Urban drainage systems and sanitation: a scientometric analysis





Sustainable cities; Surface runoff; Pollution; Flooding; Urbanization.


From the perspective of rain drainage, urbanization is commonly accompanied by the rapid increase in impermeable areas, resulting in changes in the hydrological and hydraulic characteristics of a watershed. Among the main effects of these changes can be mentioned the increase in the flow speed, the increase of the damages resulting from floods and the possibility of pollution of the water bodies by the carrying of substances. Thus, this study aimed to analyze the spatio-temporal evolution of scientific works published and indexed in the Web of Science database regarding the relationship between urban drainage and sanitation. A scientometric survey was conducted that resulted in a sample of 34 articles, analyzed using descriptive statistics and content analysis. The results obtained indicate an increase in the number of articles published between 1994 and 2019, with Brazil corresponding to the country with the largest number of publications (n = 14). Regarding the areas of knowledge, it was noted that those with the largest number of articles correspond to Water Resources (18%), Environmental Sciences and Ecology (17%) and Engineering (12%). The keywords most cited in the articles were “sustainability”, “urban drainage”, “management”, “systems”, “sanitation”, “water”, “cities”, “climate change”, “health” and “pollution”. It highlights the importance of multidisciplinary research involving new approaches to rainwater management seeking to build more sustainable cities.


Ahiablame, L. M., Engel, B. A., & Chaubey, I. (2012). Effectiveness of Low Impact Development Practices: Literature Review and Suggestions for Future Research. Water Air Soil Pollut., 223, 4253 – 4273.

Almakki, A., Jumas-Bilak, E., Marchandin, H., & Licznar-Fajardo, P. (2019). Antibiotic resistance in urban runoff. Science of the Total Environment, 667, 64 – 76.

Almeida, B. R., & Castro, M. B. (2018). Indicadores sócio espaciais e aspectos climáticos no processo saúde-doença. RAEGA, 45, 200 – 213.

Aguiar, M. F., Cecconello, S. T., & Centeno, L. N. (2019). Basic sanitation versus water vehiculation diseases in the municipality of Pelotas/RS. Holos, 35(3), e7940.

Baptista, M. B., & Coelho, M. M. L. P. (2016). Fundamentos de engenharia hidráulica. 4. ed. Belo Horizonte: Editora UFMG, 477.

Baptista, M.; Nascimento, N., & Barraud, S. (2011). Técnicas compensatórias em drenagem urbana. (2a ed.), Porto Alegre: ABRH, 318 p.

Behera, P. K., Adams, B. J., & Li, J. Y. (2006). Runoff Quality Analysis of Urban Catchments with Analytical Probabilistic Models. Journal of Water Resources Planning and Management, 132(1), 4 – 14.

Blumensaat, F., Leitão, J. P., Ort, C., Rieckermann, J., Scheidegger, A., Vanrolleghem, P. A. & Villez, K. (2019). How Urban Storm- and Wastewater Management Prepares for Emerging Opportunities and Threats: Digital Transformation, Ubiquitous Sensing, New Data Sources, and Beyond - A Horizon Scan. Environ. Sci. Technol., 53, 8488 – 8498.

Brasil. (1995). Manual de leptospirose. Ministério da Saúde, Brasília, 98.

Brasil. (2004). Doenças infecciosas e parasitárias: guia de bolso. Ministério da Saúde, Secretaria de Vigilância em Saúde, Departamento de Vigilância Epidemiológica. (4a. ed.), ampl. Brasília: Ministério da Saúde, 332 p.

Brasil. (2010a). Manual integrado de Vigilância Epidemiológica da Cólera. Ministério da Saúde, Secretaria de Vigilância em Saúde. Departamento de Vigilância Epidemiológica. 2a. ed. rev. Brasília: Ministério da Saúde, 170.

Brasil. (2010b). Manual integrado de vigilância e controle da febre tifoide. Ministério da Saúde, Secretaria de Vigilância em Saúde, Departamento de Vigilância Epidemiológica. Brasília: Ministério da Saúde, 92.

