Modelagem de biorretenção com uso de modelo concentrado
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL) |
Texto Completo: | http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/6702 |
Resumo: | The concept of LID (Low Impact Development) recommends the use of compensatory techniques that seek to suppress or mitigate the effect of urbanization through the restoration of the hydrological cycle, one of them being biorretention. In the context of the modeling, there are several options for biorretention, one of them being investigated in this research for quantitative purposes: the Puls method with output flow determined as a function of infiltration / percolation velocity. This study aims to evaluate the behavior of a biorretention device with the use of the Puls method, being the code written in Python language. The methodology involved the characterization of the study area, the description of the constructive aspects and the hydrological monitoring and investigated three conditions for the modeling: infiltration / percolation velocity constant K; infiltration / percolation velocity K as a function of the water level inside the biorretention and 2 constant infiltration / percolation velocity values K1 and K2, one before and after the soil saturation point defined by the local infiltration curve. In the first case, there is a parameter K, in the second case there are two parameters a and b that define the function K x water level, and in the third case there are two parameters K1 and K2. The calibration was performed by trial and error, and validation was also performed, both evaluated by the percentage difference in volume and by the Nash-Sutcliffe (NSE) efficiency coefficient. In the calibration step, the three configurations showed similar performance compared to the NSE, with values close to 0.92. As for the volume difference, the variable K configuration obtained results on average 46% higher than the other two configurations. In the validation stage, the variable K configuration presented most of the events with good results, as well as the highest mean value for the NSE coefficient, 0.41. It was concluded that the model was able to represent well the biorretenção for the three configurations and that the variable K configuration was the most adequate, although it presented a relatively large error in the calibration step. |
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Modelagem de biorretenção com uso de modelo concentradoJardim de Chuva (biorretenção)Método de pulsSolos - PercolaçãoRain Garden (Bioretention)Puls methodSoils - PercolationCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIAThe concept of LID (Low Impact Development) recommends the use of compensatory techniques that seek to suppress or mitigate the effect of urbanization through the restoration of the hydrological cycle, one of them being biorretention. In the context of the modeling, there are several options for biorretention, one of them being investigated in this research for quantitative purposes: the Puls method with output flow determined as a function of infiltration / percolation velocity. This study aims to evaluate the behavior of a biorretention device with the use of the Puls method, being the code written in Python language. The methodology involved the characterization of the study area, the description of the constructive aspects and the hydrological monitoring and investigated three conditions for the modeling: infiltration / percolation velocity constant K; infiltration / percolation velocity K as a function of the water level inside the biorretention and 2 constant infiltration / percolation velocity values K1 and K2, one before and after the soil saturation point defined by the local infiltration curve. In the first case, there is a parameter K, in the second case there are two parameters a and b that define the function K x water level, and in the third case there are two parameters K1 and K2. The calibration was performed by trial and error, and validation was also performed, both evaluated by the percentage difference in volume and by the Nash-Sutcliffe (NSE) efficiency coefficient. In the calibration step, the three configurations showed similar performance compared to the NSE, with values close to 0.92. As for the volume difference, the variable K configuration obtained results on average 46% higher than the other two configurations. In the validation stage, the variable K configuration presented most of the events with good results, as well as the highest mean value for the NSE coefficient, 0.41. It was concluded that the model was able to represent well the biorretenção for the three configurations and that the variable K configuration was the most adequate, although it presented a relatively large error in the calibration step.FAPEAL - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de AlagoasO conceito de LID (Low Impact Development) recomenda o uso das técnicas compensatórias que buscam suprimir ou mitigar o efeito da urbanização através da restauração do ciclo hidrológico, sendo uma delas a biorretenção. No contexto da modelagem, há várias opções para a biorretenção, sendo uma delas investigada nesta pesquisa para fins quantitativos: o método Puls com vazão de saída determinada em função da velocidade de infiltração/percolação. Este estudo tem como objetivo avaliar o comportamento de um dispositivo de biorretenção com o uso do método de Puls, sendo o código escrito em linguagem Python. A metodologia englobou a caracterização da área de estudo, a descrição dos aspectos construtivos e do monitoramento hidrológico e investigou três condições para a modelagem: velocidade de infiltração/percolação K constante; velocidade de infiltração/percolação K variável em função do nível da água no interior da biorretenção e 2 valores de velocidade de infiltração/percolação K1 e K2 constantes, um antes e outro após o ponto de saturação solo definido pela curva de infiltração local. No primeiro caso, há um parâmetro K, no segundo caso há dois parâmetros a e b que definem a função K x nível da água, e no terceiro caso há dois parâmetros K1 e K2. A calibração foi realizada por tentativa e erro, sendo também realizada a validação, ambas avaliadas pela diferença percentual de volume e pelo coeficiente de eficiência de Nash-Sutcliffe (NSE). Na etapa de calibração do modelo, as três configurações apresentaram desempenho semelhantes em relação ao NSE, com valores próximos a 0,92. Quanto à diferença de volume, a configuração com K variável obteve resultados em média 46% superior as outras duas configurações. Na etapa de validação, a configuração com K variável apresentou a maior parte dos eventos com resultados considerados bons, bem com o maior valor médio para o coeficiente NSE, 0,41. Concluiu-se que o modelo conseguiu representar bem a biorretenção para as três configurações e que a configuração com K variável foi a mais adequada, embora tenha apresentado erro relativamente grande na etapa de calibração.Universidade Federal de AlagoasBrasilPrograma de Pós-Graduação em Recursos Hídricos e SaneamentoUFALNeves, Gustavo Ferreira Passos dashttp://lattes.cnpq.br/4843589642146932Souza, Vladimir Caramori Borges dehttp://lattes.cnpq.br/7649240510556136Tassi, Rutineiahttp://lattes.cnpq.br/7584743367186364Silva, Valquernei Jesus da2020-02-20T18:57:37Z2020-02-102020-02-20T18:57:37Z2018-06-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSILVA, Valquernei Jesus da. Modelagem de biorretenção com uso de modelo concentrado. 2020. 112 f. Dissertação (Mestrado em Recursos Hídricos e Saneamento) – Centro de Tecnologia, Programa de Pós Graduação em Recursos Hídricos e Saneamento, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2019.http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/6702porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL)instname:Universidade Federal de Alagoas (UFAL)instacron:UFAL2020-02-20T18:57:37Zoai:www.repositorio.ufal.br:riufal/6702Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufal.br/oai/requestri@sibi.ufal.bropendoar:2020-02-20T18:57:37Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL) - Universidade Federal de Alagoas (UFAL)false |
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SILVA, Valquernei Jesus da. Modelagem de biorretenção com uso de modelo concentrado. 2020. 112 f. Dissertação (Mestrado em Recursos Hídricos e Saneamento) – Centro de Tecnologia, Programa de Pós Graduação em Recursos Hídricos e Saneamento, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2019. http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/6702 |
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