TCC_baixo impacto

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DRENAGEM 
PLUVIAL UTILIZANDO MÉTODOS DE BAIXO 
IMPACTO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lucas Camargo da Silva Tassinari 
 
 
 
Santa Maria, RS, Brasil 
2014 
 
 
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DRENAGEM 
PLUVIAL UTILIZANDO MÉTODOS DE BAIXO 
IMPACTO 
 
 
 
 
 
por 
 
 
 
 
 
Lucas Camargo da Silva Tassinari 
 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Graduação 
em Engenharia Civil 
da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM, RS), 
como requisito parcial para a obtenção do grau de 
Engenheiro Civil 
 
 
 
 
 
 
Orientadora: Profª. Drª. Rutinéia Tassi 
 
 
 
 
 
 
 
 
Santa Maria, RS, Brasil 
2014 
 
 
 
Universidade Federal de Santa Maria 
Centro de Tecnologia 
Curso de Engenharia Civil 
 
 
 
 
A comissão examinadora, abaixo assinada, 
aprova o trabalho de conclusão de curso 
 
 
 
Dimensionamento de Sistemas de Drenagem Pluvial 
Utilizando Métodos de Baixo Impacto 
 
 
elaborado por 
Lucas Camargo da Silva Tassinari 
 
 
 
Como requisito parcial para obtenção do grau de 
Engenheiro Civil 
 
COMISSÃO ORGANIZADORA 
 
 
_______________________________ 
Rutinéia Tassi, Drª. 
(Presidente/Orientadora) 
 
 
__________________________________ 
Geraldo Lopes da Silveira, Dr. 
(UFSM) 
 
 
___________________________________ 
Débora Missio Bayer, Drª. 
(UFSM) 
 
 
Santa Maria, junho de 2014.
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
 
Registro aqui os meus mais sinceros agradecimento às pessoas que influenciaram 
tanto neste trabalho como na minha formação profissional e pessoal ao longo dos últimos 
anos. Nessas diferentes etapas percorridas, famílias foram sendo criadas e outras foram 
simplesmente se aproximando, e sou muito grato por ter convivido com todas elas. 
Dessa forma, agradeço às famílias Camargo e da Silva, em especial à minha mãe, 
que muito me ensinou e de quem herdei amor especial pela vida. 
Agradeço à família Tassinari, em especial ao meu pai, que me passou valores que 
nortearam a ideia de homem que busco ser. 
Agradeço à minha companheira Graziela por servir de motivação ao longo dessa 
jornada, pelo abrigo nos momentos de exaustão, pelo companheirismo nos inúmeros 
momentos alegres que vivemos e que virão. 
Agradeço à família Tassi-Allasia pelo acolhimento e orientação, sendo esta técnica, 
literária, musical, humana, dentre outros conhecimentos necessários ao sucesso de 
qualquer profissional, cientista, ou qualquer pessoa de bem que busque a felicidade. 
Agradeço aos amigos e colegas do curso de engenharia civil, com os quais aprendi e 
errei muito, da melhor maneira possível, com aquele erro errado, que resulta num 
aprendizado incrível e divertido, que me acompanhará por toda a vida. Agradeço a esses 
pela convivência diária, pelos bons momentos, pelos bons sentimentos (mesmo que 
sentidos à distância). 
Agradeço aos amigos do Ecotecnologias pela parceria, pelos cafés, refrigerantes 
com baixo teor de sódio, por terem tornado a atividade da pesquisa tão prazerosa e 
recompensadora (mesmo nas ocasiões de dor física). 
Agradeço aos professores da Universidade Federal de Santa Maria pelos 
conhecimentos transmitidos. Todos são responsáveis pelo meu crescimento pessoal e 
profissional e serão lembrados para sempre como aqueles que me ensinaram a aprender 
engenharia. 
 Agradeço aos amigos de sempre por serem os amigos de sempre. Por mais que 
passe o tempo, por mais que nos afastemos, os amigos de sempre fazem com que vejamos 
o melhor de nós mesmos, a partir de um simples encontro, ou uma simples recordação. 
Gostaria ainda de agradecer à equipe do Departamento de Esgotos Pluviais de Porto 
Alegre, em especial à Engª Daniela Bemfica, ao Eng. Stanlei do Amaral e à Engª. Magda 
Carmona, que forneceram informações que subsidiaram este trabalho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 “Não gosto muito de definições, mas se há uma para liberdade é controlar a 
realidade e modificá-la de acordo com a sua vontade. Não dá para pedir mais que 
isso na vida.” 
 
Mark Knopfler 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESUMO 
Trabalho de Conclusão de Curso 
Curso de Engenharia Civil 
Universidade Federal de Santa Maria 
 
DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE DRENAGEM PLUVIAL 
UTILIZANDO MÉTODOS DE BAIXO IMPACTO 
 
Autor: Lucas Camargo da Silva Tassinari 
Orientadora: Rutinéia Tassi 
Data e local da defesa: Santa Maria, junho de 2014 
 
 
As enchentes urbanas apresentam-se como grandes causadoras de prejuízos 
para a sociedade, resultado da falta de planejamento urbano em relação ao uso do 
solo e da água. No final dos anos 90, passou-se a reconhecer a importância do solo 
e da vegetação no controle quali-quantitativo de águas pluviais e, com isso, surgiram 
técnicas conhecidas como LID – Low Impact Development – e BMP – Best 
Management Practices, que visam o controle do escoamento superficial junto à fonte 
geradora de escoamento, diminuindo volumes e vazões a valores próximos àqueles 
antes da urbanização do local. Dentro dessa ideia, este trabalho apresenta técnicas 
alternativas às convencionais para a drenagem das águas pluviais, com suas 
características e metodologias de dimensionamento. Para verificação da 
aplicabilidade destas técnicas de baixo impacto, é apresentado um estudo de caso, 
que envolveu o dimensionamento e simulação no modelo SWMM de um sistema de 
drenagem pluvial para um loteamento na cidade de Porto Alegre – RS. Concluiu-se 
que há grande dificuldade em utilizar dispositivos LID na cidade de Porto Alegre 
devido às suas características pedológicas e geológicas. Mesmo assim, conseguiu-
se controlar toda a vazão gerada sem o uso de tubulações no sistema de 
microdrenagem, transferindo a jusante apenas as vazões comportadas pelo sistema 
de drenagem existente. Ao analisar o modelo SWMM, concluiu-se que este não é 
recomendado para representar processos de pequena escala, pois ao realizar 
simulações em pequenas áreas, as vazões resultam muito pequenas, e o modelo 
produziu erros de truncamento/estabilidade numérica. 
 
 
Palavras chave: LID, SWMM, drenagem na fonte. 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1. Área de biorretenção utilizada em um estacionamento no Condado 
de Stanfford, VA, EUA. Fonte: US EPA, 2010b ......................................................... 17 
Figura 2. Pavimento permeável em Chicago, IL, EUA, para possibilitar a 
infiltração da água no solo. Cortesia de David Leopold. Fonte: US EPA, 2010b ...... 18 
Figura 3. Barril de chuva utilizado em Santa Mônica, CA, EUA, para 
proporcionar o uso de água da chuva e para reduzir a poluição que é levada pelo 
escoamento superficial até a praia. Fonte: US EPA, 2010b ...................................... 18 
Figura 4. Trincheira de infiltração. Adaptado de: FHWA, 2001 ....................... 19 
Figura 5. Detalhes do Valo de Infiltração com Trincheira de Percolação 
auxiliar. Adaptado de: Urbonas e Stahre, 1993 (apud PMPA/IPH, 2005) ................. 22 
Figura 6. Bacia de detenção em Porto Alegre a céu aberto com e sem 
infiltração. Fonte: Allasia, Tassi e Gonçalves, 2011 .................................................. 23 
Figura 7. Contorno do loteamento sobre imagem de satélite. Adaptado de: 
Google Earth ............................................................................................................. 26 
Figura 8. Loteamento em condição de pré-ocupação. As linhas azuis indicam 
o fluxo natural de água Sem escala. ......................................................................... 30 
Figura 9. Perfil viário para via local dentro do loteamento. Fonte: PMPA, 2010
 .................................................................................................................................. 31 
Figura 10. Perfil viário para via alternativa dentro do loteamento.Fonte: 
PMPA, 2010 .............................................................................................................. 31 
Figura 11. Figura meramente demonstrativa da modelagem no SWMM. As 
ampulhetas representam vertedores ou orifícios, os quadrados em preto 
representam o centro de massa das sub-bacias e os quadrados em preto sobre os 
reservatórios de detenção e infiltração representam dispositivos de reservação de 
água .......................................................................................................................... 41 
Figura 12. Vista geral do loteamento (sem escala), sendo T as trincheiras de 
infiltração, MR os microrreservatórios, V os valos de infiltração e BD as bacias de 
detenção.................................................................................................................... 45 
Figura 13. Planta baixa do quadrante superior esquerdo do loteamento........ 46 
Figura 14. Planta baixa do quadrante superior direito do loteamento ............. 47 
Figura 15. Planta baixa do quadrante inferior esquerdo do loteamento.......... 48 
 
