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pdf inundações e drenagem urbana

1. rea cen tral e seu entorno definida pelos n veis da cota de enchente da cheia NM 150 Carlos E M Tucci Art 15 Fica determinada a Zona de Baixa Densidade como correspondente rea situada entre as cotas de enchente a definir me a definir m Par grafo Unico Para esta zona ficam estabelecidos os seguintes objetivos e instrumentos 2 retirar o imposto para os im veis com os seguintes usos agr cola parques ou pra as privados reas esportivas estacionamento reas de carregamento reas de armazenamento de material facilmente remov vel on n o sujeitos a danos de enchentes Inserir um artigo depois do art 22 denominado aqui de art 22 Art 22 Todos os projetos de constru es localizadas na reas de risco de inunda o devem ser fiscalizados quanto ao seguinte a estabelecimento de pelo menos um piso com n vel superior N8M cota da cheia m xima b uso de materiais resistentes submers o ou contato com a gua c equipamentos el tricos em cota acima da cota N83 Prever o desligamento do sistema de alimenta o durante o per odo de cheia d prote o dos aterros contra eros es e prever os efeitos das enchentes nos projetos de esgotos pluvial e cloacal f estruturalmente as constru es devem ser projetadas para resistir a 1 press o hidrost tica que pode cansar problemas de vazamento ii empuxos e momen tos iii eros o 3 fechamento de aberturas como portas janelas e d
2. H 5 vs ua 22 lt 1 0 1900 1920 1940 1960 1980 2000 Years Figura 3 4 N veis m ximos anuais em Ladario no Rio Paraguai e a m dia dos per odos a 1900 1961 b 1961 1973 c 1973 1991 3 4 2 Avalia o das inunda es A varia o do n vel ou de vaz o de um rio depende das caracter sticas climatol gicas e f sicas da bacia hidrogr fica As distribui es temporal e espacial da precipita o s o as principais condi es climatol gicas As mes 60 Carlos E M Tucci mas somente podem ser previstas deterministicamente com anteced ncia de poucos dias ou horas o que n o permite a previs o dos n veis de en chente com antecipa o muito grande O tempo m ximo poss vel de previ s o da cheia a partir da ocorr ncia da precipita o limitado pelo tempo m dio de deslocamento da gua na bacia at a se o de interesse A previs o dos n veis num rio pode ser realizada a curto ou a longo prazo A previs o de cheia a curto prazo ou em tempo atual tamb m cha mada de tempo real permite estabelecer o n vel e seu tempo de ocorr ncia para a se o de um rio com anteced ncia que depende da previs o da preci pita o e dos deslocamentos da cheia na bacia Este tipo de previs o utilizada para alertar a popula o ribeirinha e operadores de obras hidr uli cas previs o de cheia a longo prazo realizada com at nove meses de anteced ncia A predi o quantifica as chances de ocorr nci
3. de 5 anos para uma dura o de 10 minutos Os resultados dos experimentos s o apresentados na tabela 3 8 onde se observa que os patralelep pedos ab sorvem parte da precipita o para uma intensidade muito alta e os pavimen tos perme veis praticamente n o geram escoamento Deve se considerar que o experimento foi realizado com simulador de chuva numa superf cie de 1 m onde o efeito de armazenamento na superf cie e no reservat rio dos pavimentos perme veis tem mais efeito O custo do pavimento perme vel pode ser da ordem de 30 maior que o pavimento comum devido a base necess ria a sua implanta o Armazenamento O armazenamento pode ser efetuado em telhados em pequenos reservat rios residenciais em estacionamentos em reas esporti vas entre outros Inunda es e Drenagem Urbana 109 Tabela 3 8 Coeficiente de escoamento para simula o de chuva em diferentes superf cies para uma intensidade de 110 mm h Superf cie C Solo compactado 0 66 Concreto 0 95 Bloco de concreto 0 78 Paralelepipedo 0 60 Bloco vazado 0 03 Concreto perme vel 0 03 Telhados o armazenamento em telhados apresenta algumas dificuldades que s o a manuten o e o refor o das estruturas Devido as caracter sticas de clima brasileiro e o tipo de material usualmente utilizado nas coberturas esse tipo de controle dificilmente seria aplic vel nossa realidade Lotes urbanos o armazenamento no lote pode ser utilizado para amortecer o escoame
4. drenagem avalia o destas informa es muito limitada no Brasil Ge ralmente conhecido a quantidade de material s lido coletado em cada rea de coleta mas n o se conhece quanto efetivamente chega drenagem Os n meros podem chegar a diferen as de magnitude significativas Os estudos de drenagem urbana partem do princ pios que um condu to tem capacidade de transportar a vaz o que chega no seu trecho de mon tante e n o poss vel estimar quanto deste conduto estar entupido em fun o da produ o de material s lido Desta forma muitos alagamentos que ocorrem s o devidos n o falta de capacidade projetada do conduto hidr ulico mas por causa de obstru es provocadas pelo material s lido Para que seja poss vel atuar sobre este problema necess rio conhecer me lhor como os componentes da produ o e transporte deste material ocor rem em bacias urbanas O objetivo de quantificar a quantidade de material s lido que chega drenagem pluvial como base para implanta o de medidas mitigadoras Para quantificar os componentes que envolvem a produ o e trans porte do material s lido necess rio definir uma ou mais reas de amostra A metodologia prevista a seguinte 132 Carlos E M Tucci Definir as metas de um programa de estimativa dos componentes do processo de gera o e transporte de material s lido para a drena gem 4 Escolher uma ou mais reas representativas para amostrage
5. es Algumas a es p blicas s o essenciais neste processo tais como a evitar constru o de qualquer obra p blica nas reas de risco como escolas hospitais e pr dios em geral Para as existentes deve se peparar um plano de remo o com o passar do tempo b planejar a cidade para gradualmente deslocar seu eixo principal para os locais de baixo risco Inunda es e Drenagem Urbana 89 c as entidades de financiamento deveriam evitar financiar obras em reas de risco d utilizar mecanismos econ micos para o processo de incentivo e controle das reas de risco 1 retirar o imposto predial dos pro priet rios que mantiverem sem constru o as reas de risco e utili zem por exemplo para agricultura lazer etc 2 procurar criar um mercado para as reas de risco de tal forma que as mesmas se tor nem p blicas com o passar do tempo e prever a imediata ocupa o das reas de risco p blico quando de socupadas com algum plano que demarque a presen a no munic pio ou do Estado 3 5 Drenagem urbana A tend ncia da urbaniza o das cidades brasileiras tem provocado impactos significativos na popula o e no meio ambiente Estes impactos t m deteriorado a qualidade de vida da popula o atrav s do aumento da frequ ncia e do n vel das inunda es redu o da qualidade de gua e au mento de materiais s lidos no escoamento pluvial Este processo desencadeado principalmente pela forma como as
6. rios de avalia o e os elementos a serem obtidos dos dis positivos selecionados 4 Com base em pelo uma amostra representativa e funcionamento de um per odo de 3 a 5 anos ser o preparadas recomenda es com rela o a constru o dos dispositivos Estas avalia es devem ser mantidas por um per odo que o projeto identifique que foram esgo tados os aprimoramentos Inunda es e Drenagem Urbana 135 Programa de manuten o O programa de manuten o essencial para permitir que as obras previstas tornem se efetivas ao longo do tempo Neste sentido como reco mendado no cap tulo anterior a prefeitura deveria criar um grupo gerencial e manuten o das deten es constru das dentro das seguintes vis es 4 Drenagem urbana 4 Controle dos res duos s lidos 4 Prote o ambiental 4 Paisagismo e recrea o urbana Ao longo tempo ser o tamb m constru das deten es privadas que neste caso ser o operadas pelos seus propriet rios mas a experi ncia dos Estados Unidos e Fran a tem mostrado que com o passar do tempo o em preendedor privado n o faz a manuten o e a tend ncia que o poder p blico fa a Nesta situa o o custo pago pelo empreendedor com o aumen to da taxa operacional A falta de manuten o e retirada de material s lido das deten es pode implicar em perda da efici ncia propagar doen as e deteriora o ambiental O objetivo de manter o sistema de drenagem operando de acor
7. Medidas de Controle no Loteamento A medida de controle de escoamento na microdrenagem tradicional mente utilizada consiste em drenar a rea desenvolvida atrav s de condutos pluviais at um coletor principal ou riacho urbano Esse tipo de solu o acaba transferindo para jusante o aumento do escoamento superficial com maior velocidade j que o tempo de deslocamento do escoamento menor que nas condi es preexistentes Dessa forma acaba provocando inunda es nos troncos principais ou na macrodrenagem Como foi apresentado anteriormente a impermeabiliza o e a canali za o produzem aumento na vaz o m xima e no escoamento superficial Para que esse acr scimo de vaz o m xima n o seja transferido a jusante utiliza se o amortecimento do volume gerado atrav s de dispositivos como tanques lagos e pequenos reservat rios abertos ou enterrados entre outros Essas medidas s o denominadas de controle a jusante downstream control O objetivo das bacias ou reservat rios de deten o minimizar o 112 Carlos E M Tucci impacto hidrol gico da redu o da capacidade de armazenamento natural da bacia hidroor fica Comrade do vais O mirim a Figura 3 29 Reservat rio de Lote Este controle tem as seguintes vantagens e desvantagens Urbonas e Stahre 1993 custos reduzidos se comparados a um grande n mero de controles distribu dos custo menor de opera o e manuten o facilidade de administrar a co
8. a declividade se reduz e aumenta a incid ncia de reas planas As precipita es mais intensas atingem reas localizadas e s o em geral dos tipos convectivo e orogr fico Essas formas de precipita o atu am em geral sobre pequenas reas precipita o ocorrida em Porto Ale gre em 13 de fevereiro de 1981 com cerca de 100 mm em 1 hora em toda a bacia do arroio Dil vio um exemplo As precipita es frontais atuam sobre grandes reas provocando as maiores inunda es dos grandes rios A cobertura vegetal tem como efeito a intercepta o de parte da pre cipita o que pode gerar escoamento e a prote o do solo contra a eros o A perda desta cobertura para uso agr cola tem produzido como consequ n cia o aumento da frequ ncia de inunda es devido falta de intercepta o da precipita o e ao assoreamento dos rios As condi es artificiais da bacia s o provocadas pela a o do homem Alguns exemplos s o obras hidr ulicas urbaniza o item seguinte desmatamento reflorestamento e uso agr cola bacia rural possui maior intercepta o vegetal maiores reas perme veis infiltra o do solo menor escoamento na superf cie do solo e drenagem mais lenta 56 Carlos E M Tucci As principais inunda es na Am rica do Sul ocorrem nas margens dos grandes rios da Am rica do Sul como a dos rios da Prata Paran Amazonas S o Francisco e Tocantins Na figura 3 1 poss vel observar a bacia do ri
9. as provid ncias administrativas b um mapa delineando os limites dos v rios usos nos distritos O zoneamento complementado com a subdivis o das regulamenta es onde s o orientadas as divis es de grandes parcelas de terra em pe Inunda es e Drenagem Urbana 87 quenos lotes com o objetivo de desenvolvimento e venda de pr dios Por tanto essa a fase de controle sobre os loteamentos O C digo de Constru o orienta a constru o de pr dios quanto a aspectos estruturais hidr uli cos de material e veda o A regulamenta o das constru es permite evi tar futuros danos seguir relacionamos alguns indicadores gerais que po dem ser usados no zoneamento A prote o das habita es com rela o s enchentes depende da ca pacidade econ mica do propriet rio em realiz la Com a implanta o de um plano a municipalidade poder permitir as constru es nessas reas desde que atendam condi es como as seguintes Tucci e Sim es Lopes 1985 a estabelecimento de pelo menos um piso com n vel superior cheia que limita a zona de baixo risco b uso de materiais resistentes submers o ou contato com a gua c proibi o de armazenamento ou manipula o e processamento de materiais inflam veis que possam p r em perigo a vida huma na ou animal durante as enchentes Os equipamentos el tricos devem ficar em cota segura d prote o dos aterros contra eros es atrav s de cober
10. cerca de 1000 a mais para um controle que aumenta dra maticamente as inunda es Na figura 3 23 pode se observar o conjunto dos processos que se origina no uso do solo e culmina o com a acelera o do escoamento na drenagem Inunda es e Drenagem Urbana Figura 3 22 Est gio do desenvolvimento da drenagem 99 100 Carlos E M Tucci URBANIZA O DESORDENADA SOLU O canaliza o de c rregos TRADICIONAL amplia o da capacidade de rios e canais Figura 3 23 Processo de impacto da drenagem urbana Sudersha 2002 3 5 2 Potenciais medidas de controle As medidas de controle do escoamento podem ser classificadas de acordo com sua a o na bacia hidrogr fica em 4 distribu da ou na fonte o tipo de controle que atua sobre o lote pra as e passeios na microdrenagem o controle que age sobre o hidrograma re sultante de um ou mais loteamentos na macrodrenagem o controle sobre os principais riachos urba nos Inunda es e Drenagem Urbana 101 As medidas de controle podem ser organizadas de acordo com a sua a o sobre o hidrograma em cada uma das partes das bacias mencionadas acima em infiltra o e percola o normalmente cria espa o para que a gua tenha maior infiltra o e percola o no solo utilizando o armazenamento e o fluxo subterr neo para retardar o escoamento superficial armazenamento atrav s de reservat rios que podem ser de tama nho adequado
11. chalmers University of Technology 4v v3 p1057 1066 HOYT W G LANGBEIN WB 1955 Fods Princeton Princeton University Press Princeton 469p IBGE 1998 Anu rio Estat stico do Brasil 1997 Instituto Brasileiro de Geogra fia e Estat stica Rio de Janeiro 1998 CD ROM IDE C 1984 Qualidade da drenagem pluvial urbana Porto Alegre UFRGS Curso de P s Gradua o em recursos H dricos e Saneamento 137f Disserta o mestrado JACOBSEN P HARREMOB S P 1981 Significance of Semi Pervious Surfaces in Urban Hydrology In INTERNATIONAL CONFERENCE ON URBAN STORM DRAINAGE 2 1981 Urbana Proceedings Urbana University of Illinois v 1 p 424 433 JOHNSON W 1978 Physical and economic feasibility of nostrutural flood plain management measures Davis Hydrologic Enginneer Center LARGER J SMITH W G LYNARD WG FINN R M FINNEMORE E J 1977 Urban Stormwater management and technology upadate and users guide US EPA Report 600 8 77 014 NTIS N PB 275654 LEOPOLD L B 1968 Hydrology for Urban Planning A Guide Book on the Hydrologic Effects on Urban Land Use USGS circ 554 18p LLORET RAMOS C HELOU G C N BRIGHETTI G 1993 Din mica do transporte s lido nos rios Tiet e Pinheiros na regi o metropolitana de S o Paulo Anais X Simp sio brasileiro de recursos h dricos Gramado MOTTA R REZENDE L 1999 The impact of sanitation on waterborne diseases on Brazil in Peter H May org N
12. cidades se desenvolvem por projetos de drenagem urbana inadequados Estes projetos t m como filosofia escoar a gua precipitada o mais r pido poss vel da rea projetada Este crit rio aumenta em v rias ordens de magnitude a vaz o m xima a frequ ncia e o n vel de inunda o de jusante No cap tulo anterior foram destacados os impactos relacionados com o aumento do pico e do volume do escoamento de cheia o aumento dos res duos s lidos e a piora da qualidade da gua A seguir ampliada esta an lise destacando se como se desenvolve estes impactos dentro das cida des e as t cnicas modernas de controle na fonte micro e macrodrenagem dos impactos citados 3 5 1 Impactos devido a urbaniza o Impacto do desenvolvimento urbano no ciclo hidrol gico O desenvolvimento urbano altera a cobertura vegetal provocando v rios efeitos que alteram os componentes do ciclo hidrol gico natural Com a impermeabiliza o do solo atrav s de telhados ruas cal adas e p tios a 90 Carlos E M Tucci gua que infiltrava passa a escoar pelos condutos aumentando o escoamen to superficial O volume que escoava lentamente pela superf cie do solo e ficava retido pelas plantas com a urbaniza o passa a escoar no canal exi gindo maior capacidade de escoamento das se es Na figura 3 17 apresentado efeito sobre as vari veis do ciclo hidrol gico devido a urbaniza o O hidrograma t pico de uma bacia natural e aquele resultante
13. custo total em R milh es A rea da bacia pode ser sub dividida em 100 Ap Ai AZ para Ap parcela de reas perme veis Ai parcela de reas imperme veis Yo Numa rea urbana as reas imperme veis podem ser desdobradas na express o Ai Qi Bi A3 onde a parcela da rea com arruamentos e logradouros p blicos como parques e pra as i a parcela imperme vel desta rea B a parcela da rea ocupada pelos lotes urbanos i a parcela de impermeabiliza o do lote Neste caso B 1 o A equa o acima fica Ai 0i 1 ci A4 O valor de Q usualmente varia de 0 25 a 0 35 da rea loteada Conside 142 Carlos E M Tucci rando OL 0 25 distribuindo 15 para ruas e 10 para pra as sendo que como as ruas possuem 100 de reas imperme veis e as pra as pr ximo de zero resulta para i 0 15 x 100 0x 0 10 0 25 60 A equa o A4 fica Ai 15 0 754 A5 O princ pio da taxa de cobran a da opera o e manuten o da drena gem urbana o da proporcionalidade com rela o ao volume de escoamen to superficial gerado Considerando que as reas imperme veis possuem coeficiente de escoamento 0 95 e as reas perme veis 0 15 Cp 0 15 e Ci 0 95 o volume gerado pelas reas imperme veis 6 33 superior ao das reas perme veis Desta forma o custo unit rio de uma rea perme vel 0 95 Cu 015 Cu 6 33Cu A6 onde o Cu o custo unit rio das reas imperme
14. da urbaniza o s o apresentados na figura 3 18 Precipita o PR URBANIZA O Escoameuto Evapr Precipica o de pr dios tec transpira o 100 I3 URBANA Figura 3 17 Caracter sticas do balan o h drico numa bacia urbana OECD 1986 Inunda es e Drenagem Urbana 91 Transpira o Escoamento Superficial Escoamento Escoamento Sub superficial Subterr neo Escoamento Subterr neo Escoamento Sub superficial b Escoamento Pequena Antes da urbaniza o enchente Depois da urbaniza o Grande Pico maior e enchente mais r pido Aumento do volume Pico menor e menos r pido Recess o I Maior escoamento de base y N vel m nimo no ver o Limite da rea de inunda o Figura 3 18 Impacto devido a urbaniza o Schueler 1987 92 Carlos E M Tucci rea de drenagem em km 2 Figura 3 19 Vaz o m dia de cheia em fun o da rea de drenagem na Regi o Metropolitana de Curitiba Com a urbaniza o s o introduzidas as seguintes altera es no referi do ciclo hidrol gico 4 Redu o da infiltra o no solo Volume que deixa de infiltrar fica na superf cie aumentando o esco amento superficial Al m disso como foram constru dos condutos pluviais para o escoamento superficial tornando o mais r pido ocorre redu o do tempo de deslocamento As vaz es m ximas tamb m aumentam antecipando seus picos no tempo fi
15. das condi es pr vias de inunda o nos arroios da cidade evitando se a transfer ncia para o restante da popula o do nus da compatibiliza o da drenagem urbana a preserva o da capacidade de infiltra o das bacias urbanas prti otidade para a conserva o ambiental dos arroios e rios que com p em a macrodrenagem e dos rios receptores do escoamento da cidade de Porto Alegre Declara que Art 1 Toda ocupa o que resulte em superf cie imperme vel dever pos suit uma vaz o m xima espec fica de sa da para a rede p blica de pluviais menor ou igual a 20 8 1 s ha 1 A vaz o m xima de sa da calculada multiplicando se a vaz o espec fica pela rea total do terreno 2 Ser o consideradas reas imperme veis todas as superf cies que n o permitam a infiltra o da gua para o subsolo Inunda es e Drenagem Urbana 147 3 A gua precipitada sobre o terreno n o pode ser drenada diretamente para tuas sarjetas e ou redes de drenagem excetuando se o previsto no 40 deste artigo 4 As reas de recuo mantidas como reas verdes poder o ser drenadas diretamente para o sistema de drenagem 5 Para terrenos com rea inferior a 600 m2 e para habita es unifamiliares a limita o de vaz o referida no caput deste artigo poder ser desconsiderada a crit rio do Departamento de Esgoto Pluviais Art 2 Todo parcelamento do solo dever prever na sua implanta o o
16. dos rios para us lo como transporte obter gua para seu consumo e mesmo dispor seus dejetos As reas pr ximas aos rios geralmente s o planas e prop cias para o assenta mento humano o que tamb m motivou a sua ocupa o O desenvolvimento hist rico da utiliza o de reas livres explica mui tos dos antigos condicionamentos urbanos existentes Devido grande difi culdade de meios de transporte no passado utilizava se o rio como a via principal As cidades se desenvolveram s margens dos rios ou no litoral Pela pr pria experi ncia dos antigos moradores a popula o procurou ha bitar as zonas mais altas onde o rio dificilmente chegaria Observa se que a parcela da popula o com maior mem ria sobre os eventos de inunda o s o os que se localizam em locais com cota mais segura Sobre a cidade de Amarna no Egito que Aquenaton 1340 aC esco lheu para ser uma nova capital foi mencionado Correndo de leste para oeste dois leitos secos de rio nos quais nada se construin por medo das enchentes repentinas dividiam a cidade em tr s partes o centro e os bairros residenciais de norte e do sul Brier 1998 Este um exemplo que a mais de 3000 no passado as pessoas j planejavam a ocupa o do espa o de inunda o A hist ria mostra em diferentes partes do globo que o homem tem procurado conviver com as inunda es desde as mais frequentes at as mais Inunda es e Drenagem Urbana 47 raras Uma experi ncia
