00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CTEC - CENTRO DE TECNOLOGIA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - CTEC
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Tipo: Dissertação
Título: Avaliação de sistema de aproveitamento de águas pluviais de telhado via simulação contínua com dados subdiários
Título(s) alternativo(s): Assessment of a roof rainwater harvesting system via continuous simulation with sub- daily data
Autor(es): Santos, Valéria Carneiro dos
Primeiro Orientador: Neves, Marllus Gustavo Ferreira Passos das
metadata.dc.contributor.referee1: Ohnuma Júnior, Alfredo Akira
metadata.dc.contributor.referee2: Freire, Cleuda Custódio
metadata.dc.contributor.referee3: Souza, Vladimir Caramori Borges de
Resumo: O desenvolvimento urbano de baixo impacto (LID) propõe técnicas compensatórias que promovam regimes de vazões mais próximos do natural. Neste aspecto, o aproveitamento de águas pluviais pode promover a atenuação de vazões máximas além de suprir parcela não potável da demanda de água. Assim, neste trabalho, objetivou-se avaliar o comportamento de um sistema de aproveitamento de água de chuva quanto ao impacto na geração do escoamento superficial e o método de simulação com dados diários, utilizado comumente no dimensionamento de reservatórios de aproveitamento de águas pluviais. Para isso, dados de monitoramento de precipitação e vazão, constituintes de uma série contínua de pouco menos de um ano, com discretização em intervalos de tempo de 1 minuto, foram utilizados para calibração e validação do modelo SWMM. Em seguida, uma série contínua de precipitação de aproximadamente sete anos, com mesma discretização, foi utilizada para simular o sistema telhado-reservatório de descarte-reservatório principal para diferentes series de demanda, as quais representavam o comportamento dos usuários, avaliando-se com indicadores de eficiência de economia de água, taxa de desperdício de água de chuva, confiabilidade plena do sistema (nível de atendimento), redução de volume e redução de vazões de pico. Na etapa de calibração, foi verificado um bom ajuste do modelo, com coeficientes de eficiência de Nash-Sutcliffe acima de 0,94 na simulação contínua do sistema completo. Na avaliação do sistema no período de monitoramento, de julho de 2018 a março de 2019, as reduções de volume e vazões máximas foram de 34% e 98%, respectivamente, sendo usados os volumes de água de chuva pelos moradores equivalentes a 1,2% do consumo total médio de janeiro. No período simulado, de 2014 a 2020, as reduções foram de 45% a 48% (volume) e de 98% (vazão máxima) nos seis cenários simulados. O melhor cenário, em termos de atendimento à demanda, foi o cenário 1 em que a eficiência de economia de água foi de 0,38 e a confiabilidade plena foi 37%. Quanto ao método da simulação com dados diários, obteve-se para uma confiabilidade plena de 90% uma demanda diária de 4,3 litros/dia, ao passo que na simulação contínua com o modelo SWMM a demanda foi de 2,4 litros/dia, uma diferença de aproximadamente 40%. Para esse cenário de 90% de confiabilidade plena, as reduções de volume e vazões máximas foram de 13% e 95%, respectivamente. Observaram-se ainda a importância do monitoramento do reservatório de descarte, pois ele capta boa parte das precipitações menos intensas, e a importância de se simular séries contínuas com discretização mais refinada, quando comparada com métodos mais simplificados que utilizam dados diários sem dados de evaporação, por exemplo. Ao final do trabalho, foi possível concluir que embora existam desafios para conciliar os usos de sistemas de aproveitamento de águas pluviais, a adoção dessa técnica pode ser vantajosa na atenuação de escoamento superficial.
Abstract: Low impact development proposes alternative techniques that promotes hydrological regimes closer to their natural states. Hence, rainwater harvesting supplement water for non-potable uses and, at the same time, contributes to control storm water runoff at the source. Therefore, the aim of this study was to assess the performance of a rainwater harvesting system (RHS) in storm water runoff control and also the simulation method with daily data, commonly used in design of rainwater harvesting reservoirs. For this, 1 minute time interval rainfall and flow rate continuous series were used for SWMM 5.1 calibration. Then, a continuous series of seven years of gauged precipitation was used to simulate the whole system (roof - "first-flush" tank - main tank) for different non-potable water demand scenarios and this serie also used data with 1 minute time interval. The assessment was based in terms of water saving efficiency, rainwater waste ratio, reliability and peak and volume reduction rates. At calibration phase, the Nash-Sutcliffe coefficient values obtained at continuous simulation of RHS were high (>0.94). At the assessment of the RHS at monitoring months, from July 2018 to March 2019, the volume and peak reductions were equal to 34% and 98%, respectively, being used rainwater volume by residents equivalents to 1.2% of average total consumption on January. At simulated period, from 2014 to 2020, the reduction rates were 45% to 48% (volume) and 98% (peak) in the six simulated scenarios. The best scenario, in terms of demand, was scenario 50%×CR where the water saving efficiency was 0.38 and the reliability was 37%. As for the simulation method, with daily interval, for a full reliability of 90%, a daily demand of 4.3 liters/day was obtained, whereas in the continuous simulation, using SWMM, the demand was 2.4 liters/day, difference of approximately 40%. For the 90% reliability scenario, the volume and peak reductions were 13% and 95%, respectively. The relevance of monitoring the "first discharge" tank and also of the continuous simulations series with appropriate resolution was observed. The "first discharge" tank captures a part of the low intensity events and the used way of continuous simulation can represent hidden aspects at more simplified methods using daily data series without evaporation data for example. At the end of this study, it was possible to conclude that although there are challenges to reconcile the uses of rainwater harvesting, the adoption of this technique can be advantageous in storm water runoff mitigation and that, from continuous simulation with SWMM as reference, the simulation method with daily data can overestimate the volumes.
Palavras-chave: Escoamento superficial
Águas pluviais – Reaproveitamento
Storm Water Managment Model 5.1 - Simulação contínua
Surface runoff
Rainwater harvesting
Rainwater - Reuse
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos e Saneamento
Citação: SANTOS, Valéria Carneiro dos. Avaliação de sistema de aproveitamento de águas pluviais de telhado via simulação contínua com dados subdiários. 2022. 114f. Dissertação (Mestrado em Recursos Hídricos e Saneamento) – Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos e Saneamento, Centro de Tecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2021.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/8712
Data do documento: 24-set-2021
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