Resumo O dimensionamento de estruturas da drenagem pluvial urbana é realizado, normalmente, a partir de dados de chuvas intensas. Essas informações comumente são obtidas por meio das relações intensidade-duração-frequência (IDF), ou na indisponibilidade destas, mediante metodologias simplificadas, tais como as relações entre durações, isozonas de chuvas, ou métodos sintéticos tais como os propostos por Bell (1969) e Chen (1983). Neste artigo é apresentada uma análise da aplicabilidade do método sugerido por Bell, com uma modificação (BACK, 2009), para estimativa de chuvas intensas no Estado do Rio Grande do Sul a partir de informações de chuva diárias, e o uso destas para a determinação de vazões utilizadas no dimensionamento de obras de microdrenagem. Os resultados mostraram que a metodologia de Bell e a modificada segundo Back (2009) estimaram corretamente as chuvas intensas e as vazões de microdrenagem (por sua vez estimadas a partir do método racional) para durações inferiores a 2 horas, quando comparada com informações obtidas diretamente de equações IDFs, em que as variações médias ficaram próximas a 10%. As exceções foram em Espumoso e em Santa Vitória do Palmar, onde superaram os 15% de variação, o que a torna uma opção adequada para o dimensionamento de estruturas da microdrenagem pluvial, quando as relações IDF não estiverem disponíveis.

Abstract The design of urban drainage facilities is normally based on intense rainfall data. This data is usually obtained through the intensity-duration-frequency (IDF) relationships or, when they are unavailable, by means of simplified methodologies such as nested intensities, isozones, or synthetic methods such as those proposed by Bell (1969) and Chen (1983). This paper presents an analysis of the applicability of Bell’s (1969) method, with a modification proposed by Back (2009), to estimate intense rainfall in the state of Rio Grande do Sul, and its use in microdrainage design. The results show what the modified Bell methodology is able to correctly estimate intense rainfall and flows (estimated by the rational formula) with a duration lower than 2 hours, where average variations were close to 10%. The exceptions were in Espumoso and Santa Vitória do Palmar, where the variation was over 15%, which makes the methodology an adequate option for the design of microdrainage facilities when IDFs are unavailable.

RESUMO A eco-hidrologia busca integrar os conhecimentos da hidrologia aos da ecologia, criando uma abordagem mais ampla para a compreensão da dinâmica dos recursos hídricos, facilitando o planejamento e as ações de programas de gestão. Uma das formas de integrar hidrologia à ecologia é por meio da elaboração de índices de adequabilidade de hábitat (IAHs), processo que tem se destacado por fornecer informações relevantes sobre áreas úmidas. O IAH é obtido pela relação entre as informações sobre espécies bioindicadoras e as condições eco-hidrológicas necessárias à sua sobrevivência, permitindo a avaliação de impactos sobre as espécies. O desenvolvimento de IAHs, integrados a processos de modelagem hidrodinâmica e sistemas de informação geográfica (SIGs), proporciona a obtenção de imagens de adequabilidade de hábitat, que permitem obter informações espacializadas sobre a qualidade do hábitat de determinada espécie, ou grupo de espécies, colaborando para o aperfeiçoamento das estratégias de gerenciamento dos recursos hídricos e a conservação da biodiversidade de áreas úmidas. A fim de melhor elucidar o processo de desenvolvimento de IAHs e sua aplicação, é apresentada a metodologia utilizada para avaliar a adequabilidade do Banhado do Taim, inserido na Estação Ecológica do Taim, importante área úmida localizada no sul da planície costeira do Rio Grande do Sul.

ABSTRACT The ecohydrology aims at integrating the concepts of hydrology and ecology, creating a broader approach to understand the water resources’ dynamics, facilitating the plan and management of resources. One way to integrate hydrology with ecology is by developing Habitat Suitability Index (HSI), a process that stands out by providing relevant information on wetlands. HSI is obtained by relating the information about the bioindicators and ecohydrological conditions necessary to ensure these species’ survival, enabling to evaluate the impacts on them. The development of HSIs integrated with hydrodynamic modeling and Geographic Information Systems (GIS) allows us to obtain spatialized habitat suitability information, that provide information about the quality of a species’ (or group of species’) habitat, contributing to the improvement of water resources management strategies combined with the biodiversity conservation in wetlands. Regarding this, the present article presents the HSI’s development process and its application to evaluate the suitability of the Taim Basin, inserted in Taim Ecological Station, an important Southern Coastal wetland located in the State of Rio Grande do Sul.

