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ÍNDICE DE RESILIÊNCIA A INUNDAÇÕES APLICADO PARA A AVALIAÇÃO DE
CENÁRIOS DE URBANIZAÇÃO NA CIDADE DE PARATY, RJ.
Bruna Peres Battemarco
Projeto de graduação apresentado ao Curso de Engenharia Civil
da Escola Politécnica. Universidade Federal do Rio de Janeiro,
como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de
Engenheiro.
Orientadores: Marcelo Gomes Miguez e Matheus Martins de
Sousa
Rio de Janeiro
Setembro de 2016
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ÍNDICE DE RESILIÊNCIA A INUNDAÇÕES APLICADO PARA A AVALIAÇÃO DE
CENÁRIOS DE URBANIZAÇÃO NA CIDADE DE PARATY, RJ
Bruna Peres Battemarco
PROJETO DE GRADUAÇÃO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO CURSO DE
ENGENHARIA CIVIL DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO
RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A
OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO CIVIL.
Examinado por:
______________________________________________
Prof. Marcelo Gomes Miguez, D.Sc.
______________________________________________
Engº. Matheus Martins de Sousa, M.Sc.
______________________________________________
Prof. Paulo Renato Diniz Junqueira Barbosa, M.Sc.
______________________________________________
Prof. Aline Pires Veról, D.Sc.
RIO DE JANEIRO, RJ – BRASIL.
SETEMBRO de 2016
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BATTEMARCO, BRUNA PERES.
Índice de Resiliência a Inundações aplicado para a
avaliação de cenários de urbanização na cidade de Paraty,
RJ/ Bruna Peres Battemarco – Rio de Janeiro: UFRJ / Escola
Politécnica, 2016.
xiv, 102 p.: il.; 29,7 cm.
Orientadores: Marcelo Gomes Miguez e Matheus Martins
de Sousa
Projeto de Graduação – UFRJ / POLI / Curso de
Engenharia Civil, 2016.
Referências Bibliográficas: p. 99-102.
1. Resiliência a Inundações; 2. Risco; 3. Drenagem
Sustentável; 4. Modelagem Matemática.
I. Marcelo Gomes Miguez; II. Universidade Federal do Rio
de Janeiro, UFRJ, Engenharia Civil; III. Requalificação Fluvial
Como Medida Alternativa Para a Mitigação de Cheias
Urbanas - Estudo de Caso do Rio Dona Eugênia
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Agradecimentos
Agradeço primeiramente a Deus, que ilumina a minha vida, guia meus passos e me
encoraja a seguir sempre em frente.
Aos meus pais, Jurema e Vicente, que sempre fizeram o possível e o impossível para
que eu pudesse alcançar meus sonhos, que estiveram presentes dando apoio, colo,
carinho e atenção e que me fizeram ser quem sou hoje, sendo meus exemplos,
minhas maiores inspirações.
À minha irmã, Thatiane, que sempre acreditou no meu potencial e me apoiou e apoia
em todos os meus passos. Ao meu primo-irmão Rubem José, que acompanhou todas
as noites em claro, todo o desespero para fechar trabalhos e estudar para provas
durante esses anos de faculdade.
A todos os meus tios, primos e ao meu cunhado, que sempre manifestaram carinho e
entusiasmo torcendo pelo meu sucesso.
Às minhas amigas-irmãs, Vívian, Larissa e Karla, que há 13 anos me dão força,
participam de absolutamente todos os momentos da minha vida e me mostram todos
os dias o real sentido da amizade.
À minha amiga-irmã Lanne, que se fez sempre presente nesses 10 anos de amizade,
que me aguenta com meus horários loucos e minha falta de tempo, me ouve seja qual
for o momento, me aconselha, me dá força e torce por mim.
Aos meus queridos amigos do IESA e do Carrescia, principalmente meu “Hello” amado
e Vinícius Pandim, que entenderam meu afastamento nos períodos atribulados na
faculdade e me ajudaram no que foi preciso.
Aos meus para sempre companheiros de DRHIMA, Juliana Smiderle, Nelson Bernardo
e João Paulo o meu muitíssimo obrigada! Vocês fizeram meu último ano na
universidade mais feliz. Vocês são os melhores parceiros que Deus poderia ter
colocado na minha vida nesse momento. Que essa amizade ultrapasse os limites do
Fundão e que seja para a vida toda. Engenheiros Civis de Recursos Hídricos com
muita alegria e com muito orgulho!
A todos os amigos que construí ao longo desses anos de curso, em especial Juliana
Ferreira, Beatriz Rodrigues, Juliana Correa, Karine Ramos e Mariane Gonzalez, que
dividiram comigo alegrias, desesperos com provas e trabalhos, correria nos
corredores... Vocês se tornaram muito especiais nessa caminhada.
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À minha segunda família, toda a equipe LHC, com quem convivi tantos anos e aprendi
muito. Muito obrigada Isaac, Anna Beatriz, Victor, Francis, Laurent, Virgílio, Lílian,
Marina, Gabrielly, Flávia, Lívia e todos os que passaram pelo laboratório ao longo
desses anos por fazerem meus dias no Fundão mais alegres.
Ao amigo e parceiro de trabalho Antonio Krishnamurti, por não me deixar um segundo
sequer desanimar, por sempre me apoiar, acreditar em mim e com quem aprendo a
cada dia.
À amiga Isadora Tebaldi, que esteve sempre disposta a me ajudar com a aplicação do
índice neste projeto final.
À Gabriela Leão e à Clara Cristine por todo apoio e dedicação nos processos aqui
apresentados. Vocês foram verdadeiros anjinhos na minha vida. Muito obrigada!
Ao meu orientador, Marcelo Miguez, e à minha co-orientadora nesses anos de
faculdade, Aline Veról, verdadeiros pais postiços, que me acolheram em sua equipe e
confiaram em mim durante esses cinco anos de convivência, com quem aprendi a
crescer e a gostar desse mundo das águas até então desconhecido para mim.
Obrigada por estarem sempre dispostos a me ouvir, a me aconselhar e a fazerem de
mim uma profissional melhor.
Ao meu orientador e amigo Matheus Martins, que esteve incansável ao meu lado em
todo o processo de modelagem para que fosse feito o melhor e sempre disposto a me
ajudar, seja em qual fosse a situação. Obrigada por acreditar em mim, por contribuir
no meu processo de aprendizagem e por se tornar um grande amigo.
Aos amigos da Aquafluxus, Osvaldo, Luiza e Caroline, que juntamente com o
Matheus, estiveram sempre presentes nesses anos de LHC e com quem aprendi
bastante também.
Ao professor Paulo Renato, por confiar em mim e por reforçar meu amor pela área de
Recursos Hídricos.
Ao professor Paulo Canedo, que me inspira profissionalmente e com quem tenho
aprendido muito todos os dias.
A todos que fizeram parte dessa caminhada, o meu muito obrigada.
Bruna Peres Battemarco
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Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica / UFRJ como
parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Civil.
Índice de Resiliência a Inundações Aplicado para a Avaliação de Cenários de
Urbanização na Cidade de Paraty, RJ
Bruna Peres Battemarco
Setembro/2016
Orientadores: Marcelo Gomes Miguez e Matheus Martins de Sousa
Curso: Engenharia Civil
O problema das cheias urbanas, agravado pelo próprio processo de urbanização, é
um dos principais desafios das cidades na atualidade. Como forma de mitigação desse
problema, a visão tradicional do projeto de drenagem vem sendo modificada, nas
últimas décadas, por uma abordagem integrada de manejo sustentável das águas
pluviais e planejamento do espaço urbano.
Além disso, se torna cada vez mais difundida a ideia da mitigação de risco em vez da
preocupação somente em reduzir os impactos causados pelas inundações. Neste
sentido, aparece o conceito de cidades resilientes a inundações, com a utilização de
técnicas que racionalizam a relação água x edificação x espaço urbano.
Este projeto pretende, através da modelagem matemática, realizar o diagnóstico atual
das bacias dos rios Mateus Nunes e Perequê Açu, que atravessam a cidade de
Paraty, visualizar e analisar os efeitos da expansão urbana a partir de mudanças no
uso do solo e fazer proposições de projetos que visem a redução dos impactos
causados pelas cheias. Além disso, busca avaliar a resiliência a inundações da
cidade, através da aplicação do Índice de Resiliência a Inundações (IRES).
Palavras chave: Resiliência a inundações; Risco; Drenagem Sustentável; Modelagem
Matemática.
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Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfillment of
the requirements for degree of Engineer.
Resilience Index for Flood Events Applied for Evaluation of Urbanization Scenarios in
Paraty City, RJ
Bruna Peres Battemarco
September/2016
Advisors: Marcelo Gomes Miguez and Matheus Martins de Sousa
Course: Civil Engineering
The urban flood problem, worsened by the urbanization process itself, is one of the
main challenges of cities nowadays. As a way to mitigate this problem, the classical
concept of drainage design has been changing, in recent decades, to an integrated
sustainable rainwater management approach within the planning of urban spaces.
Furthermore, the idea of risk mitigation instead of just reducing flooding levels is
becoming increasingly widespread. Thus, the flood resilient cities concept arises, using
techniques that rationalize the relation among water x edification x urban space.
Through the support of mathematical modeling, this project aims to carry out the
current diagnosis of Mateus Nunes and Perequê Açu River basins, which cross the
Paraty city center, then view and analyze the effects of urban sprawl caused by
changes land use and make proposals aiming at decreasing the impacts caused by
floods. Moreover, the proposed methodology pretends to evaluate the urban resilience
to flooding, by applying the Flood Resilience Index (FResI).
Keywords: Flood Resilience; Flood Risk; Sustainable Urban Drainage; Mathematical
Modeling.
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Sumário
1 Introdução ........................................................................................................ 14
1.1 Motivação .......................................................................................................... 15
1.2 Objetivos Gerais ................................................................................................ 16
1.3 Objetivos Específicos ........................................................................................ 16
2 Revisão Bibliográfica ...................................................................................... 17
2.1 Água e Cidades: Histórico e Impactos da Urbanização .................................... 17
2.2 Água e Cidades: Controle de Inundações Urbanas .......................................... 21
2.3 Drenagem Urbana Sustentável ......................................................................... 23
2.4 Requalificação Fluvial ....................................................................................... 26
2.5 Resiliência a Inundações .................................................................................. 31
3 Metodologia ..................................................................................................... 33
4 Ferramentas Metodológicas .......................................................................... 35
4.1 Modelagem Matemática: MODCEL .................................................................. 35
4.2 Índice de Resiliência a Inundações (IRES) ....................................................... 36
5 Estudo de Caso: Paraty, RJ. .......................................................................... 39
6 Modelagem Matemática - MODCEL ............................................................... 48
6.1 Divisão de Células ............................................................................................ 48
6.2 Estudos Hidrológicos ........................................................................................ 49
6.3 Condições de Contorno .................................................................................... 52
6.4 Cenários de Simulação ..................................................................................... 52
7 Aplicação do IRES .......................................................................................... 61
7.1 Subíndice Valor Relativo ................................................................................... 64
7.2 Subíndice Perigo ............................................................................................... 67
7.3 Subíndice Exposição ......................................................................................... 67
7.4 Subíndice Susceptibilidade ............................................................................... 68
8 Resultados e Discussões ............................................................................... 69
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8.1 Modelagem Matemática: MODCEL .................................................................. 69
8.2 Índice de Resiliência a Inundações (IRES) ....................................................... 83
9 Conclusão ........................................................................................................ 97
10 Referências Bibliográficas ............................................................................. 99
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Lista de Figuras
Figura 2.1: Festival do Nilo - obra de Fréderic Louis Norden em Voyage d’Egypte et de
Nibie, 1755 (VERÓL, 2013). ......................................................................................... 17
Figura 2.2: Alterações no balanço hídrico provocadas pela urbanização (JHA et al.,
2012 apud VERÓL, 2013) ............................................................................................ 19
Figura 2.3: Efeito da urbanização no hidrograma da bacia (SCHUELER, 1987 apud
VERÓL, 2013). ............................................................................................................. 19
Figura 2.4: Efeitos da urbanização (HALL, 1984 apud MIGUEZ et al., 2016) .............. 21
Figura 2.5: Conceito Tradicional de Drenagem ............................................................ 23
Figura 2.6: Exemplos de paisagens multifuncionais. (a) Reservatório de detenção
aliado a técnicas paisagísticas e uso de lazer em Santiago do Chile. (b) Bacia de
Detenção com Fins Esportivos em Porto Alegre – RS.
(http://www.aquafluxus.com.br/paisagens-multifuncionais/) ......................................... 24
Figura 2.7: Exemplos de Componentes do SUDS. (a) Vala de Infiltração. (b) Bacia de
Retenção, França. (c) Pavimento Permeável. (d) Telhado Verde – Telhado da
Prefeitura de Chicago, Estados Unidos. (http://www.aquafluxus.com.br) .................... 25
Figura 2.8: Conceito de Drenagem Urbana Sustentável .............................................. 26
Figura 2.9: Conceito da requalificação fluvial. (VERÓL, 2013). ................................... 27
Figura 2.10: Área de implantação da APA do Iguaçu (COPPETEC, 2008) ................. 29
Figura 2.11: Rio Brenta após projeto de requalificação (ENVIRONMENT AGENCY,
2006 apud VERÓL, 2013). ........................................................................................... 30
Figura 2.12: (a) Trecho de montante, mais sinuoso, com wetlands já implantadas. (b)
Aspecto geral da foz do Rio Besòs, com vegetação ribeirinha recuperada e retorno dos
peixes ao ecossistema; (c) Área do Parque – Trecho de jusante do Rio Besòs.
(MARTÍN-VIDE, 2001 apud VERÓL, 2013) .................................................................. 30
Figura 2.13: Conceito de risco ...................................................................................... 32
Figura 5.1: Localização do município de Paraty e principais acessos (MARINS, 2013).
