Modelagem de reservatórios de uso compartilhado para o controle de escoamento e aproveitamento de água pluvial | Modeling shared use reservoirs for the control of rainwater flow and use

Urban expansion and disorderly occupation of city territories have caused several disasters associated with water systems. The main examples are floods that occur especially due to soil impermeability in natural infiltration areas. In search of sustainable solutions to control runoff, public policies encourage use compensatory techniques (TC) with the aim of mitigating urbanization impacts. A practice already used in Brazil and in other countries is runoff detention microreservoirs, whose premise is temporary storage volumes originated from impermeable areas runoff and drain out at a discharge lower than or close to pre-urbanization discharge. Another aspect of use reservoirs at origin of runoff is intended to fulfillment non-potable demands, through use Rainwater Reservoirs (RAAC). These have as a role inducing a decrease in potable water consumption for less noble purposes and preserving water sources. Some authors suggest classifying RAAC as a TC, since its function is to store rainwater. For this reason, some Brazilian cities are using RAAC to replace microreservoirs to control runoff at source (RCF). However, there is still a lack of conclusive studies that indicate with representativeness real benefits and impacts rainwater catchment and its use have on microdrainage networks. This study verified, based on a long-term simulation, the viability of using RAAC as reserve structures for use water and the effect of this mechanism on flow control at source. For this, the city of Curitiba was chosen, in a region of the Rebouças neighborhood with 415 buildings, and a 12-year local hourly precipitation series (2008 to 2019 – Station A807) was used for analyses. The RCF were dimensioned following Municipal Decree nº 1733/2021, which were submitted to simulations of observed precipitation to evaluate the number of infractions of these structures when subjected to real operating situations, in compliance with provisions in legislation. For same buildings and precipitation series, RAAC volumes necessary to fulfillment sanitary bowls demands were determined, with a minimum reliability of 80%, based on the simulation method and following good engineering practices as stated in NBR 15,527/2019. Ultimately, RCF were replaced by RAAC, and the possibility of using them as systems to serve two functions was evaluated. It was verified that RAAC are inefficient as a flow control structure at source, especially in relation to overflow volume and more frequent precipitations; however, RCF and RAAC had similar behavior when subjected to greater intensity precipitation events.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

A expansão urbana e a ocupação desordenada de territórios das cidades têm causado vários desastres associados a sistemas hídricos. Os principais exemplos são enchentes e inundações, que ocorrem especialmente, devido à impermeabilização do solo em áreas de infiltração natural. Em busca de soluções sustentáveis para o controle do escoamento superficial, as políticas públicas vêm incentivando o uso de técnicas compensatórias (TC) com o objetivo de mitigar impactos da urbanização. Uma prática já utilizada no Brasil e, em outros países, são os microrreservatórios de detenção do escoamento, que têm como premissa o armazenamento temporário dos volumes oriundos do escoamento das áreas impermeáveis, esvaziando a uma vazão inferior ou próxima da vazão de pré-urbanização. Outra vertente da utilização de reservatórios na origem do escoamento destina-se ao atendimento de demandas não potáveis, por meio do uso de Reservatórios de Aproveitamento da Água da Chuva (RAAC). Estes têm a função de induzir a diminuição do consumo de água tratada para fins menos nobres e preservar mananciais. Alguns autores sugerem a classificação dos RAAC como uma TC, já que tem como função o armazenamento de águas pluviais e por essa razão, algumas cidades brasileiras estão utilizando os RAAC em substituição aos microrreservatórios de controle do escoamento na fonte (RCF). Entretanto, ainda faltam estudos conclusivos que apontem com representatividade os reais benefícios e impactos que a captação de águas pluviais e seu aproveitamento têm sobre as redes de microdrenagem. Neste estudo foi verificada, a partir de simulação de longo prazo, a viabilidade da utilização dos RAAC como estruturas de reservação para o aproveitamento da água e o efeito deste mecanismo sobre o controle de escoamento na fonte. Para o estudo foi escolhido a cidade de Curitiba, em uma região do bairro Rebouças com 415 edificações, e uma série de precipitação horária local com 12 anos (2008 a 2019 – Estação A807) foi utilizada para as análises. Foram dimensionados os RCF, seguindo o Decreto Municipal nº 1733/2021, os quais foram submetidos a simulações da precipitação observada, com o intuito de avaliar o número de infrações dessas estruturas quando submetidos a situações reais de funcionamento, em cumprimento aos dispostos na legislação. Para as mesmas edificações e série de precipitação, foi determinado os volumes dos RAAC necessários para o atendimento das demandas de bacias sanitárias, com uma confiabilidade mínima de 80%, a partir do método da simulação, seguindo as boas práticas de engenharia como consta na NBR 15.527/2019. Em uma última análise, os RCF foram substituídos pelos RAAC, sendo avaliada a possibilidade de utilização destes como sistemas para atender a duas funções. Foi verificado que os RAAC são ineficientes como estrutura de controle de escoamento na fonte, especialmente em relação ao volume extravasado e precipitações mais frequentes; contudo, os RCF e RAAC tiveram comportamento semelhante quando submetidos a eventos de precipitação de maior intensidade.