 
Figura 16. Planta baixa do quadrante inferior direito do loteamento ............... 49 
Figura 17. Detalhe dos obstáculos necessários aos Valos de Infiltração 
quando a declividade for superior a 2%. Adaptado de: Urbonas e Stahre, 1993 (apud 
PMPA/IPH, 2005) ...................................................................................................... 53 
Figura 18. Esquema da simulação hidrológica das bacias de detenção no 
IPHS-1 ....................................................................................................................... 57 
Figura 19. Valo de Infiltração (V1), o qual manteve o caminho natural das 
água (representação em planta) ............................................................................... 64 
Figura 20. Perspectiva do local de implantação do valo de infiltração V1 ...... 64 
Figura 21. Via sem saída com presença de trincheiras de infiltração junto ao 
meio-fio...................................................................................................................... 65 
Figura 22. Imagem com diferentes dispositivos em um mesmo ambiente 
trabalhando de forma integrada ................................................................................ 65 
 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1. Distribuição dos Grupos Hidrológicos na cidade de Porto Alegre. 
Fonte: Gonçalves, Silva e Risso, 2007 ...................................................................... 26 
Tabela 2. Valores do CN determinado para cada Grupo Hidrológico. Adaptado 
de: TR-55, 1986 (apud SARTORI; GENOVEZ; LOMBARDI NETO, 2005) ............... 27 
Tabela 3. Valores típicos de taxa de infiltração por grupo hidrológico. Fonte: 
PMPA/IPH, 2005 ....................................................................................................... 28 
Tabela 4. Condutividade hidráulica saturada para diferentes tipos de solo. 
Adaptado de: Urbonas e Stahre, 1993 ...................................................................... 33 
Tabela 5. Porosidade específica de típicos materiais rochosos. Fonte: 
Urbonas e Stahre, 1993 ............................................................................................ 33 
Tabela 6. Dados das trincheiras de infiltração ................................................ 51 
Tabela 7. Dados dos microrreservatórios ....................................................... 54 
Tabela 8. Características das bacias de detenção implantadas no loteamento
 .................................................................................................................................. 58 
Tabela 9. Dados das Bacias de Detenção - eventos com 24 horas de duração
 .................................................................................................................................. 59 
Tabela 10. Resultados do SWMM e do IPHS-1 para as bacias de detenção . 62 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA.............................................................. 5 
2 OBJETIVOS ................................................................................................ 7 
2.1 Objetivo geral ............................................................................................. 7 
2.2 Objetivos específicos .................................................................................. 7 
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................ 8 
3.1 Hidrologia Urbana e os Impactos da Urbanização ..................................... 8 
3.2 Sistemas de Drenagem: concepção, evolução e conceitos atuais ............. 9 
3.2.1 Drenagem convencional: conceito higienista ................................. 9 
3.2.2 Melhores Práticas de Gestão – BMP............................................ 10 
3.2.3 Desenvolvimento Urbano de Baixo Impacto - LID ........................ 12 
3.3 Modelagem computacional como ferramenta auxiliar ao dimensionamento 
de redes de drenagem – Modelo SWMM .................................................................. 15 
3.4 Dispositivos LID e BMP utilizados neste trabalho..................................... 17 
3.4.1 Barris de Chuva (ou Microrreservatórios) ..................................... 19 
3.4.2 Trincheira de infiltração ................................................................ 20 
3.4.3 Valos de Infiltração ....................................................................... 20 
3.4.4 Bacias de Detenção ..................................................................... 23 
4 MATERIAIS E MÉTODOS ........................................................................ 25 
4.1 Local de estudo ........................................................................................ 25 
4.2 Definição da configuração urbanística do loteamento .............................. 29 
4.3 Métodos de dimensionamento dos dispositivos LID e BMP ..................... 31 
4.3.1 Microrreservatório – Decreto Nº 15.371 (PMPA, 2006) ................ 34 
4.3.2 Bacia de Detenção (e Infiltração) – Silveira e Goldenfum (2007) . 35 
4.3.3 Bacia de Detenção – Método simulação de Puls, Tucci (2005) ... 36 
4.3.4 Valo de Infiltração – CIRIA (1996) ................................................ 38 
4.3.5 Trincheira de Infiltração – Urbonas e Stahre (1993) ..................... 38 
4.4 Definição da máxima vazão efluente do loteamento ................................ 39 
4.5 Simulação no modelo SWMM do sistema de drenagem com o uso de 
técnicas de baixo impacto ......................................................................................... 40 
5 RESULTADOS .......................................................................................... 44 
5.1 Trincheiras de Infiltração .......................................................................... 50 
 
 
5.2 Valos de Infiltração ................................................................................... 52 
5.3 Bacia de Infiltração ................................................................................... 53 
5.4 Microrreservatórios ................................................................................... 54 
5.5 Capacidade de drenagem a jusante do loteamento ................................. 55 
5.6 Bacias de Detenção ................................................................................. 56 
5.7 Resultados e análise dos resultados da modelagem no SWMM .............. 60 
5.8 Projeto final............................................................................................... 63 
6 CONCLUSÕES ......................................................................................... 66 
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................... 69 
5 
 
1 INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA 
As enchentes urbanas apresentam-se comograndes causadores de prejuízos 
para a sociedade, resultado da falta de planejamento urbano em relação ao uso do 
solo e da água. As técnicas atualmente conhecidas para projetos de estruturas de 
drenagem permitem as mais diversas soluções. Tucci e Genz (1995) citam que o 
controle das enchentes urbanas deve ser compreendido como uma atividade na qual 
a sociedade deve agir de forma contínua visando à redução do custo social e 
econômico dos impactos das inundações. Assim, tornam-se importantes os métodos 
de controle de enchentes urbanas que se utilizam de uma visão onde as causas são 
combatidas nas suas origens e não somente nas suas consequências (à jusante da 
fonte geradora de escoamento). 
O método tradicional de drenagem de águas pluviais em áreas urbanas, 
seguindo a política de saneamento do início do século XX, consiste em captar e 
afastar a água da maneira mais rápida possível da fonte geradora de escoamento 
com sistemas de drenagem eficientes, que visam minimizar a proliferação de 
doenças (SOUZA; CRUZ; TUCCI, 2012). Contudo, nos últimos anos, têm-se 
questionado os impactos ambientais da rápida evacuação das águas para jusante, 
uma vez que, com isso, as características quali-quantitativas dos corpos hídricos 
receptores dessas águas são alteradas significativamente (URBONAS; STAHRE, 
1993). 
Dentro desse contexto, é essencial estudar técnicas de drenagem urbana que 
minimizem o impacto ambiental e que sejam eficientes quanto ao controle de 
escoamento superficial. 
Assim, no final dos anos 90, passou-se a reconhecer a importância do solo e 
da vegetação no controle quali-quantitativo de águas pluviais e, com isso, buscou-se 
promover a infiltração, a evapotranspiração e o contato da água com bactérias e 
plantas (SOUZA; CRUZ; TUCCI, 2012). Dentro dessa ideia, surgiram técnicas 
conhecidas como LID – Low Impact Development – e BMP – Best Management 
Practices, que visam o controle do escoamento superficial junto à fonte geradora de 
escoamento, diminuindo volumes e vazões a valores próximos daqueles antes da 
urbanização do local, ou, se necessário, a valores próximos a zero. 
Neste contexto, este trabalho apresenta um estudo de caso com a aplicação 
de técnicas alternativas às convencionais para a drenagem das águas pluviais, com 
6 
 
suas características e metodologias de dimensionamento. Para verificação da 
aplicabilidade destas técnicas de baixo impacto, foi realizado o dimensionamento e 
simulação de um sistema de drenagem pluvial para um loteamento na cidade de 
Porto Alegre – RS. 
 
 
 
7 
 
2 OBJETIVOS 
 
2.1 Objetivo geral 
 
Avaliar diferentes soluções de drenagem não convencionais para uma área 
real, buscando a utilização preferencial de técnicas de baixo impacto, que 
contemplem uma maior responsabilidade ambiental e que sejam tecnicamente 
viáveis. 
 
2.2 Objetivos específicos 
 
I. Estudar uma microbacia urbana real, analisando o comportamento 
hidrológico desta; 
II. Estudar técnicas de drenagem urbana alternativas à convencional e 
reunir informações que subsidiem a sua aplicação; 
III. Utilizando informações do local e regulamentação urbanística real, 
projetar um loteamento fictício com definição de suas vias, áreas de 
destinação pública e lotes, visando aplicar as técnicas de drenagem 
estudadas; 
IV. Analisar a adequabilidade das técnicas LID ao loteamento estudado; 
V. Reunir informações sobre o software SWMM – Storm Water 
Management Model; 
VI. Aplicar as técnicas de drenagem utilizadas no loteamento criado com o 
auxílio do software SWMM; 
VII. Analisar a capacidade do software SWMM em representar processos 
de pequena escala a exemplo daqueles envolvidos nas técnicas de 
LID. 
VIII. Analisar as várias metodologias de dimensionamento dos dispositivos 
de controle na fonte estudados. 
 
 
8 
 
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
3.1 Hidrologia Urbana e os Impactos da Urbanização 
 
Entende-se hidrologia urbana como o estudo da dinâmica da água no meio 
urbano, ou seja, o estudo dos processos hidrológicos nos ambientes afetados pela 
urbanização. Limitando-se um pouco esse estudo, analisa-se a drenagem urbana 
como sendo um conjunto de medidas que busca a redução dos riscos a que a 
população está submetida, a redução dos prejuízos causados pelas inundações e o 
desenvolvimento urbano de forma harmônica, articulada e sustentável (PORTO et 
al., 2007). Fundamental a esse estudo, busca-se compreender os processos 
causadores das enchentes em áreas urbanas, suas origens e consequências. 
Para tanto, Neto (2010) apresenta a diferença no comportamento da água da 
chuva em cada parte do sistema de drenagem pluvial, antes e após a urbanização. 
Segundo ele, o escoamento superficial da água pode ser topograficamente bem 
definido ou não. Contudo, após a urbanização, o caminho percorrido pela água 
passa a ser determinado pelo traçado das ruas, com o fluxo de água direcionado 
através sarjetas até os bueiros. Essa vazão, somada à da rede pública, escoa pelas 
tubulações que alimentam os condutos secundários, a partir dos quais se atinge o 
fundo do vale, onde o caminho da água é topograficamente bem definido. Assim, 
Neto (2010) define que o escoamento no fundo do vale é o que determina o sistema 
de macrodrenagem, enquanto que o sistema que capta a água e a conduz até o 
sistema de macrodrenagem é denominado sistema de microdrenagem. 
Assim, são dois os processos que resultam em inundações em áreas 
urbanas, e podem ocorrer de forma integrada ou isolada. O primeiro processo, 
conhecido como Inundações em Áreas Ribeirinhas, ocorre devido à ocupação 
indevida do leito maior do rio pela população, ficando esta sujeita às enchentes. O 
segundo processo, devido à urbanização, resulta da impermeabilização excessiva 
do solo, o que aumenta a magnitude e a frequência das cheias. A urbanização pode 
ainda ser responsável por produzir obstruções ao escoamento, como, por exemplo, 
através da construção de aterros, pontes, drenagem inadequada, ou ainda em 
função de entupimentos de condutos e assoreamentos (PMPA/IPH, 2005). 
9 
 