...................................................................................................................................... 39
Figura 5.2: Bairros do município de Paraty, RJ. Em destaque, os bairros da região a
jusante da BR-101 (MARINS, 2013). ............................................................................ 40
Figura 5.3: Rede hidrográfica de Paraty (MARINS, 2013). .......................................... 41
Figura 5.4: Bacias hidrográficas dos rios Perequê Açu e Mateus Nunes ..................... 42
Figura 5.5: Trecho superior do rio Perequê Açu (MARINS, 2013) ............................... 42
Figura 5.6: Visão de montante do rio Perequê Açu a partir da Ponte Velha, localizada
entre os bairros Pontal e Centro Histórico (Acervo Pessoal) ....................................... 43
Figura 5.7: Foz do rio Perequê Açu (MARINS, 2013) .................................................. 43
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Figura 5.8: Curso superior do rio do Corisco (MARINS, 2013) .................................... 44
Figura 5.9: Vista do rio Mateus Nunes a partir da BR-101 (a) para montante (b) para
jusante (MARINS, 2013). .............................................................................................. 44
Figura 5.10: Rio Mateus Nunes com área de mangue à direita e o bairro Ilha das
Cobras à esquerda (MARINS, 2013). ........................................................................... 44
Figura 5.11: Centro Histórico de Paraty – (a) e (b) Ruas projetadas para funcionarem
como canais (MARINS, 2013); (c) Idem; (d) Nível das construções com relação ao
nível da rua (Acervo Pessoal). ...................................................................................... 46
Figura 5.12: Evento de cheia ocorrido em 2009. (a) Impactos das enchentes no trecho
próximo à foz, na Ponte Velha; (b) Alagamento na Rua da Lapa, Centro Histórico; (c)
Marca d’água na residência às margens do rio Perequê Açu – vista de jusante para
montante (MARINS, 2013). .......................................................................................... 47
Figura 6.1: Divisão de células utilizada na modelagem ................................................ 48
Figura 6.2: Visão detalhada da divisão de células na região de interesse ................... 49
Figura 6.3: Hietrograma de Projeto – TR25 .................................................................. 51
Figura 6.4: Hietograma de Projeto – TR50 ................................................................... 51
Figura 6.5: Maregrama utilizado na modelagem do município de Paraty, RJ (MARINS,
2013)............................................................................................................................. 52
Figura 6.6: Região de interesse no Cenário Tendencial – Células Modificadas .......... 53
Figura 6.7: Espacialização do Cenário Resiliente (BARBEDO, 2016). ........................ 56
Figura 6.8: Localização das soleiras e dos diques propostos no Cenário Resiliente ... 58
Figura 6.9: Hietograma de projeto – TR25 – Mudanças climáticas .............................. 59
Figura 6.10: Hietograma de projeto – TR50 – Mudanças climáticas ............................ 60
Figura 6.11: Maregrama utilizado como condição de contorno – Mudanças climáticas
...................................................................................................................................... 60
Figura 7.1: Compatibilização entre células utilizadas na modelagem e setores
censitários do IBGE ...................................................................................................... 61
Figura 7.2: Área Construída na Situação Atual ............................................................ 62
Figura 7.3: Área Construída no Cenário Tendencial .................................................... 62
Figura 7.4: Área Construída no Cenário Resiliente ...................................................... 63
Figura 7.5: Porcentagem da Edificação Danificada (PED) ........................................... 65
Figura 7.6: Porcentagem do Conteúdo Danificado (PCD) ............................................ 66
Figura 8.1: Hidrogramas na Estação Paraty – TR25 e TR50 – Processo de Modelagem
...................................................................................................................................... 69
Figura 8.2: Mancha de Inundação - Situação Atual - TR25 .......................................... 70
Figura 8.3: Mancha de Inundação – Situação Atual – TR50 ........................................ 71
Figura 8.4: Mancha de Inundação - Cenário Tendencial – TR25 ................................. 72
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Figura 8.5: Mancha de Alagamento - Cenário Tendencial – TR50 .............................. 72
Figura 8.6: Mancha de Inundação - Cenário Resiliente - TR25 ................................... 73
Figura 8.7: Mancha de Inundação - Cenário Resiliente - TR50 ................................... 74
Figura 8.8: Hidrogramas – Perequê Açu - BR-101 – TR25 ......................................... 75
Figura 8.9: Hidrogramas – Mateus Nunes – BR-101 – TR25 ....................................... 76
Figura 8.10: Perfil Longitudinal - Perequê Açu ............................................................. 77
Figura 8.11: Perfil Longitudinal - Mateus Nunes ........................................................... 78
Figura 8.12: Perfil Longitudinal - Canal do Jabaquara ................................................. 79
Figura 8.13: Mancha de Inundação - Cenário Tendencial com Mudanças Climáticas -
TR25 ............................................................................................................................. 80
Figura 8.14: Mancha de Inundação - Cenário Tendencial com Mudanças Climáticas –
TR50 ............................................................................................................................. 81
Figura 8.15: Mancha de Inundação – Cenário Resiliente com Mudanças Climáticas –
TR25 ............................................................................................................................. 81
Figura 8.16: Mancha de Inundação – Cenário Resiliente com Mudanças Climáticas –
TR50 ............................................................................................................................. 82
Figura 8.17: Valor Relativo – Situação Atual ................................................................ 83
Figura 8.18: Valor Relativo - Cenário Tendencial ......................................................... 84
Figura 8.19: Valor Relativo - Cenário Resiliente ........................................................... 85
Figura 8.20: Valor Relativo - Cenário Tendencial com Mudanças Climáticas .............. 85
Figura 8.21: Valor Relativo - Cenário Resiliente com Mudanças Climáticas ................ 86
Figura 8.22: Perigo – Situação Atual ............................................................................ 87
Figura 8.23: Perigo - Cenário Tendencial ..................................................................... 87
Figura 8.24: Perigo - Cenário Resiliente ....................................................................... 88
Figura 8.25: Perigo - Cenário Tendencial com Mudanças Climáticas .......................... 88
Figura 8.26: Perigo - Cenário Resiliente com Mudanças Climáticas ............................ 89
Figura 8.27: Exposição - Situação Atual ....................................................................... 90
Figura 8.28: Exposição - Cenário Tendencial ............................................................... 90
Figura 8.29: Exposição - Cenário Resiliente ................................................................ 91
Figura 8.30: Susceptibilidade - Situação Atual ............................................................. 92
Figura 8.31: Susceptibilidade - Cenário Tendencial ..................................................... 92
Figura 8.32: Susceptibilidade - Cenário Resiliente ....................................................... 93
Figura 8.33: IRES - Situação Atual ............................................................................... 94
Figura 8.34: IRES - Cenário Tendencial ....................................................................... 94
Figura 8.35: IRES - Cenário Resiliente ......................................................................... 95
Figura 8.36: IRES - Cenário Tendencial com Mudanças Climáticas ............................ 96
Figura 8.37: IRES - Cenário Resiliente com Mudanças Climáticas .............................. 96
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Lista de Tabelas
Tabela 2.1: Impactos da urbanização sobre as inundações (CARNEIRO E MIGUEZ,
2011)............................................................................................................................. 20
Tabela 2.2: Ações para atuação na Requalificação Fluvial. (VERÓL, 2013 adaptado de
NARDINI (2011) e Selles et al.(2001)) ......................................................................... 28
Tabela 6.1: Relações PDF estimadas para o Posto Paraty (MARINS, 2013) .............. 50
Tabela 6.2: Tempos de Concentração – Bacias dos Rios Perequê Açu e Mateus
Nunes (MARINS,2013) ................................................................................................. 50
Tabela 6.3: Vazões máximas instantâneas – Rio Perequê Açu na Estação de Paraty 53
Tabela 7.1: Características do Padrão de Urbanização – Cenário Resiliente .............. 64
Tabela 7.2: Cálculo da renda ........................................................................................ 64
Tabela 7.3: Áreas reais (m²) e CUB (R$/m²) ................................................................ 65
Tabela 7.4: Porcentagem da Edificação Danificada (Adaptado de Salgado, 1995) ..... 65
Tabela 7.5: CUB do Conteúdo (R$/m²) em 1995 e seu valor atual corrigido pelo IPCA-
E ................................................................................................................................... 66
Tabela 7.6: Porcentagem do Conteúdo Danificado (Adaptado de Salgado, 1995) ...... 66
Tabela 8.1: Vazões Máximas Instantâneas .................................................................. 70
Tabela 8.2: Lâminas Máximas de Alagamento e Área Total Alagada .......................... 75
Tabela 8.3: Lâminas Máximas de Alagamento e Área Total Alagada – Com Mudanças
Climáticas ..................................................................................................................... 82
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1 Introdução
O problema das cheias urbanas, agravado pelo próprio processo de urbanização, é
um dos principais desafios das cidades na atualidade. A expansão urbana
descontrolada não só diminui a permeabilidade do solo, aumentando o escoamento
superficial, como também favorece a ocupação de áreas ribeirinhas, que se
configuram como áreas de risco. Os prejuízos causados pelas cheias urbanas são
inúmeros, interferindo nos setores de transporte, saneamento e saúde pública, por
exemplo.
Como forma de mitigação desse grave problema, a visão tradicional do projeto de
drenagem vem sendo modificada, nas últimas décadas, por uma abordagem integrada
de manejo sustentável das águas pluviais e planejamento do espaço urbano.
Nesse contexto, a requalificação fluvial busca devolver características naturais ao rio,
tentando reverter perdas de oportunidade geradas por consecutivas intervenções
humanas, seja diretamente, como pontes e retificações aplicadas ao curso d’água,
seja indiretamente, pelo impacto da urbanização que modifica padrões de escoamento
na bacia.
Além disso, aparece o conceito de resiliência urbana, que consiste na habilidade de
uma cidade de resistir e/ou se recuperar de acontecimentos não planejados ou
associados a desastres naturais. A construção de cidades mais resilientes às
inundações pode ser feita a partir de técnicas que racionalizam a relação da água com
as edificações e com o espaço urbano. A elevação da resiliência pode, então, ser
alcançada através de projetos urbanos que considerem e respondam aos riscos
ocasionados pelas cheias, minimizando-os.
As mudanças de uso do solo que tem ocorrido ao longo dos anos na cidade de Paraty,
RJ, com ocupações ao longo dos cursos d’água e nas áreas planas a montante da
cidade, contribuíram para o agravamento dos riscos de inundação, principalmente nas
áreas a jusante, no centro da cidade. Este processo afeta diretamente a população e
coloca em risco seu patrimônio histórico, uma das fontes da principal atividade
econômica desenvolvida pelo município, o turismo.
A possibilidade de medir a resiliência a inundações de Paraty, frente a diferentes
cenários de urbanização, oferece um subsídio importante para a definição de projetos
de drenagem urbana mais eficazes e para a tomada de decisão referente à orientação
de futuros Planos Diretores.
A seguir, são apresentados a motivação e os objetivos gerais e específicos do projeto.
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1.1 Motivação
Ao longo dos anos de curso de Engenharia Civil, a autora participou de projetos de
pesquisa no Laboratório de Hidráulica Computacional da COPPE/UFRJ que
forneceram a base necessária para a construção do trabalho apresentado. O primeiro
contato foi com a requalificação fluvial, a partir da discussão de termos e conceitos
utilizados por projetos de manejo de águas pluviais e da compilação de casos
nacionais e internacionais, apresentada na XXXIV Jornada Giulio Massarani de
Iniciação Científica, Tecnológica, Artística e Cultural da Universidade Federal do
Rio de Janeiro em outubro de 2012. O trabalho serviu para análises feitas na tese
de doutorado de Veról (2013) e forneceu elementos para elaboração de dois
artigos apresentados no XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, em
novembro de 2015 (BATTEMARCO et al., 2015 e VERÓL et al., 2015).
Após intercâmbio acadêmico realizado em Portugal, o retorno ao laboratório
proporcionou o aprendizado da ferramenta de modelagem matemática MODCEL, com
objetivo de propor soluções para o controle de cheias na cidade de Noale, na Itália. Tal
trabalho foi realizado no âmbito do Projeto SERELAREFA - SEmillas REd LAtina
Recuperación Ecosistemas Fluviales y Acuáticos, com a participação de Itália,
Espanha, BRASIL, México e Chile. Os resultados obtidos foram apresentados na
XXXVI Jornada Giulio Massarani de Iniciação Científica, Artística e Cultural da UFRJ
em outubro de 2014.
Em seguida, foram realizadas complementação e atualização do estudo desenvolvido
na dissertação de mestrado de Marins (2013), além de simulação de vários cenários
de urbanização propostos na tese de doutorado de Barbedo (2016) para Paraty, Rio
de Janeiro. O trabalho proporcionou conhecimento dos problemas enfrentados pela
cidade no que diz respeito às inundações, fazendo com que este fosse o estudo de
caso adotado no projeto final.
A temática de minimização dos riscos e da construção de cidades mais resilientes às
inundações surgiu, primeiramente, com o envolvimento de pesquisadores de
Engenharia e de Arquitetura e Urbanismo, através da aplicação do Índice de
Resiliência a Inundações na bacia do rio Joana, Rio de Janeiro. O trabalho foi
apresentado na XXXVII Jornada de Iniciação Científica da UFRJ, em novembro de
2015 e um artigo (TEBALDI et al., 2015) foi apresentado no XXI Simpósio Brasileiro
de Recursos Hídricos, em novembro de 2015.
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Surgiu, então, o interesse em integrar o trabalho de modelagem matemática realizado
para Paraty, com a análise de sua resiliência às inundações através da aplicação do
índice na cidade. Desta forma, seria possível realizar uma avaliação mais ampla no
contexto de cheias urbanas, capaz de fornecer subsídios para processos de tomada
de decisão no planejamento urbano da cidade. Além disso, poderia ser verificada a
eficiência da aplicação do Índice de Resiliência a Inundações considerando-se
padrões atuais e futuros de uso do solo, bem como cenários futuros de Mudanças
Climáticas.
1.2 Objetivos Gerais
Os objetivos gerais deste projeto são:
Visualizar e analisar os efeitos da expansão urbana em Paraty a partir de
mudanças no uso do solo e seus impactos sobre os danos causados por
inundações, através da modelagem matemática;
Propor medidas para controle de cheias, a partir da avaliação diagnóstica;
Avaliar a resiliência da cidade de Paraty a inundações para os diferentes
cenários de urbanização, através da aplicação do Índice de Resiliência a
Inundações (IRES).
1.3 Objetivos Específicos
São objetivos específicos deste projeto:
Realizar o diagnóstico atual das bacias dos rios Mateus Nunes e Perequê Açu,
que atravessam a cidade de Paraty;
Visualizar e analisar os efeitos da expansão urbana a partir de mudanças no
uso do solo;
Fazer proposição de projetos que visem a redução dos impactos causados
pelas cheias;
Avaliar os resultados obtidos com a ferramenta de modelagem matemática
MODCEL (MASCARENHAS E MIGUEZ, 2002; MIGUEZ et al., 2011);
Aplicar o Índice de Resiliência a Inundações – IRES (TEBALDI et al., 2015) à
situação atual e aos cenários de expansão urbana modelados;
Avaliar a resiliência de Paraty através do mapeamento realizado com a
aplicação do IRES.
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2 Revisão Bibliográfica
Neste capítulo, serão discutidos alguns conceitos importantes que nortearam todo o
processo construtivo deste projeto, desde a relação entre água e cidades até o
conceito de resiliência a inundações.
2.1 Água e Cidades: Histórico e Impactos da Urbanização
A relação entre água e cidades ocorre desde o surgimento das primeiras civilizações.
A maioria das primeiras cidades da Antiguidade se desenvolveu em áreas próximas
aos rios, devido à necessidade de água para abastecimento e para irrigação, à
presença de terras férteis favorecendo a agricultura, à possibilidade de utilizar o rio em
rotas comerciais e à proteção conferida pelo rio como barreira natural. Outras, no
entanto, cresceram em locais elevados, priorizando a capacidade de defesa, e em
interseções de rotas comerciais, a partir de mercados estabelecidos nestes pontos
estratégicos. Cidades como Babilônia (posteriormente Bagdá, banhada pelos rios
Tigres e Eufrates), Mênfis (posteriormente Cairo, banhada pelo rio Nilo), Harapa (na
bacia do rio Indu) e Roma (nascida junto ao rio Tibre) são destaques deste período.
(CARNEIRO E MIGUEZ, 2011). A Figura 2.1 ilustra o desenvolvimento nas margens
do rio Nilo.
Figura 2.1: Festival do Nilo - obra de Fréderic Louis Norden em Voyage d’Egypte et de Nibie, 1755
(VERÓL, 2013).
Já no século XIX, com as profundas transformações nas sociedades inseridas pela
Revolução Industrial, o desenvolvimento das cidades se tornou cada vez mais rápido,
com um consequente aumento da população urbana. No Brasil, a urbanização ganhou
intensidade somente a partir da década de 1950, com um crescimento desordenado e
sem planejamento das cidades.
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Este processo histórico de urbanização descontrolada é um dos principais
responsáveis pelos problemas causados pelas inundações urbanas, grande desafio
enfrentado pelas cidades na atualidade.
As cheias dos rios são fenômenos naturais e sazonais, com importante papel
ambiental. No entanto, a ocupação urbana altera características importantes no seu
processo natural, aumentando sua intensidade e frequência e tornando maior o seu
risco associado, no que diz respeito à presença de pessoas, construções e atividades
econômicas.
Como ressaltado por Tucci (1993), enquanto a população de maior poder aquisitivo
tende a habitar os locais mais seguros, a população carente ocupa as áreas de alto
risco de inundação, provocando problemas sociais que se repetem por ocasião de
cada cheia. A falsa segurança transmitida por locais com baixa frequência de
inundações faz com que a população despreze o risco e aumente a densificação nas
áreas inundáveis. As áreas hoje desocupadas devido a inundações sofrem
considerável pressão para serem ocupadas. Com a ocupação da planície de
inundação dos rios urbanos, as águas das cheias procuram novos caminhos, atingindo
regiões não alagadas anteriormente.
Além disso, devido às características do relevo, a ocupação tende a ser de jusante,
regiões mais planas, para montante. Quando não há o controle da urbanização nas
cabeceiras da bacia ou não é ampliada a capacidade de macrodrenagem, a frequência
das cheias aumenta significativamente provocando a desvalorização de propriedades
e prejuízos periódicos. Nesse processo, a população localizada a jusante, sofre as
piores consequências, em razão da ocupação a montante. (TUCCI, 1993).
As inundações urbanas vão desde problemas localizados de microdrenagem,
alagando ruas e afetando pedestres e o tráfego, até a inundação de grande parte da
cidade, quando ambos os sistemas de micro e macrodrenagem falham. Como
apresentado por Carneiro e Miguez (2011), estes problemas podem acarretar
prejuízos materiais aos edifícios e seus conteúdos, danos à infraestrutura urbana, a
necessidade de realocação de pessoas, a proliferação de doenças de veiculação
hídrica, a deterioração da qualidade da água, entre outros.
Pode-se perceber, então, que a urbanização provoca mudanças significativas na
situação natural de equilíbrio das cheias. A substituição da vegetação natural por
áreas impermeabilizadas modifica as parcelas do balanço hídrico da região,
diminuindo a infiltração e aumentando o escoamento superficial, como ilustrado
esquematicamente na Figura 2.2. Além disso, a impermeabilização propicia um
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escoamento superficial com uma velocidade maior do que aquela adquirida no
escoamento que encontrava a vegetação em seu caminho. Pode-se dizer, então, de
forma geral, que o resultado desta modificação tende a aumentar e adiantar o pico de
uma cheia, tendo em vista que mais água fica disponível para escoar, com o aumento
da parcela de escoamento superficial, e que esta água passa a escoar mais
rapidamente, pela diminuição das retenções superficiais e na vegetação, face à
impermeabilização da bacia, conforme apresentado na Figura 2.3. (CARNEIRO E
MIGUEZ, 2011).
Figura 2.2: Alterações no balanço hídrico provocadas pela urbanização (JHA et al., 2012 apud VERÓL,
2013)
Figura 2.3: Efeito da urbanização no hidrograma da bacia (SCHUELER, 1987 apud VERÓL, 2013).
