TCNICAS COMPENSATRIAS NO

CONTROLE DE CHEIAS URBANAS

UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIS

CAMPUS CATALO

ENGENHARIA CIVIL

Prof. Heber Martins de Paula

INTRODUO Crescimento das cidades

Avenida Tocantins (1937)

Praa Cvica (1942)

Goinia (1936)

INTRODUO

Praa Cvica (1942)

Praa Cvica (2011)

0,00%

20,00%

40,00%

60,00%

80,00%

100,00%

120,00%

140,00%

160,00%

180,00%

200,00%

0

200.000

400.000

600.000

800.000

1.000.000

1.200.000

1.400.000

1940 1950 1960 1970 1980 1991 1996 2000 2007 2010

Cre

scim

en

to (

%)

Po

pu

la

o (

ha

b)

Crescimento Urbano de Goinia

Populao Crescimento

CRESCIMENTO URBANO

CATALO-GO

Catalo (2009)

CATALO-GO

0,00%

2,00%

4,00%

6,00%

8,00%

10,00%

12,00%

14,00%

16,00%

18,00%

20,00%

0

10000

20000

30000

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50000

60000

70000

80000

90000

100000

1991 1996 2000 2007 2010

Cre

cim

en

to (

%)

Po

pu

la

o (

ha

b)

Crescimento Urbano de Catalo-GO

Populao Crescimento

Proliferao de loteamentos sem planejamento adequado;

Aumento da ocupao de reas de risco imprprias para construes (beira de crregos, vrzeas e reas com declividade acentuada);

Dificulta a construo de redes de drenagem adequada

CONSEQUNCIAS DO CRESCIMENTO

Rio de Janeiro

LOTEAMENTOS EM CATALO

IMPACTO DA URBANIZAO

Necessidade de ampliar a capacidade dos condutos pr-

existentes e construir outros mais.

Recursos para obras de infra-estrutura escassos.

Sobrecarga nos condutos de at 7 vezes os picos de cheia,

ocorrendo transbordamento e inundaes.

EFEITO DA URBANIZAO SOBRE O COMPORTAMENTO HIDROLGICO

EFEITO DA URBANIZAO SOBRE O COMPORTAMENTO HIDROLGICO

O PROBLEMA DOS MANANCIAIS

a bacia hidrogrfica ocupada de forma desordenada, processo favorecido por legislao omissa/equivocada ou por falta de planejamento urbano ou controle de ocupao;

nos mananciais superficiais, o impacto se agrava pela falta de tratamento de esgotos e pela poluio difusa rural, etc;

nos mananciais subterrneos, ocorre contaminao e perda de reas de recarga;

reservatrios urbanos: eutrofizao e contaminao;

reduo da disponibilidade de gua devido qualidade.

Abastecimento

Carga domstica

e industrial

Drenagem Urbana Mananciais

Ciclo de inundao e contaminao

INUNDAES

Drenagem urbana: escoamento em reas urbanizadas, geralmente pequenas bacias (a

urbanizao amplia as vazes devido canalizao e

impermeabilizao);

Inundao ribeirinha: processos naturais resultado do aumento da vazo dos rios durante os perodos

secos e chuvosos (as inundaes podem ser ampliadas

ou terem maiores efeitos em funo da ao do

homem).

uso do sistema de drenagem para esgotamento sanitrio domstico e industrial;

ocupao das reas de inundao pela populao depois de anos de cheias menores;

aumento da produo de sedimentos;

geralmente, as reas mais atingidas so de populaes pobres;

no existe tradio em medidas preventivas nas reas de inundao;

concepo antiquada nos projetos de drenagem.

DRENAGEM E INUNDAES: QUESTES ASSOCIADAS

bacias de pequeno porte, onde se concentra a rea impermeabilizada;

aumento do pico e antecipao da ocorrncia;

aumento do volume do escoamento superficial;

diminuio da evaporao e da recarga; subterrnea;

aumento da poluio de origem pluvial;

aumento da produo de sedimentos.

IMPACTOS

Aumento da vazo mdia de cheia ( 6 a 7 vezes) DEVIDO IMPERMEABILIZAO

Reduo do tempo de concentrao e aumento das reas impermeveis DEVIDO CANALIZAO

VAZO E VOLUMES

Fase 1 : crescimento da urbanizao: grande produo de sedimentos (construes, superfcies desprotegidas);

Fase 2 : transio com sedimentos e resduos slidos;

Fase 3: quando a rea urbana est estabelecida, a veiculao de resduos slidos na drenagem alta.