O segundo processo tratado, inundações devido à urbanização, é o de maior 
interesse para esse trabalho e ocorre devido à excessiva impermeabilização do solo 
através de telhados, de ruas e de pátios calçados, entre outros, pois a água que em 
um cenário de pré-urbanização infiltrava no solo, recarregava o lençol freático ou 
percolava até encontrar um corpo hídrico receptor, não mais o faz. Ainda, aquele 
escoamento superficial lento, que ficava retido pelas plantas, devido à urbanização, 
passa a escoar através de canais artificiais, condutos, sarjetas, entre outros. Assim, 
os principais efeitos da urbanização quanto ao escoamento da água da chuva são o 
aumento da vazão máxima, a antecipação do pico e o aumento do volume do 
escoamento superficial. Um efeito secundário desse processo é a redução da vazão 
no período de estiagem em pequenos rios em função dos aquíferos não serem 
recarregados pela diminuição da infiltração da água no solo (TUCCI, 1995). 
As enchentes ampliadas pelo processo de urbanização ocorrem geralmente 
em bacias de pequeno porte (de alguns quilômetros quadrados). A combinação do 
impacto de diferentes aglomerações urbanas produz o aumento da ocorrência de 
enchentes a jusante, devido à sobrecarga da drenagem secundária (condutos) sobre 
a macrodrenagem. Dessa forma, as consequências da expansão urbana sem 
planejamento e regulamentação são sentidas em praticamente todas as cidades de 
médio e grande porte no país (TUCCI, 1995). Villanueva et al. (2011) expõem que 
um condicionante crítico no Brasil é que frequentemente a drenagem urbana procura 
solucionar problemas em áreas total ou parcialmente urbanizadas, e isso limita as 
medidas disponíveis, seja por questões físicas (quando não há espaço disponível 
para áreas de armazenamento ou infiltração de água), legais (quando o direito 
adquiridoimpede de modificar o que existe no local) ou sociais (quando os morados 
não gostam das soluções propostas). 
 
3.2 Sistemas de Drenagem: concepção, evolução e conceitos atuais 
 
3.2.1 Drenagem convencional: conceito higienista 
 
Devido ao processo de urbanização ocorrido a partir do século XIX e ao 
avanço do conhecimento na área da saúde, ficou claro o papel sanitário das águas 
pluviais como transmissor de doenças. Assim, criou-se o conceito higienista que 
previa a rápida evacuação das águas pluviais através de áreas impermeabilizadas e 
10 
 
sistemas de condutos artificiais. Ainda, quando se observou a contaminação dos 
corpos receptores dessas águas, criaram-se técnicas para dar manutenção à sua 
qualidade com o uso de estações de tratamento (SOUZA; CRUZ; TUCCI, 2012). 
Allasia, Tassi e Gonçalves (2011) descrevem o engenheiro Saturnino de Brito 
como um revolucionário no campo do saneamento dentro do conceito higienista por 
apresentar argumentos sólidos a favor do sistema separador absoluto no final do 
século XIX (até então, os mesmos condutos transportavam esgotos pluviais e 
sanitários em um sistema combinado). Ele adaptou técnicas importadas de 
drenagem ao regime pluviométrico tropical e inovou ao apresentar um projeto para a 
cidade de Belo Horizonte, com a configuração da cidade respeitando o sistema 
natural de drenagem. Gorski (2010, p. 57) descreve a visão abrangente e integrada 
dos recursos hídricos do engenheiro Saturnino de Brito ao fazer o plano de 
saneamento para a cidade de Santos, no início do século XX, “cuja meta era sanar, 
embelezar e prever a expansão da cidade em um único plano”. 
Conforme Tucci (1995), existe uma tendência em tentar reduzir os impactos 
das cheias devido à urbanização canalizando-se os trechos críticos. Contudo, essa é 
uma solução pontual que segue o conceito higienista e penaliza localidades a 
jusante com aumento da magnitude e frequência das inundações nesses locais. 
 
3.2.2 Melhores Práticas de Gestão – BMP 
 
Nas últimas décadas, notou-se uma crescente preocupação ambiental e o 
surgimento de questionamentos quanto ao impacto nos corpos receptores do 
contínuo transporte a jusante das águas pluviais seguindo o conceito higienista. Em 
resposta a essas preocupações, segundo Urbonas e Stahre (1993), algumas 
comunidades optaram por incentivar o controle da drenagem pluvial na fonte 
geradora de escoamento através de métodos compensatório de manejo de águas 
pluviais (conhecido como Best Management Practices – BMP, ou Melhores Práticas 
de Gestão) que visam compensar os efeitos da impermeabilização das superfícies. 
Esses métodos utilizam dispositivos que têm a finalidade de armazenamento 
e infiltração, e consideram a bacia hidrográfica como unidade de planejamento. 
Allasia, Tassi e Gonçalves (2011) enfatizam que, dentro da abordagem de métodos 
compensatórios, aplicam-se dispositivos com objetivos múltiplos, como a utilização 
de bacias de detenção, que permitam lazer e recreação, e pavimentos permeáveis, 
11 
 
que, além de promoverem infiltração e tratamento de escoamento superficial, 
desempenham a sua função de veiculação de automóveis. Esses autores 
descrevem ainda que é necessário observar alguns pontos das BMPs no que se 
refere à ausência de controle adequado de resíduos sólidos urbanos, esgotos 
sanitários e cargas poluidoras presentes no escoamento pluvial. A retenção de água 
com qualidade degradada pelos pontos supracitados pode gerar inconvenientes, tais 
como doenças de veiculação hídrica e odor desagradável, à população (SOUZA; 
CRUZ; TUCCI, 2012). 
Porto Alegre – Rio Grande do Sul é uma cidade pioneira na gestão das águas 
pluviais (esse é um dos principais motivos da realização deste trabalho utilizando-se 
um loteamento nesta localidade), sendo um dos primeiros municípios brasileiros a 
implantar um plano diretor de drenagem urbana. Villanueva et al. (2011, p. 7) 
registram que os Planos Diretores de Drenagem Urbana de Porto Alegre tiveram 
início em 1999, quando o Departamento de Esgotos Pluviais determinou a 
elaboração deles visando “definir diretrizes técnicas e ambientais para a abordagem 
dos problemas de drenagem da cidade.” Os Planos basearam-se em não transferir 
os efeitos da urbanização para jusante na bacia hidrográfica através do uso de 
dispositivos de controle de escoamento pluvial, normalmente concebidos com obras 
estruturais, sendo por essa razão conhecidos como medidas estruturais. 
As medidas estruturais de controle de inundações podem ser classificadas de 
acordo com a sua ação na bacia hidrográfica em: na fonte, quando o controle é 
realizado no lote; na microdrenagem, quando o controle é realizado sobre o 
hidrograma resultante de um ou mais loteamentos, e; na macrodrenagem, quando o 
controle é feito sobre hidrogramas nos principais riachos urbanos, galerias, tubos, 
entre outros. 
O controle na fonte pode utilizar diferentes dispositivos que constituem 
métodos compensatórios e que, de acordo com o princípio de funcionamento 
(PMPA/IPH, 2005): 
 Aumentam a área de infiltração, a exemplo de valos, poços e bacias de 
infiltração, pavimentos impermeáveis, entre outros; 
 Armazenam temporariamente a água, a exemplo de bacias de 
detenção, captação e aproveitamento de água de chuva, entre outros. 
Neste contexto de controle na fonte, um documento importante para a gestão 
das águas urbanas no município de Porto Alegre é o Decreto Nº 15.371, de 17 de 
12 
 
novembro de 2006, que regulamenta o controle da drenagem urbana (Prefeitura 
Municipal de Porto Alegre, 2006). Este documento visa prevenir o aumento das 
inundações devido à impermeabilização do solo e canalização dos arroios naturais, 
e decreta, entre outros itens, que “toda a ocupação que resulte em superfície 
impermeável, deverá possuir uma vazão máxima específica de saída para a rede 
pública de pluviais igual a 20,8 L/(s.ha).” (Prefeitura Municipal de Porto Alegre, 2006, 
p. 1). Ainda, são estabelecidas regras para a quantificação da área de drenagem a 
ser utilizada para se calcular a vazão máxima de saída. O Decreto permite a 
redução da área a ser contabilizada quando aplicadas algumas ações 
compensatórias. 
 
3.2.3 Desenvolvimento Urbano de Baixo Impacto - LID 
 
Como consequência do estabelecimento de novas aglomerações urbanas, 
nota-se que a magnitude das mudanças hidrológicas é amplificada conforme o 
armazenamento natural de água é perdido, a quantidade de superfícies 
impermeabilizadas aumenta, o tempo de concentração diminui e o grau de 
canalizações aumenta. Visando reduzir os impactos da excessiva impermeabilização 
do solo, surgiram as técnicas conhecidas como Low Impact Development – LID, 
Sustainable Drainage Systems – SUDS, ou Desenvolvimento Urbano de Baixo 
Impacto. Essas técnicas procuram alcançar o controle das águas pluviais através da 
criação de paisagens hidrologicamente funcionais que imitam o regime hidrológico 
natural. Esse objetivo é alcançado através de (PRINCE GEORGES COUNTY, 1999): 
 Redução dos impactos da água da chuva tanto quanto possível. As 
técnicas apresentadas incluem a redução da impermeabilização, a 
conservação dos recursos naturais, a manutenção dos cursos naturais 
de drenagem e a redução do uso de canalizações; 
 Fornecimento de medidas de armazenamento de água pluvial 
dispersas uniformemente ao longo de toda a paisagem. Isso é feito 
com o uso de uma variedade de práticas de detenção, retenção e 
escoamento; 
 Manutenção do tempo de concentração de pré-desenvolvimento. Isso é 
promovido através de estratégias de encaminhamento de fluxo que 
mantenham o tempo de viagem e controlem a descarga de água; 
13 
 
