Efeitos do dimensionamento de microrreservatórios com tempo de retorno proporcional ao tamanho do lote : uma abordagem progressiva para drenagem pluvial

Abstract

O presente estudo avalia os efeitos do dimensionamento de microrreservatórios com chuvas de tempo de retorno proporcional ao tamanho do lote, com o intuito de gerar uma metodologia mais progressiva e equitativa, onde os lotes menores são menos onerados, e os maiores, mais onerados. Esta abordagem se baseia em um conceito do direito tributário chamado princípio da progressividade, que recomenda que os impostos devem ser cobrados com alíquotas graduais, de acordo com a capacidade econômica do contribuinte. A avaliação foi feita comparando o cenário proposto (TR de projeto variável, proporcional ao tamanho do lote) com outros dois cenários, o primeiro sem microrreservatórios e o segundo com microrreservatórios dimensionados com o mesmo tempo de retorno para todos os lotes. Para fazer a avaliação foram realizadas simulações hidrológicas e hidrodinâmicas desses três cenários no modelo numérico Storm Water Management Model (SWMM), para uma sub-bacia urbana no município de São Leopoldo, no estado brasileiro do Rio Grande do Sul. Os resultados de vazão de pico na rede de drenagem e comportamento dos microrreservatórios foram analisados para comparar o efeito das premissas dos cenários. Com a realização das simulações, foi possível observar a diminuição nas vazões de pico nos dois cenários com microrreservatórios, ao comparar com o cenário sem tais medidas de controle. Ao comparar os dois métodos de dimensionamento de microrreservatório, foi possível observar que para a chuva mais curta (30 minutos) a diferença nas vazões de pico para os dois cenários foi quase nula (0,1% menor para cenário com tempo de retorno padrão em ambos exutórios). Para 2 horas de chuva, o cenário com TR padrão apresentou resultados melhores, com diminuição das vazões de pico, reduzidas 49,6% no exutório norte e 18,6% no sul. Conforme o tempo de duração das chuvas aumenta (6, 12 e 24 horas), o cenário com tempo de retorno variável passou a apresentar resultados cada vez melhores, com diminuição das vazões de pico, chegando a apresentar uma diferença de 9,4% para o exutório norte e 12,8% para o sul, para a chuva de 24 horas de duração. Conclui-se que o dimensionamento dos microrreservatórios com TR proporcional ao tamanho do lote se demonstra vantajoso, pois apresenta resultados melhores para chuvas mais longas, que costumam causar mais transtornos, e é uma proposta mais justa onde pequenos lotes são menos onerados em comparação com os lotes maiores. Tais resultados são específicos para este estudo, devendo ser considerados com cuidado para outras bacias.

This study compares the effect of on-site micro-reservoirs dimensioned for rain events with return periods proportional to the lot area, aiming for a more progressive methodology, in which smaller lots are less burdened and bigger lots more burdened. The evaluation was made by comparing the proposed scenario (variable return period proportional to lot size) with two other scenarios; one scenario without any microreservoirs, and one scenario with micro-reservoirs dimensioned for standard return periods (10 years) for all lot sizes. To perform these evaluations, hydrologic and hydrodynamic simulations of the three scenarios were made using the numeric model Storm Water Management Model (SWMM) for an urban subcatchment in the city of São Leopoldo, in the Brazilian state of Rio Grande do Sul. The results of peak flow in the conduits of the drainage system and the level, outflow and overflow of the microreservoirs were analysed to compare the effects of the different dimensioning methods on the drainage system. After the simulations, it was possible to notice decreased peak flows for both scenarios with micro-reservoirs, compared to the scenario without microreservoirs. Comparing both micro-reservoir scenarios with each other, it was noticed that the difference was almost non-existent for the shortest rainfall duration of 30 minutes (0,1% lower outflow in the standard return period scenario). For a 2-hour rainfall duration, the standard return period scenario showed better results, which means a smaller peak flow, with the peak flow decreasing 49,6% for the north outflow and 18,6% for the south outflow. As the duration of the simulated rain events were increased (6, 12 and 24 hours), the scenarios with variable return period showed increasingly better results compared to the standard return period, reaching a difference of 9,4% for the north outflow and 12,8% for the south outflow for the 24-hour rainfall duration. This study concludes that dimensioning of micro-reservoirs for return periods which are proportional to the lot areas is an advantageous option, as it shows better results of peak flow reduction for longer rain events, which usually are the ones that cause more problems to cities. This may also be a fairer method, where owners of smaller lots are less burdened. These results are specific for this study and should be carefully considered when applied to other study areas.