A Tabela 2.1 resume os diferentes impactos da urbanização sobre uma bacia
hidrográfica.
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Tabela 2.1: Impactos da urbanização sobre as inundações (CARNEIRO E MIGUEZ, 2011).
Ação da urbanização Efeitos
Remoção da vegetação natural
Aumento dos volumes de escoamento
superficial e das vazões de pico; maiores
velocidades de escoamento; crescimento
dos processos de erosão e consequente
sedimentação em canais e galerias de
drenagem.
Aumento das taxas de impermeabilização
Aumento dos volumes de escoamento
superficial e das vazões de pico; menos
depressões superficiais, permitindo
menores retenções; menos irregularidade
nas superfícies de escoamento e maiores
velocidades de escoamento.
Construção de redes de drenagem
artificial
Significativo crescimento das velocidades
de escoamento e antecipação do pico
das cheias.
Ocupação de áreas ribeirinhas e
planícies de inundação
População diretamente exposta a
inundações periódicas em áreas naturais
de inundação; ampliação das áreas
alagáveis, com a diminuição do espaço
natural que deveria estar disponível para
o armazenamento temporário e
acomodação das cheias;
Ocupação desordenada de encostas e
favelização
Acréscimo dos volumes superficiais de
escoamento, somados a grande
quantidade de resíduos sólidos e lixo
produzidos pelas encostas ocupadas;
obstrução parcial ou total de dispositivos
de drenagem; degradação da qualidade
da água; população exposta a riscos de
deslizamento.
Disposição de resíduos sólidos e de
águas residuais na rede de drenagem
Degradação da qualidade da água;
degradação do ambiente natural e
construído, proliferação de doenças;
sedimentação na rede de canais e
obstrução das captações de água de
chuva.
Interferências recíprocas entre redes de
infraestrutura: pontes estreitas sobre rios,
tubulações de água cortando galerias,
entre outros, configurando singularidades
locais que restringem o escoamento.
Redução pontual da capacidade de
escoamento dos condutos afetados,
gerando remansos e alagamentos a
montante.
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A partir da Figura 2.4, que mostra a relação entre os diversos processos que ocorrem
com a urbanização, pode-se perceber que esses processos se referem principalmente
ao aproveitamento de recursos hídricos, ao controle de poluição e ao controle de
inundações.
Figura 2.4: Efeitos da urbanização (HALL, 1984 apud MIGUEZ et al., 2016)
2.2 Água e Cidades: Controle de Inundações Urbanas
O controle de inundações urbanas permite à população residente em áreas inundáveis
minimizar suas perdas e conviver harmoniosamente com o rio. As ações, que podem
ser estruturais ou não estruturais, incluem medidas de engenharia e de cunho social,
econômico e administrativo. A combinação ótima dessas ações constitui o
planejamento da proteção contra inundação ou seus efeitos (TUCCI, 1993). Deve-se
ter em mente que não há como controlar totalmente as inundações, pois se tratam de
efeitos de origem natural. Sendo assim; as medidas sempre visam minimizar as suas
consequências.
Segundo Carneiro e Miguez (2011), medidas estruturais são aquelas que visam
introduzir modificações físicas na rede de drenagem e sobre a paisagem urbana da
bacia. Elas atuam sobre os escoamentos gerados, de forma estrutural. Já as medidas
não estruturais, trabalham com educação ambiental, mapeamento de inundação,
planejamento da urbanização e da drenagem para um desenvolvimento de baixo
impacto, sistemas de alerta, construções a prova de inundação, entre outras ações.
Urbanização
Crescimento da densidade populacional
Acréscimo no volume de
águas servidas
Deterioração da qualidade
de águas pluviais
Deterioração dos cursos receptores
Problema de controle de
poluição
Aumento da demanda
hídrica
Problema de abastecimento
Crescimento da densidade
de construções
Aumento da área impermeabilizada
Redução da recarga de aquíferos
Redução da vazão de base
Acréscimo no escoamento superficial
direto
Aumento dos picos das
cheias
Problemas com controle de inundação
Clima urbano se altera
Modificações no sistema de
drenagem
Aumento da velocidade de escoamento
Redução no tempo de
concentração e recessão
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É importante ressaltar que soluções estruturais como ampliação da calha dos rios,
através do seu aprofundamento ou alargamento, ou a construção de reservatórios e
diques, por exemplo, são soluções que podem ser evitadas com o planejamento da
ocupação urbana. Deve-se considerar ainda que algumas dessas soluções estruturais
aceleram o escoamento e podem agravar as inundações em outros pontos da bacia.
(TUCCI, 1993).
A drenagem urbana tradicional, através de obras destinadas a retirar rapidamente as
águas acumuladas em áreas importantes, acaba transferindo o problema para outras
áreas ou para o futuro. Projetos de grandes sistemas de galerias pluviais e ações
destinadas à “melhoria do fluxo” em rios e canais, através de cortes de meandros,
retificações e mudanças de declividade de fundo seguem essa linha de pensamento.
Esta é uma visão que foca no controle do escoamento na própria calha do curso
d’água, dando pequena importância à geração do escoamento nas superfíces
urbanizadas (POMPÊO, 2000).
Além disso, o desenvolvimento das cidades sem controle e planejamento aumenta os
volumes de água a serem captados pela rede de drenagem existente devido ao
aumento das áreas impermeáveis na bacia. Desta forma, se tornam necessários cada
vez mais investimentos visando a adequação da rede de drenagem às novas vazões,
com obras que geram transtornos para a população de uma maneira geral.
Conforme apresentado por Miguez et al. (2016), ao longo das últimas décadas, a
drenagem tradicional vem sendo complementada ou substituída por conceitos que
buscam soluções sistêmicas para a bacia, com intervenções distribuídas, procurando
resgatar padrões de escoamento próximos daqueles anteriores à urbanização. Esta
nova concepção aborda preocupações de manejo sustentável das águas pluviais
urbanas, buscando criar uma relação harmoniosa entre o ambiente natural e o
ambiente construído. Medidas de armazenamento de água e incremento da infiltração
aparecem como alternativas para compensar as principais modificações introduzidas
pela urbanização sobre o ciclo natural da água.
Principalmente em países em desenvolvimento, que sofreram pela urbanização tardia
e sem controle, deve-se buscar o equilíbrio entre o desenvolvimento e crescimento
econômico e a gestão urbana, não apenas com o controle do uso do solo, mas
também a partir do reconhecimento dos limites das bacias hidrográficas, implantando
infraestruturas mais adaptáveis e resilientes, e mitigando os riscos de inundação
presente e futuro (MIGUEZ et al., 2016).
| 23
2.3 Drenagem Urbana Sustentável
Segundo Miguez et al. (2016), tradicionalmente, a drenagem é definida como o
“conjunto de elementos, interligados em um sistema, destinados a recolher as águas
pluviais precipitadas sobre uma determinada região, conduzindo-as, de forma segura,
a um destino final” (Figura 2.5).
Figura 2.5: Conceito Tradicional de Drenagem
A drenagem urbana envolve um conjunto de ações e medidas, cujo objetivo é não
apenas minimizar os riscos a que as comunidades estão sujeitas, mas também
diminuir os diversos prejuízos causados por inundações e participar, de forma
articulada, de um plano integrado para o desenvolvimento urbano, de forma harmônica
e sustentável. (MIGUEZ et al., 2016).
Desenvolvimento Sustentável é definido no Relatório Brundtland (1986), com título
“Nosso Futuro Comum”, como o “desenvolvimento que satisfaz as necessidades do
presente sem comprometer a capacidade das futuras gerações em satisfazer suas
próprias necessidades”.
Desta forma, a perspectiva da sustentabilidade associada à drenagem urbana introduz
uma nova abordagem para as ações, pautada no reconhecimento da complexidade
das relações entre os ecossistemas naturais, o sistema urbano artificial e a sociedade
(POMPÊO, 2000).
A partir dessa abordagem, o problema das inundações urbanas passa a ser avaliado
de forma mais sistêmica. Tratar o problema em sua causa, com atuações distribuídas
sobre a paisagem urbana, para reduzir e retardar picos de cheia, permitindo também a
recarga do lençol freático, a fim de restaurar condições aproximadas do escoamento
natural, se torna uma questão mais importante. Como exemplos de atuação podem
ser citados reservatórios de detenção em lotes, praças, parques ao longo dos rios,
medidas de infiltração, como pavimentos permeáveis, trincheiras, valas, jardins de
chuva, ações de reflorestamento e manutenção de áreas verdes, entre outros. Tais
medidas podem ainda integrar o ambiente urbano de forma harmônica, configurando
áreas de lazer em tempo seco e, assim, assumir características multifuncionais, com o
bônus da melhoria do ambiente em que ela se insere (MIGUEZ et al., 2016). Na Figura
2.6, são apresentados exemplos de paisagens multifuncionais.
Captar Conduzir Descarregar
| 24
(a) (b)
Figura 2.6: Exemplos de paisagens multifuncionais. (a) Reservatório de detenção aliado a técnicas
paisagísticas e uso de lazer em Santiago do Chile. (b) Bacia de Detenção com Fins Esportivos em Porto
Alegre – RS. (http://www.aquafluxus.com.br/paisagens-multifuncionais/)
Com a integração entre os conceitos de drenagem urbana e de desenvolvimento
sustentável, novas maneiras de tratar os problemas de cheias urbanas se
desenvolveram, entre elas os Sistemas de Drenagem Urbana Sustentável ou
simplesmente SUDS (Sustainable Urban Drainage Systems) e as Melhores Práticas
de Gerenciamento ou BMPs (Best Management Practices).
De acordo com Miguez et al. (2016), os projetos de SUDS buscam reduzir os
escoamentos superficiais a partir de estruturas de controle da água pluvial em
pequenas unidades. Desta forma, o controle dos escoamentos superficiais realizado
na fonte diminui a necessidade de grandes estruturas de controle na calha dos rios.
Os principais componentes desse sistema são, entre outros, de acordo com o Manual
de Sistema de Drenagem Urbana Sustentável (2007) publicado pela CIRIA
(Construction Industry Research and Information Association), as valas de infiltração,
as bacias de infiltração, de retenção e de detenção, os pavimentos permeáveis e os
telhados verdes, por exemplo. Alguns desses componentes são apresentados na
Figura 2.7.
(a)
(b)
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(c)
(d)
Figura 2.7: Exemplos de Componentes do SUDS. (a) Vala de Infiltração. (b) Bacia de Retenção, França.
(c) Pavimento Permeável. (d) Telhado Verde – Telhado da Prefeitura de Chicago, Estados Unidos.
(http://www.aquafluxus.com.br)
Segundo Aquafluxus (2015), BMPs são um conjunto planejado de ações
implementadas na bacia, com o objetivo de não só atenuar os impactos da
urbanização, buscando reduzir a quantidade de água lançada no corpo receptor
através da infiltração, como também olhar para a qualidade dessas águas. As BMPs
atuam tanto com medidas estruturais, para oferecer armazenamento temporário e
tratamento de águas pluviais, quanto com medidas não estruturais, com técnicas de
tratamento de escoamento de águas pluviais que usam medidas naturais para reduzir
os níveis de poluição. Exemplos típicos de BMPs incluem dispositivos de detenção ou
retenção, instalações de infiltração e wetlands.
Além dos SUDS e das BMPs, também aparece outro conceito que defende a
sustentabilidade dos projetos de controle de inundações. É o caso do
Desenvolvimento de Baixo Impacto ou LID (Low Impact Development). De acordo com
Coffman et al. (1998), LID são projetos que visam criar uma “paisagem funcional”
capaz de incorporar características de projeto que buscam simular as funções de
infiltração e armazenamento da bacia pré-urbanizada. Desta forma, o problema é
considerado de forma integrada, aliando o resgate às características naturais do ciclo
hidrológico ao incremento de valor à própria cidade.
São práticas do LID, por exemplo, a minimização do uso de áreas impermeáveis para
reduzir impactos, a maximização do tempo de concentração para se aproximar das
condições pré-urbanização, a melhoria da qualidade da água escoada para o corpo
d’água receptor e o controle do escoamento na fonte, impedindo a transferência dos
escoamentos para jusante.
| 26
A partir das discussões apresentadas, pode-se perceber que, com o surgimento de
práticas a fim de promover uma solução que busca recuperar parte do ciclo hidrológico
natural, o conceito de drenagem urbana incorpora também atividades de infiltração,
sempre que possível, e de armazenagem, configurando assim o conceito de drenagem
urbana sustentável (Figura 2.8).
Figura 2.8: Conceito de Drenagem Urbana Sustentável
Outra possibilidade de minimizar as cheias urbanas são as ações de revitalização de
rios. Geralmente, essas ações envolvem soluções para o ambiente construído em si,
criando uma relação com o ambiente fluvial, sem necessariamente buscar melhorias
na qualidade da água ou recuperar características naturais dos rios. Aparece, então,
como uma alternativa possível e abrangente, capaz de beneficiar não somente o
ambiente construído, mas também o fluvial, o conceito de requalificação fluvial,
apresentado e discutido a seguir.
2.4 Requalificação Fluvial
A requalificação fluvial é uma questão que aparece como uma necessidade para
enfrentar a progressiva deterioração dos ecossistemas de rios em todo o mundo. Seu
conceito, de um modo geral, tem origem na percepção de que praticamente todos os
rios sofreram algum tipo de ação do homem, sendo quase impossível encontrar rios
em condições naturais (HOUGH, 2004; RILEY, 1998).
Além disso, como ressaltado por Veról (2013), foi verificado que rios que tiveram
diminuição de diversidade ecossistêmica apresentam algum tipo de degradação ou
desequilíbrio, afetam o ambiente construído e as atividades econômicas do seu
entorno e demandam obras de proteção, quase sempre em volumes crescentes. A
perda de suas características naturais acompanhada da redução da qualidade do
ambiente fluvial acarretam, quase sempre, maiores custos de manutenção e maiores
prejuízos, especialmente com as cheias.
Conforme proposto por CIRF (2006) e apresentado em Battemarco et al. (2015), a
requalificação fluvial trata de um conjunto de ações sinérgicas, que procuram agregar
valor ambiental e ecológico aos rios, abordando quatro elementos principais: risco
Captar
Infiltrar e Armazenar,
quando possível
Conduzir Descarregar
| 27
hidráulico e controle de cheias, qualidade da água, equilíbrio morfológico e
recuperação dos ecossistemas fluviais (Figura 2.9). É uma prática que busca
recuperar características naturais dos corpos hídricos, procurando satisfazer também
objetivos socioeconômicos e proporcionando, assim, benefícios para uso recreativo ou
lazer, aspectos que agregam valor para a sociedade.
O seu objetivo global é obter um curso d’água mais natural. Desta forma, deve-se em
primeiro lugar não piorar sua situação atual, tentando, em seguida, melhorá-lo, tanto
quanto possível.
Figura 2.9: Conceito da requalificação fluvial. (VERÓL, 2013).
Rios mais naturais demandam menos intervenções e são economicamente mais
viáveis, além de proverem soluções mais sustentáveis, ao longo do tempo, para o
controle de cheias e diminuição do risco hidráulico, por exemplo (VERÓL, 2013).
Assim, seus resultados podem aumentar a quantidade e a qualidade dos recursos
fluviais e seu uso potencial para a população ribeirinha (GONZÁLEZ DEL TÁNAGO e
GARCÍA DE JALÓN, 2007).
A abordagem da requalificação fluvial tem sido utilizada com sucesso em várias
cidades americanas e europeias, por exemplo. No Brasil, cada vez mais cidades
buscam incorporar estas ações, caminhando em direção a um desenvolvimento
urbano mais sustentável. Entretanto, cabe ressaltar que, enquanto a Europa, à luz da
Diretiva Quadro da Água (CE, 2000), pregava a necessidade de recuperar o bom
estado ecológico dos rios, de forma geral, até 2015, tendo introduzido a questão
ambiental de forma significativa nas discussões de requalificação de rios, no Brasil, a
maior parte dos estudos relacionados com o tema passa pelo controle de cheias,
muitas vezes em áreas urbanas, com ações que não necessariamente recuperam o
estado ecológico dos rios. (VERÓL et al., 2015).
| 28
Basicamente, as ações para atuação na requalificação fluvial podem ser estruturais e
não estruturais. Na Tabela 2.2, são apresentados exemplos de ações para cada uma
das tipologias.
Tabela 2.2: Ações para atuação na Requalificação Fluvial. (VERÓL, 2013 adaptado de NARDINI (2011) e
Selles et al.(2001))
Ações estruturais Ações não estruturais
Remoção de elementos de risco
Restauração da vegetação
Melhora do regime hídrico
Melhora da qualidade da água
Facilitar o acesso da população à água e às
margens para efeito de lazer e recreação
Buscar a morfologia mais natural dos rios.