 Implementação de programas de educação efetivos que encorajem os 
donos das propriedades a utilizarem medidas preventivas para a não 
poluição e para a manutenção de práticas de gerenciamento na fonte 
com funções hidrológicas e paisagísticas. 
Assim, aprincipal diferença entre LID e BMP é que, enquanto as técnicas 
BMP buscam compensar os efeitos da impermeabilização das superfícies com o uso 
de dispositivos de infiltração e armazenamento, as técnicas LID se utilizam de 
dispositivos similares, com acréscimo de vegetação diversificada, de modo a se 
proporcionar maior potencial paisagístico e apelo ambiental. Assim, possibilita-se 
que os processos químicos, físicos e biológicos que ocorrem nos ambientes onde os 
dispositivos LID estejam inseridos, sejam similares aqueles de pré-ocupação. 
Controladores LID específicos chamados Integrated Management Practices – 
IMP, ou Práticas de Gerenciamento Integradas, podem reduzir o escoamento 
integrando controladores de escoamento ao longo da paisagem em pequenas e 
discretas unidades. IMPs são distribuídas em pequenas porções em cada lote, 
próximo à fonte dos impactos, praticamente eliminando a necessidade de BMPs 
centralizadas como, por exemplo, uma bacia de detenção (PRINCE GEORGES 
COUNTY, 1999). Através desse processo, pode-se projetar um local integrado ao 
meio ambiente e que mantém as características hidrológicas de pré-
desenvolvimento. 
Alguns poucos conceitos que definem a essência das tecnologias de 
desenvolvimento de baixo impacto devem ser integrados ao processo de 
planejamento para que se produza um projeto bem sucedido e viável. Estes 
conceitos são tão simples que tendem a ser menosprezados, mas, sua importância 
não pode ser negligenciada. Esses conceitos fundamentais incluem (VILLANUEVA 
et al., 2011): 
 Utilizar a hidrologia como um acessório de integração, sendo a bacia 
hidrográfica uma unidade de planejamento; 
 Pensar em forma de micro gestão, agindo de modo preventivo; 
 Controlar a água da chuva na fonte, com transferência zero de 
impactos a jusante; 
 Utilizar métodos simples, estruturais e não estruturais de forma 
integrada; 
 Promover a participação pública; 
14 
 
 Criar uma paisagem multifuncional. 
Desse modo, busca-se a redução do impacto gerado pela urbanização de 
modo a manter as condições hidrológicas como sendo aquelas de pré-ocupação dos 
locais urbanizados, promovendo o correto uso do solo. 
Prince George’s County (1999) apresenta passos a serem seguidos no 
processo de planejamento de locais com LID. Os passos são: 
 Passo 1: Identificar o zoneamento aplicável, o uso do solo, subdivisões 
e outros reguladores locais; 
 Passo 2: Definir os locais a serem protegidos; 
 Passo 3: Utilizar a hidrologia e a drenagem natural como elementos de 
projeto; 
 Passo 4: Reduzir ou minimizar o total de áreas impermeáveis; 
 Passo 5: Integrar os projetos preliminares do local; 
 Passo 6: Minimizar as conexões diretas entre áreas impermeáveis; 
 Passo 7: Modificar ou aumentar os trajetos de escoamento devido à 
drenagem; 
 Passo 8: Comparar hidrologicamente os cenários de pré e pós 
desenvolvimento; 
 Passo 9: Finalizar o projeto com técnicas de baixo impacto. 
O uso de LID diferencia-se dos demais métodos devido à antecipação do 
planejamento da drenagem pluvial ao projeto arquitetônico-estrutural de 
empreendimentos, apresentando “máxima eficiência na manutenção dos processos 
hidrológicos, respeitando caminhos naturais de drenagem e privilegiando a 
preservação de solos mais permeáveis” (ALLASIA; TASSI; GONÇALVES, 2011, p. 
59). Contudo, ainda segundo esses autores, restrições locais como altura do lençol 
freático, altura do leito rochoso, espaço físico e características do solo, por exemplo, 
podem limitar o uso de LID exigindo que sejam utilizadas concomitantemente 
práticas compensatórias ou higienistas, como detenções e condutos, 
respectivamente. 
 
 
 
15 
 
3.3 Modelagem computacional como ferramenta auxiliar ao dimensionamento 
de redes de drenagem – Modelo SWMM 
 
Segundo US EPA (2010a), o SWMM – Storm Water Management Model é um 
modelo dinâmico de simulação chuva-vazão utilizado para evento único ou para 
simulação contínua de quantidade e qualidade de água principalmente em áreas 
urbanas, desenvolvido e mantido pela U. S. Environmental Protection Agency. A 
componente vazão do SWMM trabalha com um conjunto de sub-bacias que 
recebem a precipitação e, a partir disso, geram cargas de poluentes e escoamento. 
Este software considera as sub-bacias como unidades hidrológicas cujos elementos 
topográficos e de drenagem direcionam o escoamento superficial para um único 
ponto de descarga. Assim, o usuário é responsável por discretizar a área estudada 
em um número apropriado de sub-bacias e por identificar os exutórios de cada sub-
bacia. Os exutórios podem ser tanto nós do sistema de drenagem como outras sub-
bacias. 
As unidades de armazenamento são consideradas nós do sistema de 
drenagem e são objetos muito importantes para esse estudo, pois fisicamente 
podem representar instalações de armazenamento pequenas, como bacias de 
detenção, ou grandes, como um lago. As propriedades volumétricas da unidade de 
armazenamento são descritas por uma função ou tabela de área superficial por 
altura. 
O SWMM utiliza ainda algumas classes de objetos, os quais não podem ser 
visualizados, para descrever características e processos da área em estudo. Um 
exemplo disso é a temperatura do ar, que é utilizada em simulações de processos 
de precipitação de neve e derretimento de gelo nos cálculos de escoamento. 
Informações de temperatura também podem ser utilizadas para computar taxas de 
evaporação diárias. A evaporação pode ocorrer por haver água parada na superfície 
de bacias, por água subterrânea em aquíferos ou por água retida em unidades de 
armazenamento. Assim, a taxa de evaporação pode ser declarada como um valor 
constante, uma série de valores médios mensais, uma série de valores diários 
definidos pelo usuário e valores calculados a partir de dados de temperatura. 
As técnicas LID são consideradas, pelo SWMM, como propriedades das sub-
bacias, similar a como são tratados os aquíferos e os pacotes de neve. O software 
16 
 
modela explicitamente cinco diferentes tipos genéricos de controladores LID, os 
quais são: 
 Células de Biorretenção, as quais são depressões que contêm 
vegetação cultivada em uma mistura de solo colocada sobre uma 
camada de cascalho com função drenante. Esses dispositivos 
fornecem armazenamento, infiltração e evaporação tanto da água da 
chuva como do escoamento superficial capturado das áreas vizinhas. 
Jardins de chuva, plantações na rua e telhados verdes são variações 
das células de biorretenção; 
 Trincheiras de Infiltração, as quais são valas estreitas preenchidas com 
material britado que recebem o escoamento. Elas proporcionam 
armazenamento de água e tempo adicional para que haja infiltração no 
solo, pelo fundo e paredes da mesma; 
 Pavimentos Permeáveis, que são áreas escavadas preenchidas com 
material britado e pavimentadas, na parte superior, com material 
poroso. Com isso, a água passa por entre os poros do pavimento, é 
armazenada na camada de material britado e infiltra no solo; 
 Cisternas de Chuva (ou barris), que são recipientes que armazenam o 
escoamento coletado a partir do telhado durante o evento chuvoso. 
Essa água pode ser simplesmente liberada ou utilizada; 
 Valos de Infiltração, que são canais ou depressões com taludes 
cobertos com grama ou outra vegetação. Eles retardam o escoamento 
e permitem que a água tenha mais tempo para infiltrar no solo sob a 
estrutura. 
Células de biorretenção, trincheiras de infiltração e sistemas de pavimentos 
permeáveis podem conter sistemas de drenos opcionais na sua camada de material 
britado para transferir a água para fora da estrutura ao invés de deixá-la infiltrar, 
atuando simplesmente como estrutura de armazenamento; esse mesmo efeito é 
obtido quando o solo abaixo da estrutura for impermeabilizado ou estiver bastante 
compactado. 
Os dispositivos LID são representados dentro do SWMM por uma combinação 
de camadas verticais cujas propriedadessão definidas por unidade de área. Assim, 
durante a simulação é feito um balanço entre as camadas e medido o quanto de 
água é armazenado ou infiltra em cada camada (US EPA, 2010a). 
17 
 
 
3.4 Dispositivos LID e BMP utilizados neste trabalho 
 
Os dispositivos LID escolhidos para este trabalho foram limitados em função 
do software SWMM. Este software utiliza os dispositivos Célula de Biorretenção 
(Figura 1), Pavimento Permeável (Figura 2), Barril de Chuva (Figura 3), Trincheira de 
Infiltração (Figura 4) e Valo de Infiltração (Figura 5) como uma forma de abranger 
todos os outros dispositivos LID e BMP existentes. Assim, para se utilizarem outros 
dispositivos, ter-se-ia que adaptar os cinco modelos fornecidos, agregando possíveis 
erros à simulação. Nesse trabalho serão utilizadas ainda bacias de detenção (Figura 
6), simuladas no SWMM como unidades de armazenamento, visando múltiplos usos. 
 
 
Figura 1. Área de biorretenção utilizada em um estacionamento no Condado de Stanfford, VA, 
EUA. Fonte: US EPA, 2010b 
 
Os dispositivos LID e BMP, conforme discutido, funcionam com base no 
armazenamento, na infiltração ou em ambas as técnicas. De modo geral, não se 
recomenda a infiltração da água no solo quando, em relação à superfície de 
infiltração (URBONAS; STAHRE, 1993): a profundidade do lençol freático em 
período chuvoso é menor ou igual a 1,20 m; existe uma camada impermeável a 
menos de 1,20 m; os solos superficiais e subsuperficiais são classificados, segundo 
o a classificação do Serviço de Conservação do Solo dos Estados Unidos (SCS), 
como pertencentes ao grupo hidrológico D (quando a taxa de infiltração no solo é 
inferior a 7,6 mm/h). Ainda, esses autores não recomendam a percolação no solo 
nas mesmas condições em que não recomendam a infiltração com o acréscimo da 
18 
 
presença de solos pertencentes ao grupo hidrológico C (pela classificação do SCS) 
ou quando a condutividade hidráulica dos solos saturados for menor que 
 
No item 3.3 já foi apresentada a descrição de US EPA (2010a) dos 
dispositivos utilizados. Assim, a seguir é descrito de maneira mais abrangente como 
funcionam esses dispositivos. 
 
