dissertacao karla alcione da silva

UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIS

ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL

PROGRAMA DE PS-GRADUAO STRICTO SENSU EM ENGENHARIA DO MEIO

AMBIENTE

KARLA ALCIONE DA SILVA

ANLISE DA EFICINCIA DE MTODOS DE CONTROLE DE

ENCHENTES NA ATENUAO DE PICOS DE CHEIAS

UTILIZANDO O MODELO COMPUTACIONAL SWMM

STORM WATER MANAGEMENT MODEL

Goinia/GO

- Agosto, 2007 -




UTILIZANDO O MODELO COMPUTACIONAL SWMM STORM

WATER MANAGEMENT MODEL

Goinia/GO

- Agosto, 2007

Dissertao apresentada ao Programa de Ps-Graduao Stricto

Sensu em Engenharia do Meio Ambiente da Universidade

Federal de Gois, como parte dos requisitos para obteno do

ttulo de Mestre em Engenharia do Meio Ambiente.

rea de concentrao do programa: Recursos Hdricos e

Saneamento Ambiental.

Orientador: Prof. Dr. Klebber Teodomiro Martins Formiga




UTILIZANDO O MODELO COMPUTACIONAL SWMM STORM

WATER MANAGEMENT MODEL

Dissertao apresentada para obteno do grau de Mestre em Engenharia do Meio Ambiente no Programa de Ps-Graduao Stricto Sensu em Engenharia do Meio Ambiente da Escola de Engenharia Civil da Universidade Federal de Gois, aprovada em 31 de agosto de 2007 pela seguinte Banca Examinadora:

____________________________________________________ Prof. Dr. Klebber Teodomiro Martins Formiga UFG

Presidente da Banca

___________________________________________________ Prof. Dr. Eduardo Queija de Siqueira UFG

Examinador Interno

___________________________________________________ Prof. Dr. Nstor Aldo Campana - UNB

Examinador Externo

Dados Internacionais de Catalogao-na-Publicao (CIP)

(GPT/BC/UFG)

Silva, Karla Alcione da. S586a Anlise da eficincia de mtodos de controle de Enchentes na atenuao de picos de cheias utilizando o modelo computacional SWMM Storm Water managemente model / Karla Alcione da Silva. 2007. 126 f. : il. Dissertao (Mestrado) Universidade Federal de Gois, Escola de Engenharia Civil, 2007. Orientador: Prof. Dr. Klebber Teodomiro Martins Formiga.

Bibliografia: f. 99-104. Inclui listas de figuras, tabelas , abrev., siglas e smbolos. Inclui anexos.

1. guas Pluviais Controle de inundaes Goinia

2. Goinia, regio metropolitana (GO) Impermeabiliza-

o 3. Storm Water Management Model I. Formiga, Kleb-

ber Teodomiro II. Universidade Federal de Gois. Escola

de Engenharia Civil III. Ttulo.

CDU: 628.1.037:551.311.2

Ao meu Deus, dono de toda a sabedoria.

minha amada famlia, meu equilbrio, e aos

meus amigos.

AGRADECIMENTOS

Uma das coisas que mais preso no homem o dom de reconhecer as ddivas de Deus na

sua vida. Saber que tudo o que temos e que somos devemos a Ele. E por isso que agradeo!

Agradeo a Ele pela minha famlia, meu bem maior, por minha paz, minha sade, meu lar, meus

amigos e meu trabalho.

Agradeo Deus por ter me concedido a bno de viver em uma famlia maravilhosa,

com pais agraciados que me proporcionaram, antes de qualquer bem material, o apoio necessrio

para o meu crescimento humano e espiritual. Obrigada papai e mame!

Aos meus irmos Ktia Alessandra da Silva e Gustavo Gomes da Silva e meu cunhado

Eliabe Soares da Costa que demonstraram apoio e confiana em todos os momentos. Vocs so

verdadeiramente uma bno na minha vida.

Ao Kenio Carvalho de Matos. Ainda no criaram palavras para que eu pudesse expressar

a minha enorme gratido e amor por essa pessoa to especial. A voc eu dedico parte da minha

existncia, a voc eu dedico a minha formao, o meu mestrado e parte do meu crescimento

humano. Pode ser que eu conseguisse chegar aqui sem seu apoio, mas eu tenho a certeza que a

caminhada seria muito mais rdua.

Existem pessoas que entram na nossa vida com o intuito de provar que no existe bem

maior que o amor, o respeito e a amizade. Entre essas pessoas esto os meus grandes amigos e

irmos de corao: Andra Rodrigues da Cunha Naves , Daniela Santana David, Keila Carvalho

de Matos e Vinciu Fagundes Brbara. todos estes eu tenho muito a agradecer, principalmente

pelo apoio e carinho a mim sempre demonstrado.

Aos meus amigos Alberto Francener, Frederico Carlos M. de Menezes Filho, Paulo de

Tarso Ferreira Sales, Helaine Resplandes, Prof. Osmar Mendes , Prof. Alfredo Ribeiro da Costa

e Prof. Eduardo Queija de Siqueira, pela pacincia e apoio nas horas de dvidas.

Ao Prof. Altair Sales Barbosa, pelo estmulo e iniciao na pesquisa.

Aos meus amigos Vanuza Gomes Guimares e Jlio Csar de Souza Oliveira Pinto, pelo

carinho, compreenso e apoio. Vocs no sabem o quanto foram importantes nessa fase da minha

vida.

Ao meu orientador Klebber Teodomiro Martins pela compreenso, estmulo, persistncia,

pacincia e empenho para a qualidade deste trabalho. Este sim um exemplo de humildade e

sabedoria.

Ao Ilton Belchior Cruvinel, pelo estmulo e apoio na fase final desse trabalho.

Secretria do Programa de Ps-Graduao Stricto Sensu em Engenharia do Meio

Ambiente (PPGEMA), Deuzlia Rosa Gomes dos Santos, pela pacincia, apoio e conversas

edificantes.

todos os meus colegas de mestrado que de alguma forma me ofereceu apoio e auxilio.

Aos seguintes rgos e seus respectivos funcionrios, pelo apoio institucional, financeiro

e/ou logstico: Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientfico e Tecnolgico (CNPq),

Programa de Ps-Graduao Stricto Sensu em Engenharia do Meio Ambiente (PPGEMA) e a

Universidade Federal de Gois (UFG).

todos que contriburam de alguma maneira singular para a concluso desse trabalho.

Cada dia a natureza produz o suficiente para nossas necessidades. Se cada um tomasse o que lhe fosse necessrio, no haveria pobreza no

mundo e ningum morreria de inanio.

(Mohandas Karamchand Ganhi)

RESUMO

O presente trabalho apresenta a avaliao da eficincia de quatro mtodos de controle de enchentes em uma bacia urbana localizada na cidade de Goinia, que apresenta graves problemas de inundao. Estes alagamentos devem-se a alguns fatores que foram levantados, tais como: muitas reas impermeabilizadas, poucas reas verdes e rede com dimenses pequenas e insuficientes para o escoamento de todo o volume produzido. Foram analisadas a implantao de microservatrios de deteno, trincheira de infiltrao, o aumento da rea permevel no interior do lotes (de 30% e 50%) e o uso dos lagos do Bosque dos Buritis como dispositivo de controle. Para tanto, procederam-se simulaes no modelo computacional SWMM Storm Water Management Model em que foram avaliados 11 cenrios hipotticos na bacia, que consistiram na aplicao dos dispositivos de forma individual e em conjunto. Para a determinao do ndice de impermeabilizao da rea estudada foi necessrio realizar um levantamento em uma rea amostra, o qual demonstrou uma mdia de 86.16% de impermeabilizao em cada lote. A precipitao utilizada foi uma srie sinttica, determinada por meio da equao de chuva desenvolvida por Costa e Brito (1999) com tempo de recorrncia adotado de 2 anos. Para representar a infiltrao, optou-se por trabalhar com a equao de infiltrao de Horton, segundo os parmetros de Moura (2005). O cenrio simulado com a implantao de trincheira de infiltrao e o aumento da rea permevel em 50% apresentou aproximadamente 43% de eficincia na reduo da vazo de pico, indicando que essa poderia ser a melhor soluo para o problema analisado, enquanto que o cenrio com microreservatrios apresentou a menor eficincia, aproximadamente 3%.

Palavras-chave: SWMM, dispositivos de controle de enchentes, impermeabiliazao, bacia urbana.

ABSTRACT

This research presents an evaluation of the eficiency of four flood control measures applied to an urban basin in the city of Goinia, State of Gois, Brazil. Goinia shows frequent flooding problems. The following factors have been identified as causes of the floodings: (1) significant number of impervious areas (2) lack of green areas, (3) insuficient capacity of the pipe network to convey the produced water volume. Small detention basins, infiltration trenches and the increase of permeable areas (30-50%) within parcels have been evaluated as flood control measures as well as the use of the Lago do Bosque dos Buritis as a detention basin. For this purpose, the Stormwater Management Model SWMM has been applied for evaluating 11 hypothetic management measures in the water basin. The later control measures were evaluated individually as combined. In determining the impervious area index of the studied area, field visits have been carried out, which showed high imperviousness. (86.16%). A synthetic rainfall time series, derived from the equation proposed by Costa e Brito (1999) with recurrence of 2 years, has been used in the simulations. Horton`s equation was applied to represent infiltration with parameters presented in Moura (2005). The scenario which combines the use of infiltration trenches and the increase of pervious areas to 50% has shown to be the best solution in reducing peak flow with 43% eficiency. On the other hand, the scenario using detention basins presented the smallest efficiency (3%).

