ABSTRACT A rainwater harvesting system, designed for non-potable water uses, can be helpful for runoff generation control. To evaluate this, sub-daily time steps for monitoring and continuous simulations are important tools. Therefore, this paper shows a performance assessment of a rainwater harvesting system for both roof runoff control (maximum flow rate and drained volume) and to meet water demand, from data obtained in a monitoring apparatus and also from continuous simulation using 1-minute time steps data. The model SWMM was calibrated and validated for both a roof and a monitoring apparatus during the monitored period 2018-2019. Thereafter, continuous simulations were accomplished using rainfall, evaporation, and demand time series. For this stage, data satisfied nearly seven years (2014-2020) containing one-minute time step values. Results have shown the control is influenced by the combined action of the first-flush diverter and rainfall regime and was shown to be greater at maximum flow rate than volume.

RESUMO O sistema de aproveitamento de águas da chuva, concebido para usos da água não-potáveis, pode ser útil no controle da geração de escoamentos superficiais. Para avaliar isto, intervalos de tempo sub-diários no monitoramento e simulações contínuas são ferramentas importantes. Portanto, este artigo mostra a avaliação do desempenho do sistema de aproveitamento de águas da chuva, tanto para controle do escoamento superficial de um telhado (vazão máxima e volume) como para atender a demanda de água, a partir de dados obtidos em um aparato de monitoramento e também de simulação contínua utilizando dados discretizados com passo de tempo de 1minuto. O modelo SWMM foi calibrado e validado para um telhado e para o aparato de monitoramento, no período monitorado de 2018 a 2019. Posteriormente, foram realizadas simulações contínuas utilizando séries temporais de precipitação, evaporação e de demanda, de quase sete anos (2014-2020). Os resultados mostraram que o controle é influenciado pela ação combinada do dispositivo de descarte das primeiras águas e do regime pluviométrico, tendo sido maior na vazão máxima do que no volume.

RESUMO Nos sistemas de drenagem urbana, as incertezas no cálculo das vazões são grandes, em função da dificuldade na representação da distribuição espacial dos eventos chuvosos. Nesse contexto, o presente trabalho visa avaliar como diferentes informações da espacialização da chuva (radar meteorológico, rede pluviométrica distribuída) e diferentes discretizações espaciais influenciam na estimativa do escoamento superficial. A bacia do Riacho Reginaldo em Maceió/Alagoas é usada como área de estudos, por haver disponibilidade de dados de radar e de uma densa rede de pluviômetros. A área de estudo está totalmente inserida na zona urbana da cidade de Maceió e possui um histórico de alagamentos constantes. O EPA Storm Water Management Model (SWMM) foi utilizado com 3 cenários de análise: (i) com chuva concentrada, considerando a chuva média medida, (ii) chuvas distribuídas por sub-bacias e (iii) distribuído por células do radar. Para avaliar os resultados gerados pelo modelo, foram estipuladas 4 variáveis: (i) a vazão de pico; (ii) o tempo de pico; (iii) o volume escoado e (iv) as perdas. Com base nesse critério, ficou claro que, para os eventos analisados, a distribuição da chuva aplicada a pequenas bacias urbanas com altas taxas de impermeabilização apresenta pouca divergência quanto à discretização da chuva e que o radar apresentou leituras significantemente maiores que as leituras observadas pelos pluviômetros.

ABSTRACT In urban areas, rainfall-runoff modeling provides large uncertainties due to the difficulty in representing the spatial distribution of rainfall events. In this context, the this work aims to evaluate the effect of temporal and spatial of rainfall data (weather radar and distributed rainfall gauges network) on runoff estimation in a urban basin. The Reginaldo basin, inserted in the urban area of the Maceió city, capital of state of Alagoas (Brazil), has a reasonable availability of rainfall datal covered with a high number and spatial distribution of rain gauges and weather radar, which was used as input of a hydrological model The EPA Storm Water Management Model (SWMM) has been used with 3 analysis rainfall scenarios: (i) considering uniform rainfall distribution based on measured average rainfall, (ii) considering distributed rainfall using catchment discretization, and (iii) considering distributed rainfall using radar cell discretization. In order to evaluate the model outcomes, we analyzed four hydrological output variables: (i) the peak flow; (ii) the peak time; (iii) the volume flowed and (iv) the volume losses. Based on this criterion, it was clear that, considering he analyzed scenarios, the effect of spatial distribution of rainfall data on hydrological response in small urban basins, with high impervious coverage, was not divergent for the analyzed scenarios and that the radar data showed significantly higher data resolution than rainfall gauges.

