modelagem hidrolÓgica em um telhado verde experimental

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MODELAGEM HIDROLÓGICA EM UM TELHADO VERDE EXPERIMENTAL Alan Lamberti Jobim lan Lamberti Jobim lan Lamberti Jobim lan Lamberti Jobim Universidade Federal de Santa Maria — UFSM [email protected] Dezembro/2011 _______________________________________________________________________________________ RESUMO: RESUMO: RESUMO: RESUMO: O presente trabalho consistiu na modelagem hidrológica de um telhado verde utilizando o modelo de reservatório linear simples. A aplicação do modelo foi viabilizada pela utilização de uma estrutura e coleta de dados experimental, localizado no campus da UFSM, anexo ao prédio do Centro de Tecnologias, na cidade de Santa Maria, RS. Os dados do telhado verde foram obtidos a partir da estação do INMET em Camobi e dos dados da precipitação registradas no telhado verde. Foram calculados os valores da evapotranspiração, do escoamento superficial e da precipitação, para a determinação do volume de água armazenado no solo. Os resultados encontrados são de grande potencial, pois para a taxa de armazenamento de água no solo média foi de aproximadamente 51% e evapotranspiração 9 %, logo, totaliza os 60 % determinados pelo método de reservatório linear simples na redução do escoamento superficial com a utilização de coberturas verde em residências. Palavras Chave: Palavras Chave: Palavras Chave: Palavras Chave: Modelagem hidrológica; ; ; ; Telhado verde; Escoamento superficial. INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO A compreensão dos processos hidrológicos é fundamental em estudos ambientais, na gestão dos recursos hídricos e em projetos de obras hidráulicas. O tempo em que a água permanece nas diversas partes da hidrosfera influencia, entre outros, a disponibilidade hídrica, a ocorrência de inundações e a dinâmica de elementos, nutrientes e poluentes. A importância dessas inter-relações é responsável pelo crescente interesse em estudos hidrológicos. Neste contexto, a modelagem hidrológica é utilizada como ferramenta para obter conhecimento mais aprofundado a respeito dos fenômenos físicos envolvidos e na previsão de cenários (Moraes, 2003). Uma das grandes dificuldades para o adequado planejamento e manejo integrado dos recursos hídricos diz respeito à falta de métodos que permitam estimar o efeito dos diversos fatores que interferem no processo de produção de escoamento superficial, tendo em vista o fato de que os métodos desenvolvidos no exterior apresentam limitações quanto ao seu uso para as condições edafoclimáticas, pois existem grandes diferenças nas características do solo, nas plantas e no clima brasileiro. De acordo com Goldenfum e Tucci (1996), o ciclo hidrológico (Figura 1) é o fenômeno global de circulação fechada da água entre a superfície terrestre e a atmosfera, impulsionado principalmente pela energia solar, associada à gravidade e à rotação terrestre. É o elemento fundamental da hidrologia, representando a água em fases distintas e independentes, desde a ocorrência de precipitações até seu retorno à atmosfera sob a forma de vapor. O escoamento superficial é o processo que corresponde ao componente do ciclo hidrológico referente ao deslocamento da água sobre a superfície do solo.

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MODELAGEM HIDROLÓGICA EM UM TELHADO VERDE EXPERIMENTAL

AAAAlan Lamberti Jobimlan Lamberti Jobimlan Lamberti Jobimlan Lamberti Jobim Universidade Federal de Santa Maria — UFSM

[email protected] Dezembro/2011

_______________________________________________________________________________________

RESUMO:RESUMO:RESUMO:RESUMO: O presente trabalho consistiu na modelagem hidrológica de um telhado verde utilizando o modelo de reservatório linear simples. A aplicação do modelo foi viabilizada pela utilização de uma estrutura e coleta de dados experimental, localizado no campus da UFSM, anexo ao prédio do Centro de Tecnologias, na cidade de Santa Maria, RS. Os dados do telhado verde foram obtidos a partir da estação do INMET em Camobi e dos dados da precipitação registradas no telhado verde. Foram calculados os valores da evapotranspiração, do escoamento superficial e da precipitação, para a determinação do volume de água armazenado no solo. Os resultados encontrados são de grande potencial, pois para a taxa de armazenamento de água no solo média foi de aproximadamente 51% e evapotranspiração 9 %, logo, totaliza os 60 % determinados pelo método de reservatório linear simples na redução do escoamento superficial com a utilização de coberturas verde em residências. Palavras Chave: Palavras Chave: Palavras Chave: Palavras Chave: Modelagem hidrológica; ; ; ; Telhado verde; Escoamento superficial.

