Variabilidade espaço-temporal da infiltração em um pavimento permeável na cidade do Recife-PE

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: COSTA, Ialy Rayane de Aguiar
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/41816
Resumo: O aumento da frequência de eventos de inundação em bacias hidrográficas urbanas decorrente da expansão urbana desordenada, e consequente aumento de superfícies impermeáveis, destaca a inadequação dos sistemas tradicionais de drenagem urbana. As técnicas de Desenvolvimento de Baixo Impacto (LID) têm se mostrado uma alternativa viável e eficaz na redução da precipitação efetiva e aumento da capacidade de infiltração e evapotranspiração das áreas urbanas. Nesse sentido, esse trabalho objetivou apresentar uma simulação bidimensional da dinâmica da infiltração numa estrutura real de um pavimento permeável na cidade do Recife. Uma análise de sensibilidade local foi realizada para investigar a influência dos parâmetros hidrodinâmicos das camadas constituintes da estrutura nas estimativas dos processos de transferência de água no pavimento. Investigou-se também a influência do uso de diferentes resoluções temporais na estimativa desses processos: as escalas de tempo diárias e horárias. Inicialmente, foi realizada uma análise de sensibilidade do grau de refinamento da malha para simulação dos processos de transferência no pavimento permeável. O método de superfície de resposta foi aplicado para a análise de sensibilidade aos parâmetros hidrodinâmicos, em que se variou cada um dos parâmetros em -50 a +50%. Além disso, foram realizados ensaios de infiltração na escala de campo seguindo a metodologia Beerkan. Os parâmetros hidrodinâmicos foram obtidos a partir desses ensaios utilizando o método inverso. Foi construída uma geometria bidimensional para simulação do processo de infiltração no pavimento permeável usando o Hydrus 2D. O uso de uma escala de tempo diária diminuiu a influência dos eventos de maior intensidade de precipitação, subestimando a geração de escoamento superficial. Verificou-se também que na resolução diária os parâmetros hidrodinâmicos apresentaram maior influência que as variáveis climáticas. Notou-se, ainda, que, ao utilizar os dados climatológicos com resolução temporal horária, o escoamento superficial foi hipoteticamente controlado pelas variáveis meteorológicas. A análise de sensibilidade local destacou a influência da camada de revestimento no comportamento hidráulico do pavimento. Intervalos reduzidos foram então usados para a estimativa dos parâmetros hidráulicos da camada superficial do pavimento através do método inverso. Os resultados obtidos demonstraram que a utilização da metodologia Beerkan com infiltrometria de anel grande acoplada ao método inverso, devido a facilidade de execução, implementação e a eficácia, pode representar uma alternativa nova e viável para a estimativa das propriedades hidráulicas.
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spelling COSTA, Ialy Rayane de Aguiarhttp://lattes.cnpq.br/4298060786052762http://lattes.cnpq.br/7831378362627809MONTENEGRO, Suzana Maria Gico Lima2021-11-24T18:22:37Z2021-11-24T18:22:37Z2020-10-14COSTA, Ialy Rayane de Aguiar. Variabilidade espaço-temporal da infiltração em um pavimento permeável na cidade do Recife-PE. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2020.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/41816O aumento da frequência de eventos de inundação em bacias hidrográficas urbanas decorrente da expansão urbana desordenada, e consequente aumento de superfícies impermeáveis, destaca a inadequação dos sistemas tradicionais de drenagem urbana. As técnicas de Desenvolvimento de Baixo Impacto (LID) têm se mostrado uma alternativa viável e eficaz na redução da precipitação efetiva e aumento da capacidade de infiltração e evapotranspiração das áreas urbanas. Nesse sentido, esse trabalho objetivou apresentar uma simulação bidimensional da dinâmica da infiltração numa estrutura real de um pavimento permeável na cidade do Recife. Uma análise de sensibilidade local foi realizada para investigar a influência dos parâmetros hidrodinâmicos das camadas constituintes da estrutura nas estimativas dos processos de transferência de água no pavimento. Investigou-se também a influência do uso de diferentes resoluções temporais na estimativa desses processos: as escalas de tempo diárias e horárias. Inicialmente, foi realizada uma análise de sensibilidade do grau de refinamento da malha para simulação dos processos de transferência no pavimento permeável. O método de superfície de resposta foi aplicado para a análise de sensibilidade aos parâmetros hidrodinâmicos, em que se variou cada um dos parâmetros em -50 a +50%. Além disso, foram realizados ensaios de infiltração na escala de campo seguindo a metodologia Beerkan. Os parâmetros hidrodinâmicos foram obtidos a partir desses ensaios utilizando o método inverso. Foi construída uma geometria bidimensional para simulação do processo de infiltração no pavimento permeável usando o Hydrus 2D. O uso de uma escala de tempo diária diminuiu a influência dos eventos de maior intensidade de precipitação, subestimando a geração de escoamento