Restabelecer a continuidade dos cursos
d’água para a fauna migratória
Restabelecer locais para a desova e biótipos
aquáticos
Desenvolvimento de cultura fluvial
(conhecimento, sensibilidade,
consciência, valores, know-how)
Educação ambiental participativa
Planejamento e processos decisionais
compartilhados
Normas/Regulamentação
Incentivos/Desincentivos
Informação/Monitoramento
Como exemplos de casos de requalificação fluvial, podem ser citados o Projeto Beira-
Rio, em Piracicaba, SP, o Projeto Iguaçu, Baixada Fluminense, RJ, o Projeto do
Parque do Rio Brenta, Londres, e o Projeto de Restauração do Rio Besòs, Barcelona.
As informações a seguir fizeram parte da compilação de Battemarco (2012), sob
orientação de Veról (2013), apresentada na XXXIV Jornada Giulio Massarani de
Iniciação Científica, Tecnológica, Artística e Cultural da Universidade Federal do
Rio de Janeiro.
O Projeto Beira-Rio buscou melhorar a qualidade da água do rio Piracicaba através de
implantação de coleta seletiva e de infraestrutura de saneamento. Também procurou
preservar o traçado original do rio com implementação da navegação fluvial,
recuperando as suas tradições culturais, além de estabelecer áreas de proteção
ambiental ao redor do cinturão meândrico do rio com a criação de um corredor
biológico, recompondo a vegetação ripária. Outro objetivo do projeto foi rever o
sistema de drenagem das águas pluviais com a implantação de comportas ao longo do
rio para controle das enchentes, o uso de pisos drenantes e a plantação de árvores
nas áreas de estacionamentos.
| 29
O Projeto Iguaçu teve como foco o controle de inundações nas bacias dos rios
Iguaçu/Sarapuí com propostas que contribuíam para a melhoria da qualidade das
águas, como a limpeza dos rios, e para a recuperação das suas características
hidrológicas e morfológicas, com a remoção de singularidades nos canais, o plantio de
mais de 200 mil árvores ao longo das margens dos rios e a implantação de parques
fluviais do tipo Urbano Fluvial. Também procurou estabelecer áreas de proteção
ambiental com a implantação de parques fluviais do tipo Urbano de Preservação
Ambiental e criação e ampliação de APA’s (Figura 2.10). Além disso, buscou evitar a
reincidência de enchentes na época de fortes chuvas com a remoção de moradias em
áreas de risco e reassentamento da população residente nessas áreas, implantação
de parques fluviais do tipo Urbano Inundável e dragagem de trechos assoreados.
Figura 2.10: Área de implantação da APA do Iguaçu (COPPETEC, 2008)
| 30
O Projeto do Parque do Rio Brenta buscou oferecer melhorias para o ambiente natural
e para as pessoas com a remoção das margens de concreto e remeandrização do
canal, antes retificado, ao longo de seu percurso original. Também proporcionou o
retorno da biodiversidade criando lagos e pequenos degraus ao longo de seu curso e
incrementou a capacidade de amortecimento e redução do risco hidráulico, a partir da
implementação do sistema de drenagem urbana sustentável (SUDS). Na Figura 2.11,
são apresentadas imagens do rio após as ações do projeto.
Figura 2.11: Rio Brenta após projeto de requalificação (ENVIRONMENT AGENCY, 2006 apud VERÓL,
2013).
O Projeto de Restauração do rio Besòs propôs a utilização dos 130 metros restantes
do rio para construir um sistema de wetlands (charcos ou pântanos), para tratamento
de esgotos, visando melhorar a qualidade da água do rio, além de plantio da
vegetação ribeirinha como forma de estabilizar as margens. Também buscou gerar um
ambiente propício para o desenvolvimento da fauna e da flora com a adoção de um
canal meandrante e o alargamento do canal, já na região de jusante, com utilização de
grama nas planícies de inundação que permitissem o uso público da região em forma
de um parque urbano. Alguns resultados do projeto são apresentados na Figura 2.12.
(a) (b) (c)
Figura 2.12: (a) Trecho de montante, mais sinuoso, com wetlands já implantadas. (b) Aspecto geral da foz
do Rio Besòs, com vegetação ribeirinha recuperada e retorno dos peixes ao ecossistema; (c) Área do
Parque – Trecho de jusante do Rio Besòs. (MARTÍN-VIDE, 2001 apud VERÓL, 2013)
| 31
2.5 Resiliência a Inundações
Conforme exposto anteriormente, um dos principais desafios das cidades na
atualidade é o problema das cheias urbanas. Cada vez mais se torna mais difundida a
ideia da mitigação de risco em vez da preocupação somente em reduzir os impactos
causados pelas inundações.
O conceito de Risco possui uma variedade de definições, dependendo da área a que
se aplica. Segundo Jha et al. (2012b), risco é a combinação entre a probabilidade de
um evento ocorrer e as suas consequências negativas, ou em outras palavras, a
incerteza de perda ou dano em um dado período de tempo. O risco a desastres é uma
função do perigo, da exposição e da vulnerabilidade.
Muitas vezes, risco é confundido com perigo. Ainda que tenham relação, os termos
possuem significados diferentes. Perigo refere-se à situação que tem potencial para
causar danos e ameaça à existência ou aos interesses de pessoas, propriedades ou
meio ambiente (CETESB, 2003). Conforme ressaltado por Miguez et al. (2016), o
perigo, no caso das inundações, são disparados pelos próprios eventos de chuva
intensa, transformados em vazão pela passagem pela bacia, tomados como referência
e associados a certo tempo de recorrência, ou seja, a certa frequência que, por sua
vez, se traduz em uma possibilidade de ocorrência.
Deve-se ter em mente que a ocorrência de um evento perigoso não necessariamente
gera risco. Só haverá risco se houver danos. Ou seja, se uma região natural não
possuir elementos de valor expostos a possíveis danos, não haverá risco com a
passagem de uma cheia.
Os danos estão associados às consequências que a passagem de uma cheia pode
causar. Essas consequências são entendidas como Exposição, que representa a
presença de bens e pessoas na área afetada, e como Vulnerabilidade, melhor
entendida a partir de dois aspectos.
O primeiro aspecto é a Susceptibilidade, em que a população e os objetos expostos
são danificados durante um evento de cheia. O segundo é o Valor, onde há a
quantificação dos impactos monetários potenciais (TEBALDI et al., 2015).
Na Figura 2.13, é apresentado, de forma esquemática, o conceito de risco e seus
componentes.
| 32
Figura 2.13: Conceito de risco
No sentido contrário à materialização do risco, surge o conceito de Resiliência. De
acordo com Jha et al. (2012b), resiliência é a habilidade de um sistema, comunidade
ou sociedade exposta ao perigo resistir, absorver, acomodar e se recuperar dos
efeitos do perigo a tempo e de forma eficiente, incluindo a preservação e restauração
de suas estruturas básicas essenciais.
Desta forma, projetos urbanos que considerem e respondam aos riscos causados
pelas cheias, capazes de minimizá-los, podem aumentar a resiliência. A construção de
cidades mais resilientes às inundações pode ser feita a partir de técnicas que
racionalizam a relação da água com as edificações e com o espaço urbano, podendo
ser estruturais e não estruturais.
As medidas estruturais vão desde obras de engenharia pesada e estruturas, tais como
defesas contra as cheias e canais de drenagem até as mais naturais e sustentáveis
medidas complementares ou alternativas, tais como zonas úmidas e tampões naturais.
Já as medidas não estruturais podem ser categorizadas em quatro objetivos básicos:
planejamento e gerenciamento de emergência, inclusive alerta e evacuação, maior
preparação através de campanhas de conscientização, planejamento do uso do solo,
que contribui tanto na mitigação quanto na adaptação a inundações urbanas, e
aceleração da recuperação e uso do pós-inundação através da melhoria de projetos
de construção e da própria construção (JHA et al., 2012a).
Risco
Probabilidade: Perigo
Consequência
Vulnerabilidade
Susceptibilidade
Valor
Exposição
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3 Metodologia
A metodologia para a análise das bacias dos rios Perequê Açu e Mateus Nunes, na
cidade de Paraty, RJ, estudo de caso adotado, apresenta as seguintes etapas:
Caracterização da bacia hidrográfica dos rios Perequê Açu e Mateus Nunes, no
Rio de Janeiro;
Modelagem da situação atual, com a utilização da ferramenta de modelagem
matemática MODCEL;
Diagnóstico do comportamento do sistema de macrodrenagem existente, a
partir dos dados fornecidos na modelagem da situação atual pelo MODCEL;
Identificação dos locais críticos;
Simulação da expansão urbana à montante da BR-101, de acordo com Plano
Diretor de Paraty, com o MODCEL;
Análise dos efeitos da expansão urbana à montante da BR-101, a partir dos
dados fornecidos na modelagem do cenário tendencial pelo MODCEL;
Proposição de medidas que visam a redução dos impactos causados pelas
cheias;
Simulação da alternativa de expansão urbana na região do Jabaquara,
localizada à jusante da BR-101, em conjunto com as medidas para o controle
de cheias propostas, conforme apresentado por Barbedo (2016), com o
MODCEL;
Análise dos efeitos da expansão urbana na região do Jabaquara e da resposta
das bacias às medidas propostas, a partir dos dados fornecidos na modelagem
do cenário resiliente pelo MODCEL;
Análise comparativa entre os resultados dos cenários simulados (atual,
tendencial e resiliente) obtidos com o MODCEL;
Obtenção de dados do IBGE sobre características socioeconômicas da
população, no que tange à renda familiar e classe social, e também das
edificações;
Compatibilização entre a divisão de células e a divisão em setores censitários
feita pelo IBGE;
| 34
Análise visual da área construída, para cada cenário simulado, a fim de se
atribuir um peso a cada célula para utilização dos dados fornecidos por setor
censitário pelo Censo 2010;
Estudo a respeito da distribuição da população e de domicílios, bem como
análise da classe social, para o cálculo dos subíndices na situação atual e nos
cenários de expansão urbana modelados;
Aplicação do Índice de Resiliência a Inundações (IRES) à situação atual e aos
cenários de expansão urbana modelados;
Confecção de mapas referentes aos resultados obtidos com a aplicação dos
subíndices e do IRES;
Avaliação comparativa da resiliência de Paraty, através do mapeamento
realizado com a aplicação do IRES, entre os cenários simulados;
Conclusões e recomendações sobre os resultados obtidos no estudo de caso.
| 35
4 Ferramentas Metodológicas
A análise das bacias dos rios Mateus Nunes e Perequê Açu, Paraty/RJ, foi
desenvolvida em duas etapas. A primeira envolveu a modelagem matemática, através
da ferramenta MODCEL, da região de interesse para a simulação de diferentes
cenários de urbanização, com propostas para o controle de cheias, e de padrão de
inundações, com a consideração de efeitos das mudanças climáticas. A segunda
envolveu a avaliação da resiliência a inundações da região frente aos cenários
modelados através da aplicação do Índice de Resiliência a Inundações (IRES) na área
de estudo. O índice conjuga quatro subíndices: Valor Relativo (VR), Perigo (P),
Exposição (E) e Susceptibilidade (S).
As ferramentas utilizadas encontram-se detalhadas nos itens a seguir.
4.1 Modelagem Matemática: MODCEL
O uso de modelos matemáticos cada vez mais se torna fundamental na análise de
cenários de escoamento em uma bacia hidrográfica. A partir deles, é possível
conhecer o comportamento do sistema de drenagem da bacia, avaliar os pontos
críticos que necessitam de intervenções, prever o impacto de uma alteração nos
padrões de urbanização e a resposta de projetos de controle de cheias, dentre outras
inúmeras funções. Desta forma, ajudam a estimar e otimizar custos e a analisar a
viabilidade técnica e econômica, por exemplo, configurando uma importante
ferramenta de planejamento e projeto.
No caso da modelagem de inundações urbanas, é importante que toda a bacia seja
representada de maneira sistêmica, a fim de abranger a variabilidade temporal e
espacial do fenômeno. Desta maneira, é possível simular ações integradas ao longo
da bacia (MIGUEZ E MAGALHÃES, 2010).
Para a modelagem das bacias dos rios Perequê Açu e Mateus Nunes, foi utilizado o
Modelo de Células de Escoamento – MODCEL (MASCARENHAS E MIGUEZ, 2002;
MIGUEZ et al., 2011). O MODCEL é uma ferramenta com vocação para representação
da paisagem urbana, que integra os processos hidrológicos, observados em cada
célula, com um modelo hidrodinâmico, em uma representação espacial que liga o
escoamento de superfície, de canais e o de tubulações. É um modelo Quasi-2D
baseado no conceito de células de escoamento (ZANOBETTI et al, 1970) no qual o
território é representado através de um conjunto de compartimentos que integram toda
a área da bacia, relacionados entre si por leis hidráulicas unidimensionais.
| 36
4.2 Índice de Resiliência a Inundações (IRES)
De acordo com Zonensein (2007), índices são instrumentos que agregam informações
associadas a indicadores de distintas naturezas e significâncias, relacionando-os em
um único valor representativo de uma situação real. Desta forma, é possível realizar
comparações no tempo e no espaço, tornando-se uma ferramenta essencial de
suporte à decisão de projeto. Por outro lado, indicadores apontam um nível ou estado
e são capazes de estimar quantitativamente sua condição (social, econômica, física),
com o objetivo de representar o sistema completo (PRATT et al., 2004).
As propriedades de um índice (domínio, formulação e escala) influenciam fortemente
na escolha dos indicadores (VERÓL, 2013).
Sendo assim, o Índice de Resiliência a Inundações (IRES) é um índice quantitativo
multi-critério que varia de 0 a 1, levando à necessidade de normalização e conversão
a uma escala comum dos seus indicadores. O índice foi assim pensado para que,
mesmo com a possibilidade de tais indicadores terem naturezas e unidade distintas,
possam ser utilizados em comparação de situações complexas, segundo a sua
formulação (TEBALDI et al., 2015).
Sua metodologia se baseia no conceito de minimização do Risco, combinando seus
componentes básicos de perigo e vulnerabilidade, considerados no sentido contrário
de sua materialização. Com isso, o índice conjuga quatro subíndices referentes às
características de inundação, vulnerabilidade, valor relativo e exposição. Sua
formulação está apresentada na equação (1).
(1)
Onde:
IRES - Índice de Resiliência;
- Subíndice “Valor Relativo” variável entre 0 e 1, relativo às perdas da população
local, provocadas pela inundação;
- Subíndice “Perigo” variável entre 0 e 1, relativo à altura de inundação nas
edificações;
- Subíndice “Exposição” variável entre 0 e 1, relativo à densidade de domicílios
expostos às cheias;
- Subíndice “Susceptibilidade” variável entre 0 e 1, relativo às edificações
efetivamente afetadas pelas cheias (casa e térreo de edifícios);
| 37
- Composição que representa as “Perdas Evitadas”, variável entre
0 e 1, relativa ao complemento para 1 do valor obtido com a ponderação dos fatores
exposição, susceptibilidade e valor;
- Pesos associados aos subíndices “Valor Relativo” e “Perdas Evitadas”,
atribuídos em função de sua importância relativa. O somatório dos pesos “ ” deve
resultar 1 ( );
- Pesos associados aos subíndices , , , atribuídos em função de sua
importância relativa. O somatório dos pesos “ ” deve resultar 1 (
).
A seguir, é apresentada a metodologia de cálculo de cada subíndice que compõe o
IRES.
Subíndice Valor Relativo (VR):
O subíndice Valor Relativo relaciona indicadores relativos a características da
inundação e, em geral, os seus prejuízos resultantes para a população de uma região.
Sua metodologia foi baseada em Salgado (1995) e Nagem (2008). Na equação (2), é
apresentada sua formulação, sendo apresentados todos os indicadores de sua
composição nas equações (3) e (4).
(2)
(3)
(4)
Onde:
CRE - Custo de danos à edificação, em função da altura de inundação;
CRC - Custo de danos ao Conteúdo das residências;
R - Renda familiar média;
CUBE - Custo Unitário Básico da Edificação;
PED - Porcentagem da Edificação Danificada, em função da altura de inundação;
CUBC - Custo Unitário Básico do Conteúdo;
PCD - Porcentagem do Conteúdo Danificado, em função da altura de inundação;
IPCA-E- Índice nacional de preços ao consumidor (utilizado para trazer a valores
presentes os cálculos realizados na metodologia original);
| 38
Ar- Área da residência.
Subíndice Perigo (P):
O subíndice Perigo (Equação 5) inclui indicadores também relativos às características
de inundação e se refere ao alagamento de uma determinada área, relacionando a
altura da lâmina d’água resultante de um evento de cheia com uma altura referencial
de lâmina d’água, que considera o padrão de construção do local analisado e uma
lâmina d’água de 0,80m no interior da residência, representativa de dano significativo.
(5)
Onde:
- Altura da lâmina d’água;
- Altura referencial da lâmina d’água.
Subíndice Exposição (E):
O subíndice Exposição é composto por indicadores relativos à exposição da
população aos eventos de inundações. Representa a população potencialmente
exposta a um evento de inundação de uma determinada área e é representado pela
densidade de domicílios (Equação 6).
