Modeling of diffuse pollution in macrodrainage systems of urban basins.

Abstract

A urbanização indiscriminada, com a remoção da cobertura vegetal da bacia e a impermeabilização de grandes áreas, juntamente com ineficiência dos serviços básicos de saneamento, contribui para o processo de lançamento de cargas poluidoras transportadas superficialmente pelas águas pluviais, causando impactos negativos no sistema de drenagem urbana. Assim, o objetivo deste trabalho é avaliar o processo de poluição difusa no sistema de macrodrenagem da Bacia Hidrográfica Riacho do Prado através do monitoramento e modelagem matemática utilizando o programa Storm Water Management Model (SWMM). Para isso, foram monitorados 8 pontos no canal de drenagem, com a análise de indicadores físicos, químicos e biológicos de qualidade de água, além da determinação da vazão, que também foi feita para 10 pontos de entrada de esgotos sanitários no canal. Através da análise das concentrações dos poluentes, foi constatado que as maiores concentrações são encontradas durante períodos secos. Foi verificado também que a poluição na área aumentou consideravelmente em 4 anos, o que indica um alto perigo para a população que reside próximo ao canal. Através da aplicação do modelo SWMM para a simulação do Fluxo de Clima Seco (FCS), que simula a descarga contínua de águas residuais sanitárias ou industriais, concluiu-se que pequenas intervenções que viessem a ser feitas no canal não iriam apresentar uma melhoria significativa na qualidade do sistema de drenagem como um todo, as melhorias seriam apenas locais. Quanto à análise dos períodos hidrológicos, foi observado que o número de dias antecedentes sem chuva e o volume precipitado se mostraram importantes para a análise do processo de acúmulo e lavagem da carga poluente. Analisando o efeito da redução da impermeabilização na carga de poluentes lixiviada, constatou-se que o volume escoado também é um fator importante, visto que influencia no transporte e diluição dos poluentes despejados ilegalmente pelas ligações de esgoto na galeria de drenagem. Pode-se concluir que o programa respondeu bem a simulação dos fenômenos hidráulicos e hidrológicos que ocorrem na bacia e nas galerias de drenagem pluvial. Quanto à modelagem da qualidade da água, os resultados obtidos para as simulações do comportamento dos poluentes em escala temporal para o evento real do dia 8/6/2018 foram condizentes com os valores observados nas análises laboratoriais, confirmando a eficiência dos resultados para as outras simulações realizadas.Indiscriminate urbanization, with the removal of vegetation cover from the basin and the expansion of impermeable land, together with inefficiency of basic sanitation services, contributes to the process of launching polluting loads transported superficially by rainwater, causing negative impacts on the urban drainage system. Thus, the objective of this work is to evaluate the diffuse pollution process in the macro drainage system of the Riacho do Prado Watershed through monitoring and mathematical modeling using the Storm Water Management Model (SWMM). For this, 8 points were monitored in the drainage canal, with the analysis of physical, chemical and biological indicators of water quality, in addition to the determination of the flow rate, which was also done for 10 points of sanitary sewage in the canal. By analyzing the concentrations of the pollutants, it was found that the highest concentrations are found during dry periods. It was also verified that the pollution in the area increased considerably in 4 years, which indicates a high danger for the population that lives near the canal. By applying the SWMM model to the simulation of the dry weather flow (DWF), which simulates the continuous discharge of sanitary or industrial wastewater, it was concluded that small interventions that were to be made in the canal would not show a significant improvement in the quality of the drainage system as a whole, the improvements would be only local. As for the analysis of the hydrological periods, it was observed that the number of previous days without rain and the volume precipitated were important for the analysis of the process of buildup and wash off of the polluting charge. Analyzing the effect of the reduction of waterproofing on the washed out load of pollutants, it was verified that the drained volume is also an important factor, since it influences the transportation and dilution of the pollutants illegally dumped by the sewage connections in the drainage gallery. Different from what is observed in a purely quantitative approach, the reduction of impermeable areas is not an interesting action in relation to the improvement of canal water quality. It can be concluded that the program responded well to the simulation of hydraulic and hydrological phenomena occurring in the basin and in the storm drainage galleries. Regarding the modeling of water quality, the results obtained for simulations of the behavior of the pollutants in time scale for the actual event of 8/6/2018 were in agreement with the values observed in the laboratory analyzes, confirming the efficiency of the results for the others performed.Cape

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