17. est o atualizadas 3 3 Conceitos b sicos sobre inunda es 3 3 1 Sistema de drenagem Os sistemas de drenagem s o definidos na fonte microdrenagem e macrodrenagem A drenagem na fonte definida pelo escoamento que ocorre no lote condom nio ou empreendimento individualizado estacionamentos parques e passeios A microdrenagem definida pelo sistema de condutos pluviais ou canais a n vel de loteamento ou de rede prim ria urbana Este tipo de sistema de drenagem projetado para atender drenagem de precipita es com risco moderado A macrodrenagem envolve os sistemas coletores de diferentes sistemas de microdrenagem A macrodrenagem envolve reas de pelo menos 2 km ou 200 ha Estes valores n o devem ser tomados como absolutos porque a malha urbana pode possuir as mais diferentes configura es Este tipo de sistema deve ser projetado para acomodar precipita es superiores as da microdrenagem com riscos de acordo com os preju zos humanos e materi ais potenciais Um dos pontos que t m caracterizado este tipo de defini o tem sido a metodologia de estimativa j que o M todo Racional utilizado para esti mativa de vaz es na microdrenagem e os modelos hidrol gicos que deter minam o hidrograma do escoamento s o utilizados na macrodrenagem As simplifica es aceitas para o dimensionamento no m todo Racional podem ser utilizadas para bacias da ordem de 2km2 que representa a restri o definida acima 3 3 2 E
18. for a vaz o regularizada pelo reservat rio e a que da gerada pela barragem maior ser a energia gerada Desta forma o volu me e a bacia devem possuir caracter sticas que viabilizem economicamente o empreendimento Inunda es e Drenagem Urbana 67 As pequenas barragens geralmente tem sido constru das para irriga o ou abastecimento de gua mas s o de pequeno volume e em bacias rea inferior a 1 000 km Estas b dificil dem interferi com rea inferior a 1 m Estas barragens dificilmente podem interferir de forma eficiente no controle de enchentes As barragens de navega o apenas mant m o n vel de gua e possuem tamb m um volume insignifican te para controle de enchentes Potenciais impactos As barragens projetadas devem considerar os im pactos que podem produzir para jusante e a montante do empreendimento Jusante Geralmente a jusante de uma barragem existem reas sujeitas a inun da o Com a constru o da barragem a tend ncia de que o reservat rio produza amortecimento das enchentes nestas reas ribeirinhas se n o hou ver problemas operacionais da barragem No entanto se a rea a jusante n o estiver ocupada acaba sendo habitada pela proximidade do empreendimen to e passa ent o estar sujeita as enchentes Se o empreendimento n o amor tecer as enchentes a tend ncia que seja cobrado a reduzir os impactos a jusante pela sociedade Desta forma a restri o de jusante passa a ser a v
19. gio c Bacia desenvolvida b Area de inunda o no 1 est gio d res de inundu o ocupuda Jeito maior se o natural a Hr Vrhaniza o futura Urbaniza o 1 rea de i da o a LEN o KL canaliza o ax leito maior Se es A A soane JS Leito menor Canat Figura 3 32 A ocupa o da bacia hidrogr fica e suas conseq ncias Com a canaliza o desse trecho as inunda es deixam de ocorrer Nas reas que antes eram o leito maior do rio e sofriam freq entes inunda es existiam favelas ou eram desocupadas Essas reas tornam se valoriza das pela suposta seguran a do controle de enchentes O loteamento dessas reas leva a uma ocupa o nobre de alto investimento Com o desenvolvi 118 Carlos E M Tucci mento da bacia de montante e o respectivo aumento da vaz o m xima que n o controlada pelo poder p blico voltam a ocorrer inunda es no antigo leito maior Nessa etapa n o existe mais espa o para ampliar lateralmente o canal sendo necess rio aprofund lo aumentando os custos em escala qua se exponencial j que necess rio estruturar as paredes do canal Esses custos podem chegar a valores de US 50 milh es km Esse processo encontrado em muitas cidades brasileiras pode ser evitado atrav s do uso combinado das medidas mencionadas dentro do pla nejamento urbano utilizando se os princ pios de controles mencionado no in cio deste cap tulo Pa
20. hist rica a da igreja cat lica pois sempre que ocor re uma inunda o numa cidade o pr dio da igreja apesar de ser uma das obras mais antigas localiza se em n vel seguro Hoyt e Langbein 1959 para enfatizar o car ter limitado que tem o homem de controlar as inunda es e sua a o sempre de minimizar seus impactos apresenta um pref cio com uma sequ ncia hist rica reproduzida a seguir Terra de Canaan 2957 a C numa grande inunda o provavelmente centrada cerca do UR no Eufrates No e sua fam lia se salvaram Um dil vio resul tante de 40 dias e 40 noites de continua precipita o ocorreu na regi o Terras ficaram inundadas por 150 dias Todas as criaturas vivas afogaram com exce o de No sua fam lia e animais dois a dois foram salvos numa arca e finalmente descansaram no Monte Ararat passagem da b blia sobre o Dil vio citada no referido pref cio Este texto caracteriza um evento de risco muito baixo de ocorr ncia Egito XXIII Dinastia 747 a C Enchentes sucedem secas Fara anunciou que todo o vale do rio Nilo foi inundado templos est o cheios de gua e o homem parece planta d gua Aparentemente os polders n o s o suficiente mente altos ou fortes para confinar as cheias na se o normal A presente cat strofe descreve bem os caprichos da natureza outro fara reclamou que por sete anos o Nilo n o subiu Este texto que tamb m pode ser encon trado relatos na B blia tamb
21. interdepartamental que ser res pons vel pelas a es de manuten o e recupera o Aprova o de projetos avalia o dos projetos de drenagem deve ser executada por profissionais treinados dentro de nova concep o de controle da drenagem possuindo capacidade de orientar solu es para os projetistas nesta fase de implanta o do Plano 4 Fiscaliza o A fiscaliza o tamb m depende de profissionais trei nados Esta parte do processo essencial para viabilizar a regula menta o na cidade Educa o educa o deve ser vista dentro do seguinte a forma Inunda es e Drenagem Urbana 129 o de profissionais da entidade e de projetistas b forma o de projetistas de obra em geral arquitetos e engenheiros c divulga o a popula o essencial para o entendimento e apoio das medidas que atuam em drenagem urbana 3 6 5 Programas Os programas s o os estudos complementares de m dio e longo pra zo que s o recomendados no Plano visando melhorar as defici ncias encon tradas na elabora o do Plano desenvolvido Os programas podem ser Programa de monitoramento Estudos complementares necess rios ao aprimoramento do Plano e Manuten o 4 Fiscaliza o Monitoramento O planejamento do controle quantitativo e qualitativo da drenagem urbana passa pelo conhecimento do comportamento dos processos relacio nados com a drenagem pluvial A quantidade de dados hidrol gicos e ambi
22. m ximo poss vel o amortecimento natural pela explora o de todas as reas poss veis Yoshimoto e Suetsugi 1990 descreveram as medidas tomadas para reduzir a frequ ncia de inunda es no rio Tsurumi dentro da rea da cidade de T quio A bacia foi subdividida em tr s reten o retardo e reas inferiores e definida a vaz o de controle Na rea de reten o foram obtidos 2 2 milh es de m para amortecimento atrav s de a o municipal al m de ou tras medidas de retardo Essas a es reduziram os preju zos para enchentes recentes 3 6 Plano Diretor de Drenagem Urbana O Plano Diretor de Drenagem Urbana tem o objetivo de criar os mecanismos de gest o da infra estrutura urbana relacionado com o escoa mento das guas pluviais e dos rios na rea urbana da cidade Este planeja mento visa evitar perdas econ micas melhoria das condi es de sa de e meio ambiente da cidade dentro de princ pios econ micos sociais e ambientais definidos pelo Plano Diretor de Desenvolvimento Urbano O Plano Diretor de Drenagem Urbana tem como meta a planejar a distribui o da gua pluvial no tempo e no espa o com base na tend ncia de ocupa o urbana compatibiliza o esse desenvolvimento e a infra estru tura para evitar preju zos econ micos e ambientais b controlar a ocupa o de reas de risco de inunda o atrav s de restri es na reas de alto risco e c estabelecer uma conviv ncia harm nica com as enchen
23. material s lido Maidment 1993 Esse tipo reservat rio pode ter um fundo natural escavado ou de concreto Os reservat rios em concreto s o mais caros mas permitem pare des verticais com aumento de volume Isso til onde o espa o tem um custo alto ASCE 1985 menciona que as instala es de deten o desse tipo que tiveram maior sucesso foram as que se integraram a outros usos como a recrea o j que a comunidade no seu cotidiano usar esse espa o de re 116 Carlos E M Tucci crea o Portanto desej vel que o projeto desse sistema esteja integrado ao planejamento do uso da rea Localiza o Como foi mencionado acima os reservat rios podem ser abertos ou enterrados de acordo com as condi es para sua localiza o Em locais onde o espa o seja reduzido ou que seja necess rio manter se uma superf cie superior integrada com outros usos pode se utilizar reserva t rios subterr neos no entanto o custo desse tipo de solu o superior ao dos reservat rios abertos Quando a drenagem utiliza a folga de volume do sistema para amor tecimento ele chamado de 07 ine No caso em que o escoamento trans ferido para a rea de amortecimento ap s atingir uma certa vaz o o sistema denominado off line A localiza o depende dos seguintes fatores em reas muito urbanizadas a localiza o depende da disponibilida de de espa o e da capacidade de interferir no amortecimento Se exi
24. nas reas inund veis Nesta situa o as en chente assume caracter sticas catastr ficas As reas hoje desocupadas devido a inunda es sofrem consider vel press o para serem ocupadas ocupa o das reas urbanas impr prias pode ser evitada atrav s do planejamento do uso dos solos das v rzeas o qual deve ser regulado no Plano Diretor Urbano das cidades As condi es meteorol gica e hidrol gica propiciam a ocorr ncia de inunda o O conhecimento do comportamento meteorol gico de longo prazo muito pequeno devido ao grande n mero de fatores envolvidos nos fen menos meteorol gicos e interdepend ncia dos processos f sicos a que a atmosfera terrestre est sujeita As condi es hidrol gicas que produzem a inunda o podem ser naturais ou artificiais As condi es naturais s o aque las cuja ocorr ncia propiciada pela bacia em seu estado natural Algumas dessas condi es s o relevo tipo de precipita o cobertura vegetal capaci dade de drenagem Os rios normalmente drenam nas suas cabeceiras reas com grande declividade produzindo escoamento de alta velocidade A varia o de n vel durante a enchente pode ser de v rios metros em poucas horas Quando o relevo acidentado as reas mais prop cias ocupa o s o as planas e mais baixas justamente aquelas que apresentam alto risco de inunda o A v rzea de inunda o de um rio cresce significativamente nos seus cursos m dio e baixo onde
25. o apenas para um ano qualquer Neste caso Pn 1 1 1 10 0 41 ou 41 Inunda es e Drenagem Urbana 53 A probabilidade ou o tempo de retorno calculado com base na s rie hist rica observada no local Para o c lculo da probabilidade as s ries de vem ser representativas e homog neas no tempo Quando a s rie repre sentativa os dados existentes permitem calcular corretamente a probabili dade Por exemplo o per odo de cheia entre 1970 e 1998 no Gua ba em Porto Alegre n o muito representativo porque ocorreram apenas enchen tes pequenas e fora desse per odo ocorreram algumas maiores A s rie homog nea quando as altera es na bacia hidrogr fica n o produzem mudan as significativas no comportamento da mesma e em con sequ ncia nas estat sticas das vaz es do rio Em projeto de reas urbanas como ocorre altera es na bacia o risco utilizado se refere a ocorr ncia de um determinada precipita o que admite se n o ser influenciada pela urbaniza o A combina o da ocorr ncia na precipita o sua distribui o temporal condi es antecedentes etc fazem com que o risco da precipita o n o seja o mesmo do risco da vaz o resultante O risco adotado para um projeto define a rela o entre os investimen tos envolvidos para reduzir a frequ ncia das inunda es e os preju zos acei tos Ao se adotar um risco de 10 anualmente ou tempo de retorno de 10 anos Aceita se que em m dia poder o oc
26. p blicas sejam to madas conscientemente por todos O custo da implanta o das medidas estruturais e da opera o e manuten o da drenagem urbana deve ser transferido aos proprie t rios dos lotes proporcionalmente a sua rea imperme vel que a geradora de volume adicional com rela o as condi es naturais O conjunto destes princ pios trata o controle do escoamento urba no na fonte distribuindo as medidas para aqueles que produzem o aumento do escoamento e a contamina o das guas pluviais 122 Carlos E M Tucci 13 essencial uma gest o eficiente na manuten o de drenagem e na fiscaliza o da regulamenta o 3 6 2 Estrutura A estrutura do Plano Diretor de Drenagem Urbana apresentada na figura 3 35 Pode se observar desta estrutura que existem um grupo de entradas ao Plano que s o as informa es b sicas para o seu desenvolvi mento que s o cadastro da rede pluvial rede cloacal coleta e disposi o dos materiais s lidos caracteriza o da ocupa o urbana caracter sticas f sicas da bacias hidrogr ficas e caracter sticas s cio econ micas Al m disso existe o grupo de Planos associados que s o o Plano de Desenvolvimento Urbano e os Planos setoriais de Saneamento e Limpeza Urbana Este conjunto de dados base para a elabora o do Plano que possui os seguintes componentes Concep o Desenvolvimento Produtos Plano de a o e Programas A concep o de controle da drenagem u
27. para 114 Carlos E M Tucci a deposi o de sedimentos e depura o da qualidade da gua mantendo seu volume por mais tempo dentro do reservat rio O tempo de deten o que a diferen a entre o centro de gravidade do hidrograma de entrada e o de sa da um dos indicadores utilizados para avaliar a capacidade de depura o do reservat rio Controle de material s lido quando a quantidade de sedimentos produzi da significativa esse tipo de dispositivo pode reter parte dos sedimentos para que sejam retirados do sistema de drenagem Esses reservat rios podem ser dimensionados para manterem uma l mina permanente de gua reten o ou secarem ap s o seu uso durante uma chuva intensa para serem utilizados em outras finalidades deten o fi gura 3 32a vantagem da manuten o da l mina de gua e do consequen te volume morto que n o haver crescimento de vegeta o indesej vel no fundo sendo o reservat rio mais eficiente para controle da qualidade da gua O seu uso integrado junto a parques pode permitir um bom ambiente recreacional A vantagem de utiliza o desse dispositivo seco que pode ser utilizado para outras finalidades Uma pr tica comum consiste em dimensionar uma rea com l mina de gua para escoar uma cheia frequente como a de dois anos e planejar a rea de extravasamento com paisagismo e campos de esporte para as cheias acima da cota referente ao risco mencio nado Quando a
28. para outro na bacia Este pro cesso em geral ocorre na seguinte sequ ncia Est gio 1 a bacia come a a ser urbanizada de forma distribu da com maior densifica o a jusante aparecendo no leito natural os locais de inunda o devido a estrangulamentos naturais ao longo do seu curso figura 3 224 Est gio 2 as primeiras canaliza es s o executadas a jusante com base na urbaniza o atual com isso o hidrograma a jusante aumenta mas ainda contido pelas reas que inundam a montante e porque a bacia n o est total mente densificada figura 3 22b Est gio 3 com a maior densifica o a press o p blica faz com os adminis tradores continuem o processo de canaliza o para montante Quando o processo se completa ou mesmo antes as inunda es retornam a jusante devido ao aumento da vaz o m xima quando esta n o tem mais condi es de ser ampliada As reas de montante funcionavam como reservat rios de amortecimento Neste est gio a canaliza o simplesmente transfere a inunda o para jusante figura 3 22c J n o existem espa os laterais para ampliar os canais a jusante e as solu es convergem para o aprofundamento do canal com custos extremamente altos podendo chegar a US 50 milh es km dependendo do subsolo largura revestimento etc Este processo prejudicial aos interesses p blicos e representa um preju zo extremamente alto para toda a sociedade ao longo do tempo A sociedade paga
29. recursos h dricos IV proceder ao zoneamento das reas sujeitas a riscos de inunda es ero s o e escorregamentos do solo estabelecendo restri es e proibi es ao uso parcelamento e a edifica o nas reas impr prias ou cr ticas de forma a preservar a seguran a e a sa de p blica O Water Resources Council 1971 definiu Zoneamento por Zoneamento envolve a divis o de unidades governamentais em distritos e a regulamenta o dentro desses distritos de a usos de estruturas e da terra b altura e volume das estruturas c o tamanho dos lotes e densidade de uso As caracter sticas do Zoneamento que o distingue de outros controles que a regulamenta o varia de distrito para distrito Por essa raz o o Zoneamento pode ser usado para estabelecer padr es especiais para uso da terra em reas sujeitas inunda o A divis o em distritos de terras atrav s da comunidade usualmente baseada em planos globais de uso que orien tam o crescimento da comunidade Condi es t cnicas do zoneamento O risco de ocorr ncia de inunda o varia com a respectiva cota da v rzea As reas mais baixas obviamente est o sujeitas a maior frequ ncia de ocorr ncia de enchentes Assim sendo a delimita o das reas do zoneamento depende das cotas altim tricas das reas urbanas O rio possu normalmente um ou mais leitos O leito menor corresponde a se o de escoamento em regime de estiagem ou de n veis
30. rio de Hidrologia Urbana e Drenagem Belo Horizonte ABRH SIMONS D B et al 1977 Flood flows stages and damages Fort Collins Colorado State University SUDERSHA 2002 Medidas n o estruturais Plano Diretor de Drenagem Urbana da Regi o Metropolitana de Curitiba CH2MHILL Engenharia do Brasil Lt da TASK 1962 Guide for the development of flood plain regulation Journal of the Hydraulics Division American Society of Civil Engineers New York v 88 n 5 p 73 119 Sept TUCCI C E M 1993 Hidrologia Ci ncia e Aplica o Editora da UFRGS ABRH 952p 140 Carlos E M Tucci TUCCI C E M 1998 Modelos Hidrol gicos ABRH Editora da Universidade 652p TUCCI C E M 2000 a Plano Diretor de Drenagem Urbana da Regi o Metropoli tana de Curitiba Memorando n 8 CHMHill SUDHERSA TUCCI C E M GENZ F 1994 Medidas de controle de inunda es in Estudos Hidrossedimentol gicos do Alto Paraguai IPH MMA TUCCI C E M PORTO R L 2000 Storm hydrology and urban drainage In Tucci C Humid Tropics Urban Drainage cap tulo 4 UNESCO TUCCI C e SIM ES LOPES M 1985 Zoneamento das reas de inunda o rio Uruguai Revista Brasileira de Engenharia Caderno de Recursos H dricos Rio de Janei ro v 3 n 1 p 19 45 maio URBONAS B ROESNER L A 1993 Hydrologic Design for Urban Drainage and Flood Control In Handbook of Hydrology D R Maidment ed Cap 28 URBONAS B STAHRE P 1993 Stormwater
31. rio se refere a parcela comum das ruas e fica _ 15 A Ctp AA Considere uma bacia que necessita R 3 milh es de investimentos para o Plano Diretor A rea imperme vel de 40 e a rea da bacia de 5 km A taxa a ser paga para um terreno de 300 m para implanta o das medidas na bacia obtida por ips e 15 0 751 67 5 3 375 i A18 Txp A17 Na tabela abaixo s o apresentados os valores de acordo com a rea imperme vel do lote rea imperme vel Tx A R 0 67 50 10 101 25 20 135 00 30 168 75 40 202 50 50 236 25 60 270 00 70 303 75 80 337 50 Tabela A2 Taxa para implementa o do Plano Diretor da bacia para um lote de 300 m 146 Carlos E M Tucci ANEXO B Decreto de regulamenta o municipal para controle da drenagem urbana proposto para Porto Alegre RS Brasil DECRETO N DE DE Regulamenta o controle da drenagem urbana O Prefeito Municipal de Porto Alegre usando de suas atribui es legais e tendo em vista os Art 97 e Art 135 60 da Lei Complementar 434 99 e considerando que compete ao poder p blico prevenir o aumento das inunda es devi do impermeabiliza o do solo e canaliza o dos arroios naturais o impacto resultante da impermeabiliza o produz aumento de fre qu ncia de inunda es piora da qualidade da gua e aumento do transporte de material s lido degradando o ambiente urbano deve ser responsabilidade de cada empreendedor a manuten o
32. situa o do controle de enchentes nas reas urbanas brasileiras de vido urbaniza o t m sido realizado de forma equivocada com sens veis preju zos para a popula o A seguir realizado um breve hist rico deste enfoque e os principais problemas identificados A origem dos impactos devido a drenagem urbana que ocorrem na maioria das cidades brasileiras s o as seguintes Princ pio dos projetos A drenagem urbana tem sido desenvolvida com base no princ pio equivocado de que A melhor drenagem a que retira a gua excedente o mais r pido poss vel do seu local de origem N o consideram a bacia como sistema de controle todos os impac tos gerados em cada projeto s o transferidos de um ponto a outro dentro da bacia atrav s de condutos e canaliza es 98 Carlos E M Tucci Em consequ ncia destes projetos ocorrem os impactos citados nos itens anteriores com elevado preju zo para diferentes grupos da popula o e para o poder p blico Na microdrenagem os projetos aumentam a vaz o e esgotam todo o seu volume para jusante Na macrodrenagem a tend ncia de controle da drenagem urbana atrav s da canaliza o dos trechos cr ticos Este tipo de solu o segue a vis o particular de um trecho da bacia sem que as conseq ncias sejam previstas para o restante da mesma ou dentro de diferentes horizontes de ocupa o urbana A canaliza o dos pontos cr ticos acaba apenas transferindo a inunda o de um lugar