RESUMO O conhecimento das relações entre intensidade, duração e frequência (relação IDF) das chuvas intensas é de enorme importância para o projeto de obras na Engenharia. No entanto, a disponibilidade desses dados é limitada no Brasil. Dessa forma, com a necessidade de estimar informações nos locais sem dados, o engenheiro Taborga Torrico, em 1974, propôs oito regiões brasileiras com condições microclimáticas homogêneas (isozonas), dentro das quais o comportamento das chuvas intensas é semelhante, sugerindo ainda valores para a sua estimativa. Na falta de melhores informações, ainda hoje, os valores apresentados no referido estudo são utilizados para diversos projetos da Engenharia. Neste trabalho, é apresentada uma nova análise dessas regiões e valores de parâmetros a partir de IDFs atualmente disponíveis. Verificou-se que, de forma geral, as regiões propostas ainda são válidas. No entanto, em diversos locais, os valores propostos apresentam grandes diferenças com relação aos dados atualizados, a exemplo da região Sudeste, em que houve uma intensificação das chuvas de mais curta duração, e a região Centro-Oeste, em que os resultados atuais indicam uma situação oposta. Assim, novos valores para estimativa da chuva intensa são apresentados neste artigo.

ABSTRACT The use of rainfall intensity-duration-frequency relationships (IDF relationship) is very important for the development of Engineering projects. However, the availability of this information is limited in Brazil. Due to this, the engineer Taborga Torrico, in 1974, proposed eight regions with homogeneous climatic conditions (named "isozonas" in Portuguese) with similar rainfall behavior, suggesting parameters for heavy rainfall estimative in ungagged places within them. Due to the absence of better information, the results presented in Torrico study are still used in several Engineering projects. This paper presents a reanalysis of these regions and parameters based on recent IDF's information. The results show that, in general, the proposed regions are still valid. However, in several places, the original values present large differences compared to the updated data, such as in Southeastern Brazil, where this paper results shows an intensification of smaller-duration rainfall, or the Midwest Brazil, where results indicate an opposite situation. In this light, this paper presents updated values for intense rainfall estimation in ungagged sites of Brazil.

Resumo Neste trabalho é apresentada a avaliação dos impactos das mudanças climáticas sobre a vazão de contribuição à lagoa Magueira, localizada no sul do Brasil, com base em projeções de precipitação de vinte Modelos Climáticos Globais (MCGs) que alimentam o modelo hidrológico IPH II. As projeções foram baseadas em dois cenários de mudanças climáticas definidos pelo IPCC que estabelecem as forçantes para que os MCGs estimem o clima futuro: A2, caracterizado pelas altas emissões e B2, caracterizado pelas baixas emissões. O MAGICC/ScenGen foi utilizado para obter as projeções de anomalias mensais de precipitação nos cenários A2/B2 em períodos futuros centrados em 2030 e 2070. As séries temporais de precipitação projetadas foram estimadas usando o método delta change. Os resultados em termos de vazão média anual mostraram que o valor médio das anomalias no horizonte próximo é parecido em ambos cenários, sendo igual a +2,86%(A2) e +2,48%(B2). Este valor aumentou no horizonte longo, com valor médio das anomalias de +16,94%(A2) e +11,83%(B2). A dispersão entre os resultados dos MCGs mostrou anomalias que podem atingir [+10%,−7%] no horizonte próximo e [+30%,−20%] no horizonte longo. Assim, embora existisse uma maior concordância nos MCGs ao aumento das vazões, é importante ressaltar a dispersão dos resultados.