(6)
Onde:
- Densidade de domicílios;
- Densidade de domicílios de referência, tomada igual à densidade do percentil
75%.
Subíndice Susceptibilidade (S):
O subíndice Susceptibilidade relaciona indicadores relativos às edificações que estão
diretamente susceptíveis aos eventos de cheia, ou seja, casas e pavimentos térreos
de prédios. Sua formulação é apresentada na equação (7).
(7)
Onde:
- Somatório de casas e edifícios;
- Densidade demográfica do total de residências de uma
determinada área.
| 39
5 Estudo de Caso: Paraty, RJ.
O município de Paraty, juntamente com os municípios de Mangaratiba e Angra dos
Reis, pertence à Região da Costa Verde e está localizado na microrregião da Baía da
Ilha Grande, região litorânea sul do estado do Rio de Janeiro, que abrange os
municípios de Paraty e Angra dos Reis.
Os acessos principais ao município ocorrem pelas rodovias Rio-Santos (BR-101), que
atravessa o município no sentido norte-sul, e pela rodovia estadual Paraty-Cunha (RJ-
165), que liga a BR-101, na altura do município de Paraty, ao município de Cunha, no
estado de São Paulo. A Figura 5.1 mostra a localização do município de Paraty e as
principais vias de acesso.
Figura 5.1: Localização do município de Paraty e principais acessos (MARINS, 2013).
| 40
O município de Paraty é composto por cerca de 30 bairros (Figura 5.2), sendo Parque
Mangueira e Ilha das Cobras, segundo Garcia e Dedecca (2012), os mais populosos
da cidade, com cerca de 7 mil e 2 mil habitantes, respectivamente.
Figura 5.2: Bairros do município de Paraty, RJ. Em destaque, os bairros da região a jusante da BR-101
(MARINS, 2013).
Conforme apresentado por Marins (2013), o crescimento populacional em Paraty foi
impulsionado com a abertura da BR-101, desencadeando muitas transformações
econômicas e intensificando as atividades ligadas ao comércio e à prestação de
serviços. A população passou de 9.360, no ano de 1950, para 20.626 habitantes em
1980.
| 41
Segundo estimativas do IBGE para o ano de 2015, Paraty possui uma população de
40.975 habitantes, com uma área municipal total de 925,39 km². A densidade
demográfica atual é de 44 hab/km². O crescimento populacional do município de
Paraty vem sendo expressivo, com uma taxa média de 600 hab/ano, com destaque
para o período compreendido entre os anos de 2007 e 2010, em que a taxa foi de
1.565 hab/ano (MARINS, 2013).
Paraty teve, em 1958, seu núcleo urbano tombado pelo IPHAN como Patrimônio
Histórico e Artístico Nacional e, em 1966, todo o município foi classificado como
Monumento Nacional. Atualmente, pleiteia pelo título de Patrimônio da Humanidade
(NASCIMENTO, 2005). Desta forma, o centro histórico de Paraty se configura como
uma das fontes da principal atividade econômica desenvolvida na cidade, o turismo.
A rede hidrográfica de Paraty é composta por cerca de 15 rios principais, com
destaque para os rios Perequê Açu e Mateus Nunes, como pode ser visto na Figura
5.3.
Figura 5.3: Rede hidrográfica de Paraty (MARINS, 2013).
Ao longo dos anos, esses cursos d'água sofreram modificações tanto por processos
naturais, quanto por intervenções antrópicas, impactando toda a bacia, principalmente
no que diz respeito ao funcionamento da macrodrenagem da cidade.
As bacias dos rios Perequê Açu e Mateus Nunes, apresentadas na Figura 5.4,
possuem área de drenagem de cerca de 113 km² e de 52 km², respectivamente.
| 42
Figura 5.4: Bacias hidrográficas dos rios Perequê Açu e Mateus Nunes
O rio Perequê Açu, principal curso d’água do município de Paraty, nasce no Parque
Nacional da Serra da Bocaina e deságua no mar, junto ao centro histórico da cidade.
Seu formador principal é o rio do Sertão, que nasce na Serra da Bocaina, a 1.400 m
de altitude, e perfaz 10.200 m até o ponto de formação do rio Perequê Açu, localizado
a uma altitude de 160m, percorrendo mais 11.000m até o desague no mar. Dessa
forma, o comprimento total do rio Perequê Açu, desde a cabeceira até a foz é de
21.200 m. Na Figura 5.5, na Figura 5.6 e na Figura 5.7, são apresentados alguns
trechos do rio Perequê Açu ao longo de seu percurso.
Figura 5.5: Trecho superior do rio Perequê Açu (MARINS, 2013)
| 43
Figura 5.6: Visão de montante do rio Perequê Açu a partir da Ponte Velha, localizada entre os bairros
Pontal e Centro Histórico (Acervo Pessoal)
Figura 5.7: Foz do rio Perequê Açu (MARINS, 2013)
O rio Mateus Nunes nasce no Parque Nacional da Serra da Bocaina e deságua no
mar. Dentre os formadores, o principal é o rio do Corisco (Figura 5.8), que nasce a
uma altitude de 1.180 m e percorre 10.500 m até o ponto de confluência com o rio do
Corisquinho, a uma altitude de 10 m. O comprimento do rio Mateus Nunes do ponto de
formação até o deságue junto ao mar é de 6.500 m, configurando um total de 17.000
m da nascente até a foz. A Figura 5.9 apresenta a vista do rio Mateus Nunes a partir
da BR-101.
| 44
Figura 5.8: Curso superior do rio do Corisco (MARINS, 2013)
(a) (b)
Figura 5.9: Vista do rio Mateus Nunes a partir da BR-101 (a) para montante (b) para jusante (MARINS,
2013).
Próximo à foz, o rio Mateus Nunes é caracterizado pela região de mangue, à direita, e
pelo bairro Ilha das Cobras, à esquerda, conforme ilustrado na Figura 5.10.
Figura 5.10: Rio Mateus Nunes com área de mangue à direita e o bairro Ilha das Cobras à esquerda
(MARINS, 2013).
| 45
Com relação ao uso e ocupação do solo nas bacias, há o predomínio de florestas em
estágio médio/avançado de sucessão, representando cerca de 75% da bacia do rio
Perequê Açu e de 50% da bacia do rio Mateus Nunes. As duas bacias apresentam
percentuais semelhantes de afloramentos rochosos, áreas agrícolas, gramíneas e
áreas arborizadas. A área edificada da bacia do rio Mateus Nunes é em torno de 3%,
enquanto a da bacia do rio Perequê-Açu é de cerca de 2%. A área urbana em ambas
as bacias estudadas possuem um percentual muito inferior quando comparado aos
demais usos (MARINS, 2013).
O município de Paraty é uma localidade que enfrenta problemas decorrentes da falta
de planejamento urbano, da ineficiência dos sistemas de drenagem, da degradação
dos rios e das alterações de uso e cobertura do solo.
Como forma de proteger a população de doenças, como a cólera e a febre amarela,
por exemplo, algumas medidas foram previstas no projeto de construção da cidade. As
ruas foram feitas a 50 cm acima do nível do mar, com uma inclinação para uma calha
central e caimento em direção ao mar, facilitando o escoamento das águas de chuva e
a entrada das marés mais altas. Por esse motivo, as casas foram construídas cerca de
30 cm acima do nível da rua (IHAP, 2012). Desta maneira, a entrada do mar pelas
ruas era uma forma natural de manter a limpeza da cidade. Na Figura 5.11, é possível
observar as ruas projetadas para permitir o escoamento natural e o nível das
construções com relação à rua.
(a) (b)
| 46
(c) (d)
Figura 5.11: Centro Histórico de Paraty – (a) e (b) Ruas projetadas para funcionarem como canais
(MARINS, 2013); (c) Idem; (d) Nível das construções com relação ao nível da rua (Acervo Pessoal).
Devido a esse histórico da cidade, a inundação das ruas de Paraty é motivo de
admiração por parte dos turistas, até os dias de hoje. No entanto, os alagamentos
causam uma série de transtornos aos moradores da região. O trânsito de pedestres
pelas ruas fica comprometido, fazendo com que seja necessário buscar caminhos
alternativos ou aguardar a maré baixar. É importante lembrar que a inundação
provocada pela maré alta não ocorre somente no Centro Histórico. Outras áreas da
cidade também são afetadas, sendo esses alagamentos encarados como um
inconveniente.
Além de sofrer influência direta dos eventos de maré alta, a cidade sofre com
transbordamentos por parte dos rios Perequê Açu e Mateus Nunes. Os maiores riscos
de inundação estão associados à ocorrência de eventos extremos de chuvas em
concomitância com os eventos de maré alta, relativos às marés de sizígia, e por
ventos vindos do mar em direção ao continente (MARINS, 2013).
Nos últimos anos, as inundações têm ocorrido com maior magnitude e frequência em
Paraty. Seus impactos causam prejuízos ao Patrimônio Histórico, comprometendo as
atividades turísticas e o comércio da região, além de trazer transtornos para os
moradores.
Segundo informações para a confecção do Mapa de Ameaças do Estado do Rio de
Janeiro de 2015, divulgado pela Defesa Civil em 2016, as inundações se configuram
como o primeiro lugar na hierarquização de ameaças do município, repetindo a
colocação de 2014. O processo de hierarquização contou com a participação da
sociedade civil e da Defesa Civil de Paraty, indicando a relevância dos impactos para
o município e para a população.
| 47
Nesse contexto, o evento ocorrido entre os dias 09 e 10 de janeiro de 2009 merece
destaque. Na madrugada do dia 10, uma tromba d'água atingiu a região serrana de
Paraty, elevando o nível d'água no rio Perequê-Açu em até 8 metros, segundo
ESTADÃO (2009), deixando casas destruídas e pessoas desalojadas em doze bairros
(MARINS, 2013). A Figura 5.12 apresenta os impactos causados pelo evento.
(a)
(b) (c)
Figura 5.12: Evento de cheia ocorrido em 2009. (a) Impactos das enchentes no trecho próximo à foz, na
Ponte Velha; (b) Alagamento na Rua da Lapa, Centro Histórico; (c) Marca d’água na residência às
margens do rio Perequê Açu – vista de jusante para montante (MARINS, 2013).
Em novembro de 2010, foi publicado o Plano Diretor Municipal de Paraty, produto da
revisão do Plano Diretor de 2006. O Plano apresenta uma visão mais geral do
planejamento no município de Paraty, não sendo identificadas sugestões acerca da
preservação dos cursos d’água e da drenagem urbana na região.
Deve-se ressaltar que as diretrizes para a expansão urbana nas áreas a montante,
sem definição dos padrões urbanísticos, poderão acarretar no agravamento das
inundações nas regiões localizadas a jusante, já que reduzem a capacidade de
retenção das cheias nas áreas de preservação natural.
| 48
6 Modelagem Matemática - MODCEL
Neste capítulo, será apresentado o processo de modelagem matemática das bacias
dos rios Perequê Açu e Mateus Nunes, desde a divisão em células utilizada até a
definição dos cenários de modelagem.
6.1 Divisão de Células
A divisão em células da região de interesse foi realizada segundo suas características
topográficas e urbanas, com base no Sistema de Informação Geográfica do Município
de Paraty e em outras bases de dados disponíveis, tais como cartas topográficas,
fotografias aéreas, imagens de satélite e visitas de campo. A representação das
bacias hidrográficas modeladas compreendeu 569 células referentes às áreas de
planície, 120 referentes aos rios e canais que compõem as bacias e 72 referentes às
áreas de encosta. A divisão em células é apresentada na Figura 6.1, de forma
completa, e na Figura 6.2, de forma detalhada a região de interesse.
Figura 6.1: Divisão de células utilizada na modelagem
| 49
Figura 6.2: Visão detalhada da divisão de células na região de interesse
Após a divisão de células, foi realizada a construção da topologia do modelo, matriz
representativa da rede de células que o compõem. Em seguida, prossegiu-se para o
levantamento dos dados necessários para caracterizar cada célula, sendo eles: a
respectiva área de contribuição e de armazenagem, a cota do terreno, o coeficiente de
runoff, o número e os tipos de ligação com as células vizinhas, a distância entre os
centros das células e os demais parâmetros específicos de cada tipo de ligação entre
as células, como por exemplo, coeficiente de Manning, largura de ligação e cota do
vertedouro.
6.2 Estudos Hidrológicos
A caracterização do regime hidrológico das bacias dos rios Perequê Açu e Mateus
Nunes foi realizada a partir dos dados obtidos em Marins (2013).
Com base nas precipitações máximas diárias do posto pluviométrico de Paraty e nos
coeficientes obtidos pelas relações entre as precipitações de diferentes durações, para
o posto pluviográfico de Ubatuba, foram obtidos os valores de lâmina precipitada para
o município de Paraty. A relação Precipitação-Duração-Frequência (PDF) é
apresentada na Tabela 6.1.
| 50
Tabela 6.1: Relações PDF estimadas para o Posto Paraty (MARINS, 2013)
Duração
(min)
Precipitação (mm)
TR5 TR10 TR25 TR50
5 10,0 12,3 15,1 17,2
15 25,5 31,2 38,4 43,8
30 38,4 47,0 57,9 65,9
60 54,6 66,8 82,2 93,7
120 72,0 88,1 108,4 123,6
240 91,1 111,5 137,3 156,4
360 102,0 124,8 153,7 175,1
480 110,8 135,6 167,0 190,3
840 127,6 156,2 192,3 219,1
1440 145,6 178,2 219,5 250,0
O tempo de concentração das bacias dos rios Perequê Açu e Mateus Nunes foi
calculado segundo a metodologia de George Ribeiro, que leva em consideração as
características físicas da bacia, como comprimento e declividade do rio principal, bem
como as condições de uso e cobertura do solo. As informações básicas para o cálculo
do tempo de concentração e os resultados obtidos encontram-se na Tabela 6.2.
Tabela 6.2: Tempos de Concentração – Bacias dos Rios Perequê Açu e Mateus Nunes (MARINS,2013)
Rio Comprimento
L (km)
Declividade
S (m/m)
Vegetação
(%)
Tempo de
Concentração
tc (min)
Perequê Açu 22,67 0,04186 95 398,37
Mateus Nunes 16,88 0,07003 94 290,15
O tempo de concentração é utilizado como base na definição do tempo de duração da
chuva de projeto. É importante que a duração seja, no mínimo, igual ao tc, garantindo,
assim, que toda a bacia contribua para o exutório.
A chuva de projeto foi determinada a partir dos dados da Tabela 6.1 para os tempos
de recorrência iguais a 25 e 50 anos.
O tempo de recorrência de 25 anos é a referência do Ministério das Cidades para
projetos de macrodrenagem. Já o tempo de recorrência de 50 anos foi utilizado para
verificação a fim de testar o limite de falha do projeto.
| 51
Considerando uma chuva de projeto com duração igual a 420 minutos e total
precipitado igual a 162,3 mm para o TR de 25 anos e igual a 184,9 mm para o TR50
anos, foi feita a distribuição temporal de hora em hora segundo o Método dos Blocos
Alternados. Na Figura 6.3 e na Figura 6.4, são apresentados os hietogramas de
projeto para os tempos de recorrência de 25 e de 50 anos, respectivamente.
Figura 6.3: Hietrograma de Projeto – TR25
Figura 6.4: Hietograma de Projeto – TR50
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
1 2 3 4 5 6 7
Pre
cip
itaç
ão (
mm
)
Tempo (h)
TR25
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
1 2 3 4 5 6 7
Pre
cip
itaç
ão (
mm
)
Tempo (h)
TR50
| 52
6.3 Condições de Contorno
Considerando que o município de Paraty está localizado na zona costeira do estado
do Rio de Janeiro e, portanto, sofre influências da maré, foi necessário analisar as
oscilações do nível do mar na foz dos rios Perequê Açu e Mateus Nunes, configurando
a única condição de contorno do Modelo de Células.
O maregrama utilizado foi determinado por Marins (2013) através do Sistema Base de
Hidrodinâmica Ambiental – SisBaHiA (ROSMAN, 2011), sendo consideradas as
variações no nível do mar causadas apenas pela maré astronômica, desconsiderando
a influência das marés meteorológicas, com base nas constantes harmônicas da
estação Parati, localizada na Ponte de Atração da cidade. O maregrama utilizado na
modelagem é apresentado na Figura 6.5.
Figura 6.5: Maregrama utilizado na modelagem do município de Paraty, RJ (MARINS, 2013).
6.4 Cenários de Simulação
Para a análise dos efeitos da expansão urbana e da proposição de medidas para o
controle de cheias em Paraty, foram propostos dois cenários, além da modelagem da
Situação Atual: Cenário Tendencial e Cenário Resiliente, detalhados a seguir. Os
cenários foram desenvolvidos com base nas proposições realizadas por Barbedo
(2016).
