Methodology for evaluation of performance of urban drainage systems

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2009.Os frequentes problemas decorrentes da inexistência ou ineficiência do manejo e gestão das águas pluviais urbanas foram motivadores para o desenvolvimento deste trabalho. O objetivo central da pesquisa é desenvolver e aplicar uma metodologia de apoio capaz de avaliar o desempenho global de sistemas de drenagem urbana com aplicação de técnicas de análise de auxílio à decisão, permitindo a identificação dos aspectos mais eficientes e também dos mais precários associados aos sistemas de drenagem urbana. Para avaliar os sistemas de drenagem urbana foram selecionados dezesseis critérios com auxílio de especialistas. Esses critérios tiveram duas formas de avaliação, os indicadores de desempenho e as planilhas de avaliação, que são semelhantes às metodologias utilizadas em auditorias. Os sistemas de drenagem urbana tiveram seus desempenhos avaliados segundo cada critério e agrupados em seis dimensões, sendo elas: legal, econômica, ambiental, social, de práticas sustentáveis e técnica. Dessa agregação, foi possível proceder a uma avaliação global dos sistemas. Os métodos de auxílio à decisão selecionados para dar suporte a avaliação foram os métodos multicritério e multiobjetivo ELECTRE TRI e TOPSIS, que têm como características as possibilidades de alocação das alternativas em categorias. As categorias utilizadas para definir o nível de desempenho dos sistemas de drenagem urbana foram “ótimo”, “muito bom”, “bom”, “regular”, “ruim” e “muito ruim”. Foram utilizados como estudos de caso três cenários de sistemas de drenagem urbana, que hipoteticamente pudessem ser implantados em uma sub-bacia do Córrego Vaca Brava, no município de Goiânia. O primeiro, era composto por uma rede de drenagem tradicional, separada da rede de esgoto. O segundo, contava com a incorporação de duas bacias de detenção ao sistema tradicional e, o terceiro, incorporava a inclusão de microreservatórios nos lotes para auxiliar o sistema tradicional de drenagem urbana. Os resultados indicaram desempenho regular, muito bom e ótimo para os cenários I, II e III, respectivamente, com a utilização do ELECTRE TRI. Utilizando o TOPSIS, o desempenho do cenário I foi bom e dos cenários II e III muito bom. Esses resultados mostraram-se coerentes e confirmaram a expectativa de desempenho mediante o emprego das técnicas compensatórias. _________________________________________________________________________________ ABSTRACTThe frequent problems due to the non existence or the inefficiency of the management and the handling of urban stormwater were the motivators for the development of this essay. The main aim of this research is to develop and apply a support methodology that is able to evaluate the global performance of urban drainage systems by means of using analytical techniques of decision support, allowing the identification of the most efficient, and also the most precarious, aspects related to the urban drainage systems. To evaluate the urban drainage systems, sixteen criteria were selected with the help of experts. These criteria were evaluated in two different ways: the performance indicators and the evaluation tables, which are similar to the methods used in audits. The performances of the systems of urban drainage were evaluated according to each criteria and were classified in six dimensions: legal, economic, environmental, social, sustainable practices and technical. After this aggregation, it was possible to proceed to a global evaluation of the systems. The decision support methods selected to provide the evaluation were the method multicriteria and multipurpose ELECTRE TRI and TOPSIS, which allow the classification of the alternatives into categories. The categories used to define the average performance of the urban drainage systems were “excellent”, “very good”, “good”, “regular”, “bad” and “very bad”. Three different scenarios of urban drainage systems that hypothetically could be deployed in the stream Vaca Brava sub-basin, in the city of Goiânia, were used as case studies. The first scenario consisted in a traditional drainage network, separated from the sewage. The second one added two detention basins to the traditional system, and the third one included some micro reservoirs in each urban lot to help the traditional urban drainage system. The ELECTRE TRI method indicated the performances as regular, very good and excellent to the scenarios I, II and III, respectively. With the TOPSIS method, the performance of scenario I was good, and the performances of scenarios II e III were very good. These results were consistent and confirmed the expectation of performance through the use of best management practices