Key words: SWMM, flood control measures, imperviousness, urban basin

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 2.1: Esquema do ciclo hidrolgico (TEIXEIRA.et al., 2003).......................................23 FIGURA 2.2: Processos que ocorrem numa rea urbana (HALL, 1984 apud PORTO, 2004)..............................................................................................................................................25 FIGURA 2.3: Esquema de bacia de deteno (MAIDMENT, 1993 apud TUCCI, 2005)............31 FIGURA 2.4: Esquema de bacia de deteno off-line (adaptado TUCCI, 2005)........................32 FIGURA 2.5: Modelo de reservatrio de lote (CRUZ, 1998).......................................................35 FIGURA 2.6: Esquema de armazenamento de gua pluvial na fonte (Fonte: Lucia Helena de Oliveira).........................................................................................................................................36 FIGURA 2.7: Esquema de Vala de Infiltrao (URBONAS E STAHRE,1993 apud TUCCI, 2005)..............................................................................................................................................36 FIGURA 2.8: Vala de infiltrao...................................................................................................36 FIGURA 2.9: Trincheira de Infiltrao (Azzout et al., 1994 apud Silveira, 2002).......................37 FIGURA 2.10: Representao do hidrograma (RAMOS et al., 1999).........................................40 FIGURA 3.1: rea estudada com os pontos de descarga..............................................................65 FIGURA 3.2: rea de alagamento na AV. 87 no Setor Sul em Goinia (nov/2006)....................65 FIGURA 3.3: Vista area do Bosque dos Buritis (Google Earth, 2006).......................................66 FIGURA 4.1: a) Comparao do hidrograma entre SD6 e SD13 na Bacia do Crrego Botafogo; b) Comparao do hidrograma entre SD6 e SD13 no Bosque dos Buritis....................................69 FIGURA 4.2: Hietograma da precipitao de projeto...................................................................70 FIGURA 4.3: Vista parcial de residncias estudadas: a) casa 1; b) casa 6....................................72 FIGURA 4.4: a) Lago 1 do Bosque dos Buritis; b) Lago 2 do Bosque dos Buritis;c) Lago 3 do Bosque dos Buritis.........................................................................................................................73 FIGURA 4.5: Grfico de comparao das simulaes SLP e SLR...............................................74 FIGURA 4.6: a) Hidrograma de sada dos modelos SD6 e SD6B -Bosque dos Buritis; b) Hidrograma de sada dos modelos SD6 e SD6B -Crrego Botafogo............................................78

FIGURA 4.7: Localizao dos pontos de extravasamento na bacia SD6...................................79 FIGURA 4.8: Comparao do hidrograma de sada do modelo SD13 no Bosque dos Buritis e Crrego dos Buriti..........................................................................................................................81 FIGURA 4.9: Localizao dos pontos de extravasamento na bacia SD13.................................82 FIGURA 4.10: a) Hidrograma de sada dos modelos SD13 e SD13B -Bosque dos Buritis; b) Hidrograma de sada dos modelos SD13 e SD13B -Crrego Botafogo........................................83 FIGURA 4.11: a) Hidrograma de sada dos modelos SD13 e SD13P -Bosque dos Buritis; b) Hidrograma de sada dos modelos SD13 e SD13P -Crrego Botafogo.........................................84 FIGURA 4.12: a) Hidrograma de sada dos modelos SD13 e SD13P50 -Bosque dos Buritis; b) Hidrograma de sada dos modelos SD13 e SD13P50 -Crrego Botafogo.....................................86 FIGURA 4.13: a) Hidrograma de sada dos modelos SD13 e SD13TF -Bosque dos Buritis; b) Hidrograma de sada dos modelos SD13 e SD13TF -Crrego Botafogo......................................87 FIGURA 4.14: a) Hidrograma de sada dos modelos SD13 e SD13BP -Bosque dos Buritis; b) Hidrograma de sada dos modelos SD13 e SD13BP -Crrego Botafogo......................................89 FIGURA 4.15: a) Hidrograma de sada dos modelos SD13 e SD13P50B -Bosque dos Buritis; b)

Hidrograma de sada dos modelos SD13 e SD13P50B -Crrego Botafogo..................................90

FIGURA 4.16: a) Hidrograma de sada dos modelos SD13 e SD13P50TF -Bosque dos Buritis; b) Hidrograma de sada dos modelos SD13 e SD13P50TF -Crrego Botafogo................................92 FIGURA 4.17: Hidrograma de entrada e sada do primeiro reservatrio......................................93

LISTA DE TABELAS

TABELA 2.1: Alterao de parmetros climticos devido urbanizao (adaptado de PORTO, 2004).........................................................................,,,,,,,,,,,,,,,,,,...................................................24 TABELA 2.2: Origem e natureza dos poluentes das guas pluviais (Chocat et a.l, 1997)...........27 TABELA 2.3: Medidas de controle de inundaes (RAMOS et al.,1999.....................................30 TABELA 2.4: Vantagens e desvantagens da implantao de bacias de deteno (adaptado de RAMOS et al.,1999)......................................................................................................................31 TABELA 3.1: Valores de k em funo de .................................................................................60 TABELA 4.1: Caractersticas dos lotes da rea de amostragem...................................................72 TABELA 4.2: Caractersticas dos lagos do Bosque dos Buritis....................................................73 TABELA 4.3: Volume agrupado dos microreservatrios em cada sub-rea na discretizao em 13....................................................................................................................................................75 TABELA 4.4: Porcentagem de rea impermevel por sub-rea....................................................76 TABELA 4.5: Cenrios simulados no trabalho.............................................................................77 TABELA 4.6: Resumo dos resultados para cada cenrio..............................................................94 TABELA A1: Resultado das simulao com o cenrio SD13 para o Bosque dos Buritis........ 107

TABELA A2: Resultados da simulao com o cenrio SD13 para o Crrego Botafogo..........108 TABELA A3: Resultado da Simulao com o cenrio SD13B para o Bosque dos Buritis......109 TABELA A4: Resultado da Simulao com o cenrio SD13B para o Crrego Botafogo..........110 TABELA A5: Resultado da Simulao com o cenrio SD13P para o Bosque dos Buritis........111 TABELA A6: Resultado da Simulao com o cenrio SD13P para o Crrego Botafogo.........112 TABELA A7: Resultado da Simulao com o cenrio SD13P50 para o Bosque dos Buritis...113 TABELA A8: Resultado da Simulao com o cenrio SD13P50 para o Crrego Botafogo.....114 TABELA A9: Resultado da Simulao com o cenrio SD13TF para o Bosque dos Buritis.....115 TABELA A10: Resultado da Simulao com o cenrio SD13TF para o Crrego Botafogo.....116

TABELA A11: Resultado da Simulao com o cenrio SD13BP para o Bosque dos Buritis..117 TABELA A12: Resultado da Simulao com o cenrio SD13BP para o Crrego Botafogo.....118 TABELA A13: Resultado da Simulao com o cenrio SD13P50B para o Bosque dos Buritis...........................................................................................................................................119 TABELA A14: Resultado da Simulao com o cenrio SD13P50B para o Crrego Botafogo .120 TABELA A15: Resultado da Simulao com o cenrio SD13P50TF para o Bosque dos Buritis...........................................................................................................................................121 TABELA A16: Resultado da Simulao com o cenrio SD13P50TF para o Crrego botafogo.......................................................................................................................................122 TABELA A17: Resultado da Simulao com as bacias de deteno do Bosque dos Buritis.....123

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica SWMM Storm Water Management Model EPA Environmental Protection Agency DERMU-COMPAV

Departamento de Estradas e Rodagens e Companhia de Pavimentao do Municpio de Goinia

MUBDG Mapa Urbano Digital de Goinia GPS Sistema de Posicionamento Global ou Global Position System

SCS Soil Conservation Service

SD6 Discretizao da rea em 6 sub-rea com caractersticas atuais, sem nenhum mtodo de controle

SD6B Discretizao da rea em 6 sub-rea com implantao de microreservatrios

SD13 Discretizao da rea em 13 sub-reas com caractersticas atuais, sem nenhum mtodos de controle;

SD13B Implantao de microreservatrios SD13P Aumento de rea permevel (30% em cada lote).

SD13PB Insero de microreservatrios com aumento da rea permevel (30% em cada lote).

SD13P50 Aumento de rea permevel (50% em cada lote).

SD13TF Implantao de trincheira de infiltrao no lote

SD13P50B Aumento de rea permevel (50%) com implantao de microreservatrios

SD13P50TF Aumento de rea permevel (50%) com implantao de valas de infiltrao

SD13LB Simulao do modelo com a implantao dos lagos dos Bosque dos Buritis

LISTA DE SMBOLOS

esdV Escoamento superficial direto

A rea de drenagem

eh Lamina da chuva excedente

F Reteno do solo

P Precipitao total

aI Extrao inicial

eP Precipitao escoada

S reteno potencial do solo

CN nmero de curva

i Intensidade de chuva

B , b , c parmetros que descrevem caractersticas locais

T perodo de retorno

t Dura da chuva

, , , parmetros regionais associados ao perodo de retorno T I0 capacidade de infiltrao inicial

Ib capacidade de infiltrao final)