Calibração
O processo de calibração envolveu a comparação entre as vazões máximas
instantâneas obtidas no processo de modelagem e as vazões de referência calculadas
por Marins (2013) a partir das informações da estação fluviométrica de Paraty (Tabela
6.3), além de marcas de inundação mapeadas através de relatos de moradores.
| 53
Tabela 6.3: Vazões máximas instantâneas – Rio Perequê Açu na Estação de Paraty
TR (anos) Vazões Máximas Instantâneas (m³/s)
25 151,5
50 172,9
Situação Atual
A modelagem da situação atual tem como objetivo realizar um diagnóstico do
funcionamento das bacias dos rios Perequê Açu e Mateus Nunes, com a identificação,
quantificação e mapeamento das áreas sujeitas a alagamentos.
Este cenário foi utilizado como base para os cenários de urbanização simulados e
apresentados a seguir.
Cenário Tendencial
O Cenário Tendencial prevê a continuação da atual tendência de urbanização na
planície a montante da rodovia Rio-Santos (BR-101), como é preconizado pelo Plano
Diretor de 2010. Este cenário assume a expansão urbana de toda a área definida pelo
Plano Diretor (não aprovado), com a finalidade de mostrar os impactos da atual
tendência de expansão urbana se a ocupação não for controlada e nenhuma ação
sistêmica for definida. A região de interesse neste cenário é apresentada na Figura
6.6.
Figura 6.6: Região de interesse no Cenário Tendencial – Células Modificadas
| 54
Para a modelagem do Cenário Tendencial, foram feitas as seguintes alterações nas
células em destaque na Figura 6.6, com relação à Situação Atual:
Consideração de aterro de 1 m;
Aumento do runoff;
Diminuição do Manning nas ligações;
Diminuição da largura das ligações, considerando que o caminho preferencial
do escoamento passa a ser pelas ruas.
Cenário Resiliente
O Cenário Resiliente direciona o crescimento urbano para os espaços abertos a
jusante da BR-101, com maior incidência no Bairro de Jabaquara. Essa alternativa
preferencialmente busca adensar a área de jusante, já ocupada. Além disso, são
propostas medidas de conservação ambiental das áreas a montante da BR-101,
permitindo ainda, porém, a ocupação de parte da bacia.
Este cenário enfatiza as medidas de requalificação fluvial, bem como restrições à
ocupação de áreas a montante da BR-101, a fim de não intensificar e buscando
minimizar os danos causados pelas inundações, principalmente no Centro Histórico da
cidade e seu entorno.
As propostas do Cenário Resiliente envolvem:
Definição de taxas de ocupação mais elevadas na área do Jabaquara e outros
espaços remanescentes junto à área urbana consolidada, que têm a drenagem
para o mar facilitada, sem incorrer em acréscimos de vazões para o centro
histórico;
Preservação das áreas a montante como área de infiltração fluvial e
amortecimento de cheias, transferindo o seu potencial construtivo para a área
de Jabaquara;
Introdução de novos canais complementares da rede hídrica existente a
jusante da BR-101, visando reconectar o sistema hídrico, recuperando assim
suas propriedades naturais de flexibilidade, valorizando a presença destes
elementos na paisagem local;
Dragagem do Canal do Jabaquara, do rio Perequê Açu e do rio Matheus
Nunes, nos trechos a jusante da rodovia BR-101, para a remoção dos
sedimentos em excesso observados na situação atual, visando recuperar as
condições de escoamento e características de seção transversal anteriores aos
| 55
processos de assoreamento por desmatamento a montante ou pela retificação
de cursos d’água;
Abertura de novos canais ligando as duas bacias hidrográficas, permitindo
reconectar os rios Perequê Açu e Mateus Nunes, de forma a que estes voltem
a compartilhar parte da planície de inundação, aliviando os riscos de inundação
quando esta incide sobre uma das bacias separadamente, como tem sido
verificado em eventos de cheia registrados anteriormente;
Criação de áreas de armazenamento temporário a montante da BR-101, pela
margem esquerda do rio Perequê Açu, aproveitando a oportunidade gerada
pelo aterro da estrada, que oferece condições de retenção da água desviada
por um novo braço do rio Perequê Açu para a área de Jabaquara;
Recuperação da conexão do rio Mateus Nunes com suas planícies de
inundação, de forma a garantir um amortecimento das suas vazões e permitir
que as vazões do rio Perequê Açu que aportarão ao seu leito não gerem
extravasamentos de calha. Para obter esse efeito, como o fundo do rio Mateus
Nunes sofreu erosão e está distante da cota de vertimento pelas suas margens
a solução mais indicada, embora artificial, seria a introdução de soleiras
submersas no curso do Mateus Nunes, para forçar a subida do fundo por
assoreamento nestes locais, recuperando em parte a declividade mais suave
original e permitindo o extravasamento para as planícies de inundação. Nessa
configuração, as áreas da margem esquerda do Matheus Nunes deveriam ser
convertidas em parques, com conceito de paisagem multifuncional, para
recomposição de mata ciliar, amortecimento de cheias, área de lazer, aumento
de biodiversidade e melhoria ambiental;
Ocupação de forma seletiva e controlada de áreas a montante da BR-101,
preferencialmente nas planícies mais altas do rio Perequê Açu, onde já se
encontram vetores de expansão, de forma a conciliar o desenvolvimento
urbano com os interesses dos stakeholders, mas garantindo o respeito à
capacidade de suporte da bacia;
Definição de cotas de segurança para a implantação de edificações na área do
Condado, margem esquerda do rio Perequê Açu, onde um novo loteamento
também já se coloca em área de risco, mas que não permite diques, uma vez
que a drenagem interna não teria saída, a não ser por comportas tipo flap ou
por bombeamento;
Criação do canal do aeroporto, como medida extra;
| 56
Introdução de diques de proteção, seletivamente, em parte da margem direita
do rio Perequê Açu, onde novos loteamentos, já implantados sem uma visão
sistêmica, colocaram seus proprietários em risco de inundação. Nestes casos,
a drenagem interna destes lotes deve ser dirigida aos parques marginais do rio
Mateus Nunes.
As medidas propostas no Cenário Resiliente são apresentadas de maneira
espacializada na Figura 6.7.
Figura 6.7: Espacialização do Cenário Resiliente (BARBEDO, 2016).
No processo de modelagem do Cenário Resiliente, foram consideradas as seguintes
modificações na Situação Atual:
Alterações no Jabaquara:
1) Consideração de aterro em todas as células com cota inferior a 1,50m, na
região do Jabaquara;
2) Aumento do runoff na área, calculado de forma ponderada de acordo com a
ocupação proposta;
3) Diminuição do Manning nas ligações;
4) Diminuição da largura das ligações, considerando que o caminho preferencial
do escoamento passa a ser pelas ruas;
| 57
5) Transformação de algumas células de planície em células de canal para
representar a rede de canais proposta, com consequente alteração do tipo de
ligação dessas células, pois passam a ligar com suas margens por vertedouro.
Dragagem:
1) Diminuição da cota de fundo das células do Canal do Jabaquara e dos rios
Mateus Nunes e Perequê Açu, desde a BR-101 até sua foz, além dos canais
existentes na região do Jabaquara;
2) Diminuição do Manning das ligações em algumas seções do rio, devido à
dragagem;
3) Aumento da largura de saída do canal do Jabaquara para o mar;
4) Aumento da largura dos canais existentes na região do Jabaquara.
Ligação das bacias dos rios Perequê Açu e Mateus Nunes:
1) Criação de células para representar o canal de ligação entre as bacias;
2) Ligação entre o canal de ligação e os rios Perequê Açu e Mateus Nunes do tipo
vertedouro. O rio Perequê Açu passa a alimentá-lo a partir do momento em que
atinge a cota 1,0m;
3) Representação de um dique ao longo do canal de ligação em sua margem
direita, na área do parque proposto, com cota igual a 4,50m.
Parque Mateus Nunes:
1) Criação de células para representar os novos lagos e canais do parque
proposto;
2) Representação de um dique associado à soleira mais a montante, em uma
área do parque, com cota igual a 4,80m.
Parque Perequê Açu pela Margem Esquerda da BR-101:
1) Desvio do rio Perequê Açu para o parque feito através de canais de 12m de
largura com declividade de fundo semelhante à declividade do rio;
2) Inclusão de três lagos, com amortecimento da vazão desviada, que servem
para alimentar dois dos canais propostos (através de um orifício circular de 1m
de diâmetro cada) e o canal já existente na região (através de dois orifícios
celulares de 1,20m de lado cada).
| 58
Soleiras:
1) Proposição de duas soleiras no rio Mateus Nunes: uma com 2,50m, mais a
jusante, e outra com 3,50m, mais a montante, de cota de vertimento.
Ocupação controlada a montante da BR-101:
1) Consideração de aterro de 1,0m na área de ocupação proposta;
2) Aumento do runoff, calculado de forma ponderada de acordo com a ocupação
proposta;
3) Diminuição do Manning das ligações;
4) Diminuição da largura das ligações, considerando que o caminho preferencial
do escoamento passa a ser pelas ruas.
Cota de Segurança do Condado: 5,70m.
Canal do Aeroporto:
1) Transformação das células de planície na região em células de reservatório.
Dique de 1,50m no trecho mais a montante e de 1,30m no trecho restante em
parte da margem direita do Perequê Açu.
A localização das soleiras no rio Mateus Nunes, bem como dos diques propostos, é
apresentada na Figura 6.8.
Figura 6.8: Localização das soleiras e dos diques propostos no Cenário Resiliente
+1,50m +1,30m
2,50m
3,50m
+4,50m
+4,80m
| 59
Cenários Extras: Mudanças Climáticas
Como complementação, foram considerados efeitos das mudanças climáticas nos dois
cenários de urbanização simulados, com elevação do nível médio do mar em 15 cm
para o ano de 2035 e aumento na precipitação em 10%, para os TRs de 25 e 50 anos.
As alterações realizadas possuem como base o relatório de Rosman (2015) para o
ano de 2100, considerando a estimativa do IPCC de elevação de 18 a 79 cm do nível
do mar. Segundo este relatório, estudos mostram que nas últimas décadas o nível
médio do mar tem elevado de 4 a 6 mm por ano.
Este relatório considera cenários de mudanças climáticas com elevações do nível do
mar de 10 cm relativas a um cenário provável em 2040, supondo uma elevação do
nível médio do mar de 4 mm/ano, cenário NNM1, e de 15 cm relativa a um cenário
pessimista supondo uma elevação do nível médio do mar de 6 mm/ano, cenário NNM2
(BARBEDO, 2016).
Foi considerado um horizonte temporal até 2035, limite razoável de planejamento de
aproximadamente 20 anos, e assumido o cenário NNM2 previsto no relatório como
referência.
Os hietogramas de projeto para TR25 e TR50 anos, bem como a condição de
contorno, utilizados na consideração dos efeitos das mudanças climáticas são
apresentados na Figura 6.9, na Figura 6.10 e na Figura 6.11, respectivamente.
Figura 6.9: Hietograma de projeto – TR25 – Mudanças climáticas
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
1 2 3 4 5 6 7
Pre
cip
itaç
ão (
mm
)
Tempo (h)
TR25 - Mudanças Climáticas
| 60
Figura 6.10: Hietograma de projeto – TR50 – Mudanças climáticas
Figura 6.11: Maregrama utilizado como condição de contorno – Mudanças climáticas
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
1 2 3 4 5 6 7
Pre
cip
itaç
ão (
mm
)
Tempo (h)
TR50 - Mudanças Climáticas
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
Nív
el (
m)
Tempo (min)
Condição de Contorno - Mudanças Climáticas
| 61
7 Aplicação do IRES
Neste capítulo, é apresentado o processo de aplicação do Índice de Resiliência a
Inundações aos cenários modelados, por subíndice calculado.
Inicialmente, foi necessário compatibilizar as células utilizadas na modelagem,
conforme apresentado no capítulo anterior, com os setores censitários do IBGE
(Figura 7.1).
Figura 7.1: Compatibilização entre células utilizadas na modelagem e setores censitários do IBGE
Como os setores censitários na cidade de Paraty abrangem uma grande área não
ocupada, a fim de realizar uma representação mais próxima da realidade, foi feita uma
análise visual da área construída a partir de ortofotos do Inea de 2005/2006 e imagens
do Google Earth para a Situação Atual, apresentada na Figura 7.2. Posteriormente, as
áreas construídas foram atualizadas para o Cenário Tendencial (Figura 7.3) e para o
Cenário Resiliente (Figura 7.4).
| 62
Figura 7.2: Área Construída na Situação Atual
Figura 7.3: Área Construída no Cenário Tendencial
| 63
Figura 7.4: Área Construída no Cenário Resiliente
De posse dos valores de área construída, atribuiu-se a cada célula um peso para a
utilização dos dados do Censo 2010 do IBGE acerca dos domicílios e da população.
Este peso foi calculado dividindo-se a área construída da célula em questão pela soma
de áreas construídas do setor censitário a que ela pertence.
Para a avaliação do Cenário Tendencial, analisou-se da projeção da população para o
ano de 2035, conforme estimativa de crescimento populacional realizada por Barbedo
(2016). A área de interesse corresponde às macrozonas MA3, região a jusante da BR-
101, e MA2, região a montante da BR-101. De acordo com Barbedo (2016), a taxa de
crescimento ao ano para a macrozona MA3 é de 1,49% e para a macrozona MA2 é de
5,70%, correspondendo a um crescimento total de 37% e de 143% de 2010, dados do
censo do IBGE, até 2035, horizonte de planejamento do Plano Diretor,
respectivamente.
Para o Cenário Resiliente, considerou-se não só a taxa de crescimento utilizada para o
Cenário Tendencial como também o padrão de urbanização proposto por Barbedo
(2016), com a definição dos coeficientes de aproveitamento do terreno e das tipologias
(Tabela 7.1).
| 64
Tabela 7.1: Características do Padrão de Urbanização – Cenário Resiliente
Coeficiente de
Aproveitamento
do Terreno
Gabarito
Máximo
Áreas por Tipologia Adotada
(m²)
Baixa Densidade 0,70 1 Habitação Familiar 110
Média Densidade 1,30 2 Habitação Popular 75
Alta Densidade - I 1,50 3 Habitação de
Interesse Social 60
Alta Densidade - II 4,50 6
7.1 Subíndice Valor Relativo
Para o cálculo do Custo de Danos à Edificação (CRE), primeiramente foi necessária a
classificação da população quanto à classe social a partir da renda familiar média, feita
com base nos dados da ABEP (2016).
A fim de se aproximar da realidade do estado do Rio de Janeiro, visto que os valores
são para o país, foi realizada uma ponderação a partir da diferença entre as faixas de
renda familiar por classe social. Os valores que auxiliaram a classificação econômica
da população foram calculados a partir da soma do valor de referência da ABEP
(2016) com a metade da diferença entre as faixas. Na Tabela 7.2, são apresentados
os valores de referência, a ponderação e a renda limite média obtida.
Tabela 7.2: Cálculo da renda
ABEP, 2016 (R$/família) Ponderação Renda limite
média (R$/família)
A 20888,00 Diferença entre
as faixas
Metade da
diferença
B1 9254,00 11634,00 5817,00 15071,00
B2 4852,00 4402,00 2201,00 7053,00
C1 2705,00 2147,00 1073,50 3778,50
C2 1625,00 1080,00 540,00 2165,00
DE 768,00 857,00 428,50 1196,50
Os dados acerca do Custo Unitário Básico das Edificações foram obtidos em
SINDUSCON-RIO (2016) e as áreas reais das residências a partir de sua classificação
em Residência Popular, associada a famílias de classes sociais D e E, Residência
Padrão Baixo, associada a famílias de classe social C, Residência Padrão Normal,
associada a famílias de classe social B, e Residência Padrão Alto, associada a
famílias de classe A, obtidas em ABNT (2006). Os dados são apresentados na Tabela
7.3.
| 65
Tabela 7.3: Áreas reais (m²) e CUB (R$/m²)
Classificação econômica
(Baseado em ABEP, 2016) Áreas (ABNT, 2006)
SINDUSCON-RIO
(2016)
Grupo Renda familiar
(R$)
Tipo de residência
Unifamiliar
Área real
(m²)
CUB Valor
R$/m² Código
E < 1196,50 Residência Popular 39,56 1473,28 RP1Q
D
C Entre 1196,50 e
3778,50
Residência Padrão
Baixo 58,64 1422,10 R1-B
B Entre 3778,50 e
15071,00
Residência Padrão
Normal 106,44 1688,99 R1-N
A > 15071,00 Residência Padrão
Alto 224,82 2056,21 R1-A
Para o cálculo da Porcentagem da Edificação Danificada (PED), foram utilizados como
referência os dados apresentados na Tabela 7.4, adaptados de Salgado (1995). Com
a média entre os valores de porcentagem para cada altura de inundação, foi feita uma
interpolação polinomial e obtida uma equação (Figura 7.5), utilizada para o cálculo da
PED para cada altura de inundação obtida no processo de modelagem.