INTRODUÇÃOINTRODUÇÃOINTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

A compreensão dos processos hidrológicos

é fundamental em estudos ambientais, na gestão

dos recursos hídricos e em projetos de obras

hidráulicas. O tempo em que a água permanece nas

diversas partes da hidrosfera influencia, entre

outros, a disponibilidade hídrica, a ocorrência de

inundações e a dinâmica de elementos, nutrientes e

poluentes. A importância dessas inter-relações é

responsável pelo crescente interesse em estudos

hidrológicos. Neste contexto, a modelagem

hidrológica é utilizada como ferramenta para obter

conhecimento mais aprofundado a respeito dos

fenômenos físicos envolvidos e na previsão de

cenários (Moraes, 2003).

Uma das grandes dificuldades para o

adequado planejamento e manejo integrado dos

recursos hídricos diz respeito à falta de métodos

que permitam estimar o efeito dos diversos fatores

que interferem no processo de produção de

escoamento superficial, tendo em vista o fato de

que os métodos desenvolvidos no exterior

apresentam limitações quanto ao seu uso para as

condições edafoclimáticas, pois existem grandes

diferenças nas características do solo, nas plantas e

no clima brasileiro.

De acordo com Goldenfum e Tucci (1996),

o ciclo hidrológico (Figura 1) é o fenômeno global

de circulação fechada da água entre a superfície

terrestre e a atmosfera, impulsionado

principalmente pela energia solar, associada à

gravidade e à rotação terrestre. É o elemento

fundamental da hidrologia, representando a água

em fases distintas e independentes, desde a

ocorrência de precipitações até seu retorno à

atmosfera sob a forma de vapor.

O escoamento superficial é o processo que

corresponde ao componente do ciclo hidrológico

referente ao deslocamento da água sobre a

superfície do solo.

Quando ocorre precipitação numa área

com cobertura vegetal, uma parte do volume total

precipitado é interceptada pela vegetação e o

restante atinge a superfície do solo. No momento

em que a intensidade de precipitação supera a taxa

de infiltração da água no solo, a água começa a

preencher as depressões existentes em sua

superfície e, na seqüência, ocorre o escoamento

superficial (Linsley et al., 1975; Mohamoud et al.,

1990).

Figura 1Figura 1Figura 1Figura 1 — Esquema representativo do ciclo hidrológico. Fonte: Adaptado de AHRENS, C.D.: Meteorology Today 9th Edition

De acordo com Pruski et al. (2003), todos

os fatores que influenciam a taxa de infiltração da

água no solo interferem, também, no escoamento

superficial resultante. O escoamento superficial

varia em função de uma série de fatores, podendo

ser classificados em agroclimáticos e fisiográficos.

Dentre os fatores agroclimáticos, destacam-se a

intensidade e duração da precipitação, a cobertura

e os tipos de uso do solo, e a evapotranspiração. Os

fatores fisiográficos englobam a área, declividade e

forma da bacia, tipo de solo, topografia, rede de

drenagem e obras hidráulicas presentes na bacia

hidrográfica.

Estimativas dos valores máximos de

escoamento superficial são necessárias não somente

para bacias hidrográficas quanto para bacias

urbanas (Bonta e Rao, 1992). Informações sobre o

volume máximo de escoamento superficial são

necessárias em estudos de manejo da água e solo

para determinar a eficiência dos métodos de

preparo e manejo do solo (Pathak et al., 1989). Eles

também são usados em projetos de obras

hidráulicas como barragens, canais e estruturas

destinadas ao controle da erosão. De acordo com

Schuwab et al. (1981), se o objetivo for armazenar o

escoamento superficial, o conhecimento do volume

total de escoamento é suficiente, mas, se o

problema for transportar o excesso de água de um

lugar para outro, é necessário informações sobre a

vazão de escoamento, especialmente a vazão

referente a um determinado período de retorno.