K constante que representa a taxa de decrscimo na capacidade It

ct Tempo de concentrao

L Comprimento do talvegue

S Declividade do talvegue

J Volume da bacia de deteno

aQ Vazo afluente

k Fator que funo da relao da deteno

ct Tempo de concentrao

Quociente entre a vazo efluente e vazo

eQ Vazo efluente

D Comprimento do escoamento

v Velocidade do escoamento

h Desnvel do lote

sV Volume da Bacia

dQ Vazo ps-ocupao

aQ

Vazo antes da ocupao

SUMRIO

CAPTULO 1 ELEMENTOS PR-TEXTUAIS 19

1.1 Introduo 19

1.2 Justificativa 20

1.3 Objetivos 22

1.3.1 Objetivo Geral 22

1.3.2 Objetivo Especifico 22

CAPTULO 2 REVISO BIBLIOGRFICA 23

2.1 O Efeito da Urbanizao no Meio Ambiente 23

2.2 Qualidade das guas de escoamento superficial 24

2.3 Medidas de Controle de Inundao 26

2.3.1 Medidas no-estruturais 28

2.3.2 Medidas estruturais 29

2.3.2.1 Reservatrios de deteno 29

2.3.2.2 Dispositivos de Infiltrao 34

2.3.2.2.1 Vala, Valetas e Planos de Infiltrao 34

2.3.2.2.2 Trincheira de Infiltrao 35

2.3.3 Casos Prticos 37

2.4 Chuva Excedente 38

2.4.1 Mtodo do Soil Conservation Service (SCS) 38

2.4.2 Hidrograma 40

2.4.3 Curvas IDF 41

2.5 Modelos Hidrolgicos 42

2.6 Aspectos Legais 45

2.6.1 Aspectos Legais da Drenagem Urbana em Nvel Internacional 46

2.6.2 Aspectos legais da drenagem urbana no Brasil 47

CAPTULO 3 MATERIAIS E MTODOS 52

3.1 Escolha do Modelo Computacional 52

3.2 Discretizao da rea no Modelo 53

3.3 Parmetros de entrada no Modelo 54

3.3.1 Intervalo de Tempo de Simulao 54

3. 3.2 Parmetros bsicos 54

3.3.3 Equao de infiltrao 55

3.3.4 Tempo de concentrao 56

3.3.5 Precipitao de Projeto 57

3.4 Mtodos de Controle 58

3.4.1 Microreservatrios de Deteno 59

3.4.1.1 Mtodo do Muller Neuhaus 59

3.4.1.2 Mtodo do Tucci 60

3.4.2 Bacias de Deteno 61

3.4.2.1 Mtodo Franco 61

3.4.2.2 Mtodo de Guo 62

3.4.3 Ajuste da Simulao da Bacia 62

3.4.4 Considerao dos Microreservatrios no Modelo SWMM 62

3.4.5 Considerao da Vala de Infiltrao no Modelo 63

3.4.6 Aumento de rea Permevel 63

3.5 Caractersticas da rea Estudada 64

3.5.1 rea de Amostragem 66

3.5.2 Lagos do Bosque dos Buritis - Mtodo de Controle 67

CAPTULO 4 RESULTADOS E DISCUSSES 68

4.1 Parmetros Bsicos de Entrada no Modelo 68

4.1.1 Discretizao da rea 68

4.1.2 Tempo de Concentrao 70

4.1.3 Tempo de Simulao e Precipitao 70

4.1.4 Dimensionamento de Microreservatrios 71

4.1.5 Dimensionamento da Bacia de Deteno 71

4.1.6 Levantamento da rea de Amostragem 72

4.1.7 Lagos do Bosque dos Buritis 73

4.1.8 Simulao dos Microreservatrios no SWMM 74

4.1.9 Aumento da rea Permevel 76

4.1.10 Simulao de Cenrios 76

4.2 Resultados e Anlise das Simulaes 77

4.2.1 Cenrios SD6 e SDB6 78

4.2.2 Simulao da Bacia (SD13) 80

4.2.3 Microreservatrios no Cenrio (SD13B) 81

4.2.4 rea Permevel de 30% (SD13P) 84

4.2.5 rea permevel de 50% (SD13P50) 85

4.2.6 Trincheiras de Infiltrao (SD13TF) 87

4.2.7 Microreservatrio com Aumento de rea Permevel para 30%/lote (SD13BP) 88

4.2.8 Microreservatrio com Aumento de rea Permevel para 50%/lote (SD13P50B) 90

4.2.9 Trincheira de Infiltrao com Aumento de rea Permevel (SD13P50TF) 91

4.2.10 Bacia de Deteno do Bosque dos Buritis 93

4.3. Discusso 94

CAPTULO 5 CONCLUSES E SUGESTES 96

5.1 Concluses e Sugestes 96

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS 99

ANEXO 1 106

ANEXO 2 108

APENDICE 1 110

CAPTULO 1 ELEMENTOS PR-TEXTUAIS

19

CAPITULO 1 - ELEMENTOS PR-TEXTUAIS

1.1 Introduo

O crescente processo de urbanizao das cidades de todo o mundo, seja em pases

desenvolvidos ou em desenvolvimento, juntamente com o aumento conseqente da

impermeabilizao das reas e ocupao inadequadas de reas ribeirinhas, tem promovido

grandes problemas de inundaes urbanas. A impermeabilizao no s promove o agravamento

de enchentes, mas tambm impede a recarga do lenol fretico e favorece o aumento da

temperatura local. Mesmo sendo em pequena escala, a mudana do clima pode tomar propores

maiores medida que mais reas vo sendo impermeabilizadas. Estudos recentes indicam uma

relao direta entre o aumento da impermeabilizao e o incremento da vazo de pico (TUCCI,

1998). Assim, quanto mais urbanizada a rea, maior freqncia de inundaes.

Neste sentindo um sistema de drenagem urbana eficiente se torna um elemento

indispensvel a qualquer rea urbana e no deve ser visto meramente como uma obra de

engenharia destinada a escoar o excesso de gua, pois compreende o conjunto de todas as

medidas a serem tomadas que visem atenuao dos riscos e dos prejuzos decorrentes de

inundaes aos quais a sociedade est sujeita. Para tanto, deve-se trabalhar com diversos

enfoques para minorar estes impactos, tais conceitos so baseados em medidas estruturais e

medidas no estruturais, e sero abordadas nesse trabalho.

Atualmente no mundo, aproximadamente 60% da populao vive em reas urbanas,

no Brasil, segundo o censo de 2000 do IBGE, este ndice j est na casa dos 80%. Tal aumento

na taxa de ocupao urbana ocorreu somente nas ltimas dcadas do Sculo XX. Este

crescimento na maioria dos casos deu-se de modo desordenado e no planejado, contribuindo

para o aumento das enchentes urbanas. Para que as cidades se tornem mais sustentveis do ponto

de vista ambiental necessrio implementar o conceito de coleta armazenamento, utilizao e

infiltrao de guas pluviais, assunto que tem sido muito discutido em nvel nacional e

internacional.

Segundo Fendrich (2005), as cidades brasileiras precisam promover a construo de

sistemas de coleta, armazenamento, utilizao e infiltrao das guas pluviais, para assegurar a


20

auto-sustentabilidade dos sistemas de abastecimento de gua, restabelecer e proteger a circulao

da gua regionalmente. Dessa maneira, o principal foco da presente pesquisa consistiu em

estudar a eficincia de mtodos de controle do escoamento e conseqentemente na reduo de

enchentes em bacias urbanas.

A concepo dos mtodos para atenuao de picos de cheia baseia-se na reduo

parcial ou total do volume escoado nas superfcies pelas precipitaes antes que esta atinja a rede

de drenagem existente, ou seja, sua aplicao realizada no interior de lotes, nos passeios,

estacionamentos, praas e parques, etc.

As formas de reduo da cheia avaliadas neste trabalho foram:

microreservatrios de deteno; trincheira de infiltrao; bacia de deteno aumento da rea permevel.

A avaliao foi realizada empregando a ferramenta computacional Storm Water

Management Model (SWMM), verso 5.0, desenvolvida pela Environmental Protection Agency

(EPA). Este um programa gratuito e livre, alm de ser um dos mais utilizados nos dias atuais

por pesquisadores de vrias partes do mundo na modelagem de sistemas de guas pluviais.

1.2 Justificativa

Os problemas enfrentados pelas bacias urbanas no podem ser resolvidos de forma

isolada pela Engenharia ou simplesmente com o uso de modelos computacionais. importante

que se consolidem estudos sistemticos que envolvam as diferentes reas complementares do

conhecimento, para que, por meio da interdisciplinaridade de equipes, seja possvel superar os

atuais e futuros desafios impostos pela nova realidade de urbanizao.

Visto que as bacias urbanas possuem, normalmente, um sistema de drenagem antigo e

muitas vezes sub-dimensionado, problemas de alagamentos no so raros de serem observados.

A rea adotada como exemplo para o desenvolvimento deste trabalho est localizada em uma

parte nobre da cidade de Goinia, e caracterizada por residncias com um grande ndice de

impermeabilizao. Devido a isto, o incremento da vazo de contribuio da rea aumentou


21

consideravelmente nos ltimos anos. Para que o problema de enchentes na regio em questo

possa ser sanado, possvel a adoo de medidas caras, por exemplo, a expanso da rede ou a

adoo de medidas alternativas e mais econmicas para o municpio, mas que necessitariam de

uma maior conscientizao da populao, da comunidade tcnica e de legislaes especficas

eficazes. exatamente nesse ponto que se v a possibilidade de implantao de mtodos de

controle em nvel de lote.

Concomitante questo da adoo de microreservatrios podem ser buscadas

alternativas de deteno em nvel de bacia. Sendo assim, vislumbrou-se a possibilidade de

utilizao de uma bacia de deteno local, localizado no Bosque dos Buritis, na parte mais baixa

da regio estudada, e que poderia ser utilizado como mtodo de controle de enchentes.

A modelao destaca-se como uma ferramenta imprescindvel no que tange s

questes hdricas em geral, e principalmente na avaliao de cheias de projeto, pois possibilita

uma ampla abordagem sobre os principais mecanismos e interaes que se desenvolvem em uma

rea urbana. Atravs dos modelos matemticos, possvel compreender algumas propriedades

dos sistemas, prever suas reaes a estmulos e estimar suas capacidades de escoamento. Essas

ferramentas tambm permitem antever os impactos decorrentes de inmeros cenrios hipotticos,

o que possibilita fundamentar as decises de gesto de bacias tomadas por seus responsveis

legais.

Nesta pesquisa, o modelo SWMM foi utilizado, basicamente, na avaliao da

implantao dos mtodos de controle na reduo dos pontos de alagamento, tendo sido

fundamentado em informaes obtidas da literatura e in loco. Esse modelo poder auxiliar na

busca das possveis solues gerenciais para a minimizao dos impactos que ocorrem na rea,

principalmente no que diz respeito inundaes.

Espera-se que esse trabalho seja uma contribuio para a comunidade cientfica, visto

que problemas de enchentes so constantes nas grandes cidades.


22

1.3 Objetivos

1.3.1 Objetivo Geral

O objetivo deste trabalho foi simular medidas de conteno de cheia em nvel de lote e da

bacia verificando tambm a eficincia destas medidas na diminuio da magnitude e freqncia

das cheias na rea.

1.3.2 Objetivos especficos

Foram objetivos especficos da pesquisa:

a) aplicar um mtodo para utilizao de um modelo hidrolgico computacional;

b) adaptar a simulao de medidas de conteno de cheia - microreservatrios, trincheira de infiltrao e aumento da rea permevel - no modelo SWMM;

c) verificar se ocorre alterao significativa na adaptao do modelo de modo ao inviabilizar os resultados;

d) dimensionar os mtodos de controle utilizados empregando mtodos da literatura;

e) aplicar o modelo a uma bacia urbana real, localizada na cidade de Goinia;

f) avaliar a eficincia das medidas isoladamente e em conjunto;

g) divulgar os resultados da pesquisa para a comunidade cientfica e sociedade interessada.

CAPTULO 2 - REVISO BIBLIOGRFICA

23

CAPITULO 2 - REVISO BIBLIOGRFICA

2.1 O Efeito da Urbanizao no Meio Ambiente

O ciclo hidrolgico um sistema fechado que rege toda a distribuio de gua no

planeta. Este um sistema complexo que pode sofrer influncias de alteraes no meio. A

urbanizao um dos elementos que pode alterar o funcionamento do ciclo hidrolgico e,

conseqentemente, a distribuio de gua alm da sua qualidade. Na Figura 2.1, pode-se

visualizar o esquema do ciclo hidrolgico.

