Proposições de soluções mitigadoras para o manejo de águas pluviais em regiões a montante de microbacias urbanas

Abstract

O aumento das áreas impermeáveis nos grandes centros urbanos, ocasionado pela intensa urbanização, provoca impactos e mudanças significativas no ciclo hidrológico, tendo em vista que as superfícies permeáveis são essenciais para absorção do escoamento. A mudança na absorção do escoamento, aliada às alterações climáticas, gera alagamentos nos exutórios das bacias, trazendo prejuízos sociais, ambientais e econômicos à população. Atualmente, a utilização de soluções baseadas na natureza tem sido uma importante aliada na mitigação destes impactos, retardando o fluxo das precipitações e modificando a premissa dos projetos tradicionais onde observa-se o afastamento rápido do fluxo em direção aos exutórios. A implantação destas soluções requer espaços livres, o que pode ser um limitante para aplicação em centros urbanos já ocupados, portanto é importante compreender o comportamento destas soluções quando aplicadas de forma descentralizada e em pequena escala nas microbacias urbanas visando um benefício maior na integração destas soluções nas demais regiões da bacia. A presente pesquisa, avalia por meio de modelagem computacional, um recorte urbano na cidade de Jundiaí, São Paulo, com o objetivo de propor a implantação de soluções mitigadoras para possíveis reduções de vazão de pico e volume acumulado. Para essa análise, a metodologia da pesquisa consiste na realização de vistorias ao local obtendo-se os parâmetros necessários às modelagens realizadas com o software Personal Computer Storm Water Management Model. As simulações foram realizadas para a situação atual e para cenários propostos, tanto para a escala do lote quanto para a escala do viário, totalizando 35 cenários com 138 simulações. Ao final das simulações e análises individuais de redução, foram propostos rankings de classificação de eficiência avaliando-se a relação das áreas das soluções implantadas, área disponível no recorte e área total impermeável da bacia com as reduções obtidas. Os cenários com pavimento permeável e combinados apresentaram maiores eficiências na redução da vazão de pico, já os cenários com jardins de chuva apresentaram maiores eficiências para as reduções de volume acumulado, demonstrando a importância de estudos multidisciplinares para a escolha do tipo de solução a ser utilizada como uma análise rigorosa para a definição dos parâmetros de simulação dos materiais utilizados. Os resultados mais expressivos foram observados para chuvas com menor tempo de retorno e maiores capacidade de armazenamento. A pesquisa confirmou a eficiência destas soluções e a importância de estudos de manejo de águas pluviais para áreas a montante de microbacias urbanas auxiliando na regeneração do ciclo hidrológico urbano e trazendo maior qualidade de vida à população.

The increase in impermeable areas in large urban centers, caused by intense urbanization, causes significant impacts and changes in the hydrological cycle, since permeable surfaces are essential for flow absorption. The change in runoff absorption, combined with climate change, generates flooding in the watershed outlets, bringing social, environmental, and economic damages to the population. Currently, the use of nature-based solutions has been an important ally in mitigating these impacts, delaying the flow of precipitation and modifying the premise of traditional projects where the rapid removal of flow toward the outlets is observed. The implementation of these solutions requires free space, which can be a limiting factor for application in already occupied urban centers, therefore, it is important to understand the behavior of these solutions when applied in a decentralized and small-scale manner in urban micro-watersheds aiming for greater benefits in the integration of these solutions into other regions of the watershed. The present research evaluates, through computational modeling, an urban section in the city of Jundiaí, São Paulo, with the objective of proposing the implementation of mitigation solutions for possible reductions in peak flow and accumulated volume. For this analysis, the research methodology consists of on-site inspections to obtain the necessary parameters for the modeling carried out using the Personal Computer Storm Water Management Model software. The simulations were carried out for the current situation and for proposed scenarios, both at the lot scale and at the street scale, totaling 35 scenarios with 138 simulations. At the end of the simulations and individual reduction analyses, efficiency classification rankings were proposed by evaluating the relationship between the areas of the implemented solutions, the available area in the section, and the total impervious area of the watershed with the reductions obtained. The scenarios with permeable pavement and combined solutions showed greater efficiency in reducing peak flow, while the scenarios with rain gardens showed greater efficiency in reducing accumulated volume, demonstrating the importance of multidisciplinary studies for choosing the type of solution to be used, as well as a rigorous analysis for defining the simulation parameters of the materials used. The most expressive results were observed for rains with shorter return periods and greater storage capacity. The research confirmed the efficiency of these solutions and the importance of stormwater management studies for upstream areas of urban micro-watersheds, assisting in the regeneration of the urban hydrological cycle and bringing greater quality of life to the population.