Dados de escoamento e perda de solo são

freqüentemente obtidos em parcelas experimentais,

as quais não consideram a influência topográfica e

de superfície na produção de escoamento e

sedimentos. Portanto, estes dados não podem ser

extrapolados para quantificar os diversos processos,

que são afetados expressivamente por variações

topográficas e hidrológicas (Huang et al.,2001).

O escoamento superficial pode ser

estimado por métodos empíricos, de uso

generalizado em estudos hidrológicos, e por meio

da modelagem hidrológica, realizada a partir de

fundamentos físicos.

Dentre alguns desses métodos, foram

criados os telhados verdes, que são estruturas que se

caracterizam pela aplicação de cobertura vegetal

em edificações, utilizando impermeabilização e

drenagem adequadas, no qual, surgem como uma

alternativa de cobertura capaz de proporcionar

vantagens na redução de escoamento superficial

gerando assim uma diminuição no pico do

hidrograma, sobre as coberturas convencionais

(CASTRO e GOLDENFUM, 2008).

ÁREA DE ESTUDOÁREA DE ESTUDOÁREA DE ESTUDOÁREA DE ESTUDO

A área de estudo e o período escolhido

para a aplicação da metodologia foi no campus da

Universidade Federal de Santa Maria — Camobi,

anexo ao prédio do Centro de Tecnologias (CT) na

cidade de Santa Maria — Rio Grande do Sul (Figura

2), no período entre 20 de Novembro de 2010 a 28

de Março de 2011. À área de trabalho tem as

coordenadas delimitadoras: 29° 42’46.39’’ S e 53°

43’ 04.36’’ O.

Figura 2 Figura 2 Figura 2 Figura 2 ---- Localização da área de estudo. Fonte: Google Earth.

ANÁLISE DAS VARIÁVEIS HIDROLÓGICASANÁLISE DAS VARIÁVEIS HIDROLÓGICASANÁLISE DAS VARIÁVEIS HIDROLÓGICASANÁLISE DAS VARIÁVEIS HIDROLÓGICAS

Infiltração de água no soloInfiltração de água no soloInfiltração de água no soloInfiltração de água no solo

Infiltração é a passagem da água da

superfície para o interior do solo. O

conhecimento do processo de infiltração é de

fundamental importância para o manejo e

conservação do solo e da água. Isto se deve por

ser a infiltração determinante na ocorrência

do escoamento superficial (Brandão et al.,

2006).

O processo de infiltração é muito

complexo, mesmo quando o solo é

considerado homogêneo e com umidade

inicial uniforme. Geralmente, quando ocorre

uma precipitação, existe um período inicial

durante o qual toda a precipitação se infiltra

no solo. Durante este período, a capacidade de

infiltração da água no solo se reduz

gradativamente, até se tornar menor que a

intensidade de precipitação. A partir deste

momento, a água começa a se acumular sobre

a superfície do solo, podendo ocorrer o

escoamento superficial (Mein e Larson,1973).

A infiltração da água no solo pode ser

representada por modelos teóricos e, ou,

empíricos. Dentre os modelos existentes, o

modelo teórico de Green-Ampt (Green e

Ampt, 1911) se destaca dos demais por se

basear numa análise física do processo,

exprimindo a infiltração em função de

parâmetros físicos do solo, conforme

apresentado na equação:

�� = �� �1 + � � − ��� ��1�

em que: Ti = taxa de infiltração de água no solo

(mm h-1); Ks = condutividade hidráulica do solo

saturado (mm h-1); Ψf = potencial matricial do solo na frente

de umedecimento (mm); ϴs = umidade do solo saturado (cm3 cm-

3); ϴi = umidade do solo no início do

processo de infiltração (cm3 cm-3); I = infiltração acumulada (mm).