Figura 2.1 - Esquema do ciclo hidrolgico (TEIXEIRA et al., 2003)

Naturalmente, parte da gua precipitada sobre a terra sofre o processo de infiltrao,

transferncia da gua da superfcie para o interior do solo, mas, para que haja a infiltrao

necessrio que o solo esteja suscetvel a esse processo. Com a urbanizao, tende-se a ocorrer a

impermeabilizao de reas cada vez maiores, o que impede a infiltrao e ocasiona grandes

danos ambientais: promovido o aumento do escoamento superficial; ocorre o impedimento da

recarga do lenol fretico, que realizado atravs da infiltrao; h uma maior evaporao e

menor evapotranspirao e um aumento da temperatura, uma vez que as superfcies permeveis

absorvem o calor e o devolve ao ambiente. Esse aumento da temperatura pode ainda promover o


24

aumento de precipitaes convectivas, pois favorece a movimentao do ar ascendente (Tabela

2.1).

Tabela 2.1 - Alterao de parmetros climticos devido urbanizao (adaptado de PORTO, 2004)

Elemento Variao em relao rea natural

Precipitaes totais 5 a 10% maior

Temperatura do ar 0,5 a 1,0 C maior

Umidade relativa 2 a 8% maior

Nebulosidade 100% maior

Conforme Porto et al.(2004), as conseqncias sobre o clima, apesar de agir em

pequena escala, podem, a longo prazo, causar alteraes sobre a qualidade das guas pluviais,

diminuio de vazes mnimas e a conseqente alterao do microclima urbano como regime de

chuvas, ilhas de calor, elevao na umidade do ar, mudana na direo e velocidade do vento

entre outros. O aumento do escoamento ainda pode promover o aumento de doenas como clera,

dengue, malria, leptospirose, esquistossomose, febre tifide e poliomielite. Pode-se observar na

Figura 2.2 alguns dos efeitos da urbanizao e as suas interligaes.

2.2 Qualidade das guas de escoamento superficial

O escoamento superficial tem efeito direto sobre a qualidade da gua de rios e lagos,

pois acaba por transportar o lixo depositado em locais inadequados e contaminantes como, por

exemplo, metais pesados, pesticidas, compostos orgnicos e organismos patognicos. A

quantidade de lixo carreada para os mananciais aumentou significativamente nas ltimas dcadas.

A contaminao ocorre, principalmente, em funo das ligaes clandestinas de esgoto, que

extremamente nociva ao ecossistema aqutico, alm de prejudicar o uso dos corpos receptores

para abastecimento pblico e recreao.

Segundo Fendrich (1999) os efeitos a seguir podem ser notados na qualidade da gua

em razo do escoamento de gua pluvial, como:


25

Figura 2.2 - Processos que ocorrem numa rea urbana (HALL, 1984 apud PORTO, 2004).

aumento do carreamento de nutrientes, como nitrognio e fsforo, ao corpo receptor

das guas de drenagem urbana, aumentando a populao de algas e vegetais aquticos superiores,

provocando a eutrofizao do ecossistema aqutico;

aumento dos depsitos de sedimentos (assoreamento) que alteram o leito do corpo

dgua receptor, causando diminuio da capacidade de escoamento, destruio de habitats e


26

diminuio e alterao das populaes que vivem no fundo dos corpos receptores de guas

pluviais;

depleo da concentrao de oxignio dissolvido (O.D) dos corpos receptores de

guas pluviais, pela decomposio e oxidao de matria orgnica e dos compostos presentes nos

volumes escoados pela drenagem urbana;

gerao de alteraes estticas pelo aumento da concentrao de sedimentos em

suspenso, afetando a transparncia da gua, aumentando a turbidez e alterando a cor e a

aparncia do corpo dgua receptor.

A quantidade e a qualidade das guas pluviais so variveis do mesmo problema e

devem ser consideradas em conjunto e no dissociadas. guas de drenagem urbana de boa

qualidade se constituem em recursos hdricos potencialmente utilizveis para irrigao,

abastecimento industrial, recarga de aqferos etc (FENDRICH,1999).

Segundo Armitage (2004), o descarte de lixo de forma inadequada representa um

grande problema para o sistema de drenagem, pois plsticos, papis, metais, material de

construo podem promover a obstruo da rede e contaminao dos mananciais.

A verificao local da ocorrncia ou no da carga de poluio torna-se importante,

principalmente, nos casos em que se pretende reter o escoamento superficial urbano em bacias de

deteno, uma vez que o acmulo de poluentes em uma bacia pode proporcionar maior

necessidade de manuteno e influncia no aspecto visual.

Segundo Chocat et a.l (1997), normalmente, cerca de 15% a 25% da carga de poluio

pluvial so atribudas chuva. Alguns poluentes com suas respectivas origens esto descritos no

Tabela 2.2.

2.3 Medidas de Controle de Inundao

Segundo Thampapillai e Musgrave (1985), as medidas de controle tem como objetivo

reduzir a freqncia e a gravidade das enchentes.

Segundo Tucci (2005), medidas de controle do escoamento podem ter trs

classificaes, de acordo com a sua rea de atuao na bacia, como:


27

distribuda ou na fonte: o tipo de controle que atua sobre o lote, praas e passeios,

aumentando reas para infiltrao e percolao, e/ou medidas de armazenamento temporrio de

gua da chuva em reservatrios residenciais ou de telhados;

na microdrenagem: o controle que age sobre o hidrograma resultante de um ou

mais loteamentos. Neste caso podem ser utilizados dispositivos de amortecimento do volume

gerado, como tanques, lagos e reservatrios pequenos.

na macrodrenagem: o controle sobre os principais rios e riachos urbanos

As medidas de controle e/ou preveno de inundao podem ser classificadas em

medidas estruturais e no estruturais.

As medidas estruturais correspondem a obras que visam o controle de enchentes.

Segundo Tucci (2004) so aquelas que modificam o sistema fluvial evitando os prejuzos

decorrentes das enchentes, enquanto que as medidas no estruturais so aquelas em que os

prejuzos so reduzidos pela melhor convivncia da populao com as enchentes.

Tabela 2.2: Origem e natureza dos poluentes das guas pluviais (Chocat et a.l, 1997)

Origem Natureza dos Poluentes

Circulao de automveis

Hidrocarbonetos (leos, graxas e gasolina). Metais provenientes do desgaste dos pneus (zinco, cadmo, cobre) e de peas metlicas (titnio, cromo,

alumnio...), chumbo (gasolina).

xido de nitrognio (gases de escapamento). Poluentes provenientes da eroso de pavimentos de vias (elementos procedentes do cimento ou do

pavimento das caladas, das pinturas do pavimento,

notadamente do chumbo).

Indstria

Metais (chumbo, Cadmo, zinco). Resduos de petrleo e micro poluentes orgnicos

rejeitados sob a forma liquida ou gasosa podendo ser

carreados por longas distncias.

Animais

Matria orgnica proveniente de dejetos de animais (domsticos ou selvagens) que podem

constituir-se em fonte de contaminao bacteriana ou

viral.

Resduos slidos Matria orgnica, plsticos, metais diversos,


28

papeis, etc. rejeitados diretamente nas bocas de lobo,

provenientes de lixiviao das superfcies urbanas

pelas guas pluviais, de depsitos ilegais de resduos

slidos ou de aterros sanitrios mal geridos.

Poeiras contendo diferentes poluentes (em particular, o zinco que provm de usinas de

incinerao emitindo grandes quantidades de

poluentes).

Eroso dos solos e em canteiros de obras Matria em suspenso (poluio mineral que pode conter agentes ativos como o asfalto).

Vegetao

Matrias carbnicas, mais ou menos biodegradveis (folhas mortas, polens).

Nitratos e fosfatos provenientes de adubos. Compostos organo-fosforados e carbonatos (pesticidas e herbicidas).

2.3.1 Medidas no-estruturais

As medidas no-estruturais so mais baratas, pois no demandam grandes obras e

baseiam-se em regulamentao do uso da terra, construes prova de enchentes, seguro de

enchentes, previso e alerta de inundao. Estas medidas so discutidas a seguir:

- Regulamentao do uso da terra neste caso necessrio estabelecer,

primeiramente, o risco de ocorrncia de inundaes na a rea est inserida. partir disso ser

determinado se permitida ou no a construo de habitaes e se esta rea pode ser utilizada

para recreao. Para cotas consideradas de menor risco podero ser permitidas construes, mas

observando a necessidade de precaues especiais.

- Construes prova de enchentes um conjunto de medidas projetadas para

reduzir perdas de edificaes localizadas em vrzeas de inundao durante a ocorrncia de

cheias.

- Seguro consente ao indivduo ou empresa a obteno de uma proteo econmica

para as perdas eventuais.


29

-Previso de alerta um sistema composto de aquisio de dados em tempo real,

transmisso de informaes para um centro de anlise, previso em tempo atual com modelo

matemtico e Plano de Defesa Civil que envolve todas as aes individuais ou de comunidade

para reduzir as perdas durante as enchentes (TUCCI, 2004).

A inexistncia do suporte de medidas no estruturais apontada, atualmente, como

uma das maiores causas de problemas de drenagem nos centros mais desenvolvidos (RAMOS et

al., 1999).

2.3.2 Medidas estruturais

As medidas estruturais podem ser divididas em extensivas e intensivas. As extensivas

so aquelas que agem direto na bacia, procurando alterar as relaes entre a precipitao e a

vazo, como o aumento de reas impermeveis, dispositivos de armazenamentos disseminados na

bacia e alterao da cobertura vegetal do solo, que reduz os picos de enchentes e controla a

eroso da bacia (TUCCI, 2004). Segundo Canholi (2005), as medidas intensivas so aquelas que

agem no rio e podem ser de quatro tipos:

de acelerao do escoamento: canalizao e obras correlatas; de retardamento de fluxo: reservatrios (bacias de deteno/reteno),

restaurao de calhas naturais;

de desvio do escoamento: tneis de derivao e canais de desvio; e aes individuais que visem promover resistncia de edificaes a

enchentes.

Na Tabela 2.3 so apresentadas algumas medidas estruturais e no-estruturais para o

controle de inundaes. Dentre as medidas estruturais est inserida a bacia de deteno,

dispositivo que ser discutido com maior detalhamento a seguir.

2.3.2.1 Reservatrios de deteno

A bacia de deteno um dispositivo de armazenamento capaz de reduzir o pico do

hidrograma das cheias atravs do armazenamento de parte do volume escoado (Figura 2.3).

Segundo Milograma (2001), o objetivo da bacia de deteno minimizar o impacto hidrolgico


30

da reduo da capacidade de armazenamento natural da bacia hidrogrfica por causa da

impermeabilizao decorrente da urbanizao. No promovida a reduo do volume do

hidrograma, simplesmente consegue-se uma distribuio temporal.