Tabela 7.4: Porcentagem da Edificação Danificada (Adaptado de Salgado, 1995)
Código Classes Altura de inundação (m)
0 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 2,50 3,00
R1-A A1. A2 0 0,09 0,16 0,17 0,17 0,19 0,19 0,20 0,21 0,22 0,24
R1-N B1. B2 0 0,06 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,20 0,23
R1-B C. D 0 0,04 0,13 0,14 0,14 0,16 0,17 0,18 0,18 0,19 0,22
RP1Q E -
Média 0 0,06 0,14 0,15 0,15 0,17 0,18 0,19 0,19 0,20 0,23
Figura 7.5: Porcentagem da Edificação Danificada (PED)
y = 0.0076x5 - 0.0694x4 + 0.2511x3 - 0.4494x2 + 0.4257x - 0.0042 R² = 0.9852
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 Po
rce
nta
gem
da
Edif
icaç
ão D
anif
icad
a
Altura de Inundação (m)
Porcentagem da Edificação Danificada (PED)
| 66
O Custo de Danos ao Conteúdo das Residências (CRC) foi obtido, primeiramente,
calculando-se o Custo Unitário do Conteúdo a partir de ajuste dos valores citados por
Salgado (1995). Como os valores são antigos, tornou-se necessário fazer uma
correção monetária para o ano atual através do Índice de Preços ao Consumidor
Amplo-Especial (IPCA-E). As áreas utilizadas foram as descritas em ABNT (2006),
conforme citado anteriormente. Os resultados são apresentados na Tabela 7.5.
Tabela 7.5: CUB do Conteúdo (R$/m²) em 1995 e seu valor atual corrigido pelo IPCA-E
Classe
social
Área Real
(m²)
CUB 1995
(R$/m²) IPCA-E
VALOR ATUAL
(R$/m²)
A 224,82 71,86 4,402326 316,34
B 106,44 62,99 4,402368 277,29
C 58,64 36,30 4,402166 159,80
Em seguida, para o cálculo da Porcentagem do Conteúdo Danificado (PCD), foram
utilizados como referência os dados apresentados na Tabela 7.6, adaptados de
Salgado (1995). Com a média entre os valores de porcentagem para cada altura de
inundação, foi feita uma interpolação polinomial e obtida uma equação (Figura 7.6),
utilizada para o cálculo da PCD para cada altura de inundação obtida no processo de
modelagem.
Tabela 7.6: Porcentagem do Conteúdo Danificado (Adaptado de Salgado, 1995)
Padrão de
Acabamento
Altura de Inundação (m)
0,20 0,45 0,70 0,95 1,20 1,45 1,70 1,95 2,20 2,70 3,20
A 0 0,28 0,36 0,38 0,61 0,62 0,65 0,69 0,74 0,75 0,77
B 0 0,31 0,39 0,39 0,57 0,57 0,61 0,65 0,73 0,73 0,74
C 0 0,39 0,50 0,50 0,70 0,71 0,73 0,81 0,81 0,81 0,82
Média 0 0,33 0,42 0,42 0,63 0,63 0,66 0,72 0,76 0,76 0,78
Figura 7.6: Porcentagem do Conteúdo Danificado (PCD)
y = 0.0486x3 - 0.368x2 + 0.9635x - 0.1233 R² = 0.9637
0
0.15
0.3
0.45
0.6
0.75
0.9
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
Po
rce
nta
gem
do
Co
nte
úd
o
Dan
ific
ado
Altura de Inundação (m)
Porcentagem do Conteúdo Danificado (PCD)
| 67
7.2 Subíndice Perigo
O cálculo do subíndice Perigo foi realizado dividindo-se a lâmina de inundação obtida
na modelagem dos cenários pela altura de referência igual a 1,00m, considerando
padrão de construção da cidade 20 cm acima do nível das ruas.
Embora sejam observadas no Centro Histórico construções a partir dos 30 cm, o
mesmo não ocorre nas outras regiões da cidade, justificando a opção por utilizar 20
cm.
É importante ressaltar que, para alturas de inundação inferiores a 0,10 m, considerou-
se que não há perigo para a população ou para o tráfego da cidade. Além disso, para
lâminas maiores que 1,00 m, atribuiu-se valor máximo ao subíndice.
7.3 Subíndice Exposição
A densidade de domicílios foi calculada através da multiplicação do peso atribuído a
cada célula pelo total de domicílios particulares permanentes do respectivo setor
censitário e da divisão do valor obtido pela área construída da célula em análise.
A densidade de domicílios de referência para a Situação Atual utilizada, representativa
do percentil de 75%, foi de 15 residências/ha.
O processo para o cálculo da densidade de domicílios no Cenário Tendencial
prosseguiu da mesma maneira que para a Situação Atual, sendo atualizadas as áreas
construídas e os dados acerca dos domicílios com a consideração da taxa de
crescimento para a respectiva macrozona de localização dos setores censitários.
A densidade de domicílios de referência para o Cenário Tendencial utilizada,
representativa do percentil de 75%, foi de 20 residências/ha.
Para a avaliação da Exposição no Cenário Resiliente, foi necessário calcular a
quantidade de domicílios prevista no padrão de urbanização proposto por Barbedo
(2016). Em primeiro lugar, calculou-se a área contruída a partir da multiplicação entre
a área do terreno e o coeficiente de aproveitamento considerando baixa, média ou alta
densidade. Em seguida, dividiu-se a área obtida pela área da unidade da tipologia
escolhida para cada região, podendo ser habitação familiar (110 m²), habitação
popular (75 m²) ou habitação de interesse social (60 m²).
Compatibilizou-se, posteriormente, o número de domicílios nas células das regiões
com expansão urbana propostas com o número de domicílios obtidos com a
consideração da taxa de crescimento nos dados do IBGE para as outras células.
Desta forma, foi possível calcular a densidade de domicílios no cenário.
| 68
A densidade de domicílios de referência utilizada para o Cenário Resiliente,
representativa do percentil de 75%, foi de 26 residências/ha.
7.4 Subíndice Susceptibilidade
Para o cálculo do subíndice Susceptibilidade, foram utilizados os dados “Domicílios
particulares permanentes do tipo casa” e “Domicílios particulares permanentes do tipo
apartamento” do Censo 2010 por setor censitário. Os domicílios diretamente
susceptíveis às inundações são as casas e os térreos dos edifícios. Desta forma, foi
necessário buscar o gabarito máximo da cidade de Paraty a fim de se obter o número
de domicílios localizados nos térreos dos edificios.
De acordo com a Lei nº 1352/2002, que institui o Plano Diretor de Desenvolvimento
Integrado do Município de Paraty, o gabarito máximo é de 2 pavimentos e/ou 8,50 m
em todas as zonas do município.
Para a avaliação da susceptibilidade no Cenário Resiliente, considerou-se como
gabarito máximo para as regiões com padrão de urbanização proposto por Barbedo
(2016) 1 pavimento para baixa densidade, 2 pavimentos para média densidade,.3
pavimentos para alta densidade I e 6 pavimentos para alta densidade II. Nas demais
regiões, considerou-se o gabarito máximo de 2 pavimentos.
| 69
8 Resultados e Discussões
Neste capítulo, são apresentados os resultados obtidos nos processos de modelagem
e de aplicação do Índice de Resiliência a Inundações (IRES), sendo feitas análises
acerca dos níveis de alagamento da cidade e da sua capacidade de se recuperar dos
eventos de cheia simulados.
Os resultados do processo de modelagem são apresentados através das manchas de
inundação, dos perfis longitudinais dos rios principais e de tabelas, com dados obtidos
para cada cenário simulado. Já os resultados da aplicação do índice, são
apresentados em forma de mapas, para cada subíndice calculado e para o resultado
final do IRES.
8.1 Modelagem Matemática: MODCEL
Nos tópicos a seguir, são apresentados os resultados da modelagem matemática, com
o uso do MODCEL, e as respectivas análises.
Calibração
Conforme citado no item 6.4, o processo de calibração envolveu a comparação entre
as vazões máximas instantâneas obtidas no processo de modelagem e as vazões de
referência calculadas por Marins (2013) a partir das informações da estação
fluviométrica de Paraty, além de marcas de inundação mapeadas através de relatos
de moradores.
Na Figura 8.1, é apresentado o hidrograma resultante do processo de calibração na
seção localizada na estação fluviométrica de Paraty e, na Tabela 8.1, as vazões
máximas instantâneas obtidas em comparação com as de referência, mostrando que
os valores foram próximos, sendo considerados aceitáveis.
Figura 8.1: Hidrogramas na Estação Paraty – TR25 e TR50 – Processo de Modelagem
0
50
100
150
200
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Vaz
ão (
m³/
s)
Tempo (min)
Hidrogramas - Estação Paraty
TR25
TR50
| 70
Tabela 8.1: Vazões Máximas Instantâneas
Vazão Máxima Instantânea –
Modelagem (m³/s)
Vazão Máxima Intantânea de
Referência (m³/s) (MARINS, 2013)
TR25 146,3 151,5
TR50 186,8 172,9
Situação Atual
O diagnóstico atual das bacias dos rios Perequê Açu e Mateus Nunes foi realizado
com base, principalmente, no mapeamento da mancha de inundação, confeccionado a
partir dos dados de altura da lâmina de inundação obtidos no processo de modelagem
da situação atual.
A Figura 8.2 apresenta a mancha de inundação para as planícies das bacias dos rios
Perequê Açu e Mateus Nunes, na situação atual, com a consideração de uma chuva
de projeto com tempo de recorrência de 25 anos.
Figura 8.2: Mancha de Inundação - Situação Atual - TR25
A partir da análise da mancha de inundação apresentada, pode-se reconhecer as
áreas de alagamento atuais e verificar a criticidade associada a transbordamentos da
calha do rio Perequê Açu, principalmente, na região do Condado, na região da
derivação para o Canal do Jabaquara, pela margem esquerda, e na proximidade ao
Centro Histórico da cidade, no centro de Paraty, onde as lâminas de alagamento
chegam a 71 cm.
| 71
A derivação para o Canal do Jabaquara encontra-se bastante assoreada, o que
agrava os alagamentos, tanto pela margem esquerda do canal, quanto pela margem
direita do rio Perequê Açu, logo a jusante, com alto grau de ocupação e
impermeabilização até chegar ao Centro Histórico. Este cenário causa prejuízos ao
Patrimônio Histórico, comprometendo as atividades turísticas e o comércio da região,
além de trazer transtornos para os moradores.
O rio Mateus Nunes encontra-se praticamente todo o tempo na calha, sendo os
alagamentos na sua bacia originários basicamente de problemas associados à
microdrenagem.
Na Figura 8.3, é apresentada a mancha de inundação da situação atual para uma
chuva de projeto com tempo de recorrência de 50 anos, onde pode ser visualisado o
transbordamento do rio Perequê Açu em praticamente toda a sua extensão, com o
surgimento de novos pontos de alagamento e intensificação dos pontos críticos para
um TR25. O rio Mateus Nunes continua contido na calha em praticamente todo o seu
curso, assim como visto para uma chuva com tempo de recorrência igual a 25 anos.
Figura 8.3: Mancha de Inundação – Situação Atual – TR50
Cenário Tendencial
Na Figura 8.4 e na Figura 8.5, são apresentadas, respectivamente, as manchas de
inundação confeccionadas a partir dos dados obtidos na simulação do Cenário
Tendencial para uma chuva de projeto com tempo de recorrência de 25 e de 50 anos.
| 72
Figura 8.4: Mancha de Inundação - Cenário Tendencial – TR25
Figura 8.5: Mancha de Alagamento - Cenário Tendencial – TR50
| 73
Observa-se, a partir da comparação entre as manchas de inundação do Cenário
Tendencial e as manchas da Situação Atual, que a expansão urbana na região a
montante da BR-101 sem definição de padrões urbanísticos e sem qualquer controle
de ocupação é capaz de intensificar os impactos das inundações nas áreas de
jusante, principalmente na bacia do rio Perequê Açu.
Com a utilização de aterros em toda a planície a montante da BR-101, o rio Perequê
Açu se mantém na calha nesse trecho, fazendo com que maiores vazões sejam
transferidas para jusante. Desta forma, essas áreas, que já sofriam com o
transbordamento do rio na situação atual, possuem seus impactos intensificados,
gerando mais transtornos para a população residente na região, bem como para os
turistas e para o comércio do Centro Histórico.
A bacia do rio Mateus Nunes, por sua vez, não sofre tanto com a intensificação da
ocupação na região de montante da BR-101.
Cenário Resiliente
Na Figura 8.6 e na Figura 8.7, são apresentadas, respectivamente, as manchas de
inundação confeccionadas a partir dos dados obtidos na simulação do Cenário
Resiliente para uma chuva de projeto com tempo de recorrência de 25 e de 50 anos.
Figura 8.6: Mancha de Inundação - Cenário Resiliente - TR25
| 74
Figura 8.7: Mancha de Inundação - Cenário Resiliente - TR50
A partir da comparação entre as manchas de inundação do Cenário Resiliente e as
manchas da Situação Atual, pode-se observar que a ocupação controlada em parte da
região a montante da BR-101, com a preservação de áreas através da implantação de
parques, além da comunicação entre as bacias, transferindo a expansão urbana para
o bairro do Jabaquara, foi capaz de melhorar os impactos causados pelas cheias na
cidade de Paraty como um todo, juntamente com a dragagem e outras medidas
relacionadas à calha dos rios Perequê Açu e Mateus Nunes e do canal do Jabaquara,
que se mostraram fundamentais para o melhor funcionamento do escoamento.
Com as proposições feitas, as lâminas de inundação remanescentes não chegaram a
40 cm, mostrando a eficiência das medidas para o controle de cheias e do
direcionamento da expansão urbana no bairro do Jabaquara ao invés das planícies a
montante da BR-101.
Comparação entre os cenários
Através da análise dos dados apresentados na Tabela 8.2, pode-se perceber que, no
Cenário Tendencial, com futuras expansões urbanas a montante, a situação do centro
histórico piorarira, com alagamentos chegando a 80 cm. No entanto, o Cenário
Resiliente demontrou sua eficiência reduzindo a lâmina máxima atual, com
alagamentos inferiores a 40 cm.
| 75
Também pode ser observado que a área total alagada sofreria um aumento de 14% no
Cenário Tendencial, enquanto no Cenário Resiliente a área total atualmente alagada
sofreria uma redução de 88%.
Tabela 8.2: Lâminas Máximas de Alagamento e Área Total Alagada
Cenário Lâmina Máxima de
Alagamento (m)
Área Total
Alagada (m²)
Situação Atual 0,71 1.342.192,50
Cenário Tendencial 0,80 1.524.970,14
Cenário Resiliente 0,36 156.745,30
No que diz respeito às vazões, conforme pode ser visto na Figura 8.8 e na Figura 8.9,
a ocupação urbana intensiva nas planícies a montante da BR-101, com aumento do
grau de impermeabilização e utilização de aterros, faz com que haja um aumento e um
adiantamento do pico do hidrograma com relação à situação atual, como era
esperado. Já no Cenário Resiliente, com as medidas propostas, as vazões foram
amortecidas. Como neste cenário é proposta a ligação entre as duas bacias e o tempo
de concentração da bacia do rio Perequê Açu é maior que o da bacia do rio Mateus
Nunes, o pico do hidrograma do Mateus Nunes encontra-se atrasado com relação aos
demais cenários simulados, já que agora, para a vazão máxima ocorrer, é necessário
um maior tempo de concentração.
Figura 8.8: Hidrogramas – Perequê Açu - BR-101 – TR25
0
50
100
150
200
250
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Vaz
ão (
m³/
s)
Tempo (min)
Hidrogramas - Perequê Açu - BR-101
Situação Atual Cenário Tendencial Cenário Resiliente
| 76
Figura 8.9: Hidrogramas – Mateus Nunes – BR-101 – TR25
Na Figura 8.10, na Figura 8.11 e na Figura 8.12, são apresentados os perfis
longitudinais dos rios Perequê Açu e Mateus Nunes, da seção localizada na BR-101
até a sua foz, e do canal do Jabaquara, respectivamente, com os níveis d’água obtidos
para cada cenário modelado.
Pode-se observar que, na Situação Atual, o rio Perequê Açu extravasa em pelo menos
uma de suas margens praticamente ao longo de toda a sua extensão, tendo esta
situação agravada no Cenário Tendencial. No Cenário Resiliente, por sua vez, o rio
encontra-se na calha em praticamente toda a sua extensão, exceto no seu trecho final,
extravasando pela margem direita.
O rio Mateus Nunes em praticamente nenhum momento extravasa pela sua margem
esquerda. No entanto, pela sua margem direita, isso ocorre em praticamente todo o
seu curso tanto na Situação Atual, quanto no Cenário Tendencial. Já no Cenário
Resiliente, o rio se mantém completamente na sua calha, exceto em seu trecho final,
extravasando pela sua margem direita, já na região de mangue.
O canal do Jabaquara, por sua vez, extravasa em toda a sua extensão tanto na
situação atual, quanto no Cenário Tendencial, principalmente devido ao seu grau de
assoreamento. Com a implantação de medidas para melhoramento das suas
condições de escoamento, o canal se mantém completamente na sua calha no
Cenário Resiliente.