O modelo de Green-Ampt foi

derivado da equação de Darcy, sendo

desenvolvido para estimar a infiltração de

água em solos homogêneos. Este modelo

considera que, durante o processo de

infiltração, existe uma carga hidráulica

(H0) constante na superfície do solo e uma

frente de umedecimento bem nítida, acima

da qual o solo se encontra uniformemente

saturado, com condutividade hidráulica Ks,

e que o potencial matricial (Ψf) nesta

frente permanece igual ao valor do

potencial matricial antes da infiltração. Foi

assumido, também, que a água penetra no

solo abruptamente, o que resulta na

formação de duas regiões bem definidas,

sendo a primeira com umidade equivalente

ao solo saturado (ϴs) e a segunda com

umidade igual à que possuía antes do início

do processo (ϴi), o que caracteriza o

denominado movimento tipo pistão,

conforme apresentado na Figura 2.

Figura 2 - Esquema representativo da infiltração conforme pressuposições do modelo de Green-Ampt.

Outro modelo utilizado para

determinação da quantidade de água que

poderá ser infiltrada no solo é o método do

balanço hídrico no solo, representado

abaixo:

∆� = � − � − � − ���2�

onde: ∆V= Variação de volume de água

armazenado no solo;

P = Precipitação (mm);

Q = Escoamento superficial;

G = Percolação;

ET = Evapotranspiração.

Modelagem hidrológicaModelagem hidrológicaModelagem hidrológicaModelagem hidrológica

A modelagem hidrológica é uma técnica

que possibilita o melhor entendimento e

representação do comportamento hidrológico,

sendo que os modelos hidrológicos possuem

grande potencial para caracterizar a

disponibilidade hídrica em condições de mudanças

no clima ou no uso do solo. Com o aumento da

disponibilidade de computadores a partir do final

da década de 1950, criaram-se condições que

propiciaram um acelerado processo de

desenvolvimento de modelos hidrológicos baseados

em conceitos físicos, sendo uma alternativa em

relação aos modelos até então existentes e que

utilizavam somente métodos estocásticos (Tucci,

1998).

Os modelos baseados em processos físicos

têm vários parâmetros e devem ser calibrados em

relação aos dados observados. Normalmente, há

muitas combinações de parâmetros que podem

reproduzir os dados observados, em particular

quando é considerado somente um aspecto de

desempenho do modelo.

Este problema surge devido a erros na

estrutura do modelo, condições de contorno e

variabilidade dos dados observados (Beldring,

2002).

Os modelos distribuídos apresentam

vantagens na sua estrutura teórica em relação aos

outros dois tipos de modelo, pelo fato de que seus

parâmetros têm significado físico, com valores que

podem ser obtidos em análises de campo ou

laboratório. As atividades humanas sobre a área

estudada podem ser representadas por meio da

mudança dos valores dos parâmetros

representativos das características do local, sendo

possível considerar a variação espacial regional

(Wood e O'Connell, 1985).

De acordo com Mendes e Cirilo (2001),

uma das maiores desvantagens em aplicar modelos

distribuídos é que esses utilizam muito mais dados

de entrada do que os modelos concentrados, e os

processos de parametrização e validação são bem

trabalhosos. Contudo, os resultados podem não ser

compensadores, em relação aos modelos empíricos

ou concentrados (Beven; Loague e Grayson, citados

por Mendes e Cirilo, 2001). É possível que esses

comportamentos excepcionais dos modelos

hidrológicos físicos sejam explicados pela

consideração da variabilidade espacial dos dados e

parâmetros sem conhecê-los adequadamente, ou

por incorporá-los de maneira inadequada (Mendes

e Cirilo, 2001).

De acordo com Tucci (1998), a estrutura

dos modelos hidrológicos é baseada nos seguintes

elementos: discretização da bacia hidrográfica

(dependente do modelo), variáveis de entrada

(chuva, evapotranspiração), estrutura básica da

integração dos processos (bacia, canal, encosta),

aquisição de dados físicos das bacias ou locais de

estudo e determinação dos parâmetros.

Modelo reservatório linear simplesModelo reservatório linear simplesModelo reservatório linear simplesModelo reservatório linear simples

O modelo de reservatório linear simples

é utilizado em escala regional e devido à

recessão dos hidrogramas terem

comportamento de função exponencial. Para

que seja valida esta função, deve-se considerar

que na recessão o aqüífero esta apenas

descarregando.

A representação pela equação exponencial

é equivalente à adoção do modelo conceitual de

reservatório linear simples.

���� = ��. � � !" # (3)

onde: K é o coeficiente de armazenamento.