Conforme a Natural Resources Conservation Service (NRCS) Planning and Design

Manual, as principais razes para o uso de bacias de deteno so a reduo do pico na descarga

de guas pluviais, o controle de inundaes e a preveno de carreamento para a jusante do canal.

Tambm, provvel que ocorra a remoo de alguns poluentes, alm da reduo dos custos de

um sistema de galerias de drenagem, em razo da reduo das dimenses das galerias;

diminuio de eroses, causada pela reduo das vazes; aumento do tempo de resposta do

escoamento superficial; melhoria das condies para reuso da gua e recarga dos aqferos.

Porm as limitaes tambm existem. Uma delas est relacionada manuteno que quando no

adequada, pode causar entupimento, por isso deve-se observar o local de instalao, para que no

ocorra impedimentos para a realizao das operaes normais.

Tabela 2.3 - Medidas de controle de inundaes (RAMOS et al.,1999) Medidas estruturais

Aumento da capacidade de

escoamento das calhas

Diques marginais ou anulares. Melhoria das calhas (aumento da seo transversal, desobstrues e retificaes). Canalizao (melhoria da calha e revestimento, substituio da calha por galeria/canal ou desvio).

Medidas nos cursos dgua principais

Medidas para deteno das guas

pluviais

Medidas locais (armazenamento em telhado, cisternas, bacias de deteno em parques, etc.). Medidas fora do local (armazenamento em leitos secos ou em reservatrios implantados em pequenos cursos dgua)

Reduo das vazes de cheias

Medias para controle de escoamento

superficial direto

Medidas para infiltrao das guas

pluviais

Medidas locais (poos, trincheiras, bacias de infiltrao, escoamento dirigido para terrenos gramados, etc.)

Medidas no estruturais

Regulamentao do uso e ocupao do solo (principalmente em fundo de vale) Proteo contra inundaes (medidas de proteo individual das edificaes em reas de risco) Seguro contra inundaes Sistemas de alerta, aes de defesa civil, relocaes


31

Figura 2.3: Esquema de bacia de deteno (MAIDMENT, 1993 apud TUCCI, 2005)

Ramos et al. (1999), resumem algumas vantagens e desvantagens que devem ser

analisadas anteriormente ao projeto de implantao de bacias de deteno (Quadro 2.4).

Tabela 2.4 : Vantagens e desvantagens da implantao de bacias de deteno(adaptado de RAMOS et al.,1999)

Medida Vantagem Desvantagem

Reservatrio ou bacias de deteno.

1. Retardo do deflvio superficial direto 2. Benefcio recreativo: 3. quadras poliesportivas se o terreno for propcio 4. Esteticamente agradvel 5. Pode controlar extensas reas de drenagem, liberando descargas relativamente pequenas

1. Requer grandes reas 2. Custos de manuteno: a) poda da grama b) herbicidas c) limpeza peridicas (remoo de sedimentos) 3. rea de proliferao de pernilongos 4. Sedimentao do reservatrio

Existem algumas classificaes para os reservatrios. Tucci (2005) os classifica em

off-line ou in-line. O reservatrio classificado como in-line quando a drenagem atravessa o

reservatrio; e como off-line quando o escoamento transferido para a rea de amortecimento

somente aps atingir uma certa cota, recebendo somente o excedente da rede de drenagem

(Figura 2.4) .


32

Deteno

Sistema de drenagem

Figura 2.4: Esquema de bacia de deteno off-line (adaptado TUCCI, 2005)

Cruz et al.,(2001) ressalta que apesar do dispositivo poder ser implementado em nvel

de lote, na microdrenagem e na macrodrenagem. O controle na macrodrenagem demanda maior

tempo de implementao, custos muito elevados, alm de solicitar grandes reas livres e com

posicionamento adequado. A aplicao de deteno em nvel de microdrenagem tem a vantagem

de uma implementao mais simples, demandando menos tempo e pode ser aplicada em

pequenos espaos livres, como praas, jardins ou quintais.

Estes dispositivos podem estar sendo adotados em trs escalas:

lote,

loteamento ou

na bacia.

Existem muitas formas de se construir os reservatrios, desde o mtodo convencional,

com concreto armado, at tanques pr-fabricados. Podem ser construdos tambm com anis pr-

moldados e fibras de vidro.

Para Cruz et al. (1998), o controle em nvel de microdrenagem pode ser realizado no

lote ou no loteamento completo. O controle em nvel de lote permite a reduo de uma parte de

impactos em decorrncia da urbanizao, j que ainda haver uma vazo de contribuio das

ruas, caladas e reas pblicas, a qual no ser direcionada para a bacia de deteno localizada no

interior do lote. O uso de reservatrios na fonte geralmente ocorre para reas j loteadas, ao passo

que o reservatrio na sada do loteamento usado para futuros loteamentos.

O controle na rede de microdrenagem ou loteamento, em princpio, tem a vantagem da

escala, pois apenas um reservatrio mais eficiente do que o somatrio de pequenos

reservatrios devido a quantidade de manuteno requerida para vrios reservatrios ao invs de


33

apenas um. As vantagens do controle na fonte so a reduo da quantidade de material slido e a

reduo da rede de drenagem do loteamento e da distribuio da manuteno entre os usurios

(TUCCI,2006).

Ainda segundo Cruz et al. (1998), o armazenamento pode ser efetuado atravs de

telhados, pequenos reservatrios residenciais, estacionamentos, reas esportivas, entre outros.

Esses reservatrios podem ser utilizados tambm para armazenar gua para irrigao de grama,

lavagem de superfcies ou automveis. Porm, alguns estudiosos esclarecem que, quando se

deseja um reuso dessa gua, outros dispositivos devero ser projetados, tais como coletores,

filtros e sistemas de bombeamentos. Segundo Junior e Barbassa (2006), o microrreservatrio de

deteno deve ser construdo abaixo do nvel do solo de edificaes para armazenamento

temporrio de gua de chuva seguindo o modelo proposto por Cruz (1998), ilustrado na Figura

2.5.

Filho et al., (2007), ressalta que o uso dos microreservatrios est sujeito a algumas

restries relacionadas a espaos livres, profundidade da rede coletora principal, declividade dos

lotes, nvel fretico alto e deposio de resduos slidos.

As reas pblicas, por exemplo, praas, parques e quadras esportivas, podem ser

utilizadas para a instalao desses dispositivos em nvel de loteamento sem nenhuma perda de

espao, uma vez que eles podem ser construdos de forma subterrnea ou como espelho dgua.

Ressalta-se apenas a necessidade de planejamento detalhado, de forma que possibilite a gesto do

sistema de drenagem que, medida que implantado, torna-se mais complexos que os sistemas

clssicos.

Figura 2.5: Modelo de reservatrio de lote (CRUZ, 1998)


34

Nas bacias de deteno, o tempo de residncia, ou seja, o tempo em que a gua

permanece armazenada na bacia, pode ser influenciado primeiramente por dois fatores:

hidrolgico (distribuio temporal das vazes de contribuio) e hidrulica (a durao da vazo

durante um evento).

2.3.2.2 Dispositivos de Infiltrao

Dispositivos de infiltrao so aqueles implantados junto superfcie ou a pequena

profundidade, com o objetivo de recolher as guas pluviais e favorecer infiltrao, reduzindo,

dessa forma, o volume escoado. Podem ser instalados em vrias reas como, por exemplo,

canteiros centrais e passeios, estacionamentos, jardins, terrenos esportivos, em reas verdes em

geral e apresentam varias vantagens, pois, alm de proporcionarem, a o alivio do sistema de

drenagem, favorecem tambm benefcios hidrolgicos e ambientais (Figura 2.6).

Baptista et al. (2005) citam alguns benefcios do uso de trincheiras:

ganho financeiro, com a reduo das dimenses do sistema de drenagem, sendo, s

vezes at dispensvel;

ganho paisagstico, uma vez que ocupa pouco espao;

ganho ambiental, proporcionado pela recarga do lenol fretico.

Ainda segundo Baptista et al. (2005), algumas dificuldades na utilizao de trincheiras

devem ser identificadas:

necessidade de manuteno peridica;

menores eficincias em reas com declividades fortes;

risco de contaminao do lenol.

Os principais dispositivos de infiltrao so valas, valetas de infiltrao e planos de

infiltrao, trincheiras de infiltrao.

2.3.2.2.1 Vala, Valetas e Planos de Infiltrao

As valas de infiltrao so simples depresses escavadas no solo com o objetivo de

recolher a gua do escoamento superficial e efetuar o armazenamento temporrio juntamente com

a infiltrao de parte dessa gua (Figura 2.7 e 2.8). O que diferencia uma vala ou valetas de


35

planos a dimenso delas. Segundo Baptista et al. (2005), as valas ou valetas possuem

dimenses longitudinais significativamente maiores que suas dimenses transversais, ao contrrio

dos planos que no possuem dimenses longitudinais muito maiores do que as transversais e as

profundidades so reduzidas, todos, no entanto,desempenham a mesma funo, reter e infiltrar

parte da gua de escoamento.

2.3.2.2.2 Trincheira de Infiltrao

Assim como os dispositivos citados anteriormente, as trincheiras de infiltrao so

tcnicas compensatrias, instaladas com o objetivo de reter e infiltrar parte da gua do

escoamento superficial. A trincheira implantada junto superfcie ou a pequena profundidade,

apresenta largura e profundidade reduzidas, usualmente no ultrapassando um metro, entretanto,

tem suas dimenses longitudinais maiores. A evacuao das guas captadas pode se efetuada por

duas formas, infiltrao no solo, atravs da base e das paredes laterais e por descarga natural.

Figura 2.6 - Esquema de armazenamento de gua pluvial na fonte (Fonte: OLIVEIRA,2005)


36

Figura 2.7 : Esquema de Vala de Infiltrao (URBONAS E STAHRE,1993 apud TUCCI, 2005)

Figura 2.8: Vala de infiltrao

As trincheiras devem ser preenchidas com material granular grado, geralmente pedra

de mos, seixos ou brita, devem ser revestidas com material tipo manta geotxtil, o que ainda

auxilia na reduo da poluio do lenol, sendo que boa parte dos poluentes fica retida junto com

os sedimentos (Figura 2.9). O uso desse dispositivo em vrios pases, por exemplo, Japo,

remota a muitos anos (CRUZ et al., 1998).