Abstract This manuscript presents the assessment of climate change impacts on the streamflow at the Mangueira lake watershed, located in Southern Brazil, based on precipitation predictions of twenty Atmospheric/Ocean General Circulation Models (AOGCMs) that feed a hydrologic model named IPH II. The projections were based on two emission scenarios of the IPCC that set the forcing conditions for the AOGCMs to estimate future climate: A2, characterized by higher emissions and B2, characterized by lower emissions. The MAGICC/ScenGen was used to obtain the projected monthly anomalies of precipitation for the scenarios A2/B2 at two future time intervals centered at 2030 and 2070. Time series of projected precipitation were estimated using the delta change approach. The results in terms of average annual flow shows that mean value of the anomalies on the near horizon resulted very similar, equal to +2.86%(A2) and +2.48%(B2). This statistic increased on the long horizon, with a mean value of the anomalies of +16.94%(A2) and +11.83%(B2). The dispersion among results of the AOGCMs showed anomalies that may reach [+10%,−7%] in the near future and [+30%,−20%], in the long horizon. Thus, although there was higher agreement between AOGCMs in increasing flows, it is important to highlight the dispersion of results.

Resumo Muitos municípios brasileiros possuem legislação específica voltada para o manejo das águas pluviais no meio urbano, tendo como principal objetivo a redução do escoamento superficial. Entre as medidas promovidas se encontra a obrigatoriedade de implantação de diferentes dispositivos nos lotes que funcionem armazenando ou infiltrando o excesso do escoamento superficial causado pela urbanização, de forma a compensar o impacto desta. Esse tipo de prática é conhecido como técnica compensatória (TC). Diante das diferentes TC que podem ser escolhidas, neste artigo são apresentadas as preferências e principais percepções da população de três diferentes estratos socioeconômicos a respeito das TCs. O estudo foi conduzido na cidade de Santa Maria, RS, que como outros municípios brasileiros de médio porte, ainda deverá adotar algum tipo de política pública voltada para a gestão das águas pluviais no meio urbano. Foram entrevistadas 518 residências em bairros representativos da baixa classe alta, alta classe média e baixa classe média, que possuem a mesma diretriz para ocupação do solo. Os resultados revelaram importantes aspectos a respeito do entendimento dos entrevistados no que se refere ao manejo das águas pluviais em meio urbano e evidenciaram que a preferência por TC de armazenamento ou infiltração pode ser influenciada pela classe socioeconômica. Ainda, a entrevista permitiu identificar que em mais de 90% dos domicílios entrevistados já existe conhecimento sobre esse tipo de política pública.

Abstract Many Brazilian municipalities have specific legislation focused on the management of urban stormwater with the main purpose runoff control. Among the promoted measures are the mandatory implementation of different devices that operate storing or infiltrating the runoff, compensating its impact. This practice is known as compensatory technique (CT). Given the different possible CT that can be chosen, this article presents the main preferences and perceptions of the population in three different socioeconomic groups. The study was accomplished in the city of Santa Maria / RS, that as other municipalities of medium size, should also adopt some sort of public policy towards the stormwater management. A total of 518 households were surveyed in representative districts of the upper lower class, upper middle class and lower middle class, who have the same guideline for land use. The results revealed important aspects regarding the understanding of the public to the management of rainwater in urban areas, and showed that the preference between storage or infiltration may be influenced by socioeconomic status. In addition, the survey was able to identify that more than 90% of households have already knowledge about this type of public policy.