A função exponencial é a solução da

equação diferencial obtida pela inclusão do

reservatório linear na equação da continuidade.

����. � = $����4�

Pela equação da continuidade, sabe-se que

a diferença entre vazão afluente ao reservatório

(I) e a efluente (Q) é a taxa de variação do

armazenamento ao longo do tempo.

CARACTERISTICA DO TELHADO VERDECARACTERISTICA DO TELHADO VERDECARACTERISTICA DO TELHADO VERDECARACTERISTICA DO TELHADO VERDE

Sistema modularSistema modularSistema modularSistema modular

O sistema utilizado neste trabalho é

composto por módulos (figura 3) já

vegetados dispostos lado a lado, colocados

sobre a membrana impermeabilizante. Este

sistema permite a aplicação do ecotelhado

praticamente sobre qualquer tipo de

telhado ou laje, inclinados ou não. O

telhado verde se constitui aqui,

preferencialmente, de planta da espécie

suculenta adaptada a solos rasos, resistentes

a estiagem e de baixa manutenção (figura

4).

No telhado verde existem dois

drenos, sendo um para a parcela com

cobertura verde e a outra para a parcela

testemunha, ambos monitorados em dois

reservatórios com sensores de níveis

individuais, para a determinação do

escoamento superficial. O que garante a

hidratação do sistema modular é a água

retida nos módulos e no substrato, além das

plantas serem perenes, ou seja, não

necessitam de rega e/ou poda, são pouco

consumidoras de água.

Figura 3 - Módulo da Ecotelhado em EVA. Figura 4 — Vista do telhado verde finalizado.

METODOLOGIAMETODOLOGIAMETODOLOGIAMETODOLOGIA

Utilizando os dados dos pluviômetros e de

um pluviografo instalados no telhado verde

com os dados da estação do INMET em

Camobi, foram estimados os parâmetros de

evapotranspiração pelo método de Penman

Monteith. O monitoramento periódico após os

eventos chuvosos foram muito importantes,

pois a parcela gerada de escoamento foi

registrada por dois sensores de níveis,

acondicionados um no reservatório do telhado

verde e o outro no reservatório do telhado

convencional, registrando assim o volume

escoado após cada evento.

Através dos sensores ligados aos

reservatórios, todas as informações foram

catalogadas durante o período de

monitoramento, que foi realizado entre 20 de

novembro de 2010 a 28 de março de 2011 no

Centro de Tecnologias (CT) na UFSM. Os

dados analisados estão organizados nas tabelas

1 a 3.

Na tabela 4 são apresentados os valores do

volume de água armazenado no solo, pelo

método do balanço hídrico no solo.

Foi utilizado uma tabela do ExcelTM, onde

todos os dados coletados foram analisados,

para que posteriormente fossem submetidos a

diversos ensaios de cálculos.

Tabela 1.Tabela 1.Tabela 1.Tabela 1. Valores referentes aos dias com eventos chuvosos e a evapotranspiração diária após o evento.

DataDataDataData Precipitação (mm)Precipitação (mm)Precipitação (mm)Precipitação (mm) Nº de Dias sem Nº de Dias sem Nº de Dias sem Nº de Dias sem

chuvachuvachuvachuva ETo (mm)ETo (mm)ETo (mm)ETo (mm)

24/11/2010 45.4 7 16.77

02/12/2010 21 8 27.9

11/12/2010 6 1 2.5

13/12/2010 24 6 17.05

20/12/2010 35 18 45.57

08/01/2011 24.2 3 6.7

12/01/2011 8 15 30.88

28/01/2011 10 3 6.1

01/02/2011 15 2 6.68

04/02/2011 25 5 9.53

10/02/2011 40 35 65.14

18/03/2011 13 6 14.5

25/03/2011 2 2 2.46

28/03/2011 56 - -

Tabela 2. Tabela 2. Tabela 2. Tabela 2. Valores totais mensais para precipitação e evapotranspiração de referência do telhado verde.