-20
0
20
40
60
80
100
120
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Vaz
ão (
m³/
s)
Tempo (min)
Hidrogramas - Mateus Nunes - BR-101
Situação Atual Cenário Tendencial Cenário Resiliente
| 77
Figura 8.10: Perfil Longitudinal - Perequê Açu
-3.5
-2.5
-1.5
-0.5
0.5
1.5
2.5
3.5
4.5
31.41 619.42 882.04 1140.41 1611.15 2228.08
Co
ta (
m)
Extensão (m)
Perfil Longitudinal - Perequê Açu
NA - Situação Atual NA - Cenário Tendencial NA - Cenário Resiliente MD
ME Cota de Fundo Cota de Fundo - Dragagem
| 78
Figura 8.11: Perfil Longitudinal - Mateus Nunes
-3
-2
-1
0
1
2
3
45.78 358.59 759.90 1049.46 1371.19 1674.95 1969.86 Co
ta (
m)
Extensão (m)
Perfil Longitudinal - Mateus Nunes
NA - Situação Atual NA - Cenário Tendencial NA - Cenário Resiliente MD
ME Cota de Fundo Cota de Fundo - Dragagem
| 79
Figura 8.12: Perfil Longitudinal - Canal do Jabaquara
-3.5
-2.5
-1.5
-0.5
0.5
1.5
2.5
3.5
4.5
14.57 225.143 536.519 782.243 982.078 1242.881 1384.073
Co
ta (
m)
Extensão (m)
Perfil Longitudinal - Canal do Jabaquara
NA - Situação Atual NA - Cenário Tendencial NA - Cenário Resiliente
MD ME Cota de Fundo
Cota de Fundo - Dragagem
| 80
Cenários Extras: Mudanças Climáticas
Na Figura 8.13 e na Figura 8.14, são apresentadas, respectivamente, as manchas de
inundação confeccionadas a partir dos dados obtidos na simulação do Cenário
Tendencial com a consideração dos efeitos das mudanças climáticas para uma chuva
de projeto com tempo de recorrência de 25 e de 50 anos. Já a Figura 8.15 e a Figura
8.16, apresentam as manchas resultantes do Cenário Resiliente.
Pode-se observar que a consideração dos efeitos das mudanças climáticas no Cenário
Tendencial intensifica ainda mais os impactos causados pelas inundações nas regiões
a jusante da BR-101.
Por outro lado, os resultados obtidos com a simulação do Cenário Resiliente mostram
que as medidas propostas não só são capazes de melhorar a situação atual de
alagamentos na cidade, como também de responder bem aos efeitos das mudanças
climáticas, com a maior lâmina de alagamento igual a 40 cm.
Figura 8.13: Mancha de Inundação - Cenário Tendencial com Mudanças Climáticas - TR25
| 81
Figura 8.14: Mancha de Inundação - Cenário Tendencial com Mudanças Climáticas – TR50
Figura 8.15: Mancha de Inundação – Cenário Resiliente com Mudanças Climáticas – TR25
| 82
Figura 8.16: Mancha de Inundação – Cenário Resiliente com Mudanças Climáticas – TR50
Através da análise dos dados apresentados na Tabela 8.3, é possível perceber que,
no Cenário Tendencial, a situação do centro histórico pioraria ainda mais, com os
alagamentos chegando a 86 cm. No entanto, o Cenário Resiliente demontrou sua
eficiência no que diz respeito à sua resposta aos efeitos das mudanças climáticas,
com suas lâminas de alagamento não ultrapassando 40 cm.
Também pode ser observado que a área total alagada sofreria um aumento de 114%
no Cenário Tendencial, enquanto no Cenário Resiliente a área total atualmente
alagada sofreria uma redução de 77%.
Tabela 8.3: Lâminas Máximas de Alagamento e Área Total Alagada – Com Mudanças Climáticas
Cenário Lâmina Máxima de
Alagamento (m)
Área Total
Alagada (m²)
Situação Atual 0,71 1.342.192,50
Cenário Tendencial 0,86 2.877.869,31
Cenário Resiliente 0,40 309.396,30
| 83
8.2 Índice de Resiliência a Inundações (IRES)
Nos tópicos a seguir, são apresentados os mapas resultantes do cálculo de cada
subíndice na área de estudo, bem como da aplicação final do IRES, seguidos de
comentários e análises.
Subíndice Valor Relativo (VR)
O subíndice Valor Relativo é o responsável por atribuir ao IRES características sociais
a partir da relação entre a distribuição da população quanto à sua classe social e o
entendimento da importância da quantidade de perdas no que diz respeito à
capacidade de reposição da população. É importante ressaltar que, se em uma
determinada área houver uma baixa classe social com alto valor de perigo, é
necessária uma devida atenção tanto na fase de planejamento quanto na de projeto.
No Valor Relativo da Situação Atual, apresentado na Figura 8.17, as perdas
representadas pelas cores mais fortes estão localizadas, principalmente, nas regiões
do Centro Histórico e do centro da cidade de Paraty, assim como nas proximidades da
derivação do rio Perequê Açu para o Canal do Jabaquara, onde ocorrem as maiores
alturas de inundação, como observado na mancha de inundação no capítulo anterior.
Além dessas áreas, destacam-se negativamente o Condado e os loteamentos
existentes nas planícies mais a montante.
Figura 8.17: Valor Relativo – Situação Atual
| 84
Com a expansão urbana a montante da BR-101, representada no Cenário Tendencial,
o Valor Relativo teve seu valor aumentado nas áreas ressaltadas anteriormente devido
ao acréscimo das lâminas de inundação a jusante. Além disso, com a presença de
domicílios a montante, o indicador valor relativo se materializa nessa região também,
como pode ser visualizado na Figura 8.18.
Figura 8.18: Valor Relativo - Cenário Tendencial
A partir da introdução de medidas para o controle de cheias e do direcionamento da
expansão urbana para a região do Jabaquara, as perdas foram sensivelmente
minimizadas, havendo clara melhora na região da derivação do rio Perequê Açu para
o Canal do Jabaquara, por exemplo, como observado na Figura 8.19. No entanto, a
cidade ainda apresenta locais com alto potencial de perdas, como o Condado e
algumas regiões do trecho inferior da bacia do rio Perequê Açu.
| 85
Figura 8.19: Valor Relativo - Cenário Resiliente
Na Figura 8.20 e na Figura 8.21, são apresentados os resultados obtidos para os
cenários Tendencial e Resiliente, respectivamente, com a consideração dos efeitos
das mudanças climáticas. Pode-se observar que o Valor Relativo tem seu valor
aumentado, de uma maneira geral, devido a lâminas de inundação maiores.
Figura 8.20: Valor Relativo - Cenário Tendencial com Mudanças Climáticas
| 86
Figura 8.21: Valor Relativo - Cenário Resiliente com Mudanças Climáticas
Subíndice Perigo (P)
Como era esperado, pode-se observar que as regiões mais escuras na Figura 8.22
encontram-se, em sua maioria, ao longo das margens do rio Perequê Açu e do Canal
do Jabaquara, bastante assoreado. A população residente nessas regiões está mais
exposta ao perigo proveniente das inundações. Com o aumento das lâminas de
inundação nas regiões a jusante da BR-101 devido a expansão urbana a sua
montante, o perigo é intensificado, principalmente no centro da cidade e no seu Centro
Histórico, como apresentado na Figura 8.23.
Com o direcionamento da expansão urbana para a região do Jabaquara e a adoção de
medidas de projeto, gerando consequente redução nas alturas de inundação, o perigo
é bastante reduzido para a bacia como um todo. Deve-se ressaltar que as regiões
perigosas visualisadas na Figura 8.24, assim como as demais áreas demarcadas em
verde constituem parques no Cenário Resiliente.
| 87
Figura 8.22: Perigo – Situação Atual
Figura 8.23: Perigo - Cenário Tendencial
| 88
Figura 8.24: Perigo - Cenário Resiliente
Com a consideração dos efeitos das mudanças climáticas, o perigo é aumentado com
a ocorrência de lâminas maiores de inundação em ambos os cenários, como pode ser
observado na Figura 8.25 e na Figura 8.26. No entanto, o Cenário Resiliente se mostra
mais estável a mudanças nos padrões de inundações, com perigo bastante reduzido
na bacia como um todo.
Figura 8.25: Perigo - Cenário Tendencial com Mudanças Climáticas
| 89
Figura 8.26: Perigo - Cenário Resiliente com Mudanças Climáticas
Subíndice Exposição (E)
O subíndice Exposição representa o padrão de urbanização da bacia, sendo as cores
mais fortes representativas das regiões com maior densidade de domicílios,
localizadas entre os trechos inferiores dos rios Perequê Açu e Mateus Nunes, como
observado na Figura 8.27, na Situação Atual.
No Cenário Tendencial, é considerada a expansão urbana nas áreas planas a
montante da BR-101, logo, a exposição no cenário, apresentada na Figura 8.28,
aumenta nessas regiões.
O Cenário Resiliente, por sua vez, com a proposição de diferentes densidades para a
expansão urbana direcionada à região do Jabaquara, apresenta além da região com
maior densidade de domicílios da Situação Atual, o Jabaquara e a região de ocupação
controlada nas planícies a montante da BR-101, como visualizado na Figura 8.29.
Como os cenários extras com consideração dos efeitos das mudanças climáticas não
alteram o padrão de urbanização de seus cenários de origem, o subíndice Exposição
se mantém em ambos.
Em termos gerais, para se aumentar o valor de resiliência de uma cidade, no que diz
respeito à exposição, deve ser previsto uma ação de requalificação urbana.
| 90
Figura 8.27: Exposição - Situação Atual
Figura 8.28: Exposição - Cenário Tendencial
| 91
Figura 8.29: Exposição - Cenário Resiliente
Subíndice Susceptibilidade (S)
Assim como Exposição, o subíndice Susceptibilidade representa o padrão de
urbanização da bacia, sendo as cores mais fortes representativas das regiões mais
susceptíveis a inundações, ou seja, nas residências unifamiliares e nas unidades
residenciais localizadas no térreo dos edifícios. Paraty é uma cidade caracterizada por
poucos edifícios, sendo eles com gabarito máximo igual a 2 pavimentos, justificando o
apresentado na Figura 8.30, onde toda a área ocupada é susceptível a inundações.
A expansão urbana a montante da BR-101 representada no Cenário Tendencial não
altera o padrão de urbanização preconizado na Lei Nº 1352/2002, tendo somente o
aumento das áreas susceptíveis nas áreas planas de montante, como pode ser visto
na Figura 8.31.
Como no Cenário Resiliente são propostas ocupações caracterizadas por edifícios de
3 e 6 pavimentos em algumas regiões, apesar de terem maior exposição, são menos
susceptíveis a um evento de cheia, como ilustrado na Figura 8.32. Isso ocorre visto
que possuem apenas uma unidade residencial afetada pela enchente (o térreo), em
comparação ao total de unidades residenciais p resentes na edificação.
Assim como Exposição, o subíndice Susceptibilidade não se altera nos cenários extras
com consideração dos efeitos das mudanças climáticas.
| 92
Figura 8.30: Susceptibilidade - Situação Atual
Figura 8.31: Susceptibilidade - Cenário Tendencial
| 93
Figura 8.32: Susceptibilidade - Cenário Resiliente
Índide de Resiliência a Inundações (IRES)
Com relação ao IRES, na Situação Atual, ilustrada na Figura 8.33, pode-se observar
maiores valores de resiliência nas regiões não ocupadas, visto que há perigo devido
ao evento de cheia, mas como não há ocupação, não há dano sofrido, ou seja, não há
risco. Por outro lado, ao longo das margens do rio Perequê Açu e do Canal do
Jabaquara, bem como nas regiões dos loteamentos nas áreas mais a montante e no
Condado, são observados baixos valores de resiliência, como consequência do
extravasamento dos mesmos. A resiliência média obtida na cidade de Paraty na
Situação Atual foi de 78%.
No Cenário Tendencial, com a ocupação nas planícies a montante da BR-101 e
consequente aumento das lâminas de inundação nas áreas mais a jusante, os valores
de resiliência foram reduzidos, como apresentado na Figura 8.34, indicando que este
cenário é capaz de piorar a capacidade de recuperação da cidade a um evento de
cheia, tendo o valor médio da resiliência reduzido a 75%.
| 94
Figura 8.33: IRES - Situação Atual
Figura 8.34: IRES - Cenário Tendencial
| 95
No Cenário Resiliente, por sua vez, com a adoção de medidas para o controle de
cheias e consequente redução das alturas de inundação na bacia como um todo, é
possível notar uma significativa melhora nos valores de resiliência na cidade de
Paraty, como observado na Figura 8.35, com aumento do seu valor médio para 87%.
Figura 8.35: IRES - Cenário Resiliente
É importante ressaltar que outros pontos mais afastados do eixo fluvial nas três
situações analisadas apresentaram baixos valores de resiliência, indicando uma
provável falha de microdrenagem local, ou uma grande concentração de domicílios, ou
ainda uma capacidade baixa de reposição de perdas.
Os efeitos das mudanças climáticas fazem os valores de resiliência diminuírem, devido
ao aumento das lâminas de inundação na cidade, no geral, como apresentado na
Figura 8.36 e na Figura 8.37. O Cenário Tendencial tem seu valor reduzido a 72% e o
Resiliente a 85%. Os resultados mostram, no entanto, que o Cenário Resiliente é
capaz de responder positivamente tanto ao atual padrão de inundações quanto a
padrões futuros.
| 96
Figura 8.36: IRES - Cenário Tendencial com Mudanças Climáticas
Figura 8.37: IRES - Cenário Resiliente com Mudanças Climáticas
| 97
9 Conclusão
Este projeto procurou analisar o impacto de diferentes cenários de expansão urbana
no que diz respeito à resposta de Paraty, RJ, às inundações a partir de mudanças no
uso do solo e consideração de medidas visando minimizá-lo. Também buscou avaliar
a resiliência da cidade frente a um evento de cheia.
No que se referem aos impactos causados pelas inundações em Paraty, foi possível
constatar que as proximidades do Centro Histórico e o Condado são as regiões mais
afetadas pelos eventos de cheia. Reconheceu-se, assim, a necessidade de
implantação de medidas que minimizassem esses efeitos que prejudicam não só os
moradores, como também o turismo, principal atividade econômica da cidade, além de
causarem danos ao seu patrimônio histórico.
A avaliação das consequências da expansão urbana nas áreas a montante da BR-101
prevista no Plano Diretor de 2010, indistintamente, foi importante para verificar a
hipótese óbvia de que as regiões mais a jusante teriam seus impactos agravados e
que o planejamento para o horizonte do Plano deve ser revisto considerando esse
fator.
Reconhecendo a necessidade de se preservar as áreas de montante a fim de se
tornarem aliadas no controle de cheias da cidade e com a proposição de medidas
complementares, mas fundamentais para o melhor funcionamento do seu sistema
hídrico foi possível obter uma diminuição significativa das lâminas de inundação.
A simulação dos cenários alternativos de expansão urbana mostrou o quanto a
urbanização afeta os processos naturais de cheia nas bacias hidrográficas e que é
possível aliar, com planejamento e adoção de medidas de projeto atuando de forma
sistêmica na bacia, o crescimento das cidades com o ambiente natural existente.
Os cenários extras modelados com a consideração dos efeitos das mudanças
climáticas mostrou que as medidas propostas são capazes de responder bem não só
ao padrão atual de inundações como também a padrões futuros, mais severos.
Posteriormente, foi avaliada a resiliência da cidade a inundações através da aplicação
do IRES, Índice de Resiliência a Inundações, aos três cenários simulados no processo
de modelagem matemática.
| 98
Embora o valor obtido para a cidade como um todo tenha se mostrado bom, a
avaliação espacial mostrou regiões críticas, com baixa resiliência, principalmente na
bacia do rio Perequê Açu, ao longo de suas margens. A aplicação no Cenário
Tendencial ressaltou que a expansão em áreas de montante não só intensifica os
efeitos das inundações a jusante, como também afeta a capacidade da cidade em se
recuperar dos eventos de cheia, com diminuição dos valores de resiliência no geral.
Após a implantação de medidas para o controle de cheias de forma sistêmica, visando
a melhoria do escoamento na bacia como um todo, o índice apresentou um
significativo aumento do valor de resiliência em consequência da redução das lâminas
de alagamento.
A aplicação do índice aos cenários que consideram os efeitos das mudanças
climáticas serviram para verificar a eficiência das propostas do Cenário Resiliente
quanto à capacidade da cidade de se recuperar de eventos de cheia. Desta forma, foi
verificado que a utilização de técnicas que racionalizam a relação da água com as
edificações e com o espaço urbano é capaz de construir cidades mais resilientes às
inundações.
A aplicação do IRES demonstra um bom potencial do índice para avaliar medidas de
controle de inundação em bacias urbanas, além de medir a capacidade do sistema de
se adaptar frente a mudanças futuras no padrão de uso do solo e no padrão das
inundações, configurando uma importante ferramenta a ser utilizada para subsidiar o
planejamento e projetos de soluções de drenagem urbana.
| 99
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