RESUMO Biorretenção é uma técnica aplicada para tratar e reduzir o escoamento superficial gerado em áreas urbanas. Embora essas instalações apresentem processos complexos, um modelo simples com poucos parâmetros pode ser útil para seu projeto. Este artigo relata uma aplicação do método Puls como uma ferramenta quantitativa de simulação de biorretenção para eventos. Um dispositivo de biorretenção em escala real foi instalado e monitorado usando quatro sensores de nível e um pluviômetro de báscula, ambos com registradores de dados. O método foi aplicado de duas maneiras: a instalação como um único reservatório; e a instalação como dois reservatórios em série. As vazões dependiam de uma única taxa de infiltração no primeiro caso (K) e duas taxas de infiltração no segundo caso (K1 e K2). Foram utilizados 15 eventos e os resultados mostraram coeficientes de Nash-Sutcliffe (NS) e de determinação (R2) adequados na fase de calibração, especialmente quando a biorretenção foi simulada como um único reservatório, com valores NS variando de 0,64 a 0,95. Quando o dispositivo foi simulado como dois reservatórios em série, os valores de NS variaram de 0,80 a 0,95 na fase de calibração. A fase de validação resultou em NS e R2 menores que a fase de calibração. Apesar disso, o estudo apresentou o modelo de Puls como uma boa opção para a pesquisa em modelagem de dispositivos de biorretenção.

ABSTRACT Bioretention is a technique applied to treat and reduce runoff generated in urban areas. Although these facilities present complex processes, a simple model with few parameters can be useful for its project. This paper reports an application of Puls method as a bioretention simulation quantitative tool for events. A bioretention device in real scale was installed and monitored using four level sensors and a tipping-bucket rain gauge, both with data loggers. The method was applied in two ways: the facility as a single reservoir; and the facility as two serial reservoirs. Outflows depended on a single infiltration rate in the first case (K) and two infiltration rates in the second case (K1 and K2). The study used 15 events. Results showed suitable values for Nash-Sutcliffe (NS) and determination coefficients (R2) in the calibration phase, especially for bioretention simulated as a single reservoir, with NS values ranging from 0.64 to 0.95. NS ranged from 0.80 to 0.95 in the calibration phase for the device simulated as two serial reservoirs. The validation phase achieved lower NS and R2 than calibration phase. Despite this, the present study suggests the Puls model as a good option for research on bioretention devices modelling.

Apresentam-se aqui resultados de estudo sobre a composição física de resíduos sólidos de varrição e também daqueles vindos por uma rede de drenagem, em uma bacia hidrográfica urbana, identificando, dentre outros, influências da frequência do serviço de varrição e da época do ano. Os resíduos de varrição foram provenientes de várias partes do solo da bacia e os da rede de drenagem eram retirados de um poço de casa de bombas, para onde convergia todo o escoamento da rede. Alguns resultados interessantes: em média, 23% da massa de varrição são de lixo seco, predominando plásticos moles. Mais presença de plásticos duros ocorreu nas áreas de varrição diária. Com a análise dos resíduos vindos pela drenagem: o plástico Pet apareceu mais na rede em precipitações intensas do que nos sacos de varrição. Plásticos moles sempre ocorrem na varrição e na drenagem ao longo do ano.

This paper presents results of a study about physical composition of litter from street sweeping and also those delivered by a storm drainage network urban catchment, identifying, among others, influences of the frequency of sweeping service and the season. The litter from sweeping came from several parts of the catchment and those delivered by a storm drainage network were taken from a well pump house, convergence point of the flow. Some interesting results: on average, 23% of the street sweeping mass is dry litter, predominantly soft plastics. More presence of hard plastics occurred at areas of daily sweeping. With the analysis of litter in the storm drainage network: pet plastics are more delivered by storm drainage network in intense rainfall than appear in bags sweeping. Soft plastics always occur in the bags sweeping and into storm drainage network throughout the year.