Brasil. (2014). Vigilância da Esquistossomose mansoni: diretrizes técnicas. Ministério da Saúde, Secretaria de Vigilância em Saúde, Departamento de Vigilância das Doenças Transmissíveis. (4a ed.), Brasília: Ministério da Saúde, 144.

Brown, R. R., Keath, N., & Wong, T. H. F. (2009). Urban water management in cities: historical, current and future regimes. Water Science & Technology, 59(5), 847 – 855.

Butler, D., & Davies, J.W. (2004). Urban Drainage. (2a ed.), Londres: Taylor and Francis e-Library, 543 p.

Butler, D., & Parkinson, J. (1997). Towards sustainable urban drainage. Water Science and Technology, 35(9), 53 – 63.

CENTAUR. (2016). CENTAUR: Cost Effective Neural Technique for Alleviation of Urban flood Risk. D4.1 Communication Plan. Lead Partner: USFD, 13.

Cunha, M. C. B., & Cannan, B. (2015). Percepção ambiental de moradores do bairro Nova Parnamirim em Parnamirim/RN sobre saneamento básico. Holos, 31(1), 133 – 143.

Davis, M. L., & Masten, S. J. (2016). Princípios de Engenharia Ambiental. (3a ed.), Porto Alegre: AMGH, 854.

Dong, X., Guo, H., & Zeng, S. (2017). Enhancing future resilience in urban drainage system: Green versus grey infrastructure. Water Research, 124, 280e289.

Elliott, A. H., & Trowsdale, S. A. (2007). A review of models for low impact urban stormwater drainage. Environmental Modelling & Software, 22, 394e405.

Ferreira, G. A., Assis, G. H. R., Cordeiro, J., Bernardes, C. D., Lage, M. A., Cordeiro, J. L. (2019). A presença de arsênio em atividades minerárias: uma análise cienciométrica. Research, Society and Development, 8(9), e22891242.

Freitas, C. M., & Ximenes, E. F. (2012). Enchentes e saúde pública – uma questão na literatura científica recente das causas, consequências e respostas para prevenção e mitigação. Ciência & Saúde Coletiva, 17(6), 1601 – 1615.

Gasperi, J., Sebastian, C., Ruban, V., Delamain, M., Percot, S., Wiest, L., Mirande, C., Caupos, E., Demare, D., Diallo Kessoo, M., Saad, M., Schwartz, J. J., Dubois, P.; Fratta, C., Wolff, H., Moilleron, R., Chebbo, G., Cren, C., Millet, M., Barraud, S., & Gromaire, M. C. (2014). Micropollutants in urban stormwater: occurrence, concentrations and atmospheric contributions for a wide range of contaminants in three French catchments. Environmental Science and Pollution Research, 21(8), 5267 – 5281.

Gimenez-Maranges, M., Pappalardo, V., Rosa, D., Breuste, J. & Hof, A. (2020). The transition to adaptive storm-water management: Learning from existing experiences in Italy and Southern France. Sustainable Cities and Society, 55, 102061.

Gonçalves, M. L. R., Kleidorfer, M., & Rauch, W. (2017). Case study on the use of a combined system as an intermediate solution in Brazil: cost estimate. Water and Environment Journal, 31, 478 – 485.

Guimarães, J. C. S., Cordeiro, J., Vitorino, D. C. F. R. (2018). Utilização do lodo de esgoto na agricultura: uma análise cienciométrica. Research, Society and Development, 7(9), 01-31, e479391.

Hillmann, M., & Brierley, G. (2005). A critical review of catchment-scale stream rehabilitation programmes. Journal of Physical Geography, 29(1), 50 - 70.

Hoekstra, A. Y., Buurman, J., & Van Ginkel, K. C. H. (2018). Urban water security: A review. Environ. Res. Lett., 13, 053002.

Huang, D., Bader, H., Scheidegger, R., Schertenleib, R., & Gujer, W. (2007). Confronting limitations: New solutions required for urban water management in Kunming City. Journal of Environmental Management, 84, 49 – 61.