33. v rios elementos antr picos s o in troduzidos na bacia hidrogr fica que atuam sobre o ambiente Alguns dos principais problemas s o discutidos a seguir Aumento da Temperatura As superf cies imperme veis absorvem parte da energia solar aumentando a temperatura ambiente produzindo ilhas de calor na parte central dos centros urbanos onde predomina o concreto e o asfalto O asfalto devido a sua cor absorve mais energia do que as superf cies naturais e o concreto A medida que a sua superf cie envelhece escure ce e aumenta a absor o de radia o solar O aumento da absor o de radi a o solar por parte da superf cie aumenta a emiss o de radia o t rmica de volta para o ambiente gerando calor O aumento de temperatura tam b m cria condi es de movimento de ar ascendente que pode criar de au mento de precipita o Silveira 1997 mostra que a parte central de Porto Alegre apresenta maior ndice pluviom trico que a sua periferia atribuindo essa tend ncia a urbaniza o Aumento de sedimentos e material s lido Durante o desenvolvimento urbano o aumento dos sedimentos produzidos pela bacia hidrogr fica significativo devido s constru es limpeza de terrenos para novos loteamentos constru o de ruas avenidas e rodovias entre outras causas Na figura 3 20 pode se observar a tend ncia de produ o de sedimentos de uma bacia nos seus diferentes est gios de desenvolvimento As principais consequ n
34. vaz o m xima e o hidrograma resultante Um reservat rio sem controle de opera o aquele que n o disp e de comportas de vertedor ou de fundo e a cheia regulada pelas condi es do vertedor livre Quando existem comportas poss vel utilizar com mais efici ncia o volume dispon vel para controle da enchente No per odo chu voso os primeiros hidrogramas tendem a ser de menor porte at que as perdas sejam atendidas e o solo saturado Estes hidrogramas podem ocupar o volume dispon vel no reservat rio resultando pouco espa o para reduzir o pico das cheias maiores subsequentes figura 3 84 regra operacional pode ser a seguinte a o reservat rio deve pro curar operar de tal forma a escoar a vaz o natural at que a jusante sejam atingidas as cotas limites Qerit b a partir deste momento utilize o volu me do reservat rio para manter ou reduzir a vaz o figura 3 8b Estas con di es operacionais dependem do projeto do reservat rio e de seus rg os extravasores Widrograma naturol Q ims v do pico N vel m ximo Cristo do vertedor TEMPO Figura 3 7 Efeito do Reservat rio Para a busca das melhores condi es de projeto e opera o necess rio simular o escoamento no reservat rio identificando qual a opera o mais eficiente Inunda es e Drenagem Urbana 69 Hidrograma Q natural m3 s japa Q imda naturol Vaz o amortecida vaz o Der Ze amortecidao a
35. veis O custo total da ope ra o e manuten o igual Ab Ct 100 Cu A Cu A A7 Utilizando as equa es A2 e A6 na equa o A7 resulta Ab Cu Ct 15 8 0 842 A A8 100 O custo unit rio das reas imperme veis fica 100 Ct i Ab 15 8 0 842 Ai onde Cu em R m para Ct em milh es Ab em km Conhecidos os valores de Ct Ab e Ai da bacia total O valor de Cui fixado para a bacia ou para rea total em quest o O c lculo do custo a ser pago por propriedade fica Cu A9 A Tx Cui Ai Cup Ap A10 T00 Inunda es e Drenagem Urbana 143 A Tx 5 Cu A 0 158Cu 100 A A Cu 1 100 onde a rea da propriedade em m e Ai a rea imperme vel da rea A em A express o de Ai pode ser obtida da equa o 5 substituindo na equa o 11 fica Tx 15 8 0 842 A A11 A Cu Tx 28 43 0 6321 A12 100 Para verificar a coer ncia desta equa o considere uma bacia onde a rea imperme vel total de 40 Para que a rea total da bacia tenha 40 de reas imperme veis a rea imperme vel dos lotes ter 1 33 33 e considerando A Ab utilizando as equa es 11 e 12 deve se obter Tx Ct Tabela A1 Exemplo do rateio de custo baseado na rea imperme vel do lote Prea imperme vel Taxa anual para um terreno de 300 m2 R 5 26 86 10 29 59 20 35 04 30 40 49 40 45 94 50 51 39 60 56 84 70 62 29 80 67 74 Para exem
36. vel de polui o resultante deste escoamento as cargas dos diferentes componentes visando estabelecer medidas de controle adequadas Os objetivos do programa s o de aumentar a informa o de precipi ta o vaz o par metros de qualidade da gua de algumas bacias representa tivas do desenvolvimento urbano e acompanhar qualquer altera o do seu comportamento frente ao planejamento previsto Para o desenvolvimento deste programa pode se utilizar a seguinte sequ ncia metodol gica 4 Levantamento de vari veis hidrol gicas e de par metros de qualida de da gua Para os mesmos locais identificar os principais indicadores de ocu pa o urbana para os mesmos per odos dos dados coletados 4 Preparar um plano de complementa o da rede existente Criar um banco de dados para receber as informa es existentes e coletadas Implementar a rede prevista e torn la operacional Avalia o e monitoramento de reas imperme veis O desenvolvimen to urbano da cidade din mico o monitoramento da densifica o urbana importante para avaliar o impacto sobre a infra estrutura da cidade Em estudos hidrol gicos desenvolvidos nos ltimos anos com dados de cidades brasileiras incluindo S o Paulo Curitiba e Porto Alegre Campana e Tucci 1994 apresentaram uma rela o bem definida entre a densifica o urbana e as reas imperme veis Portanto o aumento da densifica o tem rela o direta com o aumento da imperm
37. 29 3 a 1 4 1998 Presidente Prudente S o Paulo COLSON N V 1974 Characterization ant treatment of urban land runoff EPA 670 2 74 096 EPA 1985 Methodology for analysis of detention basins for control of urban runoff quality Washington Environmental Protection Agency 440 5 87 001 ESTADOS UNIDOS Departament of tranportation 1979 Design of urban highway drainage Washington Federal Highway Administration FUJITA S 1984 Experimental Sewer Systems for Reduction of Urban Storm Runoff In INTERNATIONAL CONFERENCE ON URBAN STORM DRAINAGE 3 1984 G teborg Proceedings G terburg Chalmers University of Technology 4v v3 p 1211 1220 FUJITA S 1993 Stormwater goes to ground as Japan chooses infiltration Water Quality International London n 3 p 18 19 GUARULHOS 2000 C digo de Obras do Munic pio de Guaruihos Lei 5617 de 9 de novembro de 2000 Mujnic piuo de Guarulhos HOGLAND W NIEMCZYNOWICZ J 1986 The unit Superstructure A New Construction to prevent groundwater depletion In BUDAPEST SYMPOSIUM 1986 Conjuntive Water Use Procecedings Wallingford IAHS 547p 512 522 International Association of Hydrological Sciences Publication n 156 HOLMSTRAND O 1984 Infiltration of Stormwater research at Chalmers University of Technology Results and examples of Application In 138 Carlos E M Tucci INTERNATIONAL CONFERENCE ON URBAN STORM DRAINAGE 3 1984 G teborg proceedings G teborg
38. 3 INUNDA ES E DRENAGEM URBANA Carlos E M Tucci 3 1 Inunda es urbanas inunda o urbana uma ocorr ncia t o antiga quanto as cidades ou qualquer aglomeramento urbano A inunda o ocorre quando as guas dos rios riachos galerias pluviais saem do leito de escoamento devido a falta de capacidade de transporte de um destes sistemas e ocupa reas onde a popu la o utiliza para moradia transporte ruas rodovias e passeios recrea o com rcio industria entre outros Estes eventos podem ocorrer devido ao comportamento natural dos rios ou ampliados pelo efeito de altera o produzida pelo homem na urba niza o pela impermeabiliza o das superf cies e a canaliza o dos rios Quando a precipita o intensa e o solo n o tem capacidade de infiltrar grande parte do volume escoa para o sistema de drenagem superando sua capacidade natural de escoamento O excesso do volume que n o consegue ser drenado ocupa a v rzea inundando de acordo com a topografia das reas pr ximas aos rios Estes eventos ocorrem de forma aleat ria em fun o dos processos clim ticos locais e regionais Este tipo de inunda o denomina do neste livro de inunda o ribeirinha Na medida que a popula o impermeabiliza o solo e acelera o escoa mento atrav s de condutos e canais a quantidade de gua que chega ao mes mo tempo no sistema de drenagem aumenta produzindo inunda es mais frequentes do que as que existiam quando
39. Best Management Practices and Detetion Prentice Hall Englewood Cliffs New Jersey 450p U S Army Corps of Enginners 1976 Guidelines for flood damage reduction Sacra mento VEN FH M 1990 Water Balances of Urban Areas in DUISBERG SYMPOSIUM 1988 Hydrological Processes and Water Management in Urban Areas IAHS p21 32 International Association of Hydrological Sciences Publication 198 YOSHIMOTO T SUETSUGI T 1990 Comprehensive Flood Disaster Prevention Measures in Japan in DUISBERG SYMPOSIUM 1988 Hydrological Processes and Water Management in Urban Areas IAHS p175 183 International Association of Hydrological Sciences Publication 198 WATER RESOURCES COUNCIL 1971 Regulation of flood hazard areas to reduce flood losses Washington WEIBEL S R ANDERSON R J WOODWARD R L 1964 Urban Land Runoff as a factor in stream pollution Journal Water Pollution Control Federation Washington V 36 n 7 914 924 Inunda es e Drenagem Urbana 141 WILKEN P 1978 Engenharia de drenagem superficial S o paulo CETESB WRI 1992 World Resources 1992 1993 New York Oxford University Press 385p WRIGHT A M 1997 Toward a Strategic Sanitation Approach Improving the sustentatibility of urban Sanitation in Developing Countries UNDP World Bank 38p ANEXO A A1 Rateio dos custos de opera o e manuten o da rede O custo unit rio uniforme seria Ct C R M A1 onde Ab a rea da bacia em km e Ct
40. Inunda es e Drenagem Urbana 83 m dios O leito maior pode ter diferentes lances de acordo com a se o transversal considerada e a topografia da v rzea inund vel Esse leito o rio costuma ocupar durante as enchentes Quando o tempo de retorno de extravasamento do leito menor superior a 2 anos existe a tend ncia da popula o em ocupar a v rzea nas mais diversas e significativas formas socioecon micas Essa ocupa o gera por ocasi o das cheias danos de grande monta aos ocupantes dessas reas e tamb m s popula es a mon tante que s o afetadas pelas eleva es de n veis decorrentes da obstru o ao escoamento natural causada pelos primeiros ocupantes figura 3 14 AUMENTO DE N VEL DA ENCHENTE DEPOIS DO DESENVOLVIMENTO Figura 3 14 Invas es da v rzea A se o de escoamento do rio pode ser dividida em tr s partes princi pais para efeito de zoneamento figura 3 15 descritas a seguir Zona de passagem da enchente faixa 1 Esta parte da se o deve ficar liberada para funcionar hidraulicamente evitando gerar aumento de n veis para montante Qualquer constru o nessa rea reduzir a rea de escoa mento elevando os n veis a montante desta se o figura 3 15 Portanto em qualquer planejamento urbano deve se procurar manter esta zona desobstru da Os crit rios t cnicos geralmente utilizados s o os seguintes a determine a cheia de 100 anos de tempo de retorno ou a que dete
41. a o entendido neste texto como a probabilidade p de ocorr ncia de um valor igual ou superior num ano qual quer O tempo de retorno T o inverso da probabilidade p e representa o tempo em m dia que este evento tem chance de se repetir E E 3 1 Para exemplificar considere um dado que tem seis faces n meros 1 a 6 Numa jogada qualquer a probabilidade de sair o n mero 4 p 1 6 1 chance em seis possibilidades O tempo de retorno em m dia o n mero de jogadas que o n mero desejado se repete Nesse caso usando a equa o 3 1 acima fica T 1 1 6 6 Portanto em m dia o n mero 4 se repete a cada seis jogadas Sabe se que esse n mero n o ocorre exatamente a cada seis jogadas mas se jogarmos milhares de vezes e tirarmos a m dia certa mente isso ocorrer Sendo assim o n mero 4 pode ocorrer duas vezes seguidas e passar muitas sem ocorrer mas na m dia se repetir em seis joga das Fazendo uma analogia cada jogada do dado um ano para as enchentes O tempo de retorno de 10 anos significa que em m dia a cheia pode se repetir a cada 10 anos ou em cada ano esta enchente tem 10 de chance de ocorrer O risco ou a probabilidade de ocorr ncia de uma precipita o ou va z o igual ou superior num determinado per odo de n anos Eis 3 2 Por exemplo qual a chance da cheia de 10 anos ocorrer nos pr ximos 5 anos ou seja deseja se conhecer qual a probabilidade de ocorr ncia para um per odo e n
42. a o e manuten o veja anexo 4 C lculo do custo de opera o e manuten o calculado com base no custo de opera o total da cidade pois as diferen as geogr ficas n o s o significativas e a separa o de custo operacional por bacia mais complexo No anexo apresentada a metodologia de rateio de custo para as reas n o controladas baseado no volume de escoa mento gerado em cada superf cie Cen rios de desenvolvimento Deve se considerar dois aspectos quanto ao desenvolvimento urbano do plano a cen rios futuros b medidas de controle adotadas nos cen ri os Os principais cen rios identificados quanto ao desenvolvimento urbano podem ser I Atual Condi es de urbaniza o atual envolve a ocupa o urbana no momento do desenvolvimento do Plano obtido de dados demogr ficos e imagens de sat lite II Cen rio PDDU Cen rio previsto no Plano Diretor de Desenvolvi mento Urbano O plano de desenvolvimento urbano em vigor na cidade estabelece diferentes condicionantes de ocupa o urbana para a cidade III Cen rio atual PDDUA Este cen rio envolve a ocupa o atual para as partes da bacia onde o Plano foi superado na sua previs o enquanto que para as reas em que o Plano n o foi superado foi considerado o valor de densifica o previsto no mesmo IV Cen rio de ocupa o m xima Este cen rio envolve a ocupa o m xima de acordo com o que vem sendo observado em diferentes partes d
43. a o seja efetiva necess rio modificar estas condi es para o trecho que atua hidraulicamente sobre a rea de interesse Aprofundando o canal a linha de gua rebaixada evitando inun da o mas as obras poder o envolver um trecho muito extenso para ser efetiva o que aumenta o custo figura 3 13a A amplia o da se o de medi o produz redu o da declividade da linha de gua e redu o de n veis para montante figura 3 13b Estas obras devem ser examinadas quan to altera o que podem provocar na energia do rio e na estabilidade do leito Os trechos de montante e jusante das obras podem sofrer sedimenta o ou eros o de acordo com altera o produzida Medidas n o estruturais As medidas estruturais n o s o projetadas para dar uma prote o com pleta Isto exigiria a prote o contra a maior enchente poss vel Esta prote o fisicamente e economicamente invi vel na maioria das situa es A medida estrutural pode criar uma falsa sensa o de seguran a permitindo a amplia o da ocupa o das reas inund veis que futuramente podem resul tar em danos significativos As medidas n o estruturais em conjunto com as anteriores ou sem essas podem minimizar significativamente os preju zos com um custo menor O custo de prote o de uma rea inund vel por medidas estruturais em geral superior ao de medidas n o estruturais Em Denver Estados Unidos em 1972 o custo de prote o po
44. a cidade que se encontram neste est gio Este cen rio representa a situa o que ocorrer se o disciplinamento do solo n o for obedecido O primeiro cen rio citado no item anterior representa o est gio pr xi mo do atual o segundo o cen rio previsto pelo PDDU da cidade O terceiro cen rio representa a situa o mais realista pois aceita os desenvol vimento realizados fora do Plano Diretor e para o restante das reas ainda em desenvolvimento o Plano previsto Quanto as medidas de controle adotadas em cada cen rio de desen volvimento urbano deve se considerar o seguinte Inunda es e Drenagem Urbana 127 Cen rio atual com as medidas de controle estruturais corresponde implementa o das medidas estruturais em cada bacia amortecendo as inun da es sem que sejam examinadas as consequ ncias futuras da regulamen ta o no crescimento da cidade Cen rio atual PDDU com as medidas de controle estruturais Este cen rio corresponde a implementa o das medidas estruturais baseadas no terceiro cen rio de desenvolvimento urbano Nesta situa o as interven es admitem que as medidas de regulamenta o n o foram implementadas ou s o condicionantes que permitem uma folga para o sistema de drena gem Risco de projeto O risco de 10 anos de tempo de retorno geralmente escolhido para dimensionamento da macrodrenagem Este tempo de retorno representa um compromisso entre o custo das obras e a frequ ncia ac
45. a previs o com base na precipita o Hg iri om Iiri ate Hain ce Gui tor tEmPO b previs o com base no n vel ou vaz o Figura 3 5 Alternativas de previs o de vaz o em tempo real 62 Carlos E M Tucci A previs o quando conhecida a precipita o na bacia realizada com base numa rede telem trica de coleta e transmiss o de dados no caso anterior esta rede n o dispens vel e o referido modelo matem tico de transforma o de precipita o em vaz o anteced ncia de previs o menor neste caso e est limitada ao tempo m dio de deslocamento da enchente figura 3 54 A previs o a curto prazo com base em posto montante da se o de interesse depende das caracter sticas do rio ou seja da rea contro lada da bacia Neste caso o tempo de anteced ncia menor que os anteri ores figura 3 5b Quando a bacia intermedi ria da situa o anterior apre sentar uma contribui o significativa a combina o dos dois processos an teriores utilizada na previs o em tempo atual figura 3 5c A apresenta o dos modelos de previs o em tempo atual foge ao escopo deste livro e pode ser encontrado na literatura especializada Tucci 1998 Predi o As estimativas de inunda o de um determinado local pode ser reali zada com base em a s rie observada de vaz es b regionaliza o de vaz es c com base na precipita o e uso de modelo precipita o vaz o Estas metodologias estima
46. a da inunda o em ter mos estat sticos sem precisar quando ocorrer a cheia A predi o se baseia na estat stica de ocorr ncia de n veis no passado e permite estabelecer os n veis de enchente para alguns riscos escolhidos Previs o de cheia de curto prazo Para efetuar a previs o de cheia a curto prazo s o necess rios siste mas de coleta e transmiss o de dados e metodologia de estimativa Os siste mas s o utilizados para transmitir os dados de precipita o n vel e vaz o durante a ocorr ncia do evento O processo de estimativa realizado atra v s do uso de modelos matem ticos que representam o comportamento das diferentes fases do ciclo hidrol gico Complementarmente necess rio um Plano de Defesa Civil quando a enchente atinge uma rea habitada ou no caso de opera o de reservat rio um sistema de emerg ncia e opera o A previs o de n veis de enchentes pode ser realizada com base em figura 3 5 a previs o da vaz o conhecida a precipita o b vaz o de montante c combina o dos dois ltimos No primeiro caso necess rio estimar a precipita o que cair sobre a bacia atrav s do uso de equipamento como radar ou de sensoriamento remoto seguir conhecida a precipita o sobre a bacia poss vel estimar a vaz o e o n vel atrav s de modelo matem tico que simule a transforma o de precipita o em vaz o Inunda es e Drenagem Urbana 61 Piw om Hor TENDO
47. a poss vel das condi es naturais As vantagens e desvantagens dos dispositivos que permitem maior infiltra o e percola o s o as seguintes Urbonas e Stahre 1993 aumento da recarga redu o de ocupa o em reas com len ol fre tico baixo preserva o da vegeta o natural redu o da polui o transportada para os rios redu o das vaz es m ximas jusante redu o do tamanho dos condutos 4 os solos de algumas reas podem ficar imperme veis com o tempo falta de manuten o aumento do n vel do len ol fre tico atingindo constru es em subsolo A infiltra o o processo de transfer ncia do fluxo da superf cie para o interior do solo A capacidade de infiltra o depende das caracter sticas do solo Inunda es e Drenagem Urbana 103 e do estado de umidade da camada superior do solo denominada tamb m de zona n o saturada velocidade do fluxo de gua atrav s da camada n o saturada do solo at o len ol fre tico zona saturada denominado de percola o A percola o tamb m depende do estado de umidade da camada superior do solo e do tipo de solo Determinados tipos de solos apresentam maiores dificuldades de percola o e pequeno volume de armazenamento o que inviabiliza seu uso j que poder o a manter n veis de gua altos por muito tempo na superf cie b ter pouco efeito na redu o do volume final do hidrograma Os principais dispositivos para criar maior infil
48. a superf cie era perme vel e o escoamento se dava pelo ravinamento natural Esta inunda o devido a urbaniza o ou na drenagem urbana Estes dois efeitos podem ocorrer isoladamente ou combinados mas geralmente as inunda es ribeirinhas ocorrem em bacias de grande m dio e porte gt 500 km no seu trecho onde a declividade baixa e a se o de 46 Carlos E M Tucci escoamento pequena enquanto que as inunda es na drenagem urbana ocor rem em pequenas bacias urbanizadas 1 100 km2 a exce o s o grandes cidades como S o Paulo Os problemas resultantes da inunda o dependem do grau de ocupa o da v rzea pela popula o no primeiro caso e da impermeabiliza o e canaliza o da rede de drenagem no segundo As inunda es ribeirinhas tem sido registradas junto com a hist ria do desenvolvimento humano As inunda es devido a urbaniza o tem sido mais frequente neste s culo com o aumento significativo da urbaniza o das cidades e a tend ncia dos enge nheiros de drenarem o escoamento pluvial o mais r pido poss vel das reas urbanizadas Neste cap tulo apresentado a seguir um hist rico sobre as inunda es o gerenciamento das inunda es ribeirinhas e devido a drenagem ur bana e os princ pios do Plano Diretor de Drenagem Urbana 3 2 Hist rico da conviv ncia com a inunda o As inunda es s o mais antigas que a exist ncia do homem na terra O homem sempre procurou se localizar perto
