Riscos de Inundação em Sistemas de Drenagem Urbana e Gestão de Recursos Hídricos

Planejamento e Gestão de Recursos Hídricos - PGR

Universidade do Estado de Santa CatarinaCentro de Ciências Tecnológicas – CCT Departamento de Engenharia Civil– DEC Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil – PPGECProfessor: Virgínia Grace BarrosDisciplina: Planejamento e Gestão de Recursos Hídricos

Mestrandos: Eduardo Mendes e Paulo Roberto Rodrigues

Riscos de Inundação em Sistemas de Drenagem Urbana e Gestão de Recursos

Hídricos

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Autores e Artigos

ZHU, Zhihua et al. Approach for evaluating inundation risks in

urban drainage systems. Science of the Total Environment, v. 553, p. 1-12, 2016.

Zhihua é uma estudante de Doutorado de no Departamento Engenharia Elétrica. Ela recebeu os seus graus de bacharelado e

mestrado pela Universidade de Tianjin. Zhihua está atualmentetrabalhando no desenvolvimento de materiais para dispositivos ópticos de

ópticos para detectores e moduladores.

SANSALONE, J. et al. Filtration and clogging of permeable pavement loaded by urban drainage. Water research, v. 46, n. 20, p. 6763- 6774, 2016.

Dr Sansalone é professor no Departamento de Ciências da Engenharia Ambiental na Universidade da Flórida. É Ph.D. pela Universidade de Cincinnati, Ohio, EUA. Desenvolveu divesas pesquisas em materiais verdes para infraestrutura, entre elas, opavimento drenante.

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Objetivos da Aula

•Cheias • Ribeirinhas • Urbanas

•Prevenção / Mitigação / Caso de Joinville - PDDU• Zoneamento urbano• Previsão e alerta, Abordagem do risco de cheia• Obras estruturais

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Inundações ribeirinhas

• Cheias ribeirinhas fazem parte do ciclo hidrológico

• Ocorrem em eventos de chuva intensos e de longa duração

• Problemas ocorrem quando áreas inundadas são ocupadas por moradias ou atividades antrópicas

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Exemplos

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Exemplos

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Exemplos

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Cheia do rio Madeira 2014

As casas de 10 mil pessoas foram atingidas!

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Rios com problemas de inundações no Sul

De acordo com ANA

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Particularidades da bacia do Cachoeira

Geografia “convida” a ocupar o fundo do vale

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Prevenção

ZoneamentoNão ocupar áreas passíveis de inundaçãoSeria o ideal.Mas, para infraestrutura já existente é tarde demais!

Obras estruturais• Ampliação dos

canais• Retificação• Diques• Barragens de

contenção de cheias

Convivência– Construções

adaptadas– Previsão e alerta

de cheias

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•As faixas mínimas dos leitos regulares dos Rios continuam mantidas.

•A influencia da Mata ciliar na qualidade da Água.

•Paisagem e recreação

•Código Florestal : preservar as Nascentes e o curso D’ água perene.

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Risco de Inundação Área de Estudo:

• A área de estudo abrangeu uma área total de 0.43 km2 e está localizado no sudoeste de Guangzhou, China. Residencial, possuindo áreas verdes.

• O sistema de drenagem (com tubo de diâmetro entre 600 mm e 1650 mm e declividades entre 0,001 e 0,01 m/m) com sistema separador para chuva e esgoto, e uma recorrência para 2 anos.

• Foram analizados a precipitação e o escoamento e a em três poços (A, B e C) selecionados para monitorar e o intervalo entre medições foi de 10 min.

• Com base no sistema de drenagem, as condições hidrográficas e os princípios do SWMM, a área foi dividida em 25 sub-bacias, conforme a figura a seguir:

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Fig. 1. Uso da terra e área de estudo do sistema de drenagem

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Fig. 2. características de distrib. espacial do risco de inundação no âmbito dos diferentes cenários de chuva

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Fig. 3. características de distribuição dos diferentes níveis de risco de inundação no âmbito dos diferentes cenários de precipitação

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Fig. 3. relação entre a maior área afetada pela inundação e o período de retorno de chuva .

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Métodos e dados para previsão de cheias

• Para previsão de curto prazo a solução ideal é monitorar a mesma bacia hidrográfica?