37

Figura 2.9: Trincheira de Infiltrao (Azzout et al., 1994 apud Silveira, 2002)

2.3.3 Casos Prticos

Vrios estudos sobre bacias de deteno vm sendo desenvolvidos nas ltimas

dcadas. Alguns dos quais demonstram que h muitos anos a bacia de deteno, mesmo de modo

precrio, tem sido utilizada no controle de inundaes. Eles indicam que medidas de controle de

enchentes foram utilizadas na antiga Babilnia, na bacia hidrogrfica do Rio Eufrates, desviando

as guas excedentes para depresses no deserto rabe (FRANCO,2004).

Uma enchente ocorrida em 1913, no Estado de Ohio, nos Estados Unidos da Amrica,

teria atentado para a construo de diversas bacias de deteno, apenas para fins de controle de

cheias.

O reservatrio de deteno uma realidade h duas dcadas no Japo. O uso

obrigatrio desse dispositivo no pas se tornou necessrio a partir do aumento de enchentes em

rea urbana. Conforme Cruz et al., (1998), a maior parte dos reservatrios de residncias, cerca

de 60%, o que representa de 1% a 2% da superfcie de controle.

Estudos na Alemanha objetivaram analisar o uso de cisternas em uma rea residencial

de 2,69ha com 29% representados por telhados. Este estudo concluiu que as 140 cisternas de 0,5

m3 reduziram de 10% a 20% a vazo de pico. Na Frana, bacias desse tipo foram usadas na

preveno de enchentes j no ano de 1711 (CRUZ et al., 1998).

No Brasil, as primeiras bacias de deteno foram instaladas em Belo Horizonte em

1953, e esto em funcionamento at hoje. Atualmente as cidades de So Paulo e Curitiba tm se

destacando na adoo dessas medidas.


38

No estudo realizado por Cruz et al. (1998) para a cidade de Curitiba, foi avaliado o

volume necessrio ao amortecimento das enchentes em lotes. Esses volumes foram estimados por

intermdio do uso de um modelo matemtico hidrolgico de chuva-vazo. Foi trabalhado com

tempo de retorno de 2 e 5 anos e cenrio de taxa de impermeabilizao de 50, 75, 80, 90 e 100%.

As reas dos lotes utilizadas na simulao foram de 300, 400,500 e 600m2. Foi verificado que

para o maior lote (600 m2), com 100% de rea impermeabilizada, necessitar-se-ia de um

reservatrio com volume na ordem de 2,2 m3, ao passo que, para o mesmo lote com apenas 50%

de impermeabilizao, o reservatrio necessrio seria de 1m3. Este estudo demonstrou ainda que

para todos os modelos simulados essa estrutura ocuparia apenas 1% da rea total do lote.

2.4 Chuva Excedente

Entende-se por quantidade de chuva a altura da gua cada e acumulada sobre uma

superfcie plana e impermevel (PINTO et al., 1976). J o escoamento superficial direto ou chuva

excedente a parcela da chuva total que escoa inicialmente pela superfcie do solo,

concentrando-se em enxurradas e, posteriormente, em cursos de gua. Ela a maior responsvel

pelas vazes de cheia, particularmente em bacias urbanizadas.

O volume do escoamento superficial direto encontrado pela multiplicao da rea de

drenagem (A) com a lmina de chuva excedente he.

eesd hAV .= (2.1)

Existem, atualmente, mtodos para o clculo da chuva excedente que se baseiam em

relaes empricas. So muito utilizados, pois representam facilidade e confiabilidade quando

empregados com discernimento. Um exemplo desse mtodos o mtodo Soil Conservation

Service (SCS) utilizado para clculo das vazes de pico no mtodo racional.

2.4.1 Mtodo do Soil Conservation Service

O Mtodo do Soil Conservation Service (SCS) foi desenvolvido pelo Departamento

de Agricultura dos Estados Unidos e aplicado especialmente quando no se dispem de dados


39

hidrolgicos. Este mtodo relaciona o escoamento direto acumulado com a precipitao total a

partir do traado das curvas-nmero. Baseia-se em um parmetro que descreve o tipo de solo, sua

utilizao e condio de superfcie no que diz respeito potencialidade de gerar escoamento

superficial. Este parmetro representado por CN, que significa curva nmero (BAUNGARTEN

et al., 2003). Methods (2003) afirma que o mtodo SCS consiste de um procedimento da diviso

do total da chuva representado por um modelo de hietrograma, com extraes iniciais

(interceptao, infiltrao e armazenamento em depresses), reteno do solo e o escoamento.

Podendo ser representado pela seguinte frmula:

ea PIPF = (2.2)

em que: F o equivalente a reteno do solo (mm);

P a precipitao total (mm);

Ia so as extraes iniciais (mm);

Pe a precipitao escoada (mm).

A equao do SCS tambm pode ser descrita da seguinte forma:

)101000(4.25 =CN

S (2.3)

em que: S a reteno potencial do solo; CN o nmero de curva e varia entre 0 e 100,

correspondendo o zero a uma bacia de condutividade hidrulica infinita e o cem a uma bacia

totalmente impermevel.

O valor de CN retrata as condies de cobertura e solo Quanto maior o valor de CN,

maior tambm o escoamento superficial e menor a reteno potencial.

O parmetro CN depende dos seguintes fatores: tipo de solo, condies de uso e

ocupao do solo, umidade antecedente do solo.

As principais vantagens deste mtodo so:

parmetro nico CN; ampla difuso com abundante bibliografia sobre experincias de sua utilizao.

As principais desvantagens so:


40

no considera a percolao, ou seja, no permite avaliar o escoamento subterrneo; no considera recuperao da capacidade de infiltrao. Basicamente, o mtodo se adapta para clculos em bacias com escassez de informao.

2.4.2 Hidrograma

O hidrograma um grfico que representa a vazo ao longo do tempo decorrente do

hietograma. A rea da curva representa o volume do escoamento superficial direto (Vesd)

proporcionado pela chuva excedente (he) sobre uma rea de drenagem (A). O hidrograma

caracterizado pelo seu volume (Vesd) e pela sua forma, que juntos descrevem a vazo de pico (Qp)

e, ainda por um tempo, de asceno (ta), que representa o tempo entre o incio da chuva at o pico

do hidrograma, por um tempo de base (tb), durao total do escoamento superficial direto e por

um tempo de retardamento (tp), em que o tempo que vai do centro de massa do hietograma de

chuva excedente at o pico do hidrograma, conforme pode ser visualizado na Figura 2.10.

Figura 2.10: Representao do hidograma (RAMOS et al., 1999)

Segundo Tucci (2004) o hidrograma a representao grfica da vazo distribuda

no tempo e esse o resultado das interaes dos componentes do ciclo hidrolgico.

A forma do hidrograma depende de alguns fatores. Segundo Tucci (2004), os mais importantes

so:

Relevo densidade de drenagem, declividade do rio ou bacia, capacidade de armazenamento e forma.


41

Cobertura da bacia a cobertura vegetal tende a retardar o escoamento e aumentar a perda por evapotranspirao.

Modificaes artificiais no rio um reservatrio ou uma canalizao influencia diretamente no tempo de escoamento.

Distribuio, durao e intensidade da precipitao a distribuio e a durao da precipitao exercem influncia direta no hidrograma.

Solo condies iniciais do solo so fatores que influenciam no resultado do escoamento.

A anlise do hidrograma pode ser realizada por meio de mtodos hidrulicos e

hidrolgicos. As equaes do escoamento no permanente (conservao de massa e quantidade

de movimento) so o embasamento hidrulico.

2.4.3 Curvas IDF

As curvas de intensidade-durao-frequncia, tambm conhecidas como equaes de

chuva, estabelecem a relao entre a intensidade e a durao da precipitao e seu perodo de

retorno.

Os parmetros caractersticos das precipitaes intensas so representados por:

durao: tempo da chuvada; intensidade: relao entre a altura da chuva e sua durao; freqncia: ocorrncia em um determinado perodo de anos.

As equaes de chuva representam um importante recurso para os projetos de

drenagem em geral, visto que em muitos casos no se dispem de dados fluviomtricos.

Costa e Brito (1999) determinaram 17 equaes de chuva para o estado de Gois e Sul

do Tocantins.Foi aplicado o mtodo da estao-ano para chegar as equaes que possibilitam a

utilizao de sete parmetros, em que se distinguem por caractersticas locais, conforme Equao

2.4.

b

T

c) t ()T ( B

++

(2.4)


42

em que: i a intensidade mxima de chuva (mm/min); t a durao (min); T o perodo de retorno (ano);

,,, so parmetros regionais associados ao perodo de retorno T; B , b , c , so parmetros que descrevem caractersticas locais.

2.5 Modelos Hidrolgicos

Modelos hidrolgicos podem ser definidos como representaes matemticas do fluxo

de gua e seus constituintes sobre alguma parte da superfcie e/ou subsuperfcie terrestre

permitem a simulao de processos fsicos nas suas dimenses temporais (PULLAR;

SPRINGER, 2000), possuem importncia na previso de enchentes ou para estimativas da

disponibilidade hdrica em situaes de escassez.

Conforme Renn (2007), de maneira geral, um modelo um sistema de equaes e

procedimentos compostos por variveis e parmetros. Eles procuram simular o percurso da gua

desde a precipitao at a sada da gua do sistema, seja por escoamento para fora da bacia

hidrogrfica, seja por evapotranspirao.

A escolha de um determinado tipo de modelo deve ser feita com base na aplicao que

se deseja e na disponibilidade de dados bsicos. Um dos modelos descritos e documento sobre na

rea de recursos hdricos o IPH II. A sua utilizao se refere a estimativa de hidrogramas de

cheias em bacias urbanas, porm, a uma das principais dificuldades de utilizao a estimativa

de seus parmetros dentro dos diferentes cenrios (GERMANO, 2007). O modelo IPH II

composto pelos seguintes algoritmos:

1. perdas atravs da evaporao e interceptao;

2. separao de escoamentos;

3. propagao dos escoamentos superficial; e

4. propagao subterrnea.

Germano (2007), utilizou o modelo IPH II, para representar eventos de cheia em 28

bacias urbanas em 6 cidades brasileiras. Essas foram utilizadas na anlise dos prognsticos e da


43

variabilidade dos parmetros para orientar o uso deste modelo para outras bacias brasileiras. Na

anlise dos resultados foram avaliados a vazo de pico e o volume escoado, o que permitiu obter

parmetros dos modelos para bacias com caractersticas e dados hidrolgicos de bacias urbanas

onde existem poucas informaes e grande variabilidade das condies fsicas.