MêsMêsMêsMês Precipitação (mm)Precipitação (mm)Precipitação (mm)Precipitação (mm) ET ET ET ET oooo (mm)(mm)(mm)(mm)

Dezembro(2010) 86 84.3

Janeiro (2011) 42.2 56.8

Fevereiro (2011) 80 50.3

Março (2011) 71 50

Tabela 3.Tabela 3.Tabela 3.Tabela 3. Valores totais diários do escoamento superficial após os eventos chuvosos (RLS).

DATA Vol. Telhado Convencional (Litros) Vol. Telhado Verde (Litros) % redução

24/11/2010 215.0 190.1 11.6

02/12/2010 16.0 0.0 100.0

02/12/2010 130.0 74.8 42.5

11/12/2010 28.0 11.4 59.3

13/12/2010 57.3 33.8 41.0

20/12/2010 187.5 99.1 47.1

08/01/2011 135.2 29.2 78.4

12/01/2011 12.2 0.0 100.0

28/01/2011 62.1 46.3 25.4

01/02/2011 78.0 15.2 80.5

04/02/2011 177.2 126.9 28.4

10/02/2011 122.8 102.3 16.7

18/03/2011 43.9 0.0 100.0

25/03/2011 10.6 0.0 100.0

% total = 59.3485714

Tabela 4.Tabela 4.Tabela 4.Tabela 4. Valores do volume de água armazenado no solo no telhado verde.

DATA R (TC)

(L) R (TV)

(L) R (TC) (mm)

R (TV) (mm)

P (mm) EVT (mm)

∆V= P-EVT-R (TV)

∆V= P-EVT-R (TC)

24/11/10 215.00 190.11 35.83 31.69 45.4 1.71 12.004 9.57

2/12/10 16.82 0.00 2.80 0.00 1.4 2.64 -1.240 -1.40

2/12/10 130.24 74.87 21.71 12.48 21 2.64 5.881 -0.71

11/12/10 27.63 11.45 4.60 1.91 6 1.3 2.792 1.40

13/12/10 33.84 57.38 5.64 9.56 24 3.03 11.407 18.36

20/12/10 187.54 99.06 31.26 16.51 35 1.06 17.430 3.74

8/1/11 135.22 29.18 22.54 4.86 24.2 1.5 17.837 1.66

12/1/11 12.21 0.00 2.04 0.00 8 1.62 6.380 5.96

28/1/11 62.13 46.35 10.35 7.72 10 1.17 1.106 -0.35

1/2/11 78.08 15.28 13.01 2.55 15 1.65 10.803 1.99

4/2/11 177.29 126.93 29.55 21.16 25 0.95 2.895 -4.55

10/2/11 122.80 102.32 20.47 17.05 40 1.5 21.447 19.53

18/3/11 43.99 0.00 7.33 0.00 8 0.8 7.200 0.67

25/3/11 10.68 0.00 1.78 0.00 2 1.61 0.390 0.22 R = Escoamento superficial, P = Precipitação, ∆V = Capacidade de Armazenamento de água no solo, EVT = Evapotranspiração

Utilizando o método do reservatório linear

simples para determinação do escoamento

superficial no telhado verde e no telhado

convencional após o inicio do tempo de

recessão, foi determinado o volume escoado e

o coeficiente de armazenamento K.

RESULTADOS E DISCUSSÃORESULTADOS E DISCUSSÃORESULTADOS E DISCUSSÃORESULTADOS E DISCUSSÃO

Na figura 5 pode-se observar o

gráfico da evapotranspiração de referência diária

para o período de monitoramento do trabalho,

onde o valor máximo foi de 4,6 mm/dia no dia 20

de novembro de 2010, o valor mínimo de 0,4

mm/dia nos dias 22 de fevereiro de 2011, 26 e 27

de março de 2011. O valor médio da

evapotranspiração foi de 2,05 mm/dia, durante o

período de monitoramento. Na figura 6 o gráfico

dos valores das precipitações para os eventos

chuvosos dentro do período do monitoramento.

Figura 5 Figura 5 Figura 5 Figura 5 ---- Gráfico da evapotranspiração diária no telhado verde durante o período de 20/11/2010 a

24/03/2011.