• Previsão pode ser obtida com base em modelo de propagação de cheias

• Modelos físicos ou empíricos

• Cota ou vazão

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Métodos e dados para previsãoUsando dados de monitoramento de dispositivos de drenagem

• Pode dar bons resultados

• Porém, tempo de antecedência limitado

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Métodos e dados para previsãoUsando dados de monitoramento de dispositivos de drenagem

• O que ocorre em tempos de antecedência maiores do que o tempo de trânsito da onda de cheia?

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Fig. 3. características de distribuição dos diferentes níveis de risco de inundação no âmbito dos diferentes cenários de precipitação

Alarm

Alarm

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4. Pavimento Drenante ou Permeável

• É aquele que possui porosidade e permeabilidade significativamente elevada de maneira a influenciar a hidrologia, de modo a causar algum ganho para o meio ambiente.

• Sistemas de pavimento permeável fornecem armazenamento, tratamento e recarga do aquifero.

• Busca neutralizar os efeitos da urbanização sobre os processos hidrológicos com benefícios para a qualidade de vida e a preservação ambiental.

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• É tecnologia alternativa para redução dos deflúvios de precipitaçoes, favorecendo a percolação e a infiltração, tais como trincheiras, valas e poços.

• O mais tradicional e clássico enfatiza o aumento da condutividade hidráulica, o que em muitos casos, acarreta em pontos de inundação a jusante.

• Realiza o armazenamento temporário das águas de escoamento superficial direto próximo a sua origem, e efetua a sua liberação lenta e gradativa, ou simplesmente permite a infiltração no solo. Trata de controle realizado na fonte ou próximo dela.

• O pavimento permeável funcionar como um filtro de matriz fixo que gera separação de matéria particulada, prevenindo entupimento progressivo e perda de outras formas de drenos.

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Fig. 4. Efeitos da urbanização da bacia no hidrograma da bacia (Virgilli, 2006)

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Exemplo de diferentes tipos de pavimento com reservatório estrutural, extraído de Azzout ET AL, 1994 e Acioli, L.A. UFRGS, 2003

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Resultados

• Pavimento permeável, como um material de infra-estrutura sustentável pode promover a redução do deflúvio.

• O pavimento permeável pode reduzir a turbidez de 42 a 95% segundo SANSALONE, 2016;

• A condutividade hidráulica depende de uma constante ko, e a manutenção é fator importante, para faixa “B” do DNER, ko=3,1*10-¹ mm/s

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PDDU – PLANO DIRETOR DE DRENAGEM URBANA

Conforme estudo realizado pelo consórcio, o custo total das obras ficaria em torno de R$ 1.500.000.000,00 (um bilhão e meio de reais), sendo que em torno de 25% desse valor, ou seja, R$ 375.000.000,00 (trezentos e setenta e cinco milhões de reais), seria destinado somente à desapropriação de imóveis. Conforme o estudo, a capacidade de investimento da Prefeitura Municipal segundo consultado a Lei Orçamentária Anual de Joinville para o ano de 2011, destacou os seguintes valores:Total da receita prevista para o ano de 2011 = R$ 1.600.000.000,00despesa total prevista para secretaria de infraestrutura (SEINFRA) = R$ 245.000.000,00valor das despesas correntes = R$ 1.052.000.000,00,valor com despesas com infraestrutura urbana = R$ 165.000.000,00despesas com obras de drenagem = R$ 27.000.000,00 (PDDU, 2011).

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PDDU – PLANO DIRETOR DE DRENAGEM URBANA

• IMPORTANTE: seria consumido praticamente mais de 20 anos de todo orçamento destinado para a INFRAESTRUTURA, absorvido somente nas obrigações decorrentes da implantação das obras de drenagem preconizada somente para a bacia do Rio Cachoeira (PDDU, 2011).

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PDDU – PLANO DIRETOR DE DRENAGEM URBANA

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7. Conclusão

• Com as mudanças no cenário de precipitação, a característica do risco de inundação nos sistemas de drenagem urbanos aumenta.

• A maioria das avaliações de risco de inundação tradicional seleciona determinados cenários de precipitação para calcular o risco de inundação em cada cidade.

• No entanto, o risco de inundação em cada sistema sob qualquer cenário de precipitação pode ser qualitativa e quantitativamente