 
Figura 2. Pavimento permeável em Chicago, IL, EUA, para possibilitar a infiltração da água no 
solo. Cortesia de David Leopold. Fonte: US EPA, 2010b 
 
 
Figura 3. Barril de chuva utilizado em Santa Mônica, CA, EUA, para proporcionar o uso de 
água da chuva e para reduzir a poluição que é levada pelo escoamento superficial até a praia. Fonte: 
US EPA, 2010b 
 
19 
 
 
Figura 4. Trincheira de infiltração. Adaptado de: FHWA, 2001 
 
3.4.1 Barris de Chuva (ou Microrreservatórios) 
 
Funcionando com base no armazenamento de água, os microrreservatórios 
(Figura 3) proporcionam a redução do escoamento superficial e a possibilidade de 
uso da água da chuva, para, por exemplo, irrigação, limpeza de calçadas, carros, 
entre outros. 
Os microrreservatórios possuem suas características dimensionais 
restringidas pelas cotas da rede de drenagem existente ou a ser construída. No 
entanto, não há restrições fixas quanto ao seu volume e área superficial, ficando 
esses valores restringidos apenas ao custo-benefício da adoção do dispositivo. 
Assim, possuindo custo adequado ao seu benefício e cotas tais que 
possibilitem o escoamento de água (quando necessário) para à rede de drenagem 
ou para outros usos, os microrreservatórios poderão se localizar sob ou sobre a 
terra. Quando sob a terra, será necessário que o dispositivo encontre-se dentro de 
uma estrutura de concreto armado ou que o próprio reservatório seja em concreto 
armado ou outro material adequado, sendo capaz de resistir às ações que possam a 
solicitá-lo, como o peso do solo sobre o dispositivo, pessoas e carros circulando, 
empuxo de terra, entre outros. 
 
 
 
20 
 
3.4.2 Trincheira de infiltração 
 
As trincheiras de infiltração (Figura 4) infiltram o volume de água coletado no 
solo nativo através da superfície do fundo e das laterais do dispositivo. Também, são 
preenchidos com cascalho, pedras, ou outro material que proporcione vazios que 
drenem a água à jusante. 
Os critérios de projeto, conforme CIRIA (2007), são: 
 As trincheiras são escavadas entre 1 e 2 m e preenchidas com 
agregados; 
 Funcionam como pré-tratamento com a remoção de sedimentos e 
outros materiais finos; 
 A infiltração não deve ser utilizada onde a água subterrânea é 
vulnerável ou para sanar problemas de poluição; 
 Devem ser colocados poços de observação e acesso para manutenção 
de componentes. 
Um bom uso de trincheiras de infiltração é adjacente às superfícies 
impermeáveis, como rodovias e ruas, por exemplo. Contudo, esses dispositivos são 
de uso exclusivo para locais com pouca declividade (menor ou igual a 2%), já que 
são necessárias pequenas velocidades de escoamento. CIRIA (2007) recomenda o 
uso de eventos de chuva de projeto variando entre 30 e 100 anos de recorrência. 
Esses dispositivos são dimensionados para vazões intermitentes e não podem ser 
colocados em locais com fluxo contínuo de água. Uma boa técnica é utilizar uma 
faixa de grama em ambos os lados da trincheira permitindo que sedimentos sejam 
filtrados por essas faixas e não colmatem o dispositivo (URBONAS; STAHRE, 1993). 
Podem ainda ser utilizadas trincheiras de percolação que são idênticas às de 
infiltração sem a consideração da infiltração nas superfícies em contato com o solo 
nativo. Assim, esses dispositivos funcionam armazenando parte da água do evento 
e destinando-a até uma rede de drenagem ou corpo receptor. 
 
3.4.3 Valos de Infiltração 
 
Os valos de infiltração são usualmente colocados paralelos às ruas, estradas, 
estacionamentos, entre outros. Nesses dispositivos, o fluxo das áreas adjacentes é 
concentrado e se criam condições para infiltração ao longo do seu comprimento 
21 
 
agindo como canais, armazenando e transportando água para outros dispositivos de 
drenagem (PMPA/IPH, 2005). 
A capacidade de infiltração desse dispositivo depende do nível do lençol 
freático, da porosidade do solo, da carga de sólidos suspensos no escoamento 
superficial da chuva e da densidade da vegetação presente na superfície. 
Esses dispositivos utilizam o tempo de residência e o crescimento da 
vegetação para reduzir a vazão de pico e fornecer tratamento da qualidade de água 
(PRINCE GEORGES COUNTY, 1999). Assim, CIRIA (2007) recomenda como 
critérios de projeto que: 
 Deve-se limitar a velocidade de escoamento para eventos extremos em 
1 m/s, dependendo do tipo de solo, visando prevenir a erosão; 
 Deve-se manter a altura do escoamento em eventos frequentes abaixo 
do topo da vegetação que reveste o dispositivo (próximo a 100 mm); 
 Declividade máxima para os taludes de 1H:3V quando o tipo de solo 
apresenta condições de estabilidade; 
 Mínima largura de base igual a 50 cm. 
Para aperfeiçoar esse processo e a infiltração da água no solo, recomenda-se 
a instalação de pequenas contenções ao longo do comprimento, transversal ao 
sentido do escoamento, quando a declividade for superior a 2% (URBONAS; 
STAHRE, 1993). 
Frequentemente não é possível infiltrar todo o escoamento utilizando-se 
apenas valos e superfícies de infiltração, mesmo quando as condições geológicas e 
as características do solo são favoráveis. Isso ocorre em função de a área de 
contribuição de escoamento ser muito grande quando comparado com a área 
disponível para infiltração. Apesar disso, mesmo que só uma pequena parte do 
evento de projeto infiltre no solo, valos e superfícies de infiltração pertencem ao 
grupo de BMPs que auxiliam na redução do volume de escoamento e, como 
resultado, reduzem a quantidade de poluentes que seriam destinados ao corpo 
hídrico receptor (URBONAS; STAHRE, 1993). Estes autores limitam um pouco mais 
do que CIRIA (2007) a velocidade de escoamento para valos e superfícies de 
infiltração, sugerindo que a velocidadedo escoamento seja da ordem de 0,3 m/s ou 
menor, facilitando a decantação dos sedimentos próximo a sua fonte. 
Um caso especial de valo de infiltração apresentado por Urbonas e Stahre 
(1993) é a instalação de uma trincheira de percolação junto ao valo de infiltração, 
22 
 
conforme Figura 5, por todo o seu comprimento. Sugere-se a consideração de 
eventos de precipitação com 2 anos de tempo de recorrência. Assim, a água entra 
na trincheira pelo seu topo através da superfície de uma camada de areia que serve 
como filtro. Para reduzir a chance do filtro de areia e da trincheira de percolação 
colmatarem, a água deve escoar primeiro por faixas de grama, que irão reter parte 
dos sedimentos. 
 
 
Figura 5. Detalhes do Valo de Infiltração com Trincheira de Percolação auxiliar. Adaptado de: 
Urbonas e Stahre, 1993 (apud PMPA/IPH, 2005) 
 
Quando os valos são dimensionados para que a água seja filtrada e infiltrada, 
CIRIA (2007) sugere que a lâmina de água seja mantida abaixo do nível máximo da 
vegetação (entre 10 e 15 cm) e que o evento de projeto seja calculado de ano a ano 
e com 30 minutos de duração. O coeficiente de rugosidade aplicado à equação de 
Manning deve ser utilizado como sendo 0,25 quando o nível de água estiver abaixo 
do topo da vegetação e, para eventos extremos, quando o nível da água estiver 
acima do topo da vegetação, o valor do coeficiente de rugosidade pode ser utilizado 
igual a 0,10 para quase todos os tipos de gramas. O critério que deve ser utilizado 
para eventos extremos é tempo de recorrência entre 30 e 100 anos e drenos 
23 
 
subterrâneos com capacidade em torno de 2 L.s-1.ha-1 para permitir que o sistema 
suporte cenários de múltiplos eventos. 
 
3.4.4 Bacias de Detenção 
 
Esses dispositivos são estruturas de acumulação temporária de água (Figura 
6) ou de infiltração. Baptista, Nascimento e Barraud (2005) descrevem três funções 
básicas das bacias de detenção diretamente ligadas à drenagem de águas pluviais: 
 Amortecer as cheias geradas como forma de controle de inundações; 
 Reduzir volumes de escoamento superficial (no caso de bacias de 
infiltração) e; 
 Reduzir a poluição difusa de origem pluvial. 
 
 
Figura 6. Bacia de detenção em Porto Alegre a céu aberto com e sem infiltração. Fonte: 
Allasia, Tassi e Gonçalves, 2011 
 
A redução da poluição é feita de maneira muito simples nesses dispositivos. 
Esta se baseia na sedimentação dos poluentes, de modo que a água, ao 
permanecer estocada por certo tempo, após estar dentro da bacia, tem boa parte 
dos sólidos suspensos sedimentados. Com isso, vai à rede de drenagem uma água 
com qualidade muito superior àquela que escoou pela rede para dentro do 
dispositivo. 
As bacias de detenção, dimensionadas de acordo com suas funções básicas, 
podem ser encontradas em diversas configurações, como a céu aberto (com 
espelho d’água permanente, secas ou em zonas úmidas), subterrâneas ou cobertas 
(BAPTISTA; NASCIMENTO; BARRAUD, 2005). Alguns autores, como Urbonas e 
24 
 
Stahre (1993) diferenciam bacias de detenção de bacias de infiltração em função da 
sua operação de controle de saída de água. 
Qualquer tipo de reservatório, seja de detenção ou de retenção, possui seus 
níveis limitados pela rede de drenagem existente ou a ser implantada. Como mostra 
a Figura 6, podem ser proporcionados usos múltiplos para as bacias de detenção, 
como quadras de esportes, por exemplo. Ainda, visando ao melhor aproveitamento 
da área onde este dispositivo ficará inserido, pode-se construir os reservatórios sob 
estacionamentos ou outras obras de grande área superficial. 
As bacias de infiltração podem constituir-se de grandes áreas gramadas ou 
de uma praça revestida com areia, a que possui alta taxa de permeabilidade. Dessa 
forma, diz-se que os métodos construtivos variam muito em função de cada projeto. 
 
