEN, F.; VERSINI, P.; SCHERTZER, D.; TCHIGUIRINSKAIA, I. Space variability impact on hydrological responses of nature-based solutions and the resulting uncertainty: a case study of Guyancourt (France). Hydrology and Earth System Sciences, v. 25, n. 6, p. 3137-3162, 2021.

ROSSMAN, Lewis A. EPA SWMM 5.0: Modelo de Gestão de Drenagem Urbana. Tradutor: Laboratório de Eficiência Energética e Hidráulica em Saneamento – UFPB, João Pessoa, 2010.

SAHU, M.K.; SHWETHA, H. R.; DWARAKISH, G. S. State-of-the-art hydrological models and application of the HEC-HMS model: a review. Modeling Earth Systems and Environment, p.1-23, 2023.

SANGALLI, N. C. R. Modelagem Hidrológica de um Módulo Experimental de Pavimento Permeável Poroso Utilizando o EPA SWMM. 97 p. Mestrado em Engenharia Civil - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2021.

SUI, X.; VAN DE VEN, F.H.M. The influence of Low Impact Development (LID) on basin runoff in a half-urbanized catchment: A case study in San Antonio, Texas. Journal of Hydrology, v. 616, p. 128793, 2023.

TANG, S.; JIANG, J.; ZHENG, Y.; HONG, Y.; CHUNG, E.; SHAMSELDIN, A.Y.; WEI, Y.; WANG, X. Robustness analysis of storm water quality modelling with LID infrastructures from natural event-based field monitoring. Science of the Total Environment, v. 753, p. 142007, 2021.

TORRES, M.N.; RABIDEAU, A.; GHODSI, S.H.; ZHU, Z.; MATTOT, L.S. Spatial design strategies and performance of porous pavements for reducing combined sewer overflows. Journal of Hydrology, v. 607, p. 127465, 2022.

UNDUCHE, F.; TOLOSSA, H.; SENBETA, D.; ZHU, E. Evaluation of four hydrological models for operational flood forecasting in a Canadian Prairie watershed. Hydrological Sciences Journal, v. 63, n. 8, p. 1133-1149, 2018.

WIJAYARATHNE, D.B.; COULIBALY, P. Identification of hydrological models for operational flood forecasting in St. John’s, Newfoundland, Canada. Journal of Hydrology: Regional Studies, v. 27, p. 100646, 2020.

WMO. Atlas of mortality and economic losses from weather, climate and water extremes (1970–2019). Geneva, Switzerland, 2021.

ZHANG, X.; WANG, K.; WANG, T. SWMM-based assessment of the improvement of hydrodynamic conditions of urban water system connectivity. Water Resources Management, v. 35, p. 4519-4534, 2021.

Publicado

2023-08-22

Cómo citar

de Melo Sampaio Júnior, J., dos Santos Morgado, R., de Miranda Reis, M., José d’Almeida Diogo, F., & da Silva Rocha Paz, I. (2023). Modelado de Sistemas de Drenaje con Desarrollo de Bajo Impacto (LID). Paranoá, 16(34), 1–21. https://doi.org/10.18830/issn.1679-0944.n34.2023.19

Número

Sección

Água e Mudanças Climáticas

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