FATOR AGRAVANTE: RESDUOS SLIDOS

FATORES AGRAVANTES DAS INUNDAES

Canalizao de crregos sem a devida anlise de

impactos a jusante (transferncia de inundaes de um

ponto a outros);

(SEMADS, 2001)

POLUIO DAS GUAS PLUVIAIS

Carga equivalente ao esgotamento sanitrio

composio orgnica: DBO, N, P

composio com metais: Chumbo, Ferro etc.;

grande carga no incio da precipitao

A ATUAL POLTICA DE CONTROLE DA DRENAGEM

a melhor drenagem a que escoa o mais rapidamente possvel a

precipitao

conseqncia direta = inundaes

A poltica se baseia na canalizao do escoamento, apenas

transferindo para jusante as inundaes. A populao perde duas

vezes: custo mais alto e maiores inundaes.

Canais e condutos podem produzir custos 10 vezes maiores

que o controle na fonte;

a canalizao aumenta os picos para jusante

Tpica Evoluo

na Drenagem

EFEITOS (SOBRE OU DE) NOVAS URBANIZAES

Se a nova urbanizao est a jusante em bacias

urbanizadas ela pode sofrer inundaes

Se a nova urbanizao est a montante ela pode

causar inundaes a jusante

Se na nova urbanizao h pequenas bacias a

implantao da nova urbanizao pode acarretar

problemas na prpria rea

PRINCPIOS MODERNOS DO CONTROLE DA DRENAGEM

novos desenvolvimentos no podem aumentar ou acelerar a vazo de pico das condies naturais (ou prvias aos novos loteamentos);

considerar o conjunto da bacia hidrogrfica para controle da drenagem urbana;

buscar evitar a transferncia dos impactos para jusante;

valorizar as medidas no-estruturais (educao tem papel fundamental);

implementar medidas de regulamentao;

Implementar instrumentos econmicos.

CONTROLE DA DRENAGEM URBANA

Controle na fonte: = OSD (on site detention); planos de infiltrao e trincheiras, pavimentos permeveis e deteno.

na micro e macrodrenagem: deteno ou reteno no sistema de drenagem;

aumento da capacidade de drenagem, minimizando os impactos de jusante.

CONTROLE NA FONTE

Bacias de infiltrao

Bacias de deteno

Bacias de reteno

reas livres

Arborizao urbana

Micro-reservatrio domiciliar (Captao dos telhados)

Pisos permeveis

Trincheiras

BACIA DE INFILTRAO

Trata-se de uma depresso no terreno com as finalidades de: reduzir o

volume das enxurradas, remover alguns poluentes e promover a recarga da

gua subterrnea. Pode ser construda s margens das rodovias e estradas

vicinais.

Valos de drenagem gramados

Bacia de infiltrao Integrar paisagem eficientes na reteno e infiltrao das enxurradas

BACIA DE RETENO Trata-se de um tanque com espelho dgua permanente, construdo com os

objetivos de: reduzir o volume das enxurradas, sedimentar cerca de 80% dos

slidos em suspenso e o controle biolgico dos nutrientes.

H a necessidade de remoo peridica do lodo e de proteo contra a

eventual queda de animais e pessoas.

Existe tambm a bacia de reteno seca,

projetada para armazenar temporariamente o

volume das enxurradas e liber-lo lentamente,

a fim de reduzir a descarga de pico jusante.

Como a outra bacia (permanente), dispe de

estruturas hidrulicas de esgotamento.

BACIA DE DETENO

Tem os mesmos objetivos da bacia de deteno, com a diferena que libera o

volume das enxurradas mais lentamente, ou seja, secam aps s chuvas.

REAS LIVRES E ARBORIZAO URBANA Retm parte das chuvas (interceptao), diminui o escoamento superficial,

alimenta o lenol fretico, d sombra, reduz a temperatura do pavimento e das

guas das enxurradas, atenua o rudo, filtra o ar, d frutos (s vezes

comestveis) e embeleza a rua onde est localizada

MICRO-RESERVATRIO DOMICILIAR

So pequenos tanques construdos dentro dos lotes (controle na fonte),

concebidos com a funo de amortecimento dos picos de cheia a jusante,

podendo estar conectados ou no a um sistema de drenagem.

Permitem o aproveitamento de guas pluviais para usos domsticos no potveis.

