Dimensionamento de reservatórios residenciais para atenuação de cheias e aproveitamento de águas pluviais utilizando informações hidrometeorológicas

Abstract

A urbanização no Brasil aumentou a vulnerabilidade da população às estiagens e inundações e uma alternativa para lidar com esse problema é o uso de reservatórios. Os reservatórios de retenção (RR) são comuns no combate à seca, enquanto os reservatórios de detenção (RD) são projetados para mitigar os impactos das enchentes. A implementação combinada desses reservatórios em ambientes residenciais é pouco explorada e, portanto, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver um método baseado em informações hidrometeorológicas de dimensionamento e operação de reservatórios para atenuação de cheias e aproveitamento de águas pluviais (RACAP). Assim sendo, foi escolhida para esse estudo a região metropolitana de Belo Horizonte (RMBH) devido à sua vulnerabilidade a esses eventos extremos e a disponibilidade de dados pluviométricos e fluviométricos adequados da região. Utilizando a estação pluviométrica 01943006, foi possível gerar uma série sintética de 10 anos característica da região e, com a estação fluviométrica 41260000, foi possível identificar o período de maior risco de enchentes na RMBH. O reservatório proposto conta com duas regras de operação distintas: na primeira ele atua como um RR tradicional; na segunda ele é parcial esvaziado diariamente, de forma que essa última é utilizada somente durante os períodos mais propícios às enchentes, ou períodos críticos (PC). O RACAP foi simulado e dimensionado e, para fins de comparação, foi contrastado com um RR de mesmas dimensões. Os resultados mostraram que, para o período simulado, o RACAP foi capaz de entregar uma média de 67,7% da demanda nominal e o RR 71,9%. Além disso, o RACAP não extravasou durante o PC do ano, enquanto o RR extravasou 113 ocorrências durante esse mesmo período. Portanto, o estudo destacou a importância de considerar a época do ano no planejamento de reservatórios de prevenção de enchentes e na adição dessa capacidade aos RRs residenciais em áreas urbanas. O trabalho também pontua que ainda há espaço para ajustes e melhorias no método proposto.

Palavras-chave: Reservatório; Enchente; Escassez hídrica.

Urbanization in Brazil has increased the population's vulnerability to droughts and floods, and one alternative for dealing with these problems is the use of reservoirs. Retention reservoirs (RR) are common in the fight against drought, while detention reservoirs (RD) are designed to mitigate the impacts of floods. The combined implementation of these reservoirs in residential environments is little explored and, therefore, this work developed a method based on hydrometeorological information for the sizing and operation of reservoirs for flood mitigation and rainwater harvesting (RACAP). The metropolitan region of Belo Horizonte (RMBH) was chosen for this study due to its vulnerability to these extreme events and the availability of adequate rainfall and river data for the region. Using the rain gauge station 01943006, it was possible to generate a 10-year synthetic series characteristic of the region and, with the river gauge station 41260000, it was possible to identify the period of greatest risk of flooding in the RMBH. The proposed reservoir has two different operating rules: in the first, it acts as a traditional RR; in the second, it is partially emptied daily, so that the latter is only used during the periods most prone to flooding, or critical periods (CP). The RACAP was simulated and dimensioned and, for comparison purposes, it was contrasted with a RR of the same dimensions. The results showed that, for the simulated period, the RACAP was able to deliver an average of 67.7% of nominal demand and the RR 71.9%. In addition, RACAP did not overflow during the CP of the year, while RR overflowed 113 times during the same period. Therefore, the study highlighted the importance of considering the time of year when planning flood prevention reservoirs and adding this capacity to residential RRs in urban areas. The work also points out that there is still room for adjustments and improvements to the proposed method.

Keywords: Reservoir; Flood; Water shortage.