49. a zona de passagem da cheia na qual a municipalidade neces sita gradualmente remover as obras que obstruem o escoamento Para manter a mem ria das inunda es nas ruas pode se utilizar a pintura dos postes de luz com diferentes cores Isto democratiza a informa o sobre a inunda o e evita problemas imobili rios de compra e venda nas reas de risco Quanto s constru es j existentes nas reas de inunda o dever ser realizado um cadastramento completo das mesmas e estabelecido um plano para reduzir as perdas no local bem como quelas provocadas pelo remanso resultante da obstru o do escoamento V rias s o as condi es existentes que dever o ser analisadas caso a caso Algumas situa es podem ser a para as obras p blicas como escolas hospitais e pr dios administra tivos deve se verificar a viabilidade de proteg los ou remov los para reas seguras a m dio prazo b as subabita es como favelas e habita es de popula o de baixa renda devem ter sua transfer ncia negociada para reas mais seguras c para reas industriais e comerciais pode se incentivar as medidas de prote o s constru es e se for o caso de toda a rea s expensas dos beneficiados Quando ocorrem remo es ou transfer ncias o poder p blico deve estar preparado com planos urbanos para destinar estas reas para outros usos ou finalidades de lazer parques evitando que venham a ser ocupadas novamente por subabita
50. ado pela drenagem e a contamina o da gua subterr nea as estrat gias s o as seguintes Para as reas onde n o existe rede de esgoto cloacal ou existe grande quantidade de liga es de efluentes cloacais na rede pluvial as medi das de controle priorizaram o controle quantitativo Este tipo de medida utiliza a deten o apenas para o volume excedente da capa cidade de drenagem atual evitando que o escoamento em estiagem e o volume da primeira parte do hidrograma contamine as deten es Estas reas de armazenamento s o mantidas a seco durante o ano e somente nos eventos com tempo de retorno acima de 2 anos s o utilizadas Em alguns casos necess rio utilizar estas reas para riscos menores devido a baixa capacidade da rede existente Quando a rede cloacal estiver implementada o Plano no seu segun do est gio pode ser implementado modificando se o sistema de escoamento junto as deten es para que as mesmas possam tam b m contribuir para o controle da qualidade da gua do pluvial 4 Para o controle da contamina o dos aqu feros e o controle de ma terial s lido dever o ser criados programas de m dio prazo visando a redu o desta contamina o atrav s de medidas distribu das pela cidade Avalia o econ mica A viabilidade econ mica do Desenvolvimento das Medidas Estrutu tais e o Controle ao longo do tempo da drenagem urbana depende da capa cidade econ mica de implementa o das medidas Os cus
51. ansmiss o de informa es 4 sistema de processamento de informa es modelo de previs o de vaz es e n veis procedimentos para acompanhamento e transfer ncia de informa es para a Defesa Civil e Sociedade planejamento das situa es de emerg ncia atrav s Defesa Civil Os tr s primeiros itens envolve o estabelecimento de procedimentos t cnicos espec ficos e a modelagem do local de interesse Normalmente es tas atividades s o desenvolvidas por entidades que operam a rede de alerta estadual Os dois itens seguintes envolvem a transfer ncia dos n veis para po pula o atrav s de diferentes condi es que podem ser as seguintes Inunda es e Drenagem Urbana 77 1 n vel de acompanhamento n vel a partir do qual existe um acom panhamento por parte dos t cnicos da evolu o da enchente Nes se momento alertada a Defesa Civil da eventualidade da chegada de uma enchente Inicia se nesse momento a previs o de n veis em tempo real 2 n vel de alerta quando atingida a cota inferior a que produz preju zos Com base nesta cota existe forte probabilidade de ocor rer inunda es A Defesa Civil e administra es municipais pas sam a receber regularmente as previs es para a cidade 3 n vel de emerg ncia quando previsto que dentro do tempo de previs o ser atingida a cota que produz preju zos A popula o passa a receber as informa es Essas informa es s o o n vel atual e previ
52. argura do escoamento confinando o fluxo s o o aumento do n vel de gua na se o para a mesma vaz o aumento da velocidade e eros o das margens e da se o e redu o do tempo de viagem da onda de cheia agravando a situa o de outras se es a jusante O maior risco existente na constru o de um dique a defini o correta da enchente m xima prov vel pois existir sem pre um risco de colapso quando os danos ser o piores se o mesmo n o existisse O dique permite prote o localizada para uma regi o ribeirinha Deve se evitar diques de grandes alturas pois existe sempre o risco de rompimen to para uma enchente maior do que a de projeto Hidraulicamente o dique reduz a se o de escoamento e pode provo car aumento da velocidade e dos n veis de inunda o figura 3 11 Para que isso n o ocorra as condi es de fluxo n o devem se alterar ap s a constru o do dique Estas condi es podem ser simuladas em condi o de regime permanente para as vaz es de projeto Esta metodologia n o deve ser usada para escoamento sujeito ao efeito de mar pois resultar numa cota superdimensionada Para tanto deve se utilizar um modelo hidrodin mico Os diques s o normalmente constru dos de terra com enrocamento e de concreto dependendo das condi es locais Na constru o de diques para a prote o de reas agr colas o risco de colapso adotado pode ser mais alto que em reas urbanas sempre que os danos poten
53. at sticas desta compara o A barragem Oeste que n o produziu aumento se mos trou mais eficiente na conten o das inunda es enquanto que a barragem Sul aparentemente n o possui volume e projeto adequado para redu o sig nificativa das inunda es 70 Carlos E M Tucci Figura 3 9 Bacia do rio Itaja e barragens de controle de cheias Tabela 3 5 Estat sticas antes e depois da constru o da barragem no rio Itaja Estat stica Barragem Precipita o Precipita o Sul Anual mm m3 s mm M dia Antes da barragem Depois da barragem Desvio padr o Antes 1934 1972 1935 1974 1942 1972 1942 1972 1973 1983 1975 1984 1973 1984 1973 1984 1 precipita o do m s no qual ocorre a cheia m xima anual Inunda es e Drenagem Urbana 71 Barragens com uso m ltiplo Quando existe uma barragem projetada para abastecimento de gua irriga o ou energia el trica geralmente o obje tivo manter o volume do reservat rio o mais alto poss vel Nestas condi es a capacidade de amortecer as inunda es m nima Existe um conflito natural entre estes usos A metodologia geralmente utilizada para atender aos objetivos conflitantes se baseia na reserva de um volume de espera no reservat rio que minimize os impactos da inunda o a montante e a jusante da barragem figura 3 10 Este volume mantido livre para receber os volumes de inun da o e reduzir a vaz o para jusante procurando at
54. atural Resource Valuation and Policy in Brazil Methods and Cases pp 174 187 New York Columbia University Press NAKAE T BRIGHETTI G 1993 Dragagem a longa dist ncia aplicada ao desassoreamento da calha do rio Tiet Anais X Simp sio brasileiro de recursos h dricos Gramado Inunda es e Drenagem Urbana 139 OLIVEIRA M G B BAPTISTA M B 1997 An lise da evolu o temporal da produ o de sedimentos na bacia hidrogr fica da Pampulha e avalia o do assoreamento do reservat rio Anais XII Simp sio Brasileiro de Recursos H dricos ABRH Vit ria PMBH 1996 Plano Diretor Urbano Prefeitura Municipal de Belo Horizonte PMPA 2000 Segundo Plano de Desenvolvimento Urbano e Ambiental de Porto Alegre Prefeitura Municipal de Porto Alegre RAMOS M M G 1998 Drenagem Urbana Aspectos urban sticos legais e metodol gicos em Belo Horizonte Disserta o de Mestrado Escola de Engenharia Universidade Fede ral de Minas Gerais REZENDE B e TUCCI CE M 1979 An lise hidr ulica e hidrol gica dos problemas de inunda o urbana na cidade de Estrela R Relat rio T cnico p 29 ROESNER L A TRAINA P 1994 Overview of federal law and USEPA regulations for urban runoff Water Science amp Technology V29 n 1 2 p445 454 SCHUELLER T 1987 Controlling Urban Runoff A Practical Manual for Planning and Designing Urban BMPs SILVEIRA A L L 1999 Impactos Hidrol gicos da urbaniza o em Porto Alegre 40 Semin
55. az o m xima Ql partir do qual o rio inunda a sua margem Nos per odos de enchentes existir o eventos em que a barragem n o ter condi es de amortecer a vaz o e ocorrer inunda es A percep o p blica desta situa o geralmente de culpar a barragem pelo ocorrido portanto necess rio que o empreendimento tenha um eficiente sistema operacional e observa o confi vel dos dados hidrol gicos necess rios a demonstra o das con di es operacional para a defesa de suas a es Montante A constru o de um reservat rio pode produzir os seguintes im pactos para montante a de acordo com a vaz o afluente a regra operacional e a capacidade de escoamento a linha de gua de remanso pode inundar ou pro vocat represamentos para montante b as condi es do item anterior podem ser alterar com o tempo de vido ao assoreamento do reservat rio que ocorre inicialmente no seu trecho mais a montante Devido a isto os n veis de inunda o anteriormente projetados podem aumentar atingindo reas fora do limite desapropriado 68 Carlos E M Tucci Barragem para controle de inunda o O reservat rio de controle de enchentes funciona retendo o volume do hidrograma durante as enchentes reduzindo o pico e o impacto a jusante do barramento Na figura 3 7 obser va se o hidrograma natural de um rio Considerando um volume V do hidrograma capaz de ser retido por um reservat rio pode se observar a redu o da
56. ciais sejam somente econ micos Quando o colapso pode pro duzir danos humanos o risco deve ser menor e a obra complementada por um sistema de previs o e alerta em tempo atual Tanto em bacias rurais como urbanas necess rio planejar o bombeamento das reas laterais con tribuintes ao dique caso contr rio chuvas sobre estas bacias laterais ficam represadas pela maior cota do rio principal ou acumuladas no seu interior se n o existirem drenos com comportas figura 3 12 Inunda es e Drenagem Urbana 73 4 pE Na ai delimita o da dres de inunda o Figura 3 11 Impacto da constru o do dique bombeamento a Se o AA Figura 3 12 Dique Drenagem da bacia lateral 74 Carlos E M Tucci Modifica es do rio As modifica es na morfologia do rio visam aumen tara vaz o para um mesmo n vel reduzindo a sua freq ncia de ocorr ncia Isto pode ser obtido pelo aumento da se o transversal ou pelo aumento da velocidade Para aumentar a velocidade necess rio reduzir a rugosidade tirando obstru es ao escoamento dragando o rio aumentando a declividade pelo corte de meandros ou aprofundando o rio Essas medidas em geral apresentam custos elevados Para a se o de um rio que escoa uma vaz o Q a cota resultante depende da rea da se o da rugosidade raio hidr ulico e da declividade Para reduzir a cota devido a uma vaz o pode se atuar sobre as vari veis mencionadas Para que a modific
57. cias ambientais da produ o de sedimentos s o as seguintes 94 Carlos E M Tucci 4 assoreamento das se es da drenagem com redu o da capacidade de escoamento de condutos rios e lagos urbanos lagoa da Pampulha um exemplo de um lago urbano que tem sido assoreado O arroio Dil vio em Porto Alegre devido a sua largura e pequena profundidade durante as estiagens tem depositado no canal a produ o de sedimentos da bacia e criado vegeta o reduzindo a capacidade de escoamento durante as enchentes transporte de poluentes agregados ao sedimento que contaminam as guas pluviais gt z z S z E z 2 ANO 1957 IN CIO DAS CONSTRU ES CALCULADOS 1989 M XIMA ATIVIDADE NAS CONSTRU ES OBSERVADOS 1961 FINAL DAS ATIVIDADES DE CONSTRU ES Figura 3 20 Varia o da produ o de sedimentos em decorr ncia do desenvolvi mento urbano Dawdy 1967 A medida que a bacia urbanizada e a densifica o consolidada a produ o de sedimentos pode reduzir figura 3 20 mas um outro problema aparece que a produ o de lixo O lixo obstrui ainda mais a drenagem e Inunda es e Drenagem Urbana 95 cria condi es ambientais ainda piores Esse problema somente minimizado com adequada frequ ncia da coleta e educa o da popula o com multas pesadas veja cap tulo anterior Qualidade da gua pluvial A qualidade da gua do pluvial n o melhor que a do
58. cter stica Intervalo Valor frequente Microdrenagem Residencial 2 5 Ps Comercial PA 5 reas de pr dios 2S5 5 p blicos Aeroporto 5 10 5 reas comerciais 5 10 10 Avenidas Macrodrenagem 10 25 10 Zoneamento de reas 5 100 100 ribeirinhas limite da rea de regulamenta o 3 4 Inunda es ribeirinhas 3 4 1 Caracter sticas e impactos As inunda es podem ocorrer devido as condi es naturais ou gera das por uso do solo como urbaniza o ou obras hidr ulicas Neste cap tulo ser o abordadas as inunda es naturais e as relacionadas com a exist ncia de barragens para controle ou para outros usos dos Recursos H dricos Quando a precipita o intensa e a quantidade de gua que chega simultaneamente ao rio superior sua capacidade de drenagem ou seja a da sua calha normal resultam inunda o nas reas ribeirinhas Os proble mas resultantes da inunda o dependem do grau de ocupa o da v tzea pela popula o e da frequ ncia com a qual ocorrem as inunda es A popula o de maior poder aquisitivo tende a habitar os locais segu ros ao contr rio da popula o carente que ocupa as reas de alto risco de inunda o provocando problemas sociais que se repetem por ocasi o de cada cheia na regi o Quando a frequ ncia das inunda es baixa a popula o ganha confian a e despreza o risco aumentando significativamente o Inunda es e Drenagem Urbana 55 investimento e a densifica o
59. da ba cia Determina o dos par metros com base nos dados observados de precipita o e vaz o Verifica o das rela es existentes e sua adapta o caso seja neces s rio Metodologia para estimativa da qualidade da gua pluvial N o existe nenhuma metodologia de estimativa desenvolvida para a estimativa da qua lidade de gua pluvial com base em dados da realidade urbana brasileira As estimativas s o realizadas com base em dados de par metros de qualidade da gua de cidades americanas ou europ ias com realidade de desenvolvi mento diferente dos condicionantes brasileiros Considerando as limita es destacadas no item anterior observa se para se possa obter estimativas consistentes da qualidade da gua da drena gem pluvial s o necess rios m todos que se baseiem em dados da realidade das bacias da cidade dentro dos seus condicionantes urbanos Desenvolver metodologia para a estimativa da qualidade de gua plu vial com base em dados de bacias Os dados seriam os obtidos dentro do programa de monitoramento destacado no item anterior 134 Carlos E M Tucci A metodologia proposta consiste no seguinte 4 An lise e sele o dos dados de qualidade da gua monitorados se gundo programa do item anterior e outros obtidos dentro da cidade Avalia o da variabilidade temporal e espacial dos par metros de qualidade da gua associados as pr ticas de limpeza urbana sistema de saneamento e outros fatores
60. do Gerit VAZ O CR TICA DE CHEIA TEMPO TENPO a sem controle b com controle Figura 3 8 Opera o do reservat rio Um exemplo de sistema de barragens para o controle de enchentes s o os da bacia do rio Itaja A u em Santa Catarina Brasil figura 3 9 A barragem Oeste localizada no rio Itaja Oeste a montante da cidade de Tai conclu da em 1973 Barragem Sul no Itaja do Sul conclu da em 1975 a montante da cidade de Ituporanga a barragem de Ibirama no rio Rio Herc lio conclu da no final dos anos 80 Esta ltima n o existia durante as enchen tes de 1983 e 1984 O projeto destas barragens utiliza descarregadores de fundo com capacidade que tende a reter muito volume dentro dos reserva t rios utilizando um tempo muito longo para esvaziamento A contribui o das duas primeiras barragens para controle da inunda o de 1983 foi insignificante devido ao grande volume de precipita o que ocorreu duran te 7 dias No caso da inunda o de 1984 que teve uma dura o de apenas 2 dias a contribui o foi maior Fxaminando as s ries de vaz es m ximas antes e depois da constru o das barragens observou se um resultado ines perado que foi o aumento da m dia e desvio padr o das enchentes para uma das se es a jusante de uma das barragens No entanto o resultado deste aumento foi devido tamb m aumento de precipita es na bacia justamente entre os dois per odos Na tabela 3 5 s o apresentadas algumas est
61. do com sua capacidade projetada ao longo do tempo A metodologia pode ser a seguinte 4 Criar um grupo gerencial para manuten o dos sistemas em cons tru o no munic pio Treinar equipe de manuten o Estabelecer programa preventivo de apoio relacionado com res du os s lidos com apoio comunit rio 4 Programa o das a es de limpeza das deten es nos per odos chu VOSOS Sistematizar a quantifica o do volume gerado e sua rela o com programas preventivos Programa de educa o Educa o t cnica e da popula o A falta de conhecimento quanto aos impactos da urbaniza o na drenagem muito grande tanto no ambiente 136 Carlos E M Tucci t cnico como na popula o em geral Isto dificulta a tomada de decis o num ambiente como a da cidade onde a popula o participa diretamente das decis es de investimento da cidade Al m disso os pr prios profissio nais de drenagem urbana necessitam de atualizar para implementa o das medidas previstas no Plano A viabiliza o deste Plano depende de aceita o por parte da popula o e t cnicos independentemente da regulamenta o Portanto necess rio que todos tenham as informa es adequadas para que a gest o seja vi vel Os objetivos s o de Transmitir conceitos sobre o impacto da urbaniza o na drenagem urbana para popula o engenheiros e arquitetos Treinar t cnicos da prefeitura e da iniciativa privada no proj
62. do pela superf cie ou por outra contribuinte que escoe para a rea do pavimento A precipita o obtida com base no tempo de retorno escolhido e da curva Intensidade dura o e frequ ncia do local Para o dimensionamento de um sistema de infiltra o total sem tu bos de drenagem na parte superior do reservat rio o reservat rio de pe dras deve ser grande o suficiente para acomodar o volume do escoamento de uma chuva de projeto menos o volume de escoamento que infiltrado durante a chuva O volume de escoamento superficial gerado pela precipita o pode ser estimado atrav s de We e i t 3 3 onde Vr o volume de chuva a ser retido pelo reservat rio em mm i a intensidade m xima da chuva de projeto em mm h i a taxa de infiltra o do solo em mm h t o tempo de dura o da chuva em horas e c um fator de contribui o de reas externas ao pavimento perme vel e pode ser estimada pela equa o seguinte i Ac c 3 4 Ap onde Ac rea externa de contribui o para o pavimento perme vel e Ap rea de pavimento perme vel A profundidade do reservat rio de pedras do pavimento perme vel determinado por H 3 5 onde H a profundidade do reservat rio de pedras em mm e f a porosidade do material A porosidade pode ser determinada pela equa o peuri V T 3 6 108 Carlos E M Tucci onde V o volume de l quidos V o volume de vazios e V o vol
63. e esse tipo de medida seja totalmente descart vel A pol tica de controle de enchentes certamente poder chegar a solu es estruturais para alguns locais mas dentro da vis o de con junto de toda a bacia onde estas est o racionalmente integradas com outras medidas preventivas n o estruturais e compatibilizadas com o esperado desenvolvimento urbano O controle deve ser realizado considerando a bacia como um todo e n o em trechos isolados Os meios de implanta o do controle de enchentes s o o PDUA as Legisla es Municipal Estadual e o Manual de Drenagem O primeiro estabelece as linhas principais as legisla es controlam e o Manual orienta O controle permanente o controle de enchentes um processo permanente n o basta que se estabele am regulamentos e que se construam obras de prote o necess rio estar atento as potenci ais viola es da legisla o na expans o da ocupa o do solo das reas de risco Portanto recomenda se que e nenhum espa o de risco deve ser desapropriado se n o hou ver uma imediata ocupa o p blica que evite a sua invas o 4a comunidade tenha uma participa o nos anseios nos pla nos na sua execu o e na cont nua obedi ncia das medidas de controle de enchentes educa o a educa o de engenheiros arquitetos agr nomos e ge logos entre outros profissionais da popula o e de administra dores p blicos essencial para que as decis es
64. e propriedade do solo Estas informa es s o essenciais para a defini o das propostas de zoneamento da rea de risco Zoneamento O zoneamento pr priamente dito a defini o de um con junto de regras para a ocupa o das reas de maior risco de inunda o vi sando minimiza o futura das perdas materiais e humanas em face das grandes cheias Conclui se da que o zoneamento urbano permitir um desenvolvimento racional das reas ribeirinhas 82 Carlos E M Tucci A regulamenta o do uso das zonas de inunda o apoia se em mapas com demarca o de reas de diferentes riscos e nos crit rios de ocupa o das mesmas tanto quanto ao uso como quanto aos aspectos construtivos Para que esta regulamenta o seja utilizada beneficiando as comunidades a mesma deve ser integrada legisla o municipal sobre loteamentos cons tru es e habita es a fim de garantir a sua observ ncia Sendo assim o conte do deste cap tulo tem a finalidade de servir de base para a regula menta o da v rzea de inunda o atrav s dos planos diretores urbanos permitindo s prefeituras a viabiliza o do controle efetivo O Departamento de guas e Energia Fl trica do Estado de S o Paulo DAEE apresentou uma proposta para os artigos da se o de Re cursos H dricos das Leis Org nicas municipais do referido Estado onde o zoneamento era recomendado nos seguintes termos Art 2 Caber ao munic pio no campo dos