25 
 
4 MATERIAIS E MÉTODOS 
 
Para este trabalho, foi selecionada uma microbacia dentro do município de 
Porto Alegre – Rio Grande do Sul. Nesse local, foi planejado um loteamento onde foi 
avaliada a aplicabilidade de diferentes técnicas de controle do escoamento pluvial, 
apresentadas nesse trabalho. 
Seguindo o princípio de aplicação de técnicas de LID, foi realizada uma 
revisão bibliográfica a respeito de métodos de dimensionamento, e os dispositivos 
selecionados foram dimensionados. Na sequência, foi realizada uma modelagem 
com a aplicação do modelo SWMM, onde o sistema de drenagem não convencional 
do loteamento foi representado, a qual permitiu avaliar o comportamento hidrológico 
do local em uma condição de regime de escoamento não permanente. 
Optou-se por não utilizar células de biorretenção nesse trabalho pelo fato de 
não se ter encontrado, nas bibliografias estudadas, metodologias de 
dimensionamento que permitissem a avaliação do SWMM. Ainda, não foram 
utilizados pavimentos permeáveis em função de as vias do loteamento possuírem 
tráfego de caminhões (caminhões de lixo, caminhões de mudanças, entre outros) e, 
portanto, serem mais facilmente danificadas durante o seu uso. 
Os itens a seguir descrevem os procedimentos utilizados. 
 
4.1 Local de estudo 
 
O município de Porto Alegre foi escolhido como sede para o estudo pelo seu 
pioneirismo no que se refere à normalização e a manuais quanto à drenagem 
pluvial, conforme apresentado no item 3.2.2. O loteamento estudado (Figura 7), com 
área aproximada de 4,8 ha, está localizado no bairro Aberta dos Morros, com frente 
(e acesso principal) para a Estrada Gedeon Leite. O loteamento encontra-se dentro 
de uma sub-bacia do Arroio do Salso, com área aproximada de 9371 ha. 
 
26 
 
 
Figura 7. Contorno do loteamento sobre imagem de satélite. Adaptado de: Google Earth 
 
O tipo de solo que prevalece no loteamento é uma associação de planossolo 
hidromórfico, gleissolo hápico e plintossolo argilúvico, havendo uma pequena porção 
de terra onde o solo é uma associação de gleissolo háplico e planossolo 
hidromórfico (com base em dados obtidos do Laboratório de Geoprocessamento da 
Universidade Federal de Porto Alegre – LABGEO/UFRGS). Gonçalves, Silva e Risso 
(2007) apresentam a distribuição dos tipos de solo na cidade de Porto Alegre, 
conforme Tabela 1. Com isso, percebe-se a predominância de solos pertencentes 
aos Grupos Hidrológicos C e D, em especial ao Grupo D, corroborando com os 
resultados apresentados do LABGEO. 
 
Tabela 1. Distribuição dos Grupos Hidrológicos na cidade de Porto Alegre. Fonte: Gonçalves, 
Silva e Risso, 2007 
Tipo de Solo Área (km²) Frequência 
A 0,00 0,00% 
B 81,41 17,10% 
C 121,03 25,43% 
D 273,56 57,47% 
Total 476,00 100,00% 
 
Segundo Sartori, Lombardi Neto e Genovez (2005), esses solos enquadram-
se no Grupo Hidrológico D, conforme classificação do SCS, que corresponde aos 
27 
 
solos com maior capacidade de geração de escoamento superficial. As 
características apresentadas por esses autores para esse Grupo Hidrológico são: 
 Taxa de infiltração muito baixa e pouca resistência à erosão. A taxa 
mínima de infiltração é inferior a 1,27 mm/h, segundo Mockus, (1972 
apud SARTORI; GENOVEZ; LOMBARDI NETO, 2005); 
 Solos rasos, com profundidade menor que 50 cm; 
 Solos argilosos associados à argila com alto potencial de expansão; 
 Solos orgânicos. 
Sartori, Genovez e Lombardi Neto (2005) apresentam a Tabela 2 adaptada de 
TR-55 (1986), com valores de Curve Number (CN) para cada Grupo Hidrológico. 
Assim, o CN médio de um local pode ser estimado relacionando os diversos 
complexos hidrológicos solo-cobertura da terra presentes na bacia hidrográfica e os 
valores de CN presentes na Tabela 2 (sendo esses valores referentes a condições 
de umidade antecedente AMC-II). Com base na tabela apresentada, considerando-
se que a área é urbana e o Grupo Hidrológico do solo é D, classifica-se o uso do 
solo como “fazendas e chácaras (área urbana)” e se chega ao valor 86 para o CN 
médio. 
 
Tabela2. Valores do CN determinado para cada Grupo Hidrológico. Adaptado de: TR-55, 
1986 (apud SARTORI; GENOVEZ; LOMBARDI NETO, 2005) 
Uso do Solo 
Condição 
Hidrológica 
Grupo Hidrológico do Solo 
A B C D 
Plantios em linha (cana-de-açúcar) 
Má 
Boa 
66 
62 
74 
71 
80 
78 
82 
81 
Capoeira e mata ciliar Média 35 56 70 77 
Plantios em linha (culturas anuais) 
Má 
Boa 
70 
65 
79 
75 
84 
82 
88 
86 
Pastagem Média 49 69 79 84 
Reflorestamento Média 36 60 73 79 
Fazendas e chácaras (área urbana) - 59 74 82 86 
Terra arada - 77 86 91 94 
 
 Foi desconsiderado o volume de água de uma área de contribuição de 
aproximadamente 221 ha em função dessa água já ser drenada através de 
condutos, conforme observado em cadastro da rede de drenagem fornecido pelo 
28 
 
Departamento de Esgotos Pluviais de Porto Alegre. Assim, a única área a ser 
considerada para o dimensionamento da rede de drenagem é a área do próprio 
loteamento. 
 Gonçalves, Silva e Risso (2007) produziram um mapa com os parâmetros CN 
para Porto Alegre, que foi utilizado nesse trabalho para confirmar o valor estimado a 
partir dos trabalhos de Sartori, Lombardi Neto e Genovez (2005), e concluíram que 
aproximadamente 83% da cidade apresentam valores de CN superiores a 75, o que 
caracteriza as bacias de Porto Alegre como bacias de média e alta capacidade de 
geração de escoamento superficial, devido “aos percentuais de áreas 
impermeabilizadas resultantes da urbanização e também à predominância de solos 
com pouca capacidade de infiltração” (GONÇALVES; SILVA; RISSO, 2007, p. 9). 
Como discutido no item 3.4, não é recomendada a promoção da infiltração da 
água em solos do grupo D nem a percolação da água em solos dos grupos C e D. 
Com isso, ao observar a Tabela 1, nota-se certa dificuldade em utilizar dispositivos 
LID em Porto Alegre. 
Para esse estudo, considerou-se que o solo pertence ao Grupo Hidrológico C, 
já que não foi possível realizar o ensaio de infiltração de água no solo e não é 
indicado utilizar infiltração de água em solos deste grupo hidrológico (Urbonas e 
Stahre, 1993). Assim, assumiu-se que a taxa de infiltração é 6,35 mm.h-1, conforme 
dados apresentados por PMPA/IPH (2005) (Tabela 3). Como esse valor não foi 
medido, e sim, selecionado, não foi corrigido por qualquer coeficiente de segurança. 
Quanto ao valor de CN, foi considerado 82, conforme a Tabela 2, para Fazendas e 
chácaras (área urbana). 
 
Tabela 3. Valores típicos de taxa de infiltração por grupo hidrológico. Fonte: PMPA/IPH, 2005 
Grupo Hidrológico 
do Solo 
Taxa de Infiltração (mm/h) 
Io (inicial) Ib (solo saturado) 
A 254,0 25,4 
B 203,2 12,7 
C 127,0 6,35 
D 76,2 2,54 
 
A Figura 8 mostra o loteamento em estágio de pré-ocupação. Nessa figura, 
observam-se 3 grandes manchas de vegetação (com predominância de eucaliptos), 
29 
 
uma rua diretriz no sentido norte-sul (Diretriz 6356) e uma rua diretriz no sentido 
leste-oeste (Diretriz 7182). Ao sul do loteamento em estudo, há o loteamento 
Residencial Lagos de Ipanema (já executado), cuja rede de microdrenagem poderá 
representar restrição à rede de drenagem do loteamento em estudo. 
Na Figura 8 estão demarcados os fluxos naturais de água. Os fluxos estão 
desenhados na cor azul e representam informação importante para a definição da 
configuração urbanística deste loteamento, já que, ao se utilizarem as técnicas de 
LID, os fluxos naturais de água devem ser respeitados. 
As curvas de nível mostram que os planos de escoamento nesta área 
convergem no sentido nordeste-sudoeste na maior parte da área. Diferente a isso, 
ocorre uma pequena área no extremo nordeste do loteamento onde a água escoa, 
naturalmente, no sentido noroeste-sudeste. 
 
4.2 Definição da configuração urbanística do loteamento 
 
O local de implantação do loteamento, em Porto Alegre, pertence à 
Macrozona 7 – Restinga, que é um bairro residencial da Zona Sul. A Unidade de 
Estruturação Urbana (UEU) onde está localizada a área em estudo é a 8 e a 
Subunidade é a 1 (PMPA, 2010). 
No Plano Diretor de Desenvolvimento Urbano Ambiental (PDDUA) de Porto 
Alegre encontram-se os dados quanto ao regime urbanístico (anexo 1.2 do PDDUA), 
de densidade bruta (anexo 4 do PDDUA), de atividade (anexo 5 do PDDUA), de 
índice de aproveitamento (anexo 6 do PDDUA) e de volumetria das edificações 
(anexo 7 do PDDUA). Assim, tem-se que a atividade no loteamento deve ser 
predominantemente residencial, com índice de aproveitamento (IA) de 1,0, altura 
máxima da edificação de 9 m e taxa de ocupação de 66,6%. 
Com base no anexo 8.1 – Padrões para Loteamentos, do PDDUA, têm-se os 
seguintes dados para áreas predominantemente residenciais e mistas: 
 Equipamentos comunitários: deverá ser destinado 18% da área total 
para praças, escolas e outros, e 2% da área total para parques; 
 Malha viária mínima: V. 3.2; V. 3.3; V. 4.2; V. 4.3; V. 4.4 e; V. 4.5, 
conforme anexo 9; 
 Lotes: área mínima de 150,00 m² e testada mínima de 5,00 m; 
30 
 
 Quarteirões: face máxima de 200,00 m e área máxima de 22.500,00 
m². 
Assim, optou-se por utilizar vias V. 4.4, conforme Figura 9. Ainda, vias 
alternativas foram projetadas, conforme anexo 9.2, em ruas sem saída dentro do 
loteamento (Figura 10). 
 
