Modelagem do escoamento superficial da bacia do Rio João Gualberto, em Florianópolis, através do software SWMM

Abstract

A bacia hidrográfica do rio João Gualberto, localizada no bairro Rio Vermelho, em Florianópolis (SC), apresentou intenso crescimento urbano intensificando processos de impermeabilização do solo e recorrência de inundações, evidenciando problemas de drenagem urbana. Este trabalho teve como objetivo a modelagem do escoamento superficial da bacia em diferentes cenários de manejo de águas pluviais utilizando o software SWMM. A metodologia envolveu geoprocessamento da bacia, levantamento pluviométrico e fluviométrico, análise de sensibilidade dos parâmetros, calibração do modelo com base em dados de campo e a simulação de cenários representando o sistema de drenagem antigo, atual e futuro da região. A análise de sensibilidade revelou que os parâmetros relacionados à área impermeabilizada da bacia foram os mais influentes na resposta hidrológica. A calibração, feita pela comparação da vazão de pico, resultou em erros relativos de 20,48% e -0,42%. As simulações indicaram que o sistema de drenagem atual possui um impacto limitado em eventos de precipitação, reduzindo menos que 5% da vazão de pico do escoamento superficial. Para os cenários com precipitações intensas (T.R 50 E 100 anos) junto com o sistema de drenagem atual, identificou-se pontos de alagamentos em diversas regiões da bacia. A aplicação das técnicas LIDs de telhado verde e barris de chuva apresentaram uma eficiência na atenuação do escoamento superficial, com reduções de até 40% no cenário de T.R 50 anos e de 23% com a T.R 100 anos. Concluiu-se que o modelo calibrado é eficaz para representar o comportamento hidrológico da bacia e pode servir de base para estudos e ações voltadas ao planejamento urbano. As tecnologias compensatórias mostraram-se promissoras para amenizar os impactos das chuvas intensas em áreas urbanizadas.

The João Gualberto River watershed, located in the Rio Vermelho neighborhood in Florianópolis (SC), has undergone intense urban growth, intensifying soil impermeabilization processes and the recurrence of flooding, which highlights issues related to urban drainage. This study aimed to model surface runoff in the basin under different urban stormwater management scenarios using the SWMM software. The methodology involved geoprocessing of the basin, collection of pluviometric and flow data, sensitivity analysis of model parameters, calibration based on field data, and simulation of scenarios representing the region’s past, current, and future drainage systems. The sensitivity analysis revealed that parameters related to the basin’s impervious area were the most influential on hydrological response. The calibration, based on peak flow comparison, resulted in relative errors of 20.48% and -0.42%. Simulations indicated that the current drainage system has limited effectiveness during precipitation events, reducing peak surface runoff by less than 5%. In scenarios with more intense rainfall events (with return periods of 50 and 100 years), several flooding points were identified throughout the basin. The implementation of Low Impact Development (LID) techniques, such as green roofs and rain barrels, proved effective in attenuating surface runoff, with reductions of up to 40% in the 50-year return period scenario and 23% in the 100-year return period. It was concluded that the calibrated model is effective in representing the hydrological behavior of the basin and can serve as a foundation for future studies and urban planning initiatives. Compensatory technologies proved to be promising alternatives for mitigating the impacts of heavy rainfall in urbanized areas.