Figura 6Figura 6Figura 6Figura 6 - Gráfico da precipitação no telhado verde durante o período de 20/11/2010 a 24/03/2011.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

20/11/2010 20/12/2010 20/01/2011 20/02/2011 20/03/2011

Ev

ap

otr

an

spir

açã

o (

mm

)

0

10

20

30

40

50

60

20/11/2010 20/12/2010 20/01/2011 20/02/2011 20/03/2011

Pre

cip

ita

ção

dia

(m

m)

Com esta série de dados registrados

durante o monitoramento, pode-se perceber a

diminuição na parcela diária do escoamento

superficial (figura 7) durante os eventos chuvosos,

onde o valor total final de redução foi de 59,35%.

Figura 7Figura 7Figura 7Figura 7 - Gráfico do escoamento superficial no telhado verde e no telhado convencional.

Na figura 8 estão representadas as tentativas para determinação do coeficiente de escoamento para o telhado verde e o telhado convencional, onde se pode perceber que para o início da

precipitação os valores de escoamento superficial tanto do telhado verde quanto do telhado convencional ficaram subestimados.

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

29/10 18/11 8/12 28/12 17/1 6/2 26/2 18/3 7/4

Vo

lum

e (

litr

os)

Escoamento Superficial

T. convencional

T. Verde

Figura 8 Figura 8 Figura 8 Figura 8 ———— Ajuste por tentativas para o coeficiente de escoamento superficial no telhado verde X telhado

convencional.

Os dados confirmam a hipótese de que a

cobertura vegetal sobre os telhados é eficaz no

controle do escoamento superficial. Isto

acontece porque os materiais utilizados são

capazes de elevar o potencial na absorção de

água antes de escoá-la para os coletores

(drenos). Com a utilização em larga escala as

coberturas vegetais poderiam até reduzir o

número de enchentes nas grandes capitais.

CONCLUSÃOCONCLUSÃOCONCLUSÃOCONCLUSÃO

Pode-se concluir que as coberturas verdes

foram criadas como resposta ao grande efeito de

impermeabilização dos solos, no sentido de tentar

reverter este quadro de inundações que aflige a

sociedade durante décadas. As suas características

foram comprovadas através de ensaios

experimentais, demonstrando assim, suas vantagens

sobre as coberturas convencionais no que diz

respeito ao escoamento superficial, que atingiu

uma redução total de aproximadamente 60%.

Para um efetivo modelo hidrológico o

método de reservatório linear simples é o que

resulta no mais adequado, tanto para geração do

escoamento superficial quanto para o valor do

coeficiente de armazenamento de água no solo,

este calculado pelo balanço hídrico no solo.

Os valores registrados pelo volume de

armazenamento de água no solo demonstraram

uma capacidade de armazenamento média de ∆V =

50,67% após cada evento chuvoso. Logo, pode-se

perceber que no telhado verde a evapotranspiração

de aproximadamente 9 % somados a capacidade de

armazenamento de água no solo de

aproximadamente 51%, totaliza os 60% na redução

do escoamento superficial urbano.

29

/10

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18

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8/1

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18

/3

28

/3

7/4

CE (TV)

CE (TC)

PREC. (mm)

REFERÊNCIASREFERÊNCIASREFERÊNCIASREFERÊNCIAS

Beldring, S. (2002) MultiMultiMultiMulti----criteria validation of a criteria validation of a criteria validation of a criteria validation of a

precipitationprecipitationprecipitationprecipitation----runoff modelrunoff modelrunoff modelrunoff model. Journal of Hydrology,

257:189-211.

Bonta, J.V., Rao, A.R. (1992) Estimating peak flows Estimating peak flows Estimating peak flows Estimating peak flows

from small agricultural watershedsfrom small agricultural watershedsfrom small agricultural watershedsfrom small agricultural watersheds. Journal of

Irrigation and Drainage Engineering, 118(1):122-

137.

Brandão, V.S., Cecílio, R.A., Pruski, F.F., Silva, D.D.

(2006) Infiltração da água no solInfiltração da água no solInfiltração da água no solInfiltração da água no soloooo. 3. ed. Viçosa:

UFV, 120p.