Figura 8. Loteamento em condição de pré-ocupação. As linhas azuis indicam o fluxo natural 
de água Sem escala. 
31 
 
 
 
Figura 9. Perfil viário para via local dentro do loteamento. Fonte: PMPA, 2010 
 
 
Figura 10. Perfil viário para via alternativa dentro do loteamento. Fonte: PMPA, 2010 
 
4.3 Métodos de dimensionamento dos dispositivos LID e BMP 
 
Os métodos de dimensionamento e pré-dimensionamento dos dispositivos 
LID utilizados aqui foram retirados de Silveira e Goldenfum (2007), PMPA/IPH 
(2005), Urbonas e Stahre (1993) e Tucci (2005). Os passos a serem seguidos para a 
quantificação hidrológica, no loteamento, sugeridos por Prince George’s County 
(1999) e seguidos nesse trabalho são: 
a) Delimitação das áreas das bacias hidrográficas e sub-bacias; 
b) Definição da chuva de projeto; 
c) Definição das técnicas de modelagem a serem empregadas; 
d) Compilação das informações das condições de pré-
desenvolvimento; 
e) Avaliação dos valores característicos da condição de pré-
desenvolvimento e dos valores base para o desenvolvimento do 
local; 
f) Avaliação dos benefícios planejados para o local e comparação 
com os benefícios requeridos; 
g) Avaliação das práticas de gerenciamento integrado; 
h) Avaliação das necessidades suplementares. 
32 
 
Assim, para definir a chuva de projeto, utilizou-se a equação Intensidade – 
Duração – Frequência (IDF) do Instituto de Pesquisas Hidráulicas (IPH), conforme 
sugerido por PMPA/IPH (2005) (Equação 1). 
 
 
 
 
 (1) 
 
sendo a intensidade em mm.h-1, o período de retorno em anos e a duração do 
evento em minutos. Conforme sugerido pelo Manual de Drenagem de Porto Alegre, 
o período de retorno utilizado foi 10 anos para todos os dispositivos à exceção das 
Bacias de Detenção, e a distribuição temporal para o evento de projeto foi feita com 
o Método dos Blocos Alternados (PILGRIM; CORDERY, 1975 apud ZAHED; 
MARCELLINI, 1995) com intervalos de tempo iguais a 5 minutos (PMPA/IPH, 2005) 
com a posição do pico da chuva em 50% da duração do evento. 
Silveira e Goldenfum (2007) apresentam um método de pré-dimensionamento 
onde adaptaram o método da curva envelope para diferentes dispositivos de 
controle na fonte. Segundo esses autores, no método da curva envelope, a curva de 
massa dos volumes afluentes ao dispositivo é comparada com a curva de massa de 
volume de efluentes em função do tempo para, então, a máxima diferença de 
volume entre as curvas ser tomada como o volume de dimensionamento. Para efeito 
de cálculo, os volumes são expressos em lâminas de água equivalentes por área em 
planta do dispositivo, sendo que o volume afluente éobtido a partir dos parâmetros 
de uma IDF do tipo Talbot (AZZOUT et al., 1994 apud SILVEIRA; GOLDENFUM, 
2007), e o volume efluente é obtido pela multiplicação do tempo da vazão de saída 
constante do dispositivo. 
No entanto, na metodologia apresentada, Silveira e Goldenfum (2007) 
desconsideram o controle de poluição e aspectos referentes à localização do 
dispositivo, como, por exemplo, as condições de solo suporte. Ainda, admite-se que 
os dispositivos de infiltração promovem infiltração no solo de todo o excesso pluvial 
a eles destinado (resultando em escoamento superficial nulo), os dispositivos sem 
infiltração no solo são dimensionados para liberar o escoamento máximo equivalente 
a uma vazão de restrição por hectare (L.s-1.ha-1) e os dispositivos de 
armazenamento com infiltração no solo são dimensionados para liberar o 
33 
 
escoamento máximo equivalente à vazão de restrição sendo a infiltração utilizada 
para reduzir as dimensões do dispositivo. 
Baptista, Nascimento e Barraud (2005) descrevem a necessidade de 
utilizarem-se métodos de simulação para a definição dos hidrogramas 
correspondentes aos diversos componentes do sistema e calcular as diferentes 
características das estruturas tanto no diagnóstico como na concepção dos projetos. 
Assim, esses autores sugerem o Método de Puls para dimensionamento de bacias 
de detenção. 
O Manual de Drenagem Urbana de Porto Alegre (PMPA/IPH, 2005) adota o 
procedimento de CIRIA (1996) para os projetos dos sistemas de infiltração em 
planos e para os pavimentos permeáveis. Este Manual e Urbonas e Stahre (1993) 
apresentam parâmetros para o dimensionamento de estruturas de infiltração e 
percolação em tabelas. Essas tabelas foram utilizadas para a estimativa do valor da 
taxa de infiltração (Tabela 3), da condutividade hidráulica do solo (Tabela 4) e da 
porosidade efetiva dos materiais da camada de armazenamento dos dispositivos 
(Tabela 5). 
 
Tabela 4. Condutividade hidráulica saturada para diferentes tipos de solo. Adaptado de: 
Urbonas e Stahre, 1993 
Tipo de Solo 
Condutividade Hidráulica 
(m/s) 
Cascalho 10-3 – 10-1 
Areia 10-5 – 10-2 
Silte 10-9 – 10-5 
Argila (saturada) <10-9 
Solo Cultivado 10-10 – 10-6 
 
Tabela 5. Porosidade específica de típicos materiais rochosos. Fonte: Urbonas e Stahre, 1993 
Material Porosidade Efetiva (%) 
Rocha dinamitada 30 
Cascalho de granulometria uniforme 40 
Brita graduada (menor que ¼ pol.) 30 
Areia 25 
Seixo rolado 15 – 25 
 
34 
 
A porosidade efetiva dos materiais permite a determinação do volume 
disponível para o armazenamento de água. Assim, como é usual a utilização de brita 
grossa para fins similares a esse no sul do Brasil, considerou-se a porosidade 
efetiva da rocha dinamitada (30%). 
No entanto, caso haja a possibilidade de se fazerem essas medições para a 
condutividade hidráulica, Urbonas e Stahre (1993) sugerem que o menor valor de 
condutividade encontrado seja o utilizado e, em função da colmatação, seja dividido 
por um fator de segurança entre 2 e 3. Sabe-se que o solo do loteamento em estudo 
pertence ao grupo hidrológico D devido ao trabalho Gonçalves, Silva e Risso (2007), 
contudo, como não é indicado utilizar infiltração de água em solos deste grupo 
hidrológico (Urbonas e Stahre, 1993), considerou-se que o loteamento em estudo 
possui solo pertencente ao grupo hidrológico C, possibilitando a consideração do 
valor 6,35 mm/h para a taxa de infiltração para solo saturado. 
Urbonas e Stahre (1993) apresentam um método que permite a obtenção do 
volume máximo a partir do método da curva envelope. Esse método se baseia na 
determinação dos volumes acumulados de entrada e saída do dispositivo, sendo a 
máxima diferença entre esses valores o volume que o dispositivo deverá armazenar. 
Em todos os dimensionamentos aqui expostos, considerou-se ocupação dos 
lotes em 66,6%, conforme permite o Plano Diretor de Desenvolvimento Urbano 
Ambiental de Porto Alegre (PMPA, 2010). Ainda, considerou-se a terraplenagem 
executada de modo a não permitir que a água escoe para fora do loteamento sem 
que seja pela rua principal ou pelas saídas das bacias de detenção. Quanto ao 
coeficiente de escoamento, seguindo orientações de Bidone e Tucci (1995), foi 
considerado 0,90 para ruas, calçadas e telhados e 0,30 para áreas permeáveis. 
Dessa forma, o dimensionamento de cada dispositivo de drenagem foi feito 
conforme as metodologias descritas a seguir. 
 
4.3.1 Microrreservatório – Decreto Nº 15.371 (PMPA, 2006) 
 
O Decreto Municipal Nº 15.271 de 2006 prevê que, para manter a vazão de 
pré-desenvolvimento, pode ser utilizado um reservatório no lote com volume 
calculado pela Equação 2. Essa metodologia pode ser utilizada para áreas com até 
100 ha. Essa equação foi feita com base em eventos de projeto de Porto Alegre com 
duração de 1 hora e tempo de retorno de 10 anos. 
35 
 
 
 (2) 
 
sendo o volume do reservatório (m³); a área de contribuição (ha), e; a área 
impermeável que drena a precipitação para os condutos pluviais (% da área total ). 
Assim, os dispositivos de saída devem ser dimensionados hidraulicamente de modo 
a esgotar o equivalente à vazão de restrição, no máximo. 
Para o dimensionamento dos microrreservatórios nesse trabalho, supõe-se 
que os dispositivos são estanques, a área de contribuição é equivalente a área do 
lote e o lote possui 66,6% da sua área impermeabilizada. 
O descarregador de fundo deve ser dimensionado como um orifício, com o 
seu diâmetro definido a partir dos ábacos apresentados no Manual de Drenagem 
Urbana de Porto Alegre, página 72, em função da vazão e da máxima carga 
hidráulica. 
 
4.3.2 Bacia de Detenção (e Infiltração) – Silveira e Goldenfum (2007) 
 
A obtenção do volume de dimensionamento para a bacia de detenção difere-
se um pouco dos demais em função de considerar-se que o produto do coeficiente 
de escoamento pela razão entre a área contribuinte e a área do dispositivo é igual 
ao coeficiente de escoamento. Assim, tem-se que 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 (3) 
 
sendo o volume de dimensionamento (m³.ha
-1); , e parâmetros da equação 
IDF de Talbot; o coeficiente de escoamento; é o período de retorno em anos, e; 
 é a vazão de saída constante do dispositivo (mm.h
-1), obtido pela Equação 4. 
 
