Evaluation of the hydraulic performance of a urban stormwater drainage system

O crescimento urbano acelerado gera a necessidade de implantação de infraestruturas que impermeabilizam o solo, aumentando o escoamento superficial e motivando a implantação de sistema de drenagem de águas pluviais urbanas. A ausência de planejamento e da integração entre as entidades responsáveis pelo gerenciamento da infraestrutura urbana associada à ocupação inadequada do espaço urbano ocasiona inundações. Considerando esta situação dos sistemas de drenagem de águas pluviais, o presente trabalho tem o objetivo de avaliar o desempenho hidráulico de um sistema de drenagem de águas pluviais urbanas em funcionamento, identificando a localização e as causas de possíveis deficiências por intermédio do índice de desempenho hidráulico proposto por BENNIS et al. (2003). A área de estudo escolhida foi a área de contribuição do sistema de drenagem de águas pluviais urbanas do Campus Universitário "Professor Zeferino Vaz". Normalmente em áreas urbanas os dados hidrológicos disponíveis restringem-se apenas aos dados pluviométricos. Por isso foram utilizados métodos de transformação de chuva-vazão para o cálculo das vazões afluentes à rede de drenagem. Após a determinação da vazão, foram averiguadas as condições hidráulicas utilizando o método do UDFCD (Distrito de Drenagem Urbana e Controle de Inundações) e o programa computacional SWMM (Modelo de Gerenciamento de Águas Pluviais da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos). Por meio do índice de desempenho hidráulico de BENNIS et al. (2003), foi possível verificar o grau de sobrecarga de cada trecho da rede de drenagem urbana. Além disso, a elaboração da matriz da condição hidráulica da rede de drenagem possibilitou identificar a origem e as causas das sobrecargas em cada trecho. Os resultados obtidos pelo método UDFCD e pelo modelo SWMM, sistematizados por meio do índice de desempenho hidráulico possibilitaram avaliar globalmente o sistema de drenagem de águas pluviais da área de estudo. As sobrecargas e os extravasamentos foram identificados, incluindo as causas e consequências de suas ocorrências.The accelerated urban growth generates the need for deployment of infrastructures that seals the soil, increasing runoff and motivating the implementation of urban stormwater drainage system. The absence of planning and integration between the entities responsible for the management of urban infrastructure associated with the inadequate occupation of urban space cause flooding. Considering this situation of stormwater drainage system, the present study aims to assess the hydraulic performance of an urban stormwater drainage system in operation, identifying the location and causes of possible deficiencies through the hydraulic performance index proposed by BENNIS et al. (2003). The study area was chosen at stormwater drainage system catchment area of the University Campus "Professor Zeferino Vaz". Typically in urban areas the available hydrological data are restricted only to rainfall data. For this reason methods of transformation of rainfall - runoff were applied for the calculation of drainage network flows. After determining the flow rate, were verified the hydraulic conditions using the UDFCD (Urban Drainage and Flood Control District) method and the computational program SWMM (Storm Water Management Model of the Environmental Protection Agency of the United States). Through the hydraulic performance index proposed by BENNIS et al. (2003) was possible to verify the degree of surcharge of each pipe of the urban stormwater drainage network. Furthermore, the development of the matrix design of the hydraulic conditions of the urban stormwater drainage network allowed identifies the origin and causes of the surcharges in each pipe section. The results obtained by UDFCD method and SWMM model were organized through of the hydraulic performance index and it possible an overall assessment of the urban stormwater system of the study area. Surcharges and overflows were identified, including their causes and consequences of their events