Lee, J. H., Bang, K. W., Ketchum, L. H., Choe, J. S., & Yu, M. J. (2002). First flush analysis of urban storm runoff. The Science of the Total Environment, 293, 163 – 175.

Lee, S., Suits, M., Wituszynski, D., Winstonb, R., Martin, J., & Lee, J. (2020). Residential urban stormwater runoff: A comprehensive profile of microbiome and antibiotic resistance. Science of the Total Environment, 723, 138033.

Lima, A. S. C., Scalize, P. S., Arruda, P. N., & Baumann, L. R. F. (2017). Satisfação e percepção dos usuários dos sistemas de saneamento de municípios goianos operados pelas prefeituras. Eng Sanit. Ambient., 22(3), 415 – 428.

Machado, A. S., Borja, P. C., & Moraes, L. R. S. (2013). Desafios e oportunidades para implantação de uma das propostas do PEMAPES: o sistema combinado. Gesta, 1(2), 234 - 250.

Macias-Chapula, C. A. (1998). O papel da informetria e da cienciometria e sua perspectiva nacional e internacional. Ciência da Informação, 27(2), 134 - 140.

McClymont, K., Cunha, D. G. F., Maidment, C., Ashagre, B., Vasconcelos, A. F., Macedo, M. B., Santos, M. F. N., Gomes Júnior, M. N., Mendiondo, E. M., Barbassa, A. P., Rajendran, L., & Imani, M. (2020). Towards urban resilience through Sustainable Drainage Systems: A multi-objective optimisation problem. Journal of Environmental Management, 275, 111173.

Miguez, M. G.; Gregorio. L. T. & Veról, A. P. (2018). Gestão de riscos e desastres hidrológicos. 1ª ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 340 p.

Mitchell, V. G. (2004). Integrated Urban Water Management: A review of current Australian practice. Australian Water Conservation and Reuse Research Program, CSIRO, 58 p.

Mitchell, V. G. (2006). Applying Integrated Urban Water Management Concepts: A Review of Australian Experience. Environmental Management, 37(5), 589 - 605.

Morihama, A. C., Amaro, C., Tominaga, E. N., Yazaki, L. F., Pereira, M. C., Porto, M. F., Mukai, P., & Lucci, R. M. (2012). Integrated solutions for urban runoff pollution control in Brazilian metropolitan regions. Water Science & Technology, 66(4), 704 - 711.

Mugume, S. N., Gomez, D. E., Fu, G., Farmani, R., & Butler, D. (2015). A global analysis approach for investigating structural resilience in urban drainage systems. Water Research, 81, 15 – 26.

Nascimento, N. O., Ellis, J. B., Baptista, M. B., & Deutsch, J. -C. (1999). Using detention basins: operational experience and lessons. Urban Water, 1, 113 – 124.

Nascimento, S. M. M. G., & Gomes, J. M. A. (2018). Planejamento e orçamento municipal de Teresina para o crescimento econômico e meio ambiente no período de 2014 a 2016. Revista Brasileira de Gestão Urbana, 10(3), 695 – 707.

Obraczka, M., D'alcantara, W. B., & Lima, L. M. (2017). Management of water resources from the perspective of urban drainage planning and land use: the case of the basin of Trapiche River, in Itaguaí. Sistemas & Gestão, 12, 215 – 220.

Rego, R. F., Lima, V. C., Lima, A. C., Barreto, M. L., Prado, M. S., & Strina, A. (2013). Environmental indicators of intra-urban hetererogeneity. Cad. Saúde Pública, 29(6), 1173 - 1185.

Resende, R. G., Ferreira, S., & Fernandes, L. F. R. (2018). O saneamento rural no contexto brasileiro. Revista Agrogeoambiental, 10(1).

Richardson, C. P., & Tripp, G. A. (2006). Investigation of Boundary Shear Stress and Pollutant Detachment from Impervious Surface during Simulated Urban Storm Runoff. Journal of Environmental Engineering, 132(1), 85 - 92.