 (4) 
 
sendo (mm.h
-1) a vazão de restrição ou vazão de pré-desenvolvimento ( 
para bacias de infiltração); um coeficiente redutor devido à colmatação (sendo 
36 
 
recomendado valores próximos a 0,5), e; (mm.h
-1) a condutividade hidráulica 
saturada do solo ( para bacias de detenção com leito impermeável). 
Essa metodologia foi aplicada para o dimensionamento da Bacia de 
Infiltração. No loteamento aqui estudado, a Bacia de Infiltração a ser implantada 
permite múltiplos usos, servindo, quando sem água, como uma praça de brinquedos 
para crianças. Assim, na base da Bacia, que possui área igual a 219 m², há uma 
camada de areia grossa (com taxa de infiltração superior à do solo). O tempo de 
concentração foi definido como sendo 10 minutos. 
 
4.3.3 Bacia de Detenção – Método simulação de Puls, Tucci (2005) 
 
O Método de Puls é o mais conhecido para simulação do escoamento em 
reservatórios. É utilizada a equação da continuidade concentrada, sem distribuição 
lateral e a relação entre armazenamento e vazão é obtida considerando o nível de 
água dentro do reservatório como sendo horizontal (TUCCI, 2005). Assim, utiliza-se 
a Equação 5 para simular as trocas ocorridas dentro do reservatório. 
 
 
 
 
 
 
 
 (5) 
 
sendo e vazões de entrada no reservatório no instante e , 
respectivamente; e vazões de saída do reservatório em e , e; e 
 o armazenamento no reservatório. 
Como são duas as incógnitas da Equação 1 ( e ), é necessária a 
Equação 6para completar o sistema. 
 
 
 
 
 (6) 
 
Assim, Tucci (2005) sugere a simulação do escoamento através do 
reservatório com base na Equação 5 e na Equação 6 da seguinte forma: 
a. Estabelece-se o volume inicial do reservatório ( ). Assim, é possível calcular 
a vazão para o instante inicial ( ) através da Equação 6; 
b. Para o próximo intervalo de tempo, determinam-se os termos da direita da 
Equação 5; 
37 
 
c. O termo da direita da Equação 5 deve ser igual à abscissa da Equação 6. 
Assim, obtêm-se a vazão ; 
d. Como se conhece , é possível obter-se . 
Os passos de b à d devem ser repetidos para todos os intervalos de tempo. 
As Bacias de Detenção foram simuladas pelo Método de Puls através do 
software IPHS-1, versão 11, que conta com esta metodologia de propagação de 
vazão em reservatórios dentro da sua programação. Assim, foram feitas 4 
simulações, todas com um intervalo de tempo de 5 minutos. As simulações foram as 
seguintes: i) Simulação com 48 horas de duração (equivalente a 576 intervalos de 
tempo) e chuva de projeto com 24 horas de duração e tempo de recorrência igual a 
15 anos; ii) Simulação com 4 horas de duração (equivalente a 48 intervalos de 
tempo) e chuva de projeto com 1 hora de duração e tempo de recorrência igual a 15 
anos; iii) Simulação com 48 horas de duração (equivalente a 576 intervalos de 
tempo) e chuva de projeto com 24 horas de duração e tempo de recorrência igual a 
25 anos, e; iv) Simulação com 4 horas de duração (equivalente a 48 intervalos de 
tempo) e chuva de projeto com 1 hora de duração e tempo de recorrência igual a 25 
anos. 
Dessa forma, as simulações “i” e “ii” visam ao dimensionamento dos 
dispositivos e as simulações “iii” e “iv” visam a verificar os dispositivos para eventos 
mais extremos. 
O tempo de concentração, que foi igualado à duração crítica da chuva, foi 
estimado pela Equação de Kirpich (SILVEIRA, 2005) considerando os valos de 
infiltração como se fossem canais. Os valos foram considerados totalmente 
colmatados, como medida de segurança, já que se espera que isso realmente 
ocorra com o passar dos anos. 
A distribuição temporal da chuva foi feita utilizando-se o Método dos Blocos 
Alternados com pico em 50% da duração da chuva, conforme discutido no item 4.3. 
A separação do escoamento foi feita pelo Método do Soil Conservation Service 
(SCS) com CN igual a 82, como discutido no item 4.1, e a propagação do 
escoamento superficial foi feita utilizando-se o Hidrograma Triangular do SCS. Tanto 
as metodologias utilizadas para a definição da chuva de projeto como aquelas 
utilizadas para a propagação do escoamento estão inseridas na programação do 
software IPHS-1. 
 
38 
 
4.3.4 Valo de Infiltração – CIRIA (1996) 
 
Para que os valos de infiltração funcionem como canais, recomenda-se que a 
declividade longitudinal seja inferior a 2% e lateralmente a declividade deve ser da 
razão de 1V:4H ou mais plano (PMPA/IPH, 2005). Assim, a Equação 7, retirada de 
Holz (2006), permite calcular o comprimento necessário ( ) para infiltrar a taxa 
média de fluxo de projeto ( ). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 (7) 
 
sendo o comprimento necessário para infiltrar a taxa média de fluxo de projeto ; 
 a distância vertical da declividade lateral; a distância horizontal da declividade 
lateral mais a largura de fundo; a declividade longitudinal; o coeficiente de 
rugosidade de Manning; a taxa de infiltração saturada (cm.h-1); a taxa média de 
fluxo de projeto (m³.s-1), e; Z é a taxa de declividade lateral (1V:ZH). 
Assim, é verificado se, em planta, o comprimento disponível para o valo é 
superior ao comprimento necessário calculado através da Equação 7. Sendo 
superior, o valo funcionará corretamente como canal. 
 
4.3.5 Trincheira de Infiltração – Urbonas e Stahre (1993) 
 
Primeiro, determina-se o volume de projeto afluente à trincheira ( ) através 
da Equação 8, que é obtida a partir do Método Racional. Para o dimensionamento, 
consideram-se apenas as áreas impermeáveis como geradoras de escoamento. 
 
 
 
 
 (8) 
 
sendo o volume de projeto afluente à trincheira (m³); o coeficiente de 
escoamento; a intensidade da precipitação de projeto (L.s-1.ha-1); a duração da 
precipitação (h) e; a área da bacia de contribuição (ha). O fator 1,25 acresce em 
25% o volume de precipitação de forma a tornar o Método Racional mais preciso ao 
39 
 
incluir as precipitações que podem ocorrer antes e após o evento de projeto 
estudado. 
Após, faz-se a estimativa inicial das dimensões da trincheira e se constrói a 
curva de volumes acumulados de saída ( ) a partir da Equação 9. 
 
 
 
 
 (9) 
 
sendo o volume de saída (m³), a condutividade hidráulica saturada (m/s), que 
pode ser obtida na Tabela 4 ou com ensaios em campo e corrigida por um fator de 
segurança 2 ou 3, para considerar a colmatação; é a área de infiltração ou 
percolação, que é a área das paredes laterais do dispositivo (m²), e; é a duração 
da precipitação (h). Essa metodologia não considera a face de fundo do dispositivo 
em função da sua rápida colmatação. 
Com isso, pode-se identificar a máxima diferença entre as curvas de volume 
afluente ( ) e volume de saída da trincheira ( ). Para obter-se o volume mínimo da 
trincheira, para então compará-lo com o pré-dimensionado, divide-se a máxima 
diferença encontrada entre as curvas de volume pela porosidade do material de 
enchimento. 
 
4.4 Definição da máxima vazão efluente do loteamento 
 
São duas as possibilidades de vazão de restrição ao loteamento: aquela 
estabelecida pelo Decreto Nº 15.371 e a máxima vazão que o sistema ou corpo 
receptor do escoamento suporta. 
O Decreto Nº 15.371 estabelece uma vazão de restrição igual a 20,8 L.s-1.ha-
1. Assim, facilmente, multiplicando-se esse valor pela área total do loteamento, sabe-
se a máxima vazão que pode efluir do loteamento. 
Jusante a área objeto deste estudo, há um sistema de drenagem já 
implantado, pertencente ao Loteamento Residencial Lagos de Ipanema, conforme 
plantas cedidas pelo Departamento de Esgotos Pluviais de Porto Alegre. Ainda, há 
um corpo hídrico a jusante da área que poderá receber o escoamento desta. 
Dessa forma, deverá ser verificada a capacidade de drenagem da estrutura 
ou corpo receptor do escoamento gerado pelo Loteamento em estudo. Essa 
40 
 
verificação deverá ser feita através da Equação de Manning (Equação 10). Assim, 
deverá ser verificada a vazão máxima para que não haja falhas na recepção do 
escoamento. Além disso, as condições de jusante podem interferir também na cota 
da rede de drenagem a montante ou das bacias de detenção. 
 
 
 
 
 (10) 
 
sendo a vazão (m³.s-1); a área da seção molhada (m²); o coeficiente de 
rugosidade de Manning; o raio hidráulico, e; a declividade (m.m-1). 
 
4.5 Simulação no modelo SWMM do sistema de drenagem com o uso de 
técnicas de baixo impacto 
 
Existe uma grande variedade de modelos disponíveis para simular processos 
de chuva-vazão em bacias hidrográficas. Assim, a seleção da técnica de modelagem 
apropriada dependerá do nível de detalhamento e rigor requeridos para a aplicação 
e da quantidade de dados disponíveis para calibração de validação dos resultados 
do modelo. 
Como o SWMM considera os dispositivos de LID como sendo subunidades 
das bacias hidrográficas, quando modelada a drenagem ao nível de lote, o SWMM 
deverá ser capaz de representar processos bastante rápidos em intervalos de tempo 
muito pequenos, já que os tempos de concentração de lotes são pequenos. 
Salienta-se aqui a quase inexistência de trabalhos que avaliem o módulo LID do 
SWMM, já que após extensas buscas, não foram encontrados estudos que 
avaliassem essa parte específica do SWMM. 
Dessa forma, tentou-se aqui analisar