Monitoramento e modelagem de águas de drenagem urbana na bacia do Lago Paranoá

Abstract

O escoamento superficial nas bacias urbanas da cidade de Brasília é importante fonte de poluentes para o Lago Paranoá, prejudicando a sua qualidade, na forma de poluição difusa. As cargas difusas que o atingem são de difícil determinação por exigir a medição de vazões e concentrações dos poluentes nas galerias de drenagem. Assim, pretende-se analisar o comportamento quantitativo e qualitativo das águas de drenagem urbana por meio do monitoramento da precipitação e do escoamento superficial em eventos de cheia e pela modelagem matemática, com o modelo SWMM. Para isso, utilizou-se linígrafos e amostradores automáticos para a determinação da vazão e da concentração, respectivamente, dentro das galerias de drenagem, próximo ao exutório durante os eventos de cheia. Foram monitorados quantitativamente 97 eventos e qualitativamente, 34, constituindo 438 amostras, no qual se analisaram variáveis físico-químicas de qualidade da água, tendo em vista a preocupação com a eutrofização e o assoreamento do corpo hídrico. Verificou-se que o modelo se aplica bem a esse tipo de bacia, mas pode ser melhorado com a calibração de um evento. Na fase de verificação, percebe-se que o modelo SWMM responde bem a eventos com o mesmo coeficiente de escoamento e que uma alteração no método de infiltração utilizado pode melhorar a performance do modelo. Portanto, recomenda-se o uso do modelo para a análise do escoamento superficial gerado em bacias urbanas e que com o modelo hidráulico calibrado apenas para um único evento é possível que essa ferramenta seja utilizada para estimar as vazões com precisão satisfatória. Quanto às cargas de poluição difusa causadas pela drenagem pluvial, concluiu-se que elas são mais significativas do que as cargas do esgoto tratado lançada no Lago Paranoá para os meses de novembro e janeiro. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The runoff in urban watersheds of Brasília is an important source of pollutants to Lake Paranoá, degrading water quality as diffuse pollution. The diffuse pollutant loads that are discharged are difficult to estimate because it requires the measurement of flow rates and concentration of pollutants in drainage network. Thus, this research aims to analyze the behavior of quantity and quality of urban drainage waters based on monitoring of rainfall and runoff during floods events, in addition to mathematical modeling, with SWMM. Therefore, flow meters and automatic samplers were used to determine the flow and the concentration, respectively, inside the drainage network, next the outfall, during the flood events. Flows were obtained for 97 events and water quality for 34 events, amounting 438 samples, which were analyzed for physical and chemical water quality variables, due to concerns on eutrophication and siltation. It was confirmed that SWMM model fits well to this type of watershed, however the results can be improved by calibration to one event. In the verification stage, it was verified that the model responds well to events with runoff coefficient of similar magnitude and changing the infiltration method can improve the model performance. Therefore, it is recommended the use of the SWMM model for the analysis of runoff generated from urban watersheds and the hydraulic model calibrated with just a single event provides a tool that can be used to estimate flow accurately enough. About the diffuse pollutants loads it is possible to conclude that the load from the drainage system is more significant than loads from treated sewage released into Lake Paranoá in November and January.