O IPHS 1 um modelo computacional que permite a determinao do hidrograma de

projeto que obtido com base na precipitao mxima ocorrida sobre uma bacia ou a partir de

uma precipitao associada a um determinado risco.O modelo permite discretizar o sistema em

dois mdulos bsicos: Bacia e Rio. Est disponvel gratuitamente no site do Instituto de

Pesquisas Hidrulicas (IPH) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Segundo

Pedrollo et al., (2007), o conjunto de operaes hidrolgicas a serem estudadas no modelo, seja

de forma isolada, seja na forma de uma Rede Hidrogrfica, constitudo por Pontos de Controle,

Reservatrios, Sub-bacias, Trechos de gua e Derivaes. Vendrame e Lopes (2005) utilizaram o modelo IPHS 1 para analisar variao dos

hidrogramas de projeto relativos ao exutrio das bacias, em funo do crescimento populacional

e conseqentemente da impermeabilizao do solo na bacia de Pararangaba em So Jos dos

Campos (SP), que foram trabalhados com cenrio de urbanizao, pr-urbanizao, urbanizao

atual e urbanizao futura. O hidrograma final de projeto para cada cenrio de urbanizao

indicou uma variao nas vazes mximas de forma crescente em funo do acrscimo da taxa de

ocupao na bacia.

Pedrollo et al., (2007) utilizaram o modelo IPHS 1 para anlise de cheias no

municpio de Cricima (SC). O modelo permitiu simular o processo de transformao chuva-

vazo e a propagao de vazo nos cursos de gua e derivaes neles inseridas. Por meio das

simulaes, Pedrollo et al., (2007) identificaram os pontos de alagamento e os respectivos

volumes excedentes.

Drucker (2001) desenvolveu um trabalho de modelagem hidrolgica em uma bacia

hidrogrfica de micro-escala (503.22 ha) localizada na Amaznia Central atravs do programa

TOPOG de modelagem, desenvolvido pelo Common Wealth Scientific and Industrial Research

Organization (CSIRO) e pelo Cooperative Research Centre for Catchment Hydrology. (CRCCH),

Austrlia. O TOPOG um pacote de modelagem hidrolgica baseada nos aspectos fsicos do

terreno e distribuda espacialmente. O TOPOG um software de livre acesso para fins de


44

pesquisa, uma vez realizado o cadastramento com a Common Wealth Scientific and Industrial

Research Organization (CSIRO).

O TOPOG descreve o programa como um pacote de modelagem hidrolgica

baseado nos aspectos fsicos do terreno que descreve como a gua se movimenta ao longo de

determinada paisagem, sobre a superficie, infiltra e percola no solo at a gua subterrnea e volta

atmosfera via evaporao. O programa foi desenvolvido para ser aplicado a pequenas bacias

(at 1000 ha e normalmente menores do que 100 ha) e referido como um pacote de modelagem

hidrolgica de parmetros distribudos e determinstico (DRUCKER, 2001).

Outro modelo de anlise hidrolgica de cheias o ABC5win que originou-se com

finalidades didticas. Porm, no seu atual estgio de desenvolvimento, vem sendo utilizado

profissionalmente devido s facilidades da utilizao da interface grfica (ROBERTO, 2007). Ele

permite a anlise de cheias em bacias em diversos cenrios, o caminhamento das ondas de cheia

em reservatrios de amortecimento,

O Sistema ABC5win pode ser uma ferramenta indispensvel na elaborao de leis de

zoneamento, uma vez que ele permite a anlise de estudos de vazes mximas. Segundo Garcia

(2005), vrios aplicativos foram desenvolvidos nas ltimas dcadas, com o objetivo de

representar de forma simplificada os processos envolvidos no escoamento superficial e nas redes

de condutos e canais. Dentre estes pode-se destacar alguns aplicativos como MOUSE-DHI,

InfoWorks, SWMM-EPA.

O aplicativo SWMM se destaca por ser amplamente utilizado em simulaes de

drenagem urbana. Trabalhos que utilizaram o SWMM podem ser facilmente encontrados nos

meio cientficos e em projetos de Engenharia.

O modelo SWMM foi aplicado em 1987 em uma bacia urbana de Bukit Timah. Por meio deste trabalho, conclui-se que o SWMM apresentava um bom

desempenho para simulao do sistema de drenagem (SELVALINGAM et

al.,1987).

Bertoni (1998) aplicou o modelo SWMM para uma bacia na cidade de Rafaela, no estado de Santa F, regio central da Argentina. A bacia foi

discretizada obedecendo ao critrio de homogeneidade, chegando a um total

51 sub-bacias. Bertoni ressalta que a determinao do passo de tempo e do


45

grau de discretizao deve ser observada e escolhidas com cautela, uma vez

que o modelo apresenta uma instabilidade numrica.

Villarreal et al., apud Garcia (2005), utilizaram o modelo SWMM para analisar o sistema de drenagem, verificando o comportamento da vazo de

pico para diferentes configuraes do sistema.

Garcia (2005) testou o uso do SWMM para buscar a melhor representao dos processos envolvidos no escoamento pluvial em uma bacia na cidade de Santa

Maria (RS). O aplicativo Storm Water Management Model (SWMM)

apresentou bons resultados na simulao dos eventos.

2.6 Aspectos Legais

A inexistncia de planejamento, ordenamento do uso do solo, mecanismos legais

eficientes e Planos Diretores de Drenagem Urbana contribui para o agravamento do problema das

enchentes. A populao possui o conceito equivocado de que se deve impermeabilizar para

progredir. Nota-se a falta de conscientizao e inexistncia de aes que visem o esclarecimento

da populao sobre as vrias questes envolvidas. Contudo de conhecimento amplo que

tambm necessrio o uso de legislaes para que se possa obter sucesso.

Dias et al. (2002) definem drenagem urbana como: as medidas que visam minimizar

os riscos que as enchentes podem representar s populaes, diminuir prejuzos causados por

inundaes e possibilitar o desenvolvimento urbano de forma harmnica, articulada e sustentvel.

De acordo com a nova drenagem urbana, a reserva de reas permeveis um

importante elemento.

Os estudos e as elaboraes de projetos de drenagem demandam grandes

investimentos e, com raras excees, esses sistemas se caracterizam pela incapacidade de

permitir, durante eventos chuvosos intensos, que os escoamentos superficiais escoem livremente

sem ocorrncia de inundaes. Esta a prova evidente da indispensvel reformulao do antigo

modelo de drenagem urbana, ou seja, a idia de ser necessrio retirar a gua excedente o mais

rpido possvel do seu local de origem.

No diferente dos outros paises, o Brasil, que sofre constantemente com as inundaes

urbanas, tem buscado alternativas que promovam, no mnimo, a amenizao dos problemas


46

relacionados a enchentes. E muitas cidades tem visto na legislao uma forte aliada na busca de

solues. Novas legislaes, que ordenam o uso do solo e estipulam a vazo mxima de

contribuio para a rede de drenagem, esto em vigor ou esto em processo de aprovao em

vrias cidades do pas. A adoo de Planos Diretores de Drenagem Urbana (PDDU) passa a ser

requisito indispensvel para as grandes cidades brasileiras, uma vez que este instrumento oferece

mecanismos que possibilitam estudar a bacia hidrogrfica de modo a buscar solues de grande

alcance no espao e tempo.

Segundo Tucci (2000), O Plano Diretor de Drenagem Urbana ( PDDU), deve prever

a minimizao do impacto ambiental devido ao escoamento pluvial, a sua regulamentao, deve

contemplar o planejamento das reas a serem desenvolvidas e a densificao das reas atualmente

loteadas.

A viso atual adotada na elaborao dos PDDU e das novas legislaes que

contemplam o controle de enchentes a de que cada usurio urbano no pode promover o

aumento da cheia natural. Baseadas neste conceito, as novas legislaes tm buscado disciplinar

o uso do solo, no caso de novas edificaes, e implantar alternativas que favoream o

desafogamento das redes de drenagem.

2.6.1 Aspectos Legais da Drenagem Urbana em Nvel Internacional

No s o Brasil sofre com perdas de vidas humanas e materiais nas enchentes urbanas.

Pases desenvolvidos tambm esto em busca de alternativas que promovam a soluo deste

problema, para conseguirem resultados positivos alguns dos quais tm recorrido a legislaes e

cobranas de taxas.

Nos Estados Unidos foi estabelecido pela Environmental Protection Agency

Agncia de Proteo Ambiental dos Estados Unidos (EPA), a criao de um programa que

consiste na exigncia da aplicao das Best Managemente Practices (BMPs). Este programa

abrange o controle dos impactos qualitativos e quantitativos provindos da drenagem urbana. A

implantao foi dividida em duas etapas. A primeira etapa consiste na aplicao em cidades com

pelo menos 100 mil habitantes. Atualmente, est sendo implantada a segunda etapa do programa,

em que so includas as cidades com populao inferior a 100 mil habitantes. O municpio deve

demonstrar que est buscando atingir os objetivos atravs de um Plano de Drenagem Urbana. A


47

penalidade pode ser aplicada com a de imposio de ao judicial promovida pela EPA ao

municpio.

No regio metropolitana de Denver, EUA, alguns princpios foram estabelecidos na

poltica de drenagem: a drenagem um subsistema de todo o sistema urbano; a drenagem um

problema de alocao de espao; o escoamento de cheia um recurso fora de local; as estratgias

de drenagem urbana devem ser um esforo de mltiplas finalidades e mltiplos meios (WRIGHT,

1969).

Na Frana o processo de controle se deu mediante a opo por Comits de Bacias

como Fruns para tomadas de decises. Estes comits de bacias trabalham pressionando os

municpios para a adequao do tratamento de seus efluentes.

A Europa fez a opo por cobrana de rea impermevel. O valor da rea

impermevel foi fixado em U$ 1/m2/ano. Este mtodo objetiva a adoo de mais reas

permeveis, ou seja, o usurio opta por rea permevel ou paga pela rea total impermeabilizada.

A Austrlia adotou o uso de reservatrios de lotes. Os proprietrios tm a obrigao

de construir pequenas caixas de reteno das guas pluviais advindas do interior do seu lote.

2.6.2 Aspectos legais da drenagem urbana no Brasil

Na tentativa de coibir a impermeabilizao total da rea, as Leis de Zoneamento e Uso

do Solo impem a limitao de taxas mnimas de reas permeveis a serem conservadas em cada

lote. Muitos municpios brasileiros j tm buscado na legislao uma forma de controle de

enchentes. Alguns municpios brasileiros j possuem legislaes especficas de drenagem urbana.

