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Type: Dissertação
Title: Explorando métricas urbanas: desenvolvimento de uma ferramenta algorítmico-paramétrica para suporte em drenagem urbana
Author: Ribeiro, Filipe Leonardo Oliveira
First Advisor: Lima, Fernando Tadeu de Araújo
Co-Advisor: Ribeiro, Celso Bandeira de Melo
Referee Member: Borges, Marcos Martins
Referee Member: Silva, Geovany Jessé Alexandre da
Resumo: O desenvolvimento urbano inadequado e a drenagem descontrolada das águas de chuva vêm causando impactos ao meio ambiente. Apesar do longo histórico da utilização de infraestruturas no controle das águas pluviais, a grande maioria das cidades ainda não está preparada com sistemas eficientes adequados aos parâmetros ambientais de condução e armazenamento da água pluvial. A adoção de ferramentas computacionais no estudo de comportamento hídrico e como fornecedoras de informações e diretrizes para projetos de drenagem urbana tem sido cada vez mais exploradas. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma ferramenta algorítmico-paramétrica, com base nos fundamentos do Método Racional, que permita avaliar e identificar o coeficiente de escoamento superficial de águas pluviais de determinada bacia assim como sua vazão máxima, à partir de um evento de precipitação. Para desenvolvimento da mesma, optou-se por trabalhar com os softwares AutoCAD e Rhinoceros e com a plugin Grasshopper. Para avaliação da ferramenta e simulações de cenários de implantação de técnicas e práticas de drenagem urbana do Desenvolvimento Urbano de Baixo Impacto, conceito de drenagem urbana que vem ganhando cada vez mais espaço em países desenvolvidos, optou-se por trabalhar com sub bacias da cidade mineira de Juiz de Fora. Para o desenvolvimento do estudo foi necessário fazer uma seleção de sub bacias que sofrem frequentemente com os transtornos das inundações urbanas, identificar seu perímetro, relevo e materiais de cobertura do solo. Esta etapa foi desenvolvida por meio de visitas aos locais e com auxílio do software Google Earth, de forma que este estudo exploratório possa ser replicado futuramente em outros municípios. O objeto geral foi desenvolver uma ferramenta paramétrica capaz de fornecer índices e diretrizes para eventuais projetos de drenagem urbana. Além disso, procurou-se gerar indicadores para apontar os modelos e alternativas que podem ser utilizados nos diferentes tipos de ocupação do solo em Juiz de Fora, e assim fornecer subsídios para o aperfeiçoamento da lei de uso e ocupação do solo de Juiz de Fora. Determinou-se, também, as taxas de ocupação e permeabilidade do solo para estimar os efeitos do crescimento da malha urbana sobre a capacidade de drenagem das bacias estudadas através de previsões baseadas no índice de crescimento da cidade. Uma contribuição da pesquisa foi explorar a criação e aplicação de novas ferramentas digitais, buscando estabelecer a base para futuros trabalhos. Como resultado, foi possível analisar o potencial do algoritmo desenvolvido e sua validação, assim como suas limitações. A ferramenta apresentou resultados similares aos valores apresentados no Plano de Drenagem de Juiz de Fora – Zona Norte, o que demonstra certa confiabilidade. Como pontos positivos, destaca-se a facilidade de se fazer simulações/manipulações com a utilização da ferramenta e os resultados considerados satisfatórios encontrados pela mesma. Como ponto frágil pode-se destacar a dificuldade do trabalho de reconhecimento da cobertura dos solos assim como o processo demorado de transcrição dos parâmetros do modelo para o computador.
Abstract: Inadequate urban development and uncontrolled drainage of rainwater have been causing impacts to the environment. Despite the long history of the use of infrastructures to control rainwater, the vast majority of cities are still not equipped with efficient systems that are adequate for the environmental parameters of conduction and storage of rainwater. The adoption of computational tools in the study of water behavior and as providers of information and guidelines for urban drainage projects has been increasingly explored. In this context, the objective of this work is the development of an algorithmic-parametric tool, based on the fundamentals of the Rational Method, that allows to evaluate the coefficient of runoff of rainwater of a given basin as well as its peak flow. For the development of the tool, it was chosen to work with the software AutoCAD and Rhinoceros and with the Grasshopper plugin. In order to evaluate the tool and simulate scenarios for the implementation of urban drainage techniques and practices of Urban Development of Low Impact, a concept of urban drainage that has been gaining space in developed countries, it was decided to work with sub basins of the city of Juiz de Fora. For the development of the study it was necessary to make a selection of sub basins that frequently suffer from urban flood disorders, identify their perimeter, relief and soil cover materials. This stage was developed through site visits and with the help of Google Earth software, so that this exploratory study can be replicated in other municipalities in the future. The general objective was to develop a parametric tool capable of providing indexes and guidelines for possible urban drainage projects. In addition, it was tried to generate indicators for the models and alternatives that can be used in the different types of land occupation in Juiz de Fora, and thus to provide subsidies for the improvement of the land use and occupation law of Juiz de Fora. Soil occupancy and permeability rates were also estimated to estimate the effects of urban mesh growth on the drainage capacity of the basins studied through predictions based on the city's growth index. A contribution of the research was to explore the creation and application of new digital tools, seeking to establish the basis for future work. As a result, it was possible to analyze the potential of the developed algorithm and its validation, as well as its limitations. The tool presented similar results to the values presented in the Drainage Plan of Juiz de Fora - North Zone, which shows some reliability. As strengths, it is worth mentioning the ease of doing simulations / manipulations with the use of the tool and the satisfactory results found by it. As a fragile point it is possible to highlight the difficulty of the work of recognizing the soil cover as well as the time-consuming process of transcribing the parameters of the model to the computer.
Keywords: Ferramenta algorítmico-paramétrica
Parametrização
Drenagem urbana
Algorithmic-parametric tool
Parametrization
Urban drainage
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Engenharia
Program: Programa de Pós-graduação em Ambiente Construído
Access Type: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/9073
Issue Date: 5-Dec-2018
Appears in Collections:Mestrado em Ambiente Construído (Dissertações)



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