Castro, A.; Goldenfum, J.. Uso de telhados verdes Uso de telhados verdes Uso de telhados verdes Uso de telhados verdes

no controle qualino controle qualino controle qualino controle quali----quantitativo do escoamento quantitativo do escoamento quantitativo do escoamento quantitativo do escoamento

superficial urbano. superficial urbano. superficial urbano. superficial urbano. Agosto de 2008. Programa de

Pós-graduação em Recursos Hídricos e Saneamento

Ambiental, IPH/UFRGS.

Green, W.H., Ampt, G.A. (1911) Studies on soil

physics-1. The flow of air and water through soilsThe flow of air and water through soilsThe flow of air and water through soilsThe flow of air and water through soils.

Journal of Agricultural Science, 4(1):1-24.

Goldenfum, J.A., Tucci, C.E.M. (1996) Hidrologia Hidrologia Hidrologia Hidrologia

de águas superficiaisde águas superficiaisde águas superficiaisde águas superficiais. Brasília, DF: ABEAS; Viçosa,

MG: UFV, Departamento de Engenharia Agrícola,

128p.

Huang, C., Gascuel-Odoux, C., Cros-Cayot, S.

(2001) Hillslope topographic and hydrologic effects Hillslope topographic and hydrologic effects Hillslope topographic and hydrologic effects Hillslope topographic and hydrologic effects

on overland flow and erosionon overland flow and erosionon overland flow and erosionon overland flow and erosion. Catena, (46):177-188.

INMET, “Instituto Nacional de Meteorologia”. Rede Rede Rede Rede

de Estações de Estações de Estações de Estações MeteorológicasMeteorológicasMeteorológicasMeteorológicas. Brasil. Disponível em:

http://www.inmet.gov.br/ html/rede_obs.php> .

Acesso em 25 de julho de 2011.

Linsley Jr., R.K., Kohler, M.A., Paulhus, J.L.H.

(1975) Hydrology for engineersHydrology for engineersHydrology for engineersHydrology for engineers. New York:

McGraw-Hill Book Co., Inc.

Mein, R.G., Larson, C.L. (1973) Modeling Modeling Modeling Modeling

infiltration during a steady raininfiltration during a steady raininfiltration during a steady raininfiltration during a steady rain. Water Resources

Research, 9(4):384-394.

Mendes, C.A.B., Cirilo, J.A. (2001)

Geoprocessamento em recursos hídricos:

princípios, integração e aplicaçãoprincípios, integração e aplicaçãoprincípios, integração e aplicaçãoprincípios, integração e aplicação. 1. ed. Porto

Alegre: ABRH, 536 p.

Mohamoud, Y.M., Ewing, L.K., Boast, C.W. (1990)

Small plot hydrology: I. Rainfall infiltration and Rainfall infiltration and Rainfall infiltration and Rainfall infiltration and

depression storage determinationdepression storage determinationdepression storage determinationdepression storage determination. Transactions of

the ASAE, 33(4):1121-1131.

Moraes, J.M. (2003) Propriedades físicas dos solos Propriedades físicas dos solos Propriedades físicas dos solos Propriedades físicas dos solos

na parametrização dena parametrização dena parametrização dena parametrização de um modelo hidrológicoum modelo hidrológicoum modelo hidrológicoum modelo hidrológico.

Revista Brasileira de Recursos Hídricos, 8(1):61-70.

Pruski, F.F., Brandão, V.S., Silva, D.D. (2003)

Escoamento superficialEscoamento superficialEscoamento superficialEscoamento superficial. Viçosa: UFV, 88 p.

Pathak, P., Laryea, K.B., Sudi, R. (1989) AAAA runoff runoff runoff runoff

model for small watersheds in the semimodel for small watersheds in the semimodel for small watersheds in the semimodel for small watersheds in the semi----arid tropicsarid tropicsarid tropicsarid tropics.

Transactions of the ASAE, 32(5):1619-1624.

Schuwab, G.O., Frevert, R.K., Edminster, T.W.,

Barnes, K.K. (1981) Soil and water conservation Soil and water conservation Soil and water conservation Soil and water conservation

engineeringengineeringengineeringengineering, 3 ed., New-York: John Wiley & Sons,

Inc., 683p.

Tucci, C.E.M. (1998) Modelos hidrológicosModelos hidrológicosModelos hidrológicosModelos hidrológicos. 1. ed.

Porto Alegre: UFRGS/ABRH, 669p.