Porm, na maioria dos casos, existem pontos mal definidos nessas leis, o que permitem que sejam

burladas. A falta de fiscalizao tambm se mostra como um grande entrave no controle.

As legislaes relacionadas drenagem urbana esto vinculadas ao uso do solo,

recursos hdricos e licenciamento ambiental. A Constituio Federal determina o domnio dos

rios. A legislao de recursos hdricos em nvel federal estabelece princpios bsicos da gesto

atravs de bacias hidrogrficas, que podem ser de domnio estadual ou federal.

Segundo Silveira (2002), algumas legislaes estaduais definem outorga do uso da

gua, mas no legislam sobre o despejo de efluente de drenagem. A legislao ambiental

estabelece normas e padres de qualidade da gua do rios atravs de classes, mas no define


48

restries com relao aos efluentes urbanos lanados no rio. Sendo estes aspectos ainda no

observados pelos Estados, os impactos resultantes da urbanizao permanecem no mesmo ritmo.

A Constituio Federal, em seu artigo 30, define que de responsabilidade municipal

o disciplinamento do uso do solo visando proteo ambiental, porm, os Estados e a Unio

tambm podem estabelecer normas para o seu uso. Neste contexto, observa-se que a questo da

drenagem urbana est sob a afluncia do Municpio do Estado e da Federao. No entanto, apesar

disto, nota-se que as questes de drenagem e inundaes so comumente consideras no

zoneamento relativo ao uso do solo.

Quanto ao licenciamento, a drenagem urbana est relacionada com licenas

ambientais para a construo de obras hidrulicas de drenagem, regulada pela Lei 6.938/81 e pela

resoluo CONAMA n. 237/97.

Para Tucci (1995), implementar medidas sustentveis na cidade necessrio

desenvolver o Plano Diretor de Drenagem Urbana. O Plano se baseia em princpios onde os

principais so os seguintes:

(a) os novos desenvolvimentos no podem aumentar a vazo mxima de jusante;

(b) o planejamento e controle dos impactos existentes devem ser elaborados

considerando a bacia como um todo;

(c) o horizonte de planejamento deve ser integrado ao Plano Diretor da cidade;

(d) o controle dos efluentes deve ser avaliado de forma integrada com o esgotamento

sanitrio e os resduos slidos.

O Plano Diretor deve ser desenvolvido priorizando as medidas no-estruturais que

podem ser basicamente as legislaes. Essas legislaes abrangem essencialmente as novas

edificaes e podem ser incorporadas ao Plano Diretor Urbanos ou em decretos municipais

especficos. Ao passo que as medidas estruturais adotadas em ltimo caso devem ser projetadas

para evitar os impactos j existentes na bacia, sempre observando um fator de risco do projeto e o

desenvolvimento futuro.

T

Tucci (1995) recomenda algumas atividades a serem desenvolvidas conforme o PDDU:

faixas ribeirinhas e sub-bacias urbanas devem ser observadas instituindo

normas para execuo de projetos e ocupao urbana;


49

rea legislada e controlada deve ser subdividida em distritos, para os quais

so realizados estudos para regulamentar o tipo de ocupao e os critrios que devem ser

seguidos;

elaborao de manual de drenagem urbana, de forma que possa servir de

orientao aos engenheiros e projetistas e fiscais de projetos;

instituir equipes especficas e com orientaes para fiscalizar, operar e dar a

manuteno adequada aos sistemas de drenagem urbana e ainda com capacidade para

elaborar estudos de acompanhamento e planejamento.

Alguns casos de legislaes brasileiras so encontrados nos municpios de Santo

Andr, Belo Horizonte, So Paulo, Curitiba, Maring, Florianpolis, Caxias do Sul, Porto Alegre

e outras que ainda esto em fase de elaborao.

A cidade de Belo Horizonte foi a precursora na criao de lei que visa a utilizao de

reservatrios de deteno. A Lei n 7.166/96 define que a edificao localizada nesta cidade pode

impermeabilizar 100% de sua rea, exceto em Zonas de Proteo Ambiental e ZPs, com a

condio de que haja rea descoberta , equivalente a taxa de permeabilizao mnima, dotada de

vegetao que contribua para o equilbrio climtico ou que seja construda caixa de captao e

drenagem que retarde o lanamento das guas pluviais provenientes das reas descobertas.

Infelizmente, a lei previa uma exceo, ou seja, que a construo da bacia de deteno dependeria

de parecer de viabilidade de um engenheiro.

Preocupados com a atual situao de calamidade da drenagem urbana da cidade, a

Prefeitura de Santo Andr, em 1998, implantou o primeiro Plano Diretor de Drenagem Urbana do

Brasil, abrindo caminho para vrios outros que seguiram o seu exemplo. O PDDU de Santo

Andr (SP) complementado pela lei n 7.733/1998, que ainda prev, em seu artigo 27, que os

volumes de gua consumida, esgotos coletados e guas drenadas sero mensurados atravs de

equipamentos prprios, tecnicamente aprovados pelo Semasa, para efeito de controle e cobrana

pelos servios prestados, ou seja, o servio de drenagem urbana na cidade taxativo. E o artigo

59 designa que no PDDU dever prever a adoo de mecanismos de diminuio dos picos de

cheias em locais de contribuio acentuada de guas pluviais... .

Em So Paulo, a cidade que mais possui reas impermeveis do pas, a Prefeitura j se

atentou para essa questo e, h trs anos, foi promulgada a Lei Municipal n 13.276/2002, que

tornou obrigatria a execuo de reservatrios de deteno para a coleta de gua pluvial


50

proveniente de telhado e pavimentos, no lote edificado ou no, que tenham rea

impermeabilizada superior a 500m2.

A Prefeitura de So Paulo desenvolveu um projeto de Diretrizes Bsicas Para Projetos

de Drenagem Urbana no Municpio de So Paulo que estabelece normas para as construes e

obras de drenagem, bem como estabelece diretrizes para o melhor funcionamento do sistema de

drenagem urbano.

So Paulo foi a precursora no estabelecimento de normas de controle de poluio

ambiental. Em 1973, a Lei n 997 foi regulamentada pelo Decreto n 8.468/76, que atribui

CETESB elaborao de normas para controle de poluio, especificaes e instrues tcnicas e

fiscalizao da emisso de poluentes.

Em Curitiba (PR) a Lei n 10.785/2003 estabelece a criao do Programa de

Conservao e Uso Racional da gua em Edificaes (PURAE). Apesar de no ser uma lei

especfica para a drenagem urbana, esta pode vir a favorec-la, visto que contempla aes de

utilizaes de fontes alternativas de abastecimento que compreendem, a captao, o

armazenamento e a utilizao de gua proveniente das chuvas.

No municpio de Maring (PR) a Lei n 6.345/2003, muito semelhante Lei n

10.785/2003 de Curitiba, tambm institui o programa de reaproveitamento de guas. Ela

considera no seu artigo 2, entre outras questes, a coleta e a utilizao da gua de chuva.

Em Florianpolis (SC), foi proposta a elaborao do Plano Diretor de Drenagem

Urbana para bacia hidrogrfica do Itacorubi. A proposta abrange principalmente a adoo de

aes que privilegiem a reteno de gua, mas tambm analisado o sistema urbano num

contexto completo, em que, relacionadas a atividades de limpeza, desassoreamento e

desobstruo de cursos dgua, implantaes de obras de maior porte e intervenes in loco, so

abrangidas e dividas em medidas emergncias, medidas de curto prazo, medidas de mdio e

longo prazo.

Em Caxias do Sul (RS), em 1978, foi aprovada a Lei n 2.452/78 que disciplina o uso

do solo para proteo dos mananciais, cursos e reservatrios de gua e demais recursos hdricos.

No artigo 2 desta Lei so institudas reas de proteo para mananciais urbanos e, no artigo 5,

so especificadas exigncias ao licenciamento de atividades nestas reas, o que inclui soluo

adequada, aos problemas de eroso e de escoamento de guas, inclusive pluviais. Ainda no

Artigo 18 desta Lei, pargrafo 3, estabelecido para a rea considerada de segunda categoria


51

(reas que so permitidas ocupao na bacia hidrogrfica) que a ocupao do lote deve manter no

mnimo 50% de rea permevel. Porm uma outra lei para este mesmo municpio (Lei 3.300/88)

disciplina o uso e parcelamento do solo, estabelecendo restries de ocupao, alm de no

permitir a ocupao de algumas reas consideradas reas de proteo permanente (APPs). E ainda

clara quando se refere ao parcelamento do solo.Define que este no pode prejudicar o

escoamento de guas pluviais. A Lei de Parcelamento de Solo est sob proposta de alterao e

uma das propostas inserir um artigo nas normas gerais que defina ...a vazo mxima de sada

da drenagem urbana de qualquer parcelamento na cidade deve ser igual ou menor que o das

condies naturais pr-existentes na rea parcelada.

No incio de 2000, foi criado em Porto Alegre, como lei, o Plano de Desenvolvimento

Urbano e Ambiental (PMPA,2000), em que foram introduzidos artigos relativos drenagem

urbana. O Plano especifica a necessidade de os novos empreendimentos fazerem o

amortecimento do aumento da vazo em funo da urbanizao, bem como obrigar aos novos

loteamentos, a permanncia das vazes pr-existentes. O artigo 97 desse Plano define a instalao

de reservatrios de deteno pluvial para o amortecimento da vazo em zonas consideradas

problemticas. O artigo 134 restringe o parcelamento do solo em terrenos alagadios e sujeitos a

inundaes.

Em Goinia, a legislao do Uso do solo (Lei Complementar n 031 de 29 de

dezembro de 1994) regulamenta a porcentagem de rea mxima de impermeabilizao em cada

lote. Essa legislao trabalha com tabelas para baixa, mdia e alta densidade.

CAPTULO 3 MATERIAIS E MTODOS

52

CAPTULO 3 MATERIAIS E MTODOS

A modelagem atualmente uma ferramenta indispensvel em vrios trabalhos, sejam

eles cientficos ou em projetos executivos. No entanto, para que se tenha xito nas respostas

necessrio que os dados inseridos no modelo sejam os mais representativos da realidade.

Optou-se nessa pesquisa pela aplicao em um sistema de drenagem da rea urbana

na cidade de Goinia. No entanto, o intuito da pesquisa no realizar um estudo de caso da rea

escolhida, sendo que a resposta buscada no diz respeito a resultados especficos para est rea,

mas para reas urbanas com caractersticas semelhantes. Por este motivo, no foi feita a

calibrao do modelo.

Os dados topolgicos util

dissertacao karla alcione da silva

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