65. e sustenta o econ mica foi a conse qu ncia imediata Esta popula o passou a viver na periferia das cidades da regi o em estado de pobreza Deflorestation erosion and annual crops A Metropolitan area gt milon tm habitants Basin boundary E Storage dam in operation O Storage dam under design 1 mor power piant O Imigation works WO water work shared by 2 countries Major Flood area Navigation ways 200 km meneame Figura 3 1 Caracter sticas da bacia do Prata 58 Carlos E M Tucci Tabela 3 2 Perdas por inunda es em Uni o da Vit ria e Porto Uni o JICA 1995 US milh es 1293 25 933 Lf fi DO Tee TrSyoars Aa a a lt Tr 50 yeas Tr 100 yosrs S E meme pm rep 1890 1900 1910 1020 1030 1040 1950 1980 1970 1980 1900 200 Figura 3 2 N veis m ximos de enchentes no rio Igua u em Uni o da Vit ria bacia de cerca de 25 000 km2 Tucci e Villanueva 1997 Tabela 3 3 Valores estimados de n veis e reas inundadas no Pantanal valores aproximados Periodo N vel M ximo M dio Area Inundada M dia no Pantanal 1500 1559 1960 1972 1973 1992 Inunda es e Drenagem Urbana 59 18 E z 16 r E 14 e e e a E s e gt 10 tt gt qa o RR E A p 7 RE E 8 6 4 e floodleveis pid annor lower flood level 0 1850 1900 1950 2000 year Figura 3 3 N veis de inunda es em Blumenau S Catarina Brasil 7 t 6
66. eabiliza o do solo que a causa principal do aumento das vaz es da drenagem pluvial Durante a realiza o do Plano necess rio fazer algumas adapta es das rela es obtidas devido ao relevo muito acidentado da cidade no entan to estas adapta es necessitam de verifica o Al m disso dentro do plane jamento foram previstos cen rios futuros de desenvolvimento Consideran Inunda es e Drenagem Urbana 131 do que estes cen rios podem se afastar da previs o necess rio acompa nhar a altera o efetiva da impermeabiliza o nas bacias planejadas O objetivo o de avaliar as rela es de densidade habitacional e rea imperme vel da cidade e acompanhar a varia o das reas imperme veis das bacias hidrogr ficas verificando altera es das condi es de planeja mento Este programa pode ser estabelecido com base no seguinte 4 Utilizando dados de campo e imagens estabelecer a rela o de den sidade habitacional e rea imperme vel para a cidade 4 Anualmente determinar para cada uma das bacias da cidade as reas imperme veis Verificar se est o dentro dos cen rios previstos no Plano Sempre que houver novos levantamentos populacionais atualizar a rela o densidade x rea imperme vel Ajustar esta rela o para re as comerciais e industriais Monitoramento de res duos s lidos na drenagem Existem grandes in certezas quanto quantidade de material s lido que chega ao sistema de
67. efluente de um tratamento secund rio A quantidade de material suspenso na drenagem pluvial superior encontrada no esgoto in natura Esse volume mais significativo no in cio das enchentes Na figura 3 21 pode se observar amostras de gua pluvial disposta segundo um rel gio fi gura das garrafas No in cio existe pequena concentra o logo ap s a con centra o alta para ap s alguns intervalos de tempo se reduzir substanci almente Nos primeiros 25 mm de chuva geralmente se concentram 95 da carga O polutagrama gerado por uma rea urbana ap s um per odo seco mostra um pico de concentra o antes do pico do hidrograma indicando que a concentra o no in cio alta mesmo com pequena vaz o Os esgotos podem ser combinados cloacal e pluvial num mesmo conduto ou separados rede pluvial e cloacal separadas No Brasil a mai oria das redes do segundo tipo somente em reas antigas de algumas cida des existem sistemas combinados Atualmente devido a falta de capacidade financeira para amplia o da rede de cloacal algumas prefeituras tem per mitido o uso da rede pluvial para transporte do cloacal o que pode ser uma solu o inadequada medida que esse esgoto n o tratado al m de inviabilizar algumas solu es de controle quantitativo do pluvial Os poluentes que ocorrem na rea urbana variam muito desde com postos org nicos a metais altamente t xicos Alguns poluentes s o usados para diferentes f
68. eita para os pre ju zos Os maiores custos dos preju zos das inunda es encontram se nas inunda es com alto risco baixo tempo de retorno devido a sua grande frequ ncia de ocorr ncia As obras de controle para riscos baixos alto tem po de retorno podem normalmente representam grandes custos com benef cio m dio relativo baixo 3 6 4 Aspectos Institucionais Legisla o para drenagem urbana Os princ pios da regulamenta o proposta baseiam se no controle na fonte do escoamento pluvial atrav s do uso de dispositivos que amorte am o escoamento das reas impermeabilizadas e ou recuperem a capacidade de infiltra o atrav s de dispositivos perme veis ou pela drenagem em reas de infiltra o A legisla o pode ser inclu da diretamente no Plano Diretor Urbano ou atrav s de decreto municipal No anexo B apresentado um exemplo de decreto municipal proposto para a cidade de Porto Alegre Neste decreto s o utilizados dois mecanismo a o controle na fonte do escoamento urba no b incentivar no decreto o uso de medidas na fonte No decreto foi previsto um volume para cada lote que quando totalmente impermealizado razoavelmente grande Para reduzir este volume o projetista pode utilizar de medidas na fonte 128 Carlos E M Tucci Legisla o para as reas ribeirinhas No caso de reas ribeirinhas no Anexo C s o apresentados exemplos de alguns artigos sobre o controle da rea ribeirinha Existem v rias alter
69. ender as restri es de montante e jusante Existem v rias metodologias para estimativa deste volume com base nas estat sticas das s ries hist ricas de vaz o da barragem Os m todos uti lizados no setor el trico brasileiro tem sido o M todo da Curva Volume x dura o adapta es da metodologia apresentada por Beard 1963 ou o m todo das trajet rias cr ticas Kelman et al 1983 O primeiro utiliza a s rie hist rica observada e o segundo utiliza s ries de vaz es geradas por modelo estoc stico Os dois m todos determinam estatisticamente o volu me de espera que deve ser mantido em cada dia do per odo chuvoso pelo reservat rio para um determinado risco de an lise Normal maximo operacional Volume de espera n vel para controle de cheia Volume til Minimo operacional do do reservat rio Figura 3 10 N veis operacionais de uma barragem 72 Carlos E M Tucci Estes procedimentos n o consideram a informa o existente na bacia no per odo da inunda o Para bacias onde a sazonalidade n o bem defini da o modelo pode subestimar ou superestimar o volume de espera com preju zos importantes De um lado os preju zos devido a inunda o e de outro pela perda de energia gerada Diques ou polders S o muros laterais de terra ou concreto inclinados ou retos constru dos a uma certa dist ncia das margens que protegem as reas ribeirinhas contra o extravasamento Os efeitos de redu o da l
70. entais reduzida e o planejamento nesta etapa realizado com base em informa es secund rias o que tende a apresentar maiores incertezas quan to a tomada de decis o na escolha de alternativas Este programa busca disponibilizar informa es para a gest o do de senvolvimento urbano articulando produtores e usu rios e estabelecendo crit rios que garantam a qualidade das informa es produzidas O programa de monitoramento pode possuir os seguintes compo nentes Monitoramento de bacias representativas da cidade 4 Avalia o e Monitoramento das reas imperme veis Monitoramento de material s lido na drenagem Completar o cadastro da drenagem da cidade Monitoramento de bacias representativas da cidade Na cidade geral mente existem poucos dados hidrol gicos necess rio conhecer a variabi lidade da precipita o na cidade podem existir diferen as na tend ncia de precipita o em algumas reas da cidade 130 Carlos E M Tucci Para determina o das vaz es nas bacias urbanas s o utilizados mo delos hidrol gicos que possuem par metros que s o estimados com base em dados observados de precipita o e vaz o ou estimados atrav s de infor ma es de literatura Os estudos geralmente utilizados no Plano estimam estes par metros com base em dados de outras regi es Nas cidades geral mente n o existem dados de qualidade da gua dos pluviais Estas informa es s o importantes para conhecer o n
71. entes aumentaram e a disponibilidade dos fundos p blicos foi insuficiente para atender esta tend ncia Em 1966 o governo reconheceu que as medidas anteriores n o eram adequadas e deu nfase a medidas n o estruturais que permitiriam popula o conviver com a cheia O comit criado pela American Society of Civil Engineers sobre controle de enchentes relatou em 1962 o seguinte Task 1962 As limita es da presente em 1962 Pol tica Nacional de Controle de Enchentes a qual baseada principalmen te na constru o de obras de controle de inunda o s o reconhecidas neste relat rio o qual enfatiza a necessidade para a regulamenta o das v rzeas de inunda o como uma parte essencial de um plano racional de redu o das perdas das cheias Em 1973 foi aprovada uma lei sobre prote o contra desastres de enchentes dando nfase a medidas n o estruturais encorajando e exigindo o seguro para enchentes e regulamenta o do uso da terra e prote o das novas constru es para enchentes de 100 anos tempo de retorno Em 1974 foram aprovados dentro da Legisla o de Desenvolvimento de Recursos H dricos artigos espec ficos sobre enchentes que previam medidas n o es truturais e a distribui o de custos como no artigo 73 da Lei de 1974 Em pesquisa planejamento ou projeto de qualquer Ag ncia Federal ou de qual quer projeto envolvendo a prote o contra inunda es deve ser dada prio ridade s alternati
72. es inunda es em Blumenau ocorreram entre 1852 e 1911 sendo a maior em 1880 com 17 10 m Entre 1911 e 1982 n o ocorreu nenhuma inunda o com cota superior a 12 90 m o que fez com que a popula o perdesse a mem ria dos eventos cr ticos e ocupasse o vale de inunda o Em 1983 quando a cidade se encontrava bem desenvolvida com popula o de cerca de 500 mil habitantes ocorreu uma inunda o a quinta em magnitude dos ltimos 150 anos com cota m xima de 15 34 m Os preju zos resultantes em todo o vale do Itaja representou cerca de 8 do PIB de Santa Catarina A li o tirada deste exemplo que a mem ria sobre as inunda es se dissipa com passar do tempo e a popula o deixa de considerar o risco Como n o h planejamento do espa o de risco a ocupa o ocorre e os preju zos s o significativos No entanto a Cia Hering em Blumenau fundada em 1880 ano da maior inunda o manteve na mem ria o valor de 17 10m e desen volveu suas instala es em cota superior a esta Sem planejamento os relatos hist ricos s o as nicas informa es dispon veis para orientar as pessoas Fica claro a necessidade do planejamento institucional do espa o de risco Em Porto Alegre RS existem n veis de inunda o desde 1899 quando se observou v rios eventos at 1967 Em 1970 foi constru do um dique de prote o para a cidade e desde 1967 n o ocorre nenhuma inunda o Nos ltimos anos houve um movimento na cidade para a retirada d
73. escolher o maior valor ocorrido O levantamento detalhado engloba a determina o das curvas de n vel com espa amento de 0 5m ou 1 0m dependendo das condi es do terreno Em algumas cidades o espa amento pode ser muito detalhado Nesse levantamento deve constar o n vel do meio da rua de cada esquina das reas de risco Al m da topografia necess rio o levantamento das obstru es ao escoamento como pilares e encostos de pontes estradas com taludes edi f cios caracterizando em planta e em se o o tipo de cobertura e obstru o Com a batimetria ao longo da cidade poss vel determinar as cotas de inunda o de acordo com o seguinte procedimento a um modelo de es coamento permanente para c lculo da linha de gua deve ser utilizado O m todo utilizado inicialmente para ajuste das rugosidades com base nas marcas de enchentes e na curva de descarga do posto fluviom trico Para tanto a linha de gua determinada para a vaz o m xima registrada no posto fluviom trico e o n vel correspondente no sentido de jusante para montante A rugosidade correta ser aquela cuja linha de gua se aproximar das matcas de enchente b conhecidas as rugosidades pode se estabelecer a linha de gua para as vaz es correspondentes aos diferentes tempos de retorno e em consequ ncia elaborar o mapeamento das reas atingidas Para as reas de risco deve se realizar um levantamento da ocupa o urbana existente e d
74. eto de t cnicas de controle da drenagem urbana Os procedimentos podem ser Campanha de divulga o para a popula o atrav s da m dia impres sa e televis o Palestras nas entidades de classe arquitetos engenheiros constru tores etc Palestras nas assembl ias do or amento participativo Cursos de treinamento de curta dura o para projetistas e t cnicos da prefeitura sobre drenagem urbana Refer ncias APWA 1969 Water pollution aspects of urban runof Water Quality Administration Water Pollution Control Research Series Report N WP 20 15 ASCE 1985 Stormwater Detention Outlet Control Structures Task Comitee on the Design of Outlet Structures American Society of Civil Engineers New York ASCE 1992 Design and Construction of Urban Stormwater Management Systems American Society of Civil Engeneer 753p AVCO 1970 Stormwater pollution from urban activity Water Quality Administration Water Pollution Control Research Series Report n 11034 FKL Inunda es e Drenagem Urbana 137 BOYD MJ 1981 Preliminary Design Procedures for Detention Basins in Second International Conference on Urban Drainage Urbana pp 370 378 Water Resources Publications BRAS R L PERKINS FE 1975 Effects of urbanization on catchment response J Hydr Div ASCE 101 HY3 451 466 COLLISCHONN W TUCCI C E M 1998 Drenagem urbana e Controle de Eros o VI Simp sio nacional de controle da eros o
75. existe um trecho que as duas faixas se transformam em apenas uma Existe um trecho de transi o antes de che gar na mudan a de faixa que reduz a velocidade de todos os carros criando um congestionamento n o pela capacidade da avenida naquele ponto mas pelo que ocorre no trecho posterior Neste caso a capacidade est limitada pela redu o de faixas que ocorre a jusante e n o pela capacidade local da avenida Da mesma forma num rio se existe uma ponte aterro ou outra obstru o a vaz o de montante reduzida pelo represamento de jusante e n o pela sua capacidade local Com a redu o da vaz o ocorre aumento dos n veis Esse efeito muitas vezes denominado de remanso O trecho de transi o que sofre efeito de jusante depende de fatores que variam com o n vel declividade do escoamento e capacidade do escoa mento ao longo de todo o trecho O escoamento pode ser considerado em regime permanente ou n o permanente O escoamento permanente utilizado para projeto geralmen te com as vaz es m ximas previstas para um determinado sistema hidr uli co O regime n o permanente permite conhecer os n veis e vaz es ao longo do rio e no tempo representando a situa o real Geralmente uma obra hidr ulica que depende apenas da vaz o m xima dimensionada para con di es de regime permanente e verificada em regime n o permanente 52 Carlos E M Tucci 3 3 3 Risco e incerteza O risco de uma vaz o ou precipit
76. fini o da ocupa o ou zoneamento das reas de risco Mapa de inunda o da cidade Os mapas de inunda o podem ser de dois tipos mapas de planejamento e mapas de alerta O mapa de planeja mento define as reas atingidas por cheias de tempos de retorno escolhidos O mapa de alerta informa em cada esquina ou ponto de controle o n vel da r gua no qual inicia a inunda o Este mapa permite o acompanhamento da evolu o da enchente com base nas observa es da r gua pelos moradores nos diferentes locais da cidade Essa informa o normalmente transmitida atrav s dos meios de comu nica o dispon veis veja metodologia acima Inunda es e Drenagem Urbana 79 Para a elabora o desses mapas s o necess rios os seguintes dados a nivelamento da r gua a um zero absoluto b topografia da cidade no mesmo referencial absoluto da r gua linim trica Cota da rua no meio de cada esquina das reas de risco c estudo de probabilidade de inunda es de n veis para uma se o na proximidade da cidade d n veis de enchentes ou marcas ao longo da cidade que permita a defini o da linha de gua e se es batim tricas ao longo do rio no per metro urbano Caso a localiza o da se o de observa o se encontre fora do per metro urbano a batimetria deve ir at a referida se o O espa amento das se es depende das modifica es do leito e da declividade da linha de gua mas espa amentos e
77. gia para estimativa da qualidade da gua pluvial Dispositivos para reten o do material s lido nas deten es 4 Verifica o das condi es de projeto dos dispositivos de controle da fonte Inunda es e Drenagem Urbana 133 Revis o dos par metros hidrol gicos O planejamento e o projeto das reas estudadas geralmente utilizam o modelo SCS Soil Conservation Service que possui dois par metros b sicos relacionados com a separa o do escoamento e reas imperme veis e com o deslocamento do escoamento na bacia Estes par metros que caracterizam a vaz o m xima de um deter minado local em fun o das caracter sticas f sicas do solo cobertura e reas imperme veis estimativa destes par metros s o realizadas com base em dados exis tentes e limitados Com a coleta de dados hidrol gicos das bacias previstos no programa de monitoramento e aqueles que s o implementados em pro gramas recentes ser poss vel verificar a rela o entre os par metros e as catacter sticas das bacias reduzindo as incertezas das estimativas O objetivo deste estudo o de atualizar a rela o entre os par metros do modelo utilizado e os tipos de solo cobertura caracter sticas da drena gem e rea imperme vel As etapas da metodologia previstas s o 4 Sele o dos eventos das bacias com dados dispon veis na cidade e do programa de monitoramento previsto 4 Determina o para a mesma poca das caracter sticas f sicas
78. gura 3 18 vaz o m xima m dia de inunda o pode aumentar de seis a sete vezes Na bacia do rio Bel m em Curitiba com rea de drenagem de 42 km2 e reas imperme veis da ordem de 60 foi obtido um aumento de 6 vezes na vaz o m dia de cheia das condi es rurais para a condi o atual de urbaniza o Na figura 3 19 apresentada a vaz o m dia de cheia em fun o da rea de drenagem para bacias rurais e para a bacia do rio Bel m A tend ncia dos valores das bacias rurais permi tiu estimar a vaz o m dia de cheia da sua situa o de pr desenvolvimentoe comparar com o valor atual ponto na figura Com a redu o da infiltra o o aqu fero tende a diminuir o n vel do len ol fre tico por falta de alimenta o principalmente quando a Inunda es e Drenagem Urbana 93 rea urbana muito extensa reduzindo o escoamento subterr neo As redes de abastecimento e cloacal possuem vazamentos que po dem alimentar o aqu feros tendo efeito inverso do mencionado 4 Devido a substitui o da cobertura natural ocorre uma redu o da evapotranspira o j que a superf cie urbana n o ret m gua como a cobertura vegetal e n o permite a evapotranspira o das folha gens e do solo Apesar disto as superf cies urbanas geradas pelas cidades s o aquecidas e nas precipita es de baixa intensidade pode ocorrer maior evapora o Impacto ambiental sobre o ecossistema aqu tico Com o desenvolvimento urbano
79. ispositivos de ventila o quan do desejado proteger o piso submetido a inunda o h estanqueidade e refor o das paredes de por es e pisos sujeito a inunda o 7 ancoragem de paredes contra deslizamentos j para os pisos previstos que inundem prever o escoamento atrav s da obra evi tando o desmoronamento de paredes k prever o transporte de material de valor para pisos superiores e a habita o por at tr s meses nos pisos superiores
80. istem diferentes tipos de dispo sitivos que drenam o escoamento e podem ser constru dos de forma a per mitir a infiltra o Alguns desses dispositivos s o entradas perme veis na rede de drenagem Na figura 3 27a observa se um filtro na parte superior da caixa para evitar entupimento 4 trincheiras ou valas perme veis que no fundo s o um caso especial de bacia de percola o e consistem de uma caixa com cascalho e filtro por onde passa um conduto poroso ou perfurado figura 3 27b 4 zeio fio perme vel esse dispositivo utilizado fora do lote ou dentro de condom nios ind strias ou reas comerciais figura 3 270 Pavimentos perme veis o pavimento perme vel pode ser utilizado em passeios estacionamentos quadras esportivas e ruas de pouco tr fego Em ruas de grande tr fego esse pavimento pode ser deformado e entupido tornando se imperme vel As principais limita es destes dispositivo po dem ser 106 Carlos E M Tucci dreno purticular manta perme vel ber o de arcia c meio fio perme vel Figura 3 27 Dispositivos hidr ulicos perme veis Fujita 1984 Inunda es e Drenagem Urbana 107 quando a gua drenada fortemente contaminada haver impacto sobre o len ol fre tico e o escoamento subterr neo 4 falta de controle na constru o e manuten o que podem entupir os dispositivos tornando ineficiente O dimensionamento envolve a determina o do volume drena
81. lica o de trincheiras de infiltra o reduzir em 80 as reas drenadas para as trincheiras 4 A aplica o das estruturas listadas no 3 estar sujeita a autoriza o do DEP ap s a devida avalia o das condi es m nimas de infiltra o do solo no local de implanta o do empreendimento a serem declaradas e compro vadas pelo interessado 45 As regras de dimensionamento e constru o para as estruturas listadas no 3 bem como pata os reservat rios dever o ser obtidas no Manual de Drenagem Urbana do Plano Diretor de Drenagem Urbana de Porto Alegre Art 4 Ap s a aprova o do projeto de drenagem pluvial da edifica o ou do parcelamento por parte do DEP vedada qualquer impermeabiliza o gt adicional de superf cie Par grafo nico A impermeabiliza o poder ser realizada se houver re ten o do volume adicional gerado de acordo com a equa o do Art 3 41 Art 5 Os casos omissos no presente decreto dever o ser objeto de an lise t cnica do Departamento de Esgotos Pluviais Art 6 Este decreto entrar em vigor na data de sua publica o revogadas as disposi es em contr rio ANEXO C Elementos para regulamenta o das reas de risco de inunda o ri beirinha S o apresentados a seguir sugest es de elementos de controle das re as de risco que podem ser introduzidos dentro do anteprojeto de lei de Inunda es e Drenagem Urbana 149 zoneamento do uso e