Riechel, A., Matzinger, A., Pallasch, M., Joswig, K., Pawlowsky-Reusing, E., Hinkelmann, R. & Rouault, P. (2020). Sustainable urban drainage systems in established city developments: Modelling the potential for CSO reduction and river impact mitigation. Journal of Environmental Management, 274, 111207.

Riechel, M., Matzinger, A., Pawlowsky-Reusing, E., Sonnenberg, H., Uldack, M.; Heinzmann, B., Caradot, N., Von Seggern, D., & Rouault, P. (2016). Impacts of combined sewer overflows on a large urban river e Understanding the effect of different management strategies. Water Research, 105, 64 – 273.

Rodrigues, J. S., Cordeiro, J., Calazans, G. M., Cordeiro, J. L., Guimarães, J. C. S. (2018). Presença de fármacos e hormônios na água: uma análise cienciométrica. Research, Society and Development, 7(6), 01-22, e776185.

Sansalone, J. J., & Cristina, C. M. (2004). First Flush Concepts for Suspended and Dissolved Solids in Small Impervious Watersheds. Journal of Environmental Engineering, 130(11), 1301 – 1314.

Santos, D. C. & Benetti, A. (2014). Application of the urban water use model for urban water use management purposes. Water Sci Technol., 70(3), 407 - 413.

Santos, J. T., Guimarães, J. C. S., Franco, A., Cordeiro, J., Alvarenga, C. A., Santos, C. I. F., Therezo, P. (2018). Resíduos sólidos orgânicos: uma análise cienciométrica acerca da utilização da compostagem para a geração de adubo. Research, Society and Development, 7(12), 01-23, e14712498.

Silva, T. F. G., Vincon-Leite, B., Lemaire, B. J., Petrucci, G., Giani, A., Figueredo, C. C., & Nascimento, N. D. (2019). Impact of Urban Stormwater Runoff on Cyanobacteria Dynamics in A Tropical Urban Lake. Water, 11(5), 946.

Silveira, A. L. (2002). Problems of modern urban drainage in developing countries. Water Sci Technol, 45(7), 31 – 40.

Sistema Nacional de Informações de Saneamento (SNIS). (2019). 3º Diagnóstico de drenagem e manejo de águas pluviais. Brasília: Sistema Nacional de Saneamento/ Ministério de Desenvolvimento Regional. 195 p.

Sistema Nacional de Informações de Saneamento (SNIS). (2020). Diagnóstico anual de Águas Pluviais. Recuperado de http://www.snis.gov.br/diagnostico-anual-aguas-pluviais.

Soares, S. R., Parkinson, J., & Bernardes, R. S. (2005). Analysis of scenarios for wastewater and urban drainage systems in Brazil based on an integrated modeling approach. Water Sci Technol., 52(9), 53 – 60.

Souza, C. M. N., & Freitas, C. M. (2008). O saneamento na ótica de profissionais de saneamento-saúde-ambiente: promoção da saúde ou prevenção de doenças? Eng. Sanit. Ambient., 13(1), 46 - 53.

Tasca, F. A., Pompêo, C. A., & Finotti, A. R. (2018). Evolução da gestão da drenagem urbana na bacia hidrográfica do Rio Itajaí Açu. Rev. Gest. Ambient. Sustentabilidade, 7(2), 264 - 283.

Tucci, C. E. M. (2005). Gestão de Águas Pluviais Urbanas. Ministério das Cidades. Global Water Partnership, Wolrd Bank, Unesco, 270 p.

Vanti, N. A. P. (2002). Da bibliometria à webometria: uma exploração conceitual dos mecanismos utilizados para medir o registro da informação e a difusão do conhecimento. Ciência da Informação, 31(2), 152-162.



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Cordeiro, J., Silva, F. H. ., Campera, F. A. N. ., & Costa, F. (2020). Urban drainage systems and sanitation: a scientometric analysis. Research, Society and Development, 9(11), e1239119616. https://doi.org/10.33448/rsd-v9i11.9616



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