superficial. Verificou-se também que na resolução diária os parâmetros hidrodinâmicos apresentaram maior influência que as variáveis climáticas. Notou-se, ainda, que, ao utilizar os dados climatológicos com resolução temporal horária, o escoamento superficial foi hipoteticamente controlado pelas variáveis meteorológicas. A análise de sensibilidade local destacou a influência da camada de revestimento no comportamento hidráulico do pavimento. Intervalos reduzidos foram então usados para a estimativa dos parâmetros hidráulicos da camada superficial do pavimento através do método inverso. Os resultados obtidos demonstraram que a utilização da metodologia Beerkan com infiltrometria de anel grande acoplada ao método inverso, devido a facilidade de execução, implementação e a eficácia, pode representar uma alternativa nova e viável para a estimativa das propriedades hidráulicas.FACEPEThe increase in the frequency of flood events in urban watersheds due to the disordered urban expansion, and the consequent increase in impermeable surfaces, highlights the inadequacy of traditional urban drainage systems. Low Impact Development (LID) techniques have been shown to be a viable and effective alternative in reducing effective precipitation and increasing the infiltration and evapotranspiration capacity of urban areas, favoring the recharge of groundwater. In this sense, this work aimed to present a two-dimensional simulation of the infiltration dynamics in a real structure of a permeable pavement in the city of Recife. A local sensitivity analysis was performed to investigate the influence of the hydrodynamic parameters of the constituent layers of the structure on the estimates of the water transfer processes on the pavement. The influence of the use of different temporal resolutions in the estimation of these processes was also investigated: the daily and hourly time scales. Initially, a sensitivity analysis of the degree of mesh refinement was performed to simulate the transfer processes on the permeable pavement. The response surface method was applied for the analysis of sensitivity to hydrodynamic parameters. In addition, infiltration tests were carried out on the field scale following the Beerkan methodology. The hydrodynamic parameters were obtained from these tests using the reverse method. A two-dimensional geometry was built to simulate the infiltration process in the permeable pavement using Hydrus 2D. The use of a daily time scale reduced the influence of events with higher precipitation intensity, underestimating the generation of runoff. It was also found that in the daily resolution the hydrodynamic parameters had a greater influence than the climatic variables. It was also noted that, when using climatological data with hourly temporal resolution, surface runoff was hypothetically controlled by meteorological variables. The local sensitivity analysis highlighted the influence of the coating layer on the hydraulic behavior of the pavement. Reduced intervals were then used to estimate the hydraulic parameters of the surface layer of the pavement using the reverse method. The results obtained demonstrated that the use of the Beerkan methodology with large ring infiltrometry coupled to the inverse method, due to the ease of execution, implementation and efficiency, can represent a new and viable alternative for the estimation of hydraulic properties.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia CivilUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessEngenharia CivilLIDEquação de RichardsHydrusInfiltraçãoMétodo BeerkanMétodo inversoVariabilidade espaço-temporal da infiltração em um pavimento permeável na cidade do Recife-PEinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETEXTDISSERTAÇÃO Ialy Rayane de Aguiar Costa.pdf.txtDISSERTAÇÃO Ialy Rayane de Aguiar Costa.pdf.txtExtracted texttext/plain137972https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/41816/4/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Ialy%20Rayane%20de%20Aguiar%20Costa.pdf.txtea6c04acd4270d68e48256dd4622d831MD54THUMBNAILDISSERTAÇÃO Ialy Rayane de Aguiar Costa.pdf.jpgDISSERTAÇÃO Ialy Rayane de Aguiar Costa.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1284https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/41816/5/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Ialy%20Rayane%20de%20Aguiar%20Costa.pdf.jpgd2d7efc38bbab69383f6d049860dd7e5MD55ORIGINALDISSERTAÇÃO Ialy Rayane de Aguiar Costa.pdfDISSERTAÇÃO Ialy Rayane de Aguiar Costa.pdfapplication/pdf2496128https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/41816/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Ialy%20Rayane%20de%20Aguiar%20Costa.pdf45805e56b5c10ed9fcf670bfc9cbf710MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/41816/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81908https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/41816/3/license.txtc59d330e2c454f71974f5866a0e8a96aMD53123456789/418162021-11-25 02:08:55.929oai:repositorio.ufpe.br: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212021-11-25T05:08:55Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false
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