Estimativa do volume do reservatrio

Mtodo de Rippl

Mtodo de Costa et al (2007)

MICRO-RESERVATRIO DOMICILIAR

A.i.CQmax

Considera:

b

T1

ct

T.B

i

Mtodo Racional

Eq. Chuva

1 ano < T < 8anos

MICRO-RESERVATRIO DOMICILIAR

Construir o hidrograma de entrada

Observao: como se trata de um lote, pode-se simplificaras estimativas

de tempo de pico tp e de tempo de base tb . Ambos sero dados em

funo de tc, conforme Tucci (1998).

cb

cp

t2t

tt

tc

2tc

Q (

m/s

)3

t (min)

VolumeArmazenado

cmax

cmax t.Qe2

t2.QeVol

Onde:

Vol Volume de armazenamento (m3)

Qemax vazo mxima de entrada

(m3/s)

tc tempo de concentrao = tempo de

durao da chuva (s)

EXEMPLO DE MICRO-RESERVATRIO

Dimensionar um micro-reservatrio de guas pluviais, para cidade de Catalo,

para um terreno com uma rea total de 950 m2, sendo 465 m2, de rea

impermevel, e nele consta a presena de uma residncia e uma rea verde.

Considerar C = 0,95 para reas impermeveis. Para efeito de clculo uma durao

de chuva de projeto de 5 minutos e perodos de retorno T de 2 a 5 anos.

Cidades Intensidade Pluviomtrica (mm/h)

T = 2 anos T = 5 anos Goinia 145,32 175,18 Catalo 136,64 164,71

Considerando a rea impermevel

Cidades Vazo mxima de entrada (L/s) T = 2 anos T = 5 anos

Goinia 17,83 21,50 Catalo 16,77 20,21

EXEMPLO

2tc= 10min

Q (

m/s

)3

t (min)

Vol=6,45m3

21,50

Goinia

2tc= 10min

Q (

m/s

)3

t (min)

Vol=5,35m3

17,83

Catalo

2tc= 10min

Q (

m/s

)3

t (min)

Vol=6,06m3

20,21

2tc= 10min

Q (

m/s

)3

t (min)

Vol=5,03m3

16,77

PAVIMENTOS PERMEVEIS Rodovias e estacionamentos perfazem at 70% das reas impermeveis nas

cidades. Uma soluo vivel para esse problema, so os pisos em terra (areia grossa

lavada), cascalho, grama, perfil com materiais drenantes (com geotxteis, inclusive,

para evitar a colmatao) ou com blocos permeveis de cermica ou concreto, com

furos para a penetrao da gua, como visto nesta foto.

PAVIMENTOS PERMEVEIS

TRINCHEIRA DE PERCOLAO As trincheiras de infiltrao so estruturas de controle da drenagem urbana

e que tm a finalidade de captar as guas pluviais provenientes do

escoamento superficial, armazenando-a por tempo suficiente para sua

infiltrao no solo.

preciso:

Organizar o espao urbano para integrar e harmonizar os

diferentes sistemas de infra-estrutura.

Isso requer um esforo coletivo em nveis tcnico, poltico,

legislativo, de participao da comunidade, entre outros.

DIFICULDADES.....

Desgaste poltico do administrador pblico, resultante do controle no-estrutural (a populao espera sempre por obras hidrulicas).

Falta de conhecimento da populao sobre controle de cheias.

Falta de conhecimento sobre controle de cheias por parte dos planejadores urbanos.

Desorganizao, em nveis Estadual e Municipal, sobre o controle de inundaes.

Pouca informao tcnica sobre o assunto em nvel de graduao em arquitetura e engenharia.

ALM DISSO NO SE PODE ESQUECER DE

QUE:

No existe soluo puramente tecnolgica ou econmica.

No existe soluo simplista.

No existe soluo instantnea.

No existe soluo que seja de responsabilidade de um nico ator social.

No existe soluo possvel de ser copiada.

REGRAS BSICAS PARA NOVAS URBANIZAES

Escolha de um stio pouco suscetvel a impactos de eventuais urbanizaes a montante

Proteo das reas de cabeceiras

Desenvolvimento de projeto integrado com objetivo de no alterar a drenagem natural nos trechos a jusante da rede de drenagem

Integrar solues de esgotamento sanitrio, de coleta e disposio de resduos slidos e de drenagem urbana

Promover a gesto da drenagem urbana sempre sob a perspectiva da bacia hidrogrfica

Promover aes de educao e informao do usurio para a gesto integrada em saneamento ambiental