Numerical modeling for the urban drainage gallery systems design

AUTOR(ES)
FONTE

RBRH

DATA DE PUBLICAÇÃO

14/11/2019

RESUMO

RESUMO Considerando as frequentes inundações dos centros urbanos, as limitações financeiras e a gestão ineficiente dos sistemas de Drenagem Urbana (DU) dos municípios brasileiros, é necessário que projetos sejam desenvolvidos com eficiência e economia. Estes objetivos são alcançados com a correta definição do diâmetro nominal e da declividade das galerias, que resultem em relações hidráulicas adequadas. Deve-se ainda garantir o escoamento sem a presença de remanso, verificando a linha de energia ao longo da rede. Existem softwares capazes de auxiliar no dimensionamento da rede, que, porém, não reportam soluções otimizadas. Apresenta-se uma modelagem numérica vetorial para o dimensionamento automático e otimizado de um sistema de galerias de DU. Aplicou-se esta modelagem num projeto e seus resultados foram comparados com os obtidos por dois softwares existentes no mercado brasileiro. Demonstra-se que a otimização desenvolvida contribui para aumentos de eficiência e economia nos projetos. As principais contribuições científicas são: caracterizar e modelar as declividades típicas de projeto, para obter a declividade ótima combinada com o menor diâmetro; explorar o potencial das lâminas d’água acima das normalmente empregadas, com reflexos positivos na definição de {D, ig} e na economia na implantação do sistema; e implementar uma solução recursiva a partir de um ciclo de informações interdependentes, garantindo precisão dos resultados.ABSTRACT Considering the frequent flooding of urban centers, the financial limitations and the inefficient management of Urban Drainage (UD) systems in Brazilian municipalities, it is necessary that projects be developed efficiently. These objectives are achieved with the correct definition of the diameter and galleries slope, resulting in adequate hydraulic ratios. It is also necessary to guarantee the flow without backwater, by verifying the energy grade line along the network. There are software capable of assisting the calculation, which, however, do not report optimized solutions. A vector-based numerical modeling is presented for the optimized sizing of a UD gallery system. This model was applied in an area and its results were compared with those obtained by two software in the Brazilian market. It is demonstrated the optimization developed contributes to increases the efficiency in the design. The main scientific contributions are: to characterize and model the typical design slopes, to obtain the optimum slope combined with the smaller diameter; to explore the potential of the hydraulic ratios above those normally employed, with positive effects on the definition of {D, ig} and the economy in the system; and to implement a recursive solution from a cycle of interdependent information, ensuring accuracy of results.

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