A variabilidade espacial das características do solo torna a estimativa da infiltração de água altamente dependente da escala de análise. Muitos trabalhos necessitam de informações da dinâmica da infiltração para descrever o mecanismo de outros processos associados à água, aos sedimentos ou aos solutos. O objetivo deste trabalho foi utilizar duas estratégias metodológicas para a estimativa da infiltração na escala de bacia. Os parâmetros de dois modelos de infiltração foram ajustados a um conjunto de dados coletados durante dois anos de monitoramento, em 77 eventos de chuva-vazão ocorridos sob diferentes condições de uso e manejo do solo numa bacia hidrográfica rural de 1,2 km². Os resultados dos ajustes para os dois modelos de infiltração na escala de bacia foram comparados com aqueles obtidos para dois métodos pontuais de estimativa da infiltração. Com o conjunto de dados do monitoramento, foi possível definir um modelo de infiltração para a bacia monitorada. Além disso, os resultados indicaram que a comparação realizada entre os valores dos modelos com os pontuais são fortemente dependentes da escala de análise; isto é, as medidas pontuais revelaram valores médios de taxa de infiltração alta para a bacia em estudo. Todavia, observações no campo indicaram baixa infiltração, principalmente nas áreas saturadas onde condicionam o escoamento superficial nessa bacia, ao contrário dos resultados pelos modelos de estimativa, que apresentaram menor ordem de magnitude dos valores estimados de infiltração, em razão, entre outros, da maior incorporação dos fatores controladores do processo em seu método.

The spatial variability of soil characteristics makes the estimation of water infiltration highly dependent on the scale of analysis. Many studies require information on the dynamics of infiltration to describe the dynamics of other processes associated with water, sediment and solutes. This study aims to use two methodological strategies to estimate water infiltration at the catchment scale. The parameters of two infiltration models were fitted to a data set collected over two years of monitoring (77 rainfall-runoff events) occurring under different land use and management conditions in a rural catchment of 1.2 km². The results of fitting to the two infiltration models at the catchment scale were compared with those obtained from two site-specific methods for estimating infiltration. With the set of monitoring data, it was possible to establish an infiltration model for the monitored catchment area. Furthermore, the results indicate that the comparison between values from the models and site-specific values are strongly dependent on the scale of analysis. That is, the site-specific measures showed mean values of high infiltration rates for this catchment, but field observations indicate low infiltration, especially in saturated areas, which affect runoff in this catchment area. This is in contrast with the results obtained by the estimation models, which present a lower order of magnitude for the estimated values of infiltration, due to the greater incorporation of factors controlling the process in their methodology, among other aspects.

O crescimento da população urbana tem gerado impactos negativos muito mais significativos sobre o meio ambiente, tais como as enchentes, que se mostram cada vez mais severas em decorrência da impermeabilização do solo com a falta de um plano de manejo das águas pluviais, e o emprego excessivo de canalizações. Diante da necessidade de uma mudança de paradigma na concepção das obras de drenagem pluvial, surgiu o conceito de Desenvolvimento de Baixo Impacto (DBI), cujo princípio é a gestão das águas pluviais próximo a sua origem, buscando a utilização de técnicas que permitam mimetizar funções naturais que são perdidas com a urbanização. Nesse contexto, os telhados verdes vêm sendo empregados, pois, além de outros benefícios, contribuem para o controle quali-quantitativo das águas pluviais. Neste trabalho são apresentados os resultados de um estudo de longo prazo sobre a eficiência de um telhado verde no controle quantitativo das águas pluviais. Foi possível reduzir, em média, 62% do escoamento superficial, promovendo um retardo no escoamento e reduzindo as vazões de pico, o que gerou o controle desejado. No entanto, sua eficiência é altamente influenciada pelas condições climáticas e de umidade do solo que antecedem cada evento chuvoso.

Negative impacts on the environment, such as floods severity, have been significantly intensified due to urban population growth, soil imperviousness, the lack of a Stormwater Management Plan, and the overuse of channelization. Therefore, the need of a paradigm shift in the traditional conception of stormwater drainage originated the concept of Low Impact Development (LID), which has as a principle to manage stormwater as close to its source as possible by applying techniques that allow restoring natural functions lost due to urbanization process. In this context, the use of green roofs is a widely accepted technique because of its contribution to the quali-quantitative stormwater control, besides other benefits. This paper presents the results of a long-term study about the efficiency of a green roof on the quantitative stormwater control. It was possible to reduce, on average, 62% of runoff, promoting a runoff delay and a reduction on peak flow, allowing, therefore, the desired control. However, its efficiency is highly dependent on climatic and precedent soil moisture conditions.