RESUMO Este trabalho teve como objetivo avaliar a primeira carga de lavagem de uma bacia urbana da cidade de Natal, Rio Grande do Norte, por meio da quantificação de cargas poluentes contidas nos deflúvios superficiais em decorrência de nove eventos de precipitação pluviométrica, monitorados ao longo do ano de 2013. As variáveis analisadas foram: sólidos totais, sólidos suspensos totais, demanda química de oxigênio, fósforo total e teor de óleos e graxas. Foi realizada a avaliação dos eventos de precipitação/escoamento, mediante amostragem progressiva do runoff, monitorado por meio de amostrador automático (ISCO 6712), situado no exutório da bacia, sendo analisados os primeiros 24 minutos do escoamento superficial, com amostras coletadas a cada minuto ao longo do evento. A variação da concentração dos poluentes associada à variação temporal dos deflúvios durante eventos de precipitação foi analisada para a verificação da ocorrência do fenômeno first flush ou primeira carga de lavagem. O período monitorado caracterizou-se por apresentar baixo intervalo de dias de estiagem entre os eventos. Foi observada a ocorrência de primeira carga de lavagem em cinco dos eventos monitorados. Dessa forma, evidenciou-se que para a bacia estudada o conceito de first flush pode ser aplicado nas estratégias de manejo de águas pluviais, para implementação de boas práticas de manejo, que vêm sendo amplamente difundidas no que concerne à drenagem urbana.

ABSTRACT The aim of this study was to evaluate the first wash load of an urban catchment located in the city of Natal, Rio Grande do Norte, Brazil, by quantifying pollution loads contained in surface run-offs from nine rainfall events, monitored throughout the year 2013. The variables analyzed were: total solids, total suspended solids, chemical oxygen demand, total phosphorus and oil and grease content. We conducted the evaluation of precipitation/runoff events through progressive sampling of runoff, monitored by autosampler (ISCO 6712), and located at the outlet of the drainage basin. The first 24 minutes of runoff were analyzed, with samples collected every minute throughout the event. The variation of the pollutants concentration associated with the temporal run-offs variation during precipitation was analyzed to verify the occurrence of the first flush phenomenon. The monitored period was characterized by having a low number of drought days between events. The occurrence of the first flush was observed in five of the monitored events. Thus, it became clear that for the studied basin, the concept of first flush could be applied in rainwater management strategies for the implementation of best management practices, which have been widely disseminated regarding urban drainage.

RESUMO Neste trabalho, se propôs estudar uma pequena bacia de drenagem urbana, a bacia piloto de Mirassol (BPM), em Natal, RN, que tem como exutório uma Lagoa de Detenção e Infiltração (LDI). Os processos de transformação da chuva em vazão, a acumulação de água na LDI e o processo de infiltração e percolação no perfil do solo até o lençol freático foram modelados e, através de observações dos eventos chuvosos, níveis de água na lagoa e do lençol freático, assim como levantamento de parâmetros, possibilitaram a modelagem desses processos combinados. A modelagem matemática foi realizada com o uso de um modelo distribuído chuva-vazão e a elaboração de um modelo de percolação em meio insaturado. Foi realizada a simulação contínua ao longo de um período de dezoito meses, com intervalos de tempo de um minuto. Os hidrogramas gerados foram transformados em volumes afluentes à lagoa e então, realizado o balanço hídrico nesses intervalos de tempo, considerando-se a infiltração e percolação de água no perfil do solo. Como resultado, obteve-se a avaliação da LDI no processo de armazenamento de água, assim como a infiltração, redistribuição de água no solo e a recarga ao aquífero freático, possibilitando simular a sequência temporal de distribuição. Com as simulações realizadas, verificou-se o bom desempenho da LDI na absorção de cheias e sua contribuição no processo de recarga do aquífero local.

ABSTRACT In this paper, we proposed studying a small urban drainage catchment, named Pilot Basin of Mirassol (PBM) in Natal, RN - Brazil whose outlet is a detention and infiltration reservoir (DIR). The rainfall-runoff transformation processes, water accumulation in DIR and the process of infiltration and percolation in the soil profile until the free aquifer were modeled; and, from rainfall event observations, water levels in DIR, free aquifer water level measurements, and also, parameter values determination, it was able to calibrate and modeling these combined processes. The mathematical modeling was carried out from the use of a distributed rainfall-runoff model, and besides, we developed a model to simulate the soil percolation in an unsaturated porous media. Continuous simulation was run over a period of eighteen months in time intervals of one minute. The generated hydrographs were transformed into inlet volumes to the DIR and then, it was carried out water balance in these time intervals, considering infiltration and percolation of water in the soil profile. As a result, we obtain an evaluation on the storage water process in DIR as well as the infiltration of water, redistribution into the soil and the groundwater aquifer recharge, in continuous temporal simulation. We found that the DIR has good performance in order to storage storm water (floods) and contributing to the local aquifer recharge process.