82. limi te de vaz o m xima espec fica disposto no Art 1 Art 3 A comprova o da manuten o das condi es de pr ocupa o no lote ou no parcelamento do solo deve ser apresentada ao DEP Departa mento de Esgoto Pluviais 1 Para terrenos com rea inferior a 100 cem hectares quando o controle adotado pelo empreendedor for o reservat rio o volume necess rio do re servat rio deve ser determinado atrav s da equa o v 425AI onde v o volume por unidade de rea de terreno em m hectare e Al a rea imperme vel do terreno em 2 O volume de reserva o necess rio para reas superiores a 100 cem hectares deve ser determinado atrav s de estudo hidrol gico espec fico com precipita o de projeto com probabilidade de ocorr ncia de 10 em qual quer ano Tempo de retorno 10 dez anos 3 Poder ser reduzida a quantidade de rea a ser computada no c lculo referido no 41 se for em aplicada s a s seguinte s a o es Aplica o de pavimentos perme veis blocos vazados com preen chimento de areia ou grama asfalto poroso concreto poroso re duzir em 50 a rea que utiliza estes pavimentos 148 Carlos E M Tucci 4 Desconex o das calhas de telhado para superf cies perme veis com drenagem reduzir em 40 a rea de telhado drenada 4 Desconex o das calhas de telhado para superf cies perme veis sem drenagem reduzir em 80 a rea de telhado drenada Ap
83. m Definir os componentes Quantificar os componentes para as reas amostradas por um per odo suficientemente representativo Propor medidas mitigadoras para a redu o dos entupimentos Completar o cadastro do sistema de drenagem O sistema de drenagem em geral n o totalmente cadastrado Al m disso necess rio estabelecer um sistema de banco de dados que atualize todas as altera es que s o rea lizadas na cidade caso contr rio a cada per odo de 2 4 anos s o necess rios outros levantamentos para atualiza o O erro existente pode comprometer o dimensionamento das obras e o estudo de alternativas Na fase de projeto essencial que o cadastro esteja adequadamente determinado O objetivo o de levantar o cadastro de condutos pluviais da cidade e manter um banco de dados atualizado A metodologia consiste no seguinte 4 Levantamento do cadastro das reas ainda sem as informa es 4 Atualiza o do banco de dados Estabelecer procedimentos administrativos para atualiza o do ca dastro a cada nova obra executada na cidade Estudos complementares Durante os estudos n o foram identificadas necessidades complemen tares para aprimoramento do planejamento da drenagem urbana na cidade Estes estudos buscam criar informa es para a melhoria do futuro planeja mento e projeto das guas pluviais na cidade Os estudos destacados s o os seguintes Revis o dos par metros hidrol gicos 4 Metodolo
84. m enfatiza a incapacidade de prever o clima e seus impactos quando ocorrem Em algum lugar nos Estados Unidos no futuro o autor mencionava ano 2000 muito distante na poca natureza toma seu inexor vel pre o Cheia de 1000 anos causou indestrut vel dano e perdas de vida Engenheiros e Meteorologistas acreditam que a presente tormenta resultou da combina o de condi es meteorol gicas e hidrol gicas que ocorreriam uma vez em mil anos Reservat rios diques e outras obras de controle que provaram efeti vas por um s culo e s o efetivas para sua capacidade de projeto s o incapa zes de controlar os grandes volumes de gua envolvidos Esta cat strofe traz uma li o que a prote o contra inunda es relativa e eventualmente a natureza cobra um pre o daqueles que ocupam a v rzea de inunda o 48 Carlos E M Tucci Outro exemplo hist rico citado por Hoyt e Langbein 1959 foi sobre o rio P na It lia Freeman em 1930 menciona n o existe nenhum projeto mais ambicioso corajoso e cuidadosamente planejado de regulariza o de rio em qualquer lugar do mundo do que o do rio P Em Novembro de 1951 excesso de precipita o e altas mar s destru ram diques causando a morte de 100 pessoas 30 000 vacas e preju zos de um ter o do PIB da It lia da poca No rio Itaja em Santa Catarina no Brasil existe uma s rie de n veis de inunda es desde 1852 Deste hist rico pode se observar que as tr s maio r
85. m o risco de inunda o no local com base nos hist ricos ocorridos e consideram que as s ries hist ricas de vaz es s o Homog neas ou estacion rias ou seja as suas estat sticas n o se alte ram com o tempo 4 As s ries registradas de n veis de inunda o s o representativas da ocorr ncia no local Os valores s o independentes entre si Os dois primeiros itens apresentam a maior quantidade de incertezas e a utiliza o de marcas de inunda es essencial para um ajuste confi vel da curva de probabilidade de vaz es nos locais de interesse As metodologias para determina o da curva de probabilidade s o descritas nos livros de hidrologia Tucci 1993 Na figura 3 6 apresentado o ajuste as vaz es em Apfuna no rio Itaja A u para a s rie cont nua de 1935 1984 e com marcas de inunda es de 1852 1984 Pode se observar que o ajuste com a s rie cont nua sem as marcas de inunda o tendencioso para tempo de retorno superior a 20 anos Inunda es e Drenagem Urbana 63 U WASA i JUS S E E E E E BEM TA SE 00 GO2QS1 Ss 10 20 3 40 5060 TO eo TO 95 96 PO sasore 1 001 101108 1 11 1 25 s w so 100 1000 T once Figura 3 6 Ajuste curva de probabilidade pelo m todo Log Pearson II para a s ries de vaz es continuas e com marcas de inunda es em Apiuna no rio Itaja A u Tucci 1993 3 4 3 Medidas de controle As medidas para o controle da inundac o podem ser do tipo estrutu
86. mesma ocorrer ser necess rio realizar apenas a limpeza da rea atingida sem maiores danos a montante ou a jusante Na figura 3 32 s o apresentados de forma esquem tica o reservat rio mantido seco e o com l mina de gua Os reservat rios ou bacias de deten o mantidas secas s o os mais utilizados nos Estados Unidos Canad e Austr lia S o projetados principalmente para controle da vaz o com esvaziamento de at seis horas e com pouco efeito sobre a remo o de poluentes Aumentando se a deten o para 24 a 60 h poder haver melhora na remo o de poluentes Urbonas e Roesner 1994 Esse tipo de dispositi vo ret m uma parte importante do material s lido Os reservat rios de deten o com l mina de gua permanente s o mais eficientes no controle de poluentes Nos reservat rios que se mant m secos mas que est o ligados diretamente drenagem existe uma se o menor para o escoamento durante as estiagens Nesse caso conveniente que o fundo dessa drenagem seja de concreto para facilitar a limpeza Inunda es e Drenagem Urbana 115 Extravasador prim rio Fxtravamador de emerg ncia Saida N Tube perfurado a reservat rio de deten o N vel permanente Fsiravusador prim rio tempo de resid ncia 2 4 semanas Tutu Perfurade Extravasador de emerg ncia iq pd E Jea omqu a w e b reservat rio de reten o Figura 3 31 Reservat rios para controle de
87. n chente n o corresponde ao n vel m ximo ocorrido j que o rio mancha a parede quando o n vel se mant m por algum tempo No caso do rio ficar muito pouco tempo no pico a marca deve aparecer para n veis menores Os crit rios para determina o da linha de gua e os n veis de enchen te ao longo da cidade s o os seguintes a conhecida a curva de frequ ncia de n veis de inunda o na se o da r gua linim trica obtenha os n veis absolutos correspondentes aos tempos de retorno desejados b defina as se es ao longo do rio Essas se es s o escolhidas com base nas marcas existentes e ou nos n veis medidos a cada 500m e 1000 m c calcule a declividade da linha de gua para os diferentes trechos definidos pelas se es referenciadas A declividade calculada com a dist ncia medida ao longo do rio Deve se tomar cuidado quando existirem pontes e ou estradas que obstruam o escoamento Inunda es e Drenagem Urbana 81 d para os n veis calculados nas se es do posto obtenha as cotas cor respondentes para as outras se es utilizando a declividade da li nha de gua obtida Mapeamento definitivo Neste caso necess rio o levantamento detalha do da topografia das reas de risco com o tempo de retorno menor ou igual a 100 anos escolha do tempo de retorno arbitr ria e depende da defini o do futuro zoneamento Caso tenha ocorrido uma enchente com tempo de retorno superior a 100 anos deve se
88. nativas que depende da negocia o den tro de cada cidade com a popula o O importante que para as reas de riscos com restri o sejam encontrados mecanismos de compensa o e va lor econ mico para a mesma Gest o de drenagem urbana A grande maioria das cidades n o tem definido uma entidade para controle e desenvolvimento da drenagem urbana S o poucas as cidade que possuem um departamento especializado A drenagem pluvial apresenta v rias interfaces gerenciais com Planejamento Urbano abastecimento de gua Esgotamento sanit rio Limpeza urbana transporte e Meio ambiente Os planos tem sido realizados setorialmente como o de esgotamento sanit rio e o de res duo s lido essencial que as interfaces entre os mesmos sejam bem definidas quando n o forem desenvolvidos de forma integrada Como a es gerenciais recomenda se o seguinte defini o clara dentro da administra o municipal sobre o escoa mento pluvial Plano de A es de cada bacia seja desenvolvido com a participa o efetiva dos rg os que possuam atribui o com esgotamento sanit rio e res duo s lido importante que a limpeza das estruturas de drenagem tenham uma defini o de atribui o Programa de Manuten o das obras implementadas considerando que as deten es distribu das pela cidade ser o locais de reten o de material s lido e podem ter interfer ncia ambiental recomenda se que seja criado um grupo gerencial
89. no leito menor do rio Na figura 3 3 pode se observar tamb m a variabilidade destes n veis e observar que entre 1911 e 1983 n o ocorreram n veis acima de 13 04 m risco de aproximada mente 15 anos enquanto antes e depois deste per odo verificou se v rios n veis que chegaram at 17 10 m Tanto neste caso como no anterior as s ries cont nuas de registros que iniciaram em 1930 apre sentaram tendenciosidade de amostra para avalia o do risco Neste caso tamb m os preju zos foram significativos na bacia do rio Itaja em 1983 risco de cerca de 30 anos os mesmos representaram 8 do PIB do Estado de Santa Catarina da poca No alto rio Paraguai existe uma das maiores banhados do mundo denominado Pantanal Nesta regi o sempre houve uma conviv ncia pac fica entre o meio ambiente e a popula o Na figura 3 4 pode se Inunda es e Drenagem Urbana 57 observar os n veis m ximos de enchentes em Lad rio desde o in cio do s culo Na tabela 3 3 s o apresentados valores do n vel m ximo m dio de inunda o e das reas inundadas do Pantanal em tr s per odos distintos Pode se observar a grande diferen a da d cada de 60 com rela o as demais Neste per odo houve ocupa o dos vales de inunda o por per odos longos e n o apenas sazonalmente A po pula o foi desalojada nas d cadas seguintes em fun o do aumen to da frequ ncia dos n veis de inunda o A perda econ mica do valor das propriedades e falta d
90. nstru o dificuldade de achar locais adequados custo de aquisi o da rea reservat rios maiores t m oposi o por parte da popula o Inunda es e Drenagem Urbana 113 Figura 3 30 Reservat rio aberto Esse controle tem sido utilizado quando existem restri es por parte da administra o municipal ao aumento da vaz o m xima devido ao desen volvimento urbano e assim j foi implantado em muitas cidades de diferen tes pa ses O crit rio normalmente utilizado que a vaz o m xima da rea com o desenvolvimento urbano deve ser menor ou igual vaz o m xima das condi es preexistentes para um tempo de retorno escolhido Os reservat rios de deten o s o utilizados de acordo com o objetivo do controle desejado Esse dispositivo pode ser utilizado para Controle da vaz o m xima Este o caso t pico de controle dos efeitos de inunda o sobre reas urbanas O reservat rio utilizado para amortecer o pico a jusante reduzindo a se o hidr ulica dos condutos e mantendo as condi es de vaz o preexistentes na rea desenvolvida Controle do volume Normalmente esse tipo de controle utilizado quan do o escoamento cloacal e pluvial s o transportados por condutos combina dos ou quando recebe a gua de uma rea sujeita a contamina o Como a capacidade de uma esta o de tratamento limitada necess rio armazenar o volume para que possa ser tratado O reservat rio tamb m utilizado
91. nto em conjunto com outros usos como abastecimento de gua irriga o de grama e lavagem de superf cies ou de autom veis Na figura 3 29 apresentado um reservat rio desse tipo Figura 3 28 Reservat rio com usos variados Fujita 1993 110 Carlos E M Tucci Em regi es com pequena capacidade de distribui o de gua a preci pita o nos telhados escoada diretamente para um po o subterr neo e depois clorada para uso dom stico evite este uso em rea muito urbanizada A gua coletada em telhados de centros esportivos pode ser coletada direta mente para uso de limpeza Considerando se uma superf cie de 120 m com uma precipita o anual de 1500 mm poss vel obter se 360 m por ano que distribu dos representam cerca de 15 m por m s o suficiente para abastecer uma resid ncia Evidentemente que medida em que o reserva t rio mantido com gua reduz se sua capacidade de amortecimento O dimensionamento do volume em lotes urbanos pode ser realizado com base na equa o seguinte Tucci 2001 Y mysc 60 dE 0 278 By Qal t 3 7 t onde a dura o t usada em minutos e o volume obtida em m km C o coeficiente de escoamento Qa a vaz o de pr desenvolvimento b e d s o os coeficientes da equa o de intensidade e frequ ncia do local c A dura o que produz o maior volume obtido pela derivada da equa o 3 7 A equa o resultante n o linear que re
92. ntre 500 e 1000 m s o suficien tes cadastramento das obstru es ao escoamento ao longo do trecho urbano como pontes edif cios e estradas entre outros Quando a declividade da linha de gua ao longo da cidade muito pequena e n o existem rios de porte no per metro urbano os tens d e e f s o desnecess rios No caso das obstru es essas podem ser importantes se reduzirem significativamente a se o transversal Na pr tica muito dif cil a obten o de todas as informa es relaci onadas acima portanto conveniente dividir o estudo em duas fases Na primeira fase dita preliminar seriam delimitadas com precis o reduzida as reas de inunda o com base em mapas topogr ficos existentes e marcas de enchentes Na segunda fase com a delimita o aproximada das reas de inunda o a topografia com maior detalhe seria realizada nas reas defini das juntamente com a batimetria do rio e calculados com precis o os dois mapas referidos Mapeamento preliminar Nas cidades de porte superior a 10 000 habi tantes existem projetos de abastecimento de gua Para esses projetos realizada uma topografia com espa amento de 5m em 5m Estes mapas n o possuem a precis o desejada para este tipo de estudo mas podem ser utili zados preliminarmente Os erros podem ser minimizados com visitas in loco fotografias a reas e verifica o de pontos caracter sticos do levanta 80 Carlos E M Tucci mento Nem sem
93. o faixa 3 Esta zona possui pequena probabilidade de ocorr ncia de inunda es sendo atingida em anos excepcionais por peque nas l minas de gua e baixas velocidades A defini o dessa rea til para informar a popula o sobre a grandeza do risco a que est sujeita Esta rea n o necessita regulamenta o quanto s cheias Nesta rea delimitada por cheia de baixa frequ ncia pode se dispen sar medidas individuais de prote o para as habita es mas deve se orien tar a popula o para a eventual possibilidade de enchente e dos meios de proteger se das perdas decorrentes recomendando o uso de obras com pelo menos dois pisos onde o segundo pode ser usado nos per odos cr ti cos Regulamenta o das zonas de inunda o Usualmente nas cidades de pa ses em desenvolvimento a popula o de menor poder aquisitivo e marginalizada ocupa as reas ribeirinhas de maior risco A regulamenta o da ocupa o de reas urbanas um processo iterativo que passa por uma proposta t cnica que discutida pela comunidade antes de ser incorporada ao Plano Diretor da cidade Portanto n o existem crit rios r gidos aplic veis a todas as cida des mas sim recomenda es b sicas que podem ser seguidas em cada caso Water Resources Council 1971 orienta a regulamenta o com base em distritos definido se em cada um o seguinte a um texto que apresente os regulamentos que se aplicam a cada distrito junto com
94. o da Prata com os principais trechos de inunda o e as barragens existentes hidrel tricas Na bacia do rio Paraguai e no trecho inferior do rio Paran as inunda es s o decorr ncia de prolongados per odos chuvo sos que atingem grandes reas e produzem n veis enchentes durante v rios meses No trecho que envolve a Argentina as reas s o planas e ficam nor malmente inundadas por v rios meses Na parte superior do rio Paran e no rio Uruguai as inunda es s o r pidas com dura o de apenas alguns dias O cen rio comum de impacto na Am rica do Sul decorr ncia da ocupa o da v rzea de inunda o pela popula o durante uma sequ ncia de anos de n veis anuais m ximos pequenos As reas planas s o prop cias ao assentamento Quando retornam os anos com maiores inunda es os preju zos s o significativos e a popula o exige dos governos uma a o no senti do de construir obras de controle como barragens entre outros Exemplos deste cen rio s o apresentados a seguir Na figura 3 2 pode se observar os n veis de enchentes no rio Igua u em Uni o da Vit ria Entre 1959 e 1982 ocorreu apenas uma inun da o com risco superior a 5 anos Este per odo foi justamente o de maior crescimento econ mico e expans o das cidades brasileiras As enchentes ap s 1982 produziram preju zos significativos na co munidade tabela 3 2 No rio Itaja existem registros iniciando em 1852 com todas os n veis acima
95. o dique de inunda o considerando que n o tinham ocorrido eventos nos ltimos 35 anos Esta falta de conhecimento levou a C mara de Vereadores a aprovar a derrubada do dique que felizmente n o foi executada pelo munic pio O ambiente institucional de controle de inunda es n o leva a uma solu o sustent vel Existem apenas poucas a es isoladas de alguns pou cos profissionais Em geral o atendimento a enchente somente realizado depois de sua ocorr ncia A tend ncia que o problema fique no esqueci mento ap s cada ocorr ncia retornando na seguinte Isso se deve a v rios fatores entre os quais est o os seguintes Inunda es e Drenagem Urbana 49 4 falta de conhecimento sobre controle de enchentes por parte dos planejadores urbanos desorganiza o a n veis federal e estadual sobre gerenciamento de enchentes pouca informa o t cnica sobre o assunto a n vel de gradua o na Engenharia o desgaste pol tico para o administrador p blico resultante do con trole n o estrutural zoneamento j que a popula o est sempre esperando uma obra hidr ulica falta de educa o da popula o sobre controle de enchentes 4 n o existe interesse na preven o em alguns pa ses considerando que quando a mesma ocorre declarada calamidade p blica pelo Estado e o munic pio pode receber recursos a fundo perdido Para o gasto destes valores n o necess rio concorr ncia p blica Obse
96. o lateral da se o ou redu o do rugosidade Figura 3 13 Modifica es no rio 76 Carlos E M Tucci Constru o prova de enchente definida como o conjunto de medidas projetadas para reduzir as perdas de pr dios localizados nas v rzeas de inun da o durante a ocorr ncia das cheias Seguro de enchente permite aos indiv duos ou empresas a obten o de uma prote o econ mica para as perdas decorrentes dos eventos de inun da o Previs o e alerta um sistema composto de aquisi o de dados em tempo real transmiss o de informa o para um centro de an lise previs o em tempo atual com modelo matem tico e Plano de Defesa Civil que envolve todas as a es individuais ou de comunidade para reduzir as perdas durante as enchentes A combina o destas medidas permite reduzir os impactos das cheias e melhorar o planejamento da ocupa o da v rzea Como o Zoneamento de inunda o pressup e a ocupa o com risco torna se necess rio que exista um sistema de alerta para avisar a popula o sobre os riscos durante a enchente O seguro e a prote o individual contra enchente s o medidas complementares necess rias para minimizar impactos sobre a economia da popula o O controle de enchentes atrav s de zoneamento ou com a exist ncia de diques exige a previs o em tempo real dos n veis para a cidade Um sistema de alerta de previs o tempo real envolve os seguintes aspectos 4 sistema de coleta e tr
97. ocupa o do solo urbano Utilizou se como base as legisla es existentes de zoneamento nos munic pioos introduzindo a complementa o sobre zoenamento de reas de risco de inunda o Art 3 Para o efeito de aplica o da presente lei s o adotadas as seguintes defini es 1 rea de risco de inunda o a rea com cota igual ou inferior a cota a definir denominado aqui de NM Art 9 A permiss o para a localiza o de qualquer atividade considerada como perigosa nociva ou inc moda depender da aprova o do projeto completo se for o caso pelos rg os competentes da Uni o do Estado e Munic pio al m das exig ncias especificas de cada caso Par grafo nico 2 armazenagem ou processamento nas reas de risco de inunda o de material que misturado com a gua seja prejudicial a sa de bumana Art 11 Para a instala o de obra ou atividade potencialmente geradora de grandes modifica es no espa o urbano poder ser exigido o Relat rio de Impacto de Vizinhan a no seguinte caso I edifica es com rea comput vel para c lculo do coeficiente de aprovei tamento superior a 10 000 m dez mil metros quadrados Par grafo 4 No projeto de urbaniza o da rea mencionada em l a vaz o m xima de sa da da drenagem pluvial dever ser menor ou igual a vaz o proveniente dessa rea antes da urbaniza o Art 14 Fica determinada a Zona Central como correspondente
98. orrer eventos uma vez a cada 10 anos que produzir o preju zos A an lise adequada envolve um estudo de avalia o econ mica e social dos impactos das enchentes para a defini o dos riscos No entanto esta pr tica invi vel devido o custo do pr prio estudo para pequenas reas Desta forma os riscos usualmente adotados s o apresentados na tabela 3 1 O projetista deve procurar analisar adicionalmente o seguinte 4 Escolher o limite superior do intervalo da tabela quando envolve rem grandes riscos de interrup o de tr fego preju zos materiais potencial interfer ncia em obras de infra estrutura como subesta es el tricas abastecimento de gua armazenamento de produtos da nosos quando misturado com gua e hospitais Quando existir risco de vida humana deve se buscar definir um pro grama de defesa civil e alerta e utilizar o limite de 100 anos para o projeto 4 Avaliar qual ser o impacto para eventos superiores ao de projeto e planejar um sistema de alerta e minimiza o de preju zos 54 Carlos E M Tucci A incerteza a diferen a entre as estat sticas da amostra e da popula o de um conjunto de dados As incertezas est o presentes nos erros de coleta de dados na defini o de par metros na caracteriza o de um sistema nas simplifica es dos modelos e no processamento destas informa es para defini o do projeto de drenagem Tabela 3 1 Tempo de retorno para sistemas urbanos Sistema Cara
99. para uso numa resid ncia 1 3 m at terem porte para a macrodrenagem urbana alguns milhares de m O efeito do reservat rio urbano o de reter parte do volume do escoamento superficial reduzindo o seu pico e distribuindo a vaz o no tempo aumento da efici ncia do escoamento atrav s de condutos e ca nais drenando reas inundadas Esse tipo de solu o tende a trans ferir enchentes de uma rea para outra mas pode ser ben fico quan do utilizado em conjunto com reservat rios de deten o diques e esta es de bombeamento solu o tradicional de con trole localizado de enchentes em reas urbanas que n o possuam espa o para amortecimento da inunda o Medidas de controle distribu do s principais medidas de controle localizado no lote estacionamento parques e passeios s o denominadas normalmente de controle na fonte source control s principais medidas s o as seguintes o aumento de reas de infiltra o e percola o e o armazenamento tempor rio em reservat rios residenciais ou te lhados As principais caracter sticas do controle local do escoamento s o as seguintes Urbonas e Stahre 1993 aumento da efici ncia do sistema de drenagem de jusante dos locais controlados 4 aumento da capacidade de controle de enchentes dos sistemas 4 dificuldade de controlar projetar e fazer manuten o de um grande 102 Carlos E M Tucci n mero de sistemas 40 custo de opera o e manu
100. permite tamb m a redu o da quantidade de polui o trans portada a jusante Figura 3 25 Valos de infiltra o Urbonas e Stahre 1993 Bacias de percola o Dispositivos de percola o dentro de lotes permi tem tamb m aumentar a recarga e reduzir o escoamento superficial O armazenamento realizado na camada superior do solo e depende da porosidade e da percola o Portanto o len ol fre tico deve ser baixo crian do espa o para armazenamento Para reas de len ol fre tico alto esse tipo de dispositivo n o recomendado As bacias s o constru das para recolher a gua do telhado e criar condi es de escoamento atrav s do solo Essas bacias s o constru das removendo se o solo e preenchendo o com cascalho que cria o espa o para o armazenamento figura 3 26 De acordo com o solo necess rio criar se maiores condi es de drenagem Para o solo argi Inunda es e Drenagem Urbana 105 loso com menor percola o necess rio drenar o dispositivo de sa da A principal dificuldade encontrada com o uso desse tipo de dispositivo o entupimento dos espa os entre os elementos pelo material fino transporta do portanto recomend vel o uso de um filtro de material geotextil De qualquer forma necess rio a sua limpeza ap s algum tempo Urbonas e Stahre 1993 ENTRADA SA DA MMA Figura 3 26 Exemplo de bacia de percola o Holmstrand 1984 Dispositivos hidr ulicos perme veis Ex
101. plar as bacias hidrogr ficas sobre as quais a urbaniza o se desenvolve As medi das n o podem reduzir o impacto de uma rea em detrimento de outra ou seja os impactos de quaisquer medidas n o devem ser transferidos Caso isso ocorra deve se prever uma medida mitigadora 4 O Plano deve prever a minimiza o do impacto ambiental devido ao escoa mento pluvial atrav s da compatibiliza o com o planejamento do saneamento ambiental controle do material s lido e a redu o da carga poluente nas guas pluviais que escoam para o sistema fluvial interno e externo cidade 5 O Plano Diretor de Drenagem urbana na sua regulamenta o deve contemplar o planejamento das reas a serem desenvolvidas e a densifica o das reas atnalmente loteadas Depois que a bacia ou parte dela estiver ocupada dificilmente o poder p blico ter condi es de responsa bilizar aqueles que estiverem ampliando a cheia Portanto se a a o p blica n o for realizada preventivamente atrav s do gerenciamento as consequ ncias econ micas e sociais futuras ser o muito maiores para todo o munic pio 6 10 11 12 Inunda es e Drenagem Urbana 121 Nas reas ribeirinhas o controle de enchentes realizado atrav s de medidas estruturais e n o estruturais que dificilmente est o dissociadas As medidas estruturais envolvem grande quantidade de recursos e resolvem somente problemas espec ficos e localizados Isso n o significa qu
102. plificar considere o custo de R 1 400 00 ha numa bacia de 40 de rea imperme vel o custo de manuten o de um lote de 300 m obtido utilizando inicialmente a equa o A8 100x0 14 Cu Tx 15 8 0 842x40 R 0 283 m 144 Carlos E M Tucci Cup 0 283 6 33 R 0 045 m Na equa o A 11 resulta 300x0283 Tx a 28 43 0 6421 24 137 b 0 545 i Na tabela anterior s o apresentados os valores deste caso A2 Rateio dos custos para implementa o das obras do Plano de Dre nagem Neste caso o rateio de custos distribu do apenas para as reas im permeabilizadas que aumentaram a vaz o acima das condi es naturais Neste caso a equa o A1 fica Cup A13 onde Ctp o custo total de implementa o do Plano O custo para cada rea de lote urbanizado de i1 obtida pela ex press o Ai Cup 100 onde Ai a distribui o das reas imperme veis em cada rea dada pela equa o 5 o que resulta Txp A14 A Txp 15 0 75i Cup 57 A 15 Substituindo a equa o A13 resulta A Ctp 15 0 75i Txp A16 A i A onde como anteriormente Ai a rea imperme vel de toda a bacia em Yo A a rea do terreno em m Ab a rea da bacia em km Ctp o custo total em R milh es i a rea imperme vel do lote em Para um lote sem rea imperme vel a contribui o tarif ria do pro Inunda es e Drenagem Urbana 145 priet
103. pre estes mapas se referem cota absoluta desejada nesse caso necess rio procurar o RN do mapa existente e estabelecer a refer n cia com o mapa dispon vel A seguir pode se estabelecer a rela o entre o zero da r gua linim trica e o RN escolhido utilizado na elabora o do mapa topogr fico Considerando que os n veis de enchentes s o conhecidos na se o da r gua para transport lo para as se es ao longo do trecho urbano neces s rio conhecer a declividade da linha de gua Esta declividade pode ser obtida atrav s das marcas de enchentes ou medindo a mesma durante a estiagem Este ltimo procedimento pode apresentar erros j que se existi rem obstru es ao escoamento durante as enchentes a declividade pode se modificar significativamente Para a determina o da declividade da linha de gua deve se reco mendar ao top grafo o seguinte a nivelar todas as marcas de enchente existentes na cidade b medir o n vel de gua com espa amento entre 500m e 1000 m ao longo do trecho urbano anotando a cota da r gua para o momento do levantamento Para verificar o trabalho do top grafo pode se utilizar o seguinte a conferir se a declividade decrescente na dire o do fluxo b para verificar o nivelamento das marcas na vizinhan a da se o da r gua linim trica some ao zero da r gua os valores observados no lin grafo e verifique se correspondem s marcas niveladas Deve se considerar que a marca de e
104. precipita o vaz o reduzindo as vaz es m ximas devido ao amortecimen to do escoamento Al m disso reduz a eros o do solo que pode aumentar gradualmente o n vel dos rios e agravar as inunda es O reflorestamento de bacias envolve um custo significativo o que torna esta medida frequentemente invi vel Controle da eros o do solo o aumento da eros o implica a redu o da rea de escoamento dos rios e consequente aumento de n veis O controle da eros o do solo pode ser realizado pelo reflorestamento pequenos reser vat rios estabiliza o das margens e pr ticas agr colas corretas Reservat rios O reservat rio ret m parte do volume da enchente redu zindo a vaz o natural procurando manter no rio uma vaz o inferior aquela que provocava estravasamento do leito O volume retido no per odo de vaz es altas escoado ap s a redu o da vaz o natural O reservat rio pode ser utilizado quando existe relevo conveniente a montante da rea atingida mas exige altos custos de constru o e desapropria es As barragens existentes na Am rica do Sul geralmente foram projetadas para uma das seguintes finalidades produ o de energia abastecimento de gua irriga o e navega o S o raros os empreendimento voltados apenas para o controle de enchentes na regi o A bacia do rio Itaja A u em Santa Catarina no Brasil um exemplo de bacia de m dio porte cerca de 12 000 km onde existem tr s barragens const
105. que influenciam os par metros 4 Defini o de modelo e metodologia adequada para a estimativa em diferentes n veis da qualidade da gua Verifica o dos dispositivos de controle Na literatura existem v rios dis positivos de controle A experi ncia de funcionamento destes dispositivos foi documentada em v rios pa ses No entanto necess rio o desenvolvi mento de experi ncia local Estes elementos podem apresentar varia es de comportamento de acordo com as caracter sticas de uso produ o de mate rial s lido clima entre outros fatores Na busca de maior efici ncia quantitativa e ambiental do funciona mento dos dispositivos de controle da drenagem urbana necess rio que uma amostra dos mesmos sejam avaliados ao longo do tempo para identi ficar o seu funcionamento e as corre es potenciais de futuros projetos Os objetivos s o de avaliar o funcionamento dos dispositivos de con trole implantados na cidade com o advento deste Plano As etapas da metodologia propostas s o 4 Cadastrar todos os dispositivos de controle tais como pavimento perme veis deten es e reten es e reas de infiltra o Para este cadastro devem ser definidas as informa es b sicas para um banco de dados 4 Por amostragem dos dispositivos existentes e pelo acompanhamento dos profissionais de fiscaliza o da Prefeitura realizar anualmente uma avalia o da efici ncia dos dispositivos Neste caso ser o defini dos os crit
106. r mina os limites da rea de inunda o b a se o de passagem da enchente ser aquele que evitar aumentar os n veis no leito principal devido as obstru es no restante da se o Como este valor dificilmente nulo adota se um acr scimo 84 Carlos E M Tucci de n vel no leito principal Nos Estados Unidos adotou se como acr scimo m ximo do leito principal igual a um p ou 30 45 cm Veja a figura 3 16 para a defini o desta faixa da v rzea Figura 3 15 Regulamenta o da zona inund vel U S WATER RESOURCES COUNCIL 1971 Esta faixa do rio deve ficar desobstru da para evitar danos de monta e represamentos Nessa faixa n o deve ser permitida nenhuma nova cons tru o e a Prefeitura poder paulatinamente relocar as habita es existen tes Inunda es e Drenagem Urbana 85 Figura 3 16 Defini o da zona de passagem de enchente Na constru o de obras como rodovias e pontes deve ser verificado se as mesmas produzem obstru es ao escoamento Naquelas j existentes deve se calcular o efeito da obstru o e verificar as medidas que podem ser tomadas para a corre o N o deve ser permitida a constru o de aterro que obstrua o escoamento Essa rea poderia ter seu uso destinado a agri cultura ou outro uso similar s condi es da natureza Adicionalmente seria permitido a instala o de linhas de transmiss o e condutos hidr ulicos ou qualquer tipo de obra que n o produza obstru o ao e
107. r medidas estru turais de um quarto da rea era equivalente ao de medidas n o estruturais para proteger os restantes tr s quartos da rea inund vel As medidas n o estruturais de inunda o podem ser agrupadas em zoneamento de reas de inunda o atrav s de regulamenta o do uso da terra constru es prova de enchentes seguro de enchente previs o e alerta de inunda o Inunda es e Drenagem Urbana 75 Johnson 1978 identificou diferentes medidas n o estruturais que podem ser inseridas na classifica o anterior instala o de veda o tempo r ria ou permanente nas aberturas das estruturas eleva o de estruturas exis tentes constru o de novas estruturas sob pilotis constru o de pequenas paredes ou diques circundando a estrutura reloca o ou prote o de arti gos que possam ser danificados dentro da estrutura existente reloca o de estruturas para fora da rea de inunda o uso de material resistente gua ou novas estruturas regulamenta o da ocupa o da rea de inunda o por cercamento regulamenta o de subdivis o e c digo de constru o compra de reas de inunda o seguro de inunda o instala o de servi o de previ s o e de alerta de enchente com plano de evacua o ado o de incentivos fiscais para um uso prudente da rea de inunda o instala o de avisos de alerta na rea e ado o de pol ticas de desenvolvimento cota do margem b Amplia
108. ra o planejamento de controle da bacia quando a mesma ainda est no primeiro est gio pode se utilizar o seguinte figura 3 34 E Parques com rea de deten o Figura 3 33 Planejamento de controle de bacia no primeiro est gio de urbaniza o regulamenta o do uso do solo e ocupa o pelo poder p blico das reas naturalmente inund veis combinar essas reas para atuarem como bacias de deten o urba nas regulamentar a microdrenagem para n o ampliar a enchente natural tratando cada distrito ou sub bacia de acordo com sua capacidade e transfer ncia a jusante Nesse caso estudada cada sub bacia e definido o risco de inunda o que cada empreendedor deve manter nas condi es naturais 4 utilizar parques e as reas mencionadas acima para amortecer e pre Inunda es e Drenagem Urbana 119 servar os hidrogramas entre diferentes sub bacias prever subs dios de impostos para as reas de inunda es e a troca de solo criado por compra de reas de inunda es nenhuma rea desapropriada pelo poder p blico pode ficar sem implanta o de infra estrutura p blica parque ou rea esportiva caso contr rio ser invadida Quando a bacia encontra se num est gio avan ado de desenvolvimento a tend ncia que as medidas estruturais predominem com custos altos No entanto pode se minimizar esses custos atrav s do aumento da capacidade de amortecimento na bacia urbana buscando recuperar o
109. ral e n o estrutural As medidas estruturais s o aquelas que modificam o sistema fluvial evitando os preju zos decorrentes das enchentes enquanto que as medidas n o estrnturais s o aquelas em que os preju zos s o reduzidos pela melhor conviv ncia da popula o com as enchentes ingenuidade do homem imaginar que poder controlar totalmente as inunda es as medidas sempre visam minimizar as suas consequ ncias O controle da inunda o obtido por um conjunto de medidas estru turais e n o estruturais permitindo popula o ribeirinha minimizar suas perdas e manter uma conviv ncia harm nica com o rio As a es incluem medidas de engenharia e de cunho social econ mico e administrativo A pesquisa para a combina o tima dessas a es constitui o planejamento da prote o contra a inunda o ou seus efeitos Em 1936 nos Estados Unidos foi aprovada uma lei em n vel federal sobre controle de enchentes que identificava a natureza p blica dos pro 64 Carlos E M Tucci gramas de redu o de enchentes e caracterizava a implanta o de medidas f sicas ou estruturais como um meio de reduzir estes danos Desta forma n o era necess rio verificar as rela es de custo benef cio para justificar a prote o das reas sujeitas a inunda es Com isso acelerou se o desenvol vimento e ocupa o das v rzeas o que resultou em aumento dos danos ocasionados pelas enchentes As perdas m dias anuais devido s ench
110. rbana se baseia no seguinte nos princ pios de controle da drenagem urbana apresentados 4 nas estrat gias de desenvolvimento do plano como a compatibili dade entre os Planos preparados para a cidade Este aspecto des tacado no item 4 defini o de cen rios de desenvolvimento urbano e riscos para as inunda es padr es para as vari veis de controle da regulamenta o 4 Viabilidade econ mica das medidas O desenvolvimento do Plano Diretor de Drenagem Urbana de cada bacia feito segundo duas estrat gias b sicas a legisla o e sua regulamen ta o ou outras medidas n o estruturais para as reas n o ocupadas e b plano de controle dos impactos das inunda es na drenagem para as bacias ocupadas ou reas ocupadas Os produtos do Plano s o a legisla o regulamenta o ou outras medi das n o estruturais o Plano de controle de cada macrourbana da cidade e o manual de drenagem urbana para orientar os profissionais quanto aos pro jetos de drenagem na cidade No Plano de A o definido o seguinte Gest o da Implementa odo plano envolve a defini o das entidades que complementar o as a es pre Inunda es e Drenagem Urbana 123 vistas Viabilidade Econ mica o mecanismo de funcionamento das implementa es das a es do plano sequenciamento de a es relacionadas com o plano de cada sub bacia Cadastro da rede de Dados hidrol gicos Caracter sticas drenagem pluvial na
111. rio Dist a dist ncia ao longo do rio entre a se o da r gua O sinal ser negativo se a esquina estiver a montante da se o da r gua enquanto que ser positivo se estiver a jusante O valor a ser colocado no mapa CR No entanto caso a popula o esteja mais acostumada com o valor da r gua e n o da sua cota abso luta deve se utilizar o n vel da r gua que NR CR ZR onde NR o n vel da r gua CR a cota da r gua e ZR a cota do zero da r gua Zoneamento de reas de Inunda o regulamenta o do uso da terra ou zoneamento de reas inund veis Portanto envolve defini o da ocupa o das reas de risco na v rzea No seu desenvolvimento necess rio esta belecer o risco de inunda o das diferentes cotas das reas ribeirinhas Nas reas de maior risco n o permitida a habita o e pode ser utilizada para recrea o desde que o investimento seja baixo e n o se danifique como parques e campos de esportes Para cotas com menos riscos s o permitidas constru es com precau es especiais Al m disso s o efetuadas recomen da es quanto aos sistemas de esgoto cloacal pluvial e vi rio Esta regula menta o deve ficar contida dentro do Plano Diretor da cidade O zoneamento das reas de inunda o engloba as seguintes etapas a determina o do risco das enchentes b mapeamento das reas de inunda o c levantamento da ocupa o da popula o na rea de risco d de
112. ru das com o nico objetivo de controle de enchentes 66 Carlos E M Tucci Tabela 3 4 Medidas estruturais Simons et al 1977 Aplica o Medidas extensivas vegetal de cheia otandes reas perda assoreamento Medidas intensivas Medidas intensivasi O O Diques e polders Alto grau de Danos Grandes nos prote o de uma significativos caso ooo ooo Melhoria do cana do canal da 0 da vaz o localizado na rios rugosidade por com pouco desobstm o investimento Corte de Ampla a rea Impacto negativo Area de inunda o meandro protegida e acelera em rio com fundo estreita o escoamento aluvionar Controle a jusante Localiza o dif cel Bacias intermedi rias Reservat rios Mais eficiente com Vulner vel a erros Projetos de usos com comportas o mesmo volume humanos m ltiplos Reservat rios Opera o com Custo n o Restnto ao para cheias m nimo de pedras partilhado controle de m _ Rua rek Mydan a de canak si volume topografia Desvios Reduz vaz o do Idem ao antesor Bacias m dias canal principal grandes A constru o de barragens de m dio e grande porte na Am rica do Sul esteve sempre associada a produ o de energia el trica Os aproveita mento hidrel tricos geralmente possuem volume significativo e est o locali zados a jusante de bacias de grande porte gt 2 000 km Como a energia de um empreendimento depende da vaz o e da que da de gua quanto maior
113. rva se que os elementos hist ricos descritos se referem as cen rios de inunda es ribeirinhas Poucos exemplos hist ricos antes dos anos 60 s o encontrados para cen rios de inunda es produzidos pela drenagem urbana ou devido a urbaniza o Estes cen rios s o recentes em fun o das obras de canaliza o produzida pelo tipo de desenvolvimento urbano ocotr rido depois dos anos 60 na maioria dos pa ses desenvolvidos Estes mesmos pa ses identificaram j nos anos 70 que este tipo de pol tica era economica mente insustent vel alterando a forma de gerenciar a drenagem urbana para controle n o estrutural e medidas de controle de volume atrav s de deten es urbanas Nos pa ses em desenvolvimento isto n o ocorreu e at hoje os inves timentos s o realizados de forma insustent vel devido principalmente aos seguintes fatores 4 Falta de conhecimento t cnico atualizado dos decisores e engenhei ros Observa se que grande parte dos profissionais que atuam em drenagem urbana s o provenientes da rea de gua e saneamento que n o possuem um conhecimento dos impactos da drenagem urbana na bacia hidrogr fica Geralmente possuem conhecimento tradicional sobre a microdrenagem que insustent vel 50 Carlos E M Tucci 4 Falta de interesse em solu es mais econ micas como as citadas acima por parte dos empreiteiros devido aos ganhos econ micos 4 As entidades de financiamento nacional e internacional nem sem pre
114. s guas subterr neas pelo processo natural de precipita o e infiltra o Deve se evitar que sejam constru dos aterros sanit rios em reas de recarga e procurar esco lher as reas com baixa permeabilidade Os efeitos da contamina o nas guas subterr neas devem ser examinados quando da escolha do local do aterro Grande parte das cidades brasileiras utilizam fossas s pticas como destino final do esgoto Esse conjunto tende a contaminar a parte superior do aqu fero Esta contamina o pode comprometer o abas tecimento de gua urbana quando existe comunica o entre dife rentes camadas dos aqu feros atrav s de percola o e de perfura o inadequada dos po os artesianos Inunda es e Drenagem Urbana 97 4 rede de condutos de pluviais pode contaminar o solo atrav s de perdas de volume no seu transporte e at por entupimento de tre chos da rede que pressionam a gua contaminada para fora do siste ma de condutos Tabela 3 7 Concentra o para escoamento m dio para alguns usos da terra urbano baseado no Programa Nacional de Escoamento urbano americano sendo Whalen e Cullum 1989 Par metro Residencial Comercial Industrial TKN mg l 0 23 1 5 1 6 No3 No2 mg l 1 8 0 8 0 93 Total P mg 1 0 62 2 29 0 42 Cobre umpg 1 56 50 32 Zinco umge 1 254 416 1 063 Chumbo mg l 293 203 TLS COD mg 102 84 62 TSS mg 1 228 168 106 DBO mg 1 13 14 62 Controles na macrodrenagem que geram impactos A
115. scoamento como estacionamento campos de esporte entre outros Em algumas cidades poder o ser necess rias constru es pr ximas aos rios Nessa circunst ncia deve ser avaliado o efeito da obstru o e as obras devem estar estruturalmente protegidas contra inunda es Zona com restri es faixa 2 Esta a rea restante da superf cie inund vel que deve ser regulamentada Esta zona fica inundada mas devido s peque nas profundidades e baixas velocidades n o contribuem muito para a dre nagem da enchente Esta zona pode ser subdividida em sub reas mas essencialmente os seus usos podem ser a parques e atividades recreativas ou esportivas cuja manuten o ap s cada cheia seja simples e de baixo custo Normalmente uma simples limpeza a repor em condi es de utiliza o em curto es pa o de tempo 86 Carlos E M Tucci b uso agr cola c habita o com mais de um piso onde o piso superior ficar situa do no m nimo no n vel do limite da enchente e estruturalmente protegida contra enchentes d industrial comercial como reas de carregamento estacionamen to reas de armazenamento de equipamentos ou maquinaria facil mente remov vel ou n o sujeitos a danos de cheia Neste caso n o deve ser permitido armazenamento de artigos perec veis e princi palmente t xicos e servi os b sicos linhas de transmiss o estradas e pontes desde que corretamente projetados Zona de baixo risc
116. scoamento e condi es de projeto O escoamento num rio depende de v rios fatores que podem ser agre gados em dois conjuntos Controles de jusante Os controle de jusante s o condicionantes na rede de drenagem que modificam o escoamento a montante Os controles de Inunda es e Drenagem Urbana 51 jusante podem ser estrangulamentos do rio devido a pontes aterros mu dan a de se o reservat rios oceano Esses controles reduzem a vaz o de um rio independentemente da capacidade local de escoamento Controles locais definem a capacidade de cada se o do rio de transportar uma quantidade de gua A capacidade local de escoamento depende da rea da se o da largura do per metro e da rugosidade das paredes Quanto maior a capacidade de escoamento menor o n vel de gua Para exemplificar este processo pode se usar uma analogia com o tr fego de uma avenida A capacidade de tr fego de autom veis de uma avenida numa determinada velocidade depende da sua largura e n mero de faixas Quando o n mero de autom veis superior a sua capacidade o tr fe go torna se lento e ocorre congestionamento Num rio medida que chega um volume de gua superior a sua vaz o normal o n vel sobe e inunda as reas ribeirinhas Portanto o sistema est limitado nesse caso capacidade local de transporte de gua ou de autom veis Considere por exemplo o caso de uma avenida que tem uma largura com duas faixas num sentido mas
117. solvida por itera o t s t y b 3 8 Qa ob 1 onde w s t 0278aC la Ta d 1 Considerando que 25 das reas de um loteamento sejam p blicas com 60 de rea imperme vel estimou se qual o volume necess rio de deten o para diferentes n veis de impermeabiliza o nos lotes do loteamento tabela 3 9 Tucci 2001 determinou o escoamento de pr desenvolvimento em Porto Alegre em 20 8 1 s km para 10 anos de tempo de retorno A equa o de volume com base na formula o acima para manter a vaz o de pr desenvolvimento em Porto Alegre resultou em vV 425A AI 3 9 onde v o volume espec fico em m A a rea de drenagem em ha e Ala Inunda es e Drenagem Urbana 111 rea imperme vel em Esta equa o utilizada para regulamenta o do controle na fonte na cidade Tabela 3 9 Volume de deten o para Tempo de retorno de 2 anos em Porto Alegre rea Area imperme vel Volume de de Parcela da bacia da rea impeme vel na bacia ten o para deten o no lote Fo m ha Fo Yo 7 20 50 64 0 52 20 30 83 41 0 84 33 3 40 120 20 iy 46 7 50 160 38 1 6 60 60 203 55 2 08 73 3 70 249 41 2 50 80 80 297 72 3 00 Caracter sticas do reservat rio Na figura 3 30 pode se observar um reservat rio de lote e sua disposi o dentro do ambiente do lote Este tipo de reservat rio n o necessita ser fechado e pode se utilizar gramados como apresentado na figura 3 31
118. sta forma a popula o das bacias onde a impermeabiliza o maior e portanto com condi es mais cr ticas de dre nagem dever o pagar quantias maiores veja anexo para rateio de custos Opera o e manuten o O custo referente opera o e manuten o da rede de drenagem urbana pode ser cobrado a como parte do or amento geral do munic pio sem uma cobran a espec fica dos usu rios b atrav s de uma taxa fixa para cada propriedade sem distin o de rea imperme vel c com base na rea imperme vel de cada propriedade Esta ltima alterna tiva a mais justa sobre v rios aspectos pois quem utiliza mais o sistema deve pagar proporcionalmente ao volume que gera de escoamento A principal dificuldade no processo de cobran a est na estimativa real da rea imperme vel de cada propriedade Neste sentido pode ser uti lizado o seguinte procedimento 4 Utilizar a rea constru da de cada propriedade projetada para o pla no da rea do terreno como a rea imperme vel Este valor n o o real pois o espa o impermeabilizado tende a ser maior em fun o dos pavimentos 4 Estabelecer um programa de avalia o da rea imperme vel com base em imagem de sat lite e verifica o por amostragem atrav s de visita local 126 Carlos E M Tucci 4 Rateio dos custos deve considerar Para cada bacia e para a cidade a estimativa da rea total impermeabilizada e o custo total da inter ven o ou da oper
119. ste espa o somente a montante que drena pouco volume o efei to ser reduzido em reas a serem desenvolvidas deve se procurar localizar o reser vat rio nas partes de pouco valor aproveitando as depress es natu rais ou parques existentes Um bom indicador de localiza o s o as reas naturais que formam pequenos lagos antes do seu desenvolvi mento Medidas de controle na macrodrenagem O controle de vaz es na macrodrenagem urbana pode ser realizado por medidas estruturais ou n o estruturais item anterior As principais medidas estruturais s o canaliza o reservat rio de amortecimento e diques em combina o com polders As medidas n o es truturais envolvem o zoneamento de reas de inunda es atrav s da regula menta o do uso do solo com risco de inunda o ocupa o com reas de lazer seguros contra inunda es e previs o em tempo atual entre outras O controle do impacto do aumento do escoamento devido urbani za o na macrodrenagem tem sido realizado na realidade brasileira atra v s da canaliza o O canal dimensionado para escoar uma vaz o de pro jeto para tempos de retorno que variam de 25 a 100 anos Considere a bacia Inunda es e Drenagem Urbana 117 da figura 3 33 No primeiro est gio a bacia n o est totalmente urbanizada e as inunda es ocorrrem no trecho urbanizado onde algumas reas n o est o ocupadas porque inundam com frequ ncia a Bacia no 1 est
120. sto com anteced ncia e o intervalo prov vel dos erros obti dos dos modelos As a es de planejamento envolvem Emerg ncia A sociedade local atrav s da Prefeitura deve organizar a Defesa Civil para os atendimentos de emerg ncia Esse planejamento deve estabelecer procedimentos de evacua o e conviv ncia com a inunda o para diferentes partes da cidade de acordo com faixas de cotas O mapa de alerta preparado com valores de cotas em cada esquina da rea de risco Com base na cota absoluta das esquinas deve se transformar esse valor na cota referente a r gua Isto significa que quando um determi nado valor de n vel de gua estiver ocorrendo na r gua a popula o saber quanto falta para inundar cada esquina Isto auxilia a conviv ncia com a inunda o durante a sua ocorr ncia Para que este mapa possa ser determinado necess rio obter todas as cotas de cada esquina e realizar o seguinte 1 Para cada cota de esquina trace uma perpendicular do seu ponto de localiza o com rela o ao eixo do rio 2 Considere a cota da referida esquina como sendo a mesma nesta se o do rio 3 Obtenha a declividade da linha de gua Escolha o tempo de retor no aproximadamente pela faixa mapa de planejamento em que se encontra a esquina 4 cota da r gua da esquina ser 78 Carlos E M Tucci CR CT DxDist onde CR cota da r gua CT a cota topogr fica da esquina D declividade ao longo do
121. ten o pode ser alto Esse tipo de sistema tem sido adotado em muitos pa ses atrav s de legisla o apropriada ou como um programa global de controle de enchen tes como descrito por Yoshimoto e Suetsugi 1990 para a bacia do rio Tsurumi onde foram constru dos cerca de 500 reservat rios de reten o de 1 3 m Instala es comerciais industriais e esportivas que impermeabilizam o solo numa propor o significativa devem ser responsabilizadas pela distri bui o de volume evitando que aumente a vaz o m xima a jusante caso contr rio reduz se a capacidade dos condutos de transportar a cheia pro vocando inunda o Em geral o agente causador do acr scimo da vaz o fica a montante do local de sua conseq ncia Sendo assim se n o houver regulamenta o e educa o sobre o assunto os impactos se multiplicar se o como j acontece em grande parte das cidades brasileiras Infiltra o e percola o Os sistemas urbanos como mencionado anteri ormente criam superf cies imperme veis que n o existiam na bacia hidrogr fica gerando impactos de aumento do escoamento que transpor tado atrav s de condutos e canais Esses dispositivos hidr ulicos apresen tam custos diretamente relacionados com a vaz o m xima aumentada pela impermeabiliza o Para reduzir esses custos e minimizar os impactos a jusante uma das a es a de permitir maior infiltra o da precipita o criando condi es a mais pr xim
122. tes nas reas de baixo risco Os condicionamentos urbanos s o resultados de v rios fatores que n o ser o discutidos aqui pois parte se do princ pio que os mesmos foram definidos dentro mbito do Plano Diretor de Desenvolvimento Urbano 120 Carlos E M Tucci Devido a interfer ncia que a ocupa o do solo tem sobre a drenagem exis tem elementos do Plano de Drena Drenagem que s o utilizados para regu lamentar os artigos do Plano Diretor de Desenvolvimento Urbano 3 6 1 Princ pios Os princ pios a seguir caracterizados visam evitar os problemas des critos no cap tulo anterior Estes princ pios s o essenciais para o bom de senvolvimento de um programa consistente de drenagem urbana 1 Plano Diretor de Drenagem Urbana faz parte do Plano de Desenvolvimento Urbano a drenagem faz parte da infra estrutura urbana portanto deve ser planejada em conjunto dos os outros sistemas principal mente o plano de controle ambiental esgotamento sanit rio dispo si o de material s lido e tr fego 2 O escoamento durante os eventos chuvosos n o pode ser ampliado pela ocupa o da bacia tanto num simples loteamento como nas obras de macrodrenagem existentes no ambiente urbano Isto se aplica a um simples aterro urbano como a constru o de pontes rodovias e implementa o dos espa os urbanos O princ pio de que cada usu rio urbano n o deve ampliar a cheia natural 3 Plano de controle da drenagem urbana deve contem
123. tos relacionados com a drenagem urbana e controle de inunda es das reas urbanas abrangem 4 Custos de implementa o das obras de macrodrenagem e outras medidas estruturais para controle dos impactos existentes na cidade Estes custos est o distribu dos pelas bacias hidrogr ficas atrav s do Plano de cada bacia Al m disso este custo ocorre quando da sua implementa o Inunda es e Drenagem Urbana 125 4 Custos de opera o do sistema de drenagem existente da rede de pluvial que envolve a limpeza manuten o dos condutos e solu o de problemas localizados Este custo deve distribu do pelos usu ri os da rede de drenagem O princ pio b sico do financiamento das a es da drenagem urbana s o o de distribuir os custos de acordo com as reas imperme veis n o con troladas da propriedade Na drenagem urbana quem aumenta o volume de escoamento superficial respons vel pelas inunda es e deveria pagar pelo acr scimo do impacto O fator fundamental do aumento do volume a rea imperme vel A distribui o dos custos da implanta o da drenagem pro postos no Plano pode ser baseada no seguinte Obras de controle Para as obras de controle planejadas em cada bacia os custos de sua implanta o devem ser distribu dos dentro de cada bacia de acordo com a rea imperme vel de cada propriedade a partir de uma taxa total cobrada pelo per odo estimado de implanta o da mesma ou atrav s de financiamento De
124. tra o s o discutidos a seguir Planos de infiltra o Existem v rios tipos de acordo com a sua disposi o local Em geral essas reas s o gramados laterais que recebem a preci pita o de uma rea perme vel como resid ncia ou edif cios figura 3 24 Durante precipita es intensas essas reas podem ficar submersas se a sua capacidade for muito inferior intensidade da precipita o Caso a drena gem transporte muito material fino a capacidade de infiltra o pode ser reduzida necessitando limpeza do plano para manter sua capacidade de fun cionamento Figura 3 24 Planos de infiltra o com valo de infiltra o 104 Carlos E M Tucci Valos de infiltra o Esses s o dispositivos de drenagem lateral muitas vezes utilizados paralelos s ruas estradas estacionamentos e conjuntos habitacionais entre outros Figura 3 25 Esses valos concentram o fluxo das reas adjacentes e criam condi es para uma infiltra o ao longo do seu comprimento Ap s uma precipita o intensa o n vel sobe e como a infil tra o mais lenta mant m se com gua durante algum tempo Portanto o seu volume deve ser o suficiente para n o ocorrer alagamento Esse disposi tivo funciona na realidade como um reservat rio de deten o medida que a drenagem que escoa para o valo superior capacidade de infiltra o Nos per odos com pouca precipita o ou de estiagem ele mantido seco Esse dispositivo
125. tura vegetal gabi es ou outros dispositivos e prever os efeitos das enchentes nos projetos de esgotos pluvial e cloacal f estruturalmente as constru es devem ser projetadas para resistir press o hidrost tica que pode causar problemas de vazamento entre outros aos empuxos e momentos que podem exigir ancora gem bem como s eros es que podem minar as funda es g fechamento de aberturas como portas janelas e dispositivos de ventila o h estanqueidade e refor o das paredes de por es 1 refor o ou drenagem da lage do piso v lvulas em conduto k prote o de equipamentos fixos 1 ancoragem de paredes contra deslizamentos A decis o sobre a obrigatoriedade de prote o das novas constru es 88 Carlos E M Tucci na zona de inunda o um processo que deve passar por uma discuss o ampla da comunidade envolvida No entanto deve se ter presente que logo ap s as ltimas enchentes houve desvaloriza o imobili ria das reas de risco Com o passar do tempo essas reas adquirir o gradualmente valor imobili rio devido ao natural espa amento no tempo das cheias e assim a implementa o de um plano de zoneamento poder trazer custos maiores de desapropria es se forem necess rias ou dificuldades no processo de obedi ncia regulamenta o Essa situa o somente sofrer modifica o com a ocorr ncia de nova enchente com mais danos Essas condi es s o mais graves n
126. turais e antr picas Dados de entrada Objetivos Plano das Monitoramento Medidas Macrobacias Princ pios tea Institucional Estudos Legisla o e Gest o Complementares Estrat gias Estrat gias Manual de Dre Educa o Cen rios e risco Cen rios e risco nagem Urbana Concep o Desenvolvimento Produtos Programas Externalidades Planos Urbano Res Legisla o uso do Gest o duo S lido Transportes solo ambiental e recur federal e estadual e Esgotamento Sanit rio sos h dricos Figura 3 34 Desenvolvimento do Plano Diretor de Drenagem urbana 3 6 3 Plano de controle das mactrobacias urbanas Para as reas que est o ocupadas deve se desenvolver estudos espec ficos por macro bacias urbanas visando planejar as medidas necess rias para o controle dos impactos dentro destas bacias sem que as mesmas transfi ram para jusante os impactos j existentes O Plano de controle da drena gem urbana para cada macrobacia urbana contempla o seguinte a a avalia o da capacidade de drenagem existente b a identifica o dos locais cr ticos onde ocorrem inunda es para o cen rio atual para eventos com tempos de retorno escolhido c o estudo de alternativas para controle destas inunda es d avalia o econ mica e avalia o ambiental 124 Carlos E M Tucci Avalia o ambiental Com rela o ao controle ambiental caracterizado pela qualidade da gua do escoamento pluvial material s lido transport
127. ume total da amostra Os pavimentos perme veis somente s o vi veis para taxa de infiltra o superior a 7 mm h Para a sua estimativa deve se realizar uma sonda gem a uma profundidade de 0 6 a 1 2 m abaixo do n vel inferior do reserva t rio de pedras a fim de verificar o tipo de solo existente j que tipos de solos com um percentual superior a 30 de argila ou 40 de silte e argila combinados n o s o bons candidatos para este tipo de dispositivo ca mada imperme vel ou o n vel do fre tico no per odo chuvoso deve estar pelo menos 1 2 m abaixo do pavimento Araujo et al 2001 realizaram experimentos com diferentes superf ci es a Solo compactado com declividade de 1 a 3 b Pavimentos impet me veis uma parcela de concreto convencional de cimento areia e brita com declividade de 4 c Pavimentos semi perme veis uma parcela de superf cie com pedras regulares de granito com juntas de areia conhecidas por patralelep pedos com declividade de 4 e outra parcela revestida com pedras de concreto industrializado tipo pavi S igualmente com juntas de areia conhecida por blocket com declividade de 2 d Pavimentos per me veis uma parcela de blocos de concreto com otif cios verticais preen chidos com material granular areia com declividade de 2 e uma parcela de concreto poroso com declividade de 2 Os experimentos foram reali zados com precipita o de 110 mm h equivalente a um tempo de retorno
128. un es no ambiente urbano como inseticidas e fertilizantes como chumbo proveniente das emiss es dos autom veis e leos de vaza mento ou de caminh es nibus e autom veis estes contaminantes s o re sultados de atividades dentro do ambiente urbano fuligem resultante das emiss es de gases dentro do ambiente urbano dos ve culos das industrias queima de res duos se depositam na superf cie e s o lavados pela chuva A gua resultante desta lavagem chega aos rios contaminada Os principais poluentes encontrados no escoamento superficial urba no s o sedimentos nutrientes subst ncias que consomem oxig nio metais pesados hidrocarbonetos de petr leo bact rias e virus patog nicos Os va lores m dios americanos s o apresentados na Tabela abaixo A qualidade da gua da rede pluvial depende de v rios fatores da limpeza urbana e sua frequ ncia da intensidade da precipita o e sua distri 96 Carlos E M Tucci bui o temporal e espacial da poca do ano e do tipo de uso da rea urbana Os principais indicadores da qualidade da gua s o os par metros que carac terizam a polui o org nica e a quantidade de metais Figura 3 21 Amostradores de qualidade da gua pluvial In cio da precipita o com a garrafa marrom posi o do rel gio a 45 min Contamina o de agii feros As principais condi es de contamina o dos aqu feros urbanos s o devido ao seguinte 4 Aterros sanit rios contaminam a
129. vas n o estruturais para redu o de preju zos de inunda o incluindo mas n o limitando s constru es prova de enchentes re gulamenta o das reas de inunda o utiliza o das reas de inunda o para usos recreacionais pesca vida animal e outras finalidades p blicas e reloca o com vistas a formula o da solu o economicamente socialmente e de meio ambiente mais aceit vel para redu o dos danos de enchentes Medidas estruturais As medidas estruturais s o obras de engenharia implementadas para reduzir o risco de enchentes Essas medidas podem ser extensivas ou inten sivas As medidas extensivas s o aquelas que agem na bacia procurando Inunda es e Drenagem Urbana 65 modificar as rela es entre precipita o e vaz o como a altera o da cober tura vegetal do solo que reduz e retarda os picos de enchente e controla a eros o da bacia As medidas intensivas s o aquelas que agem no rio e podem ser de tr s tipos Simons et al 1977 a aceleram o escoamento constru o de diques e polders aumento da capacidade de descarga dos rios e corte de meandros b retardam o escoamento Reservat rios e as bacias de amortecimento c desvio do escoamento s o obras como canais de des vios Na tabela 3 4 s o resumidas as principais caracter sticas das medidas estruturais Algumas dessas medidas s o descritas a seguir Controle da cobertura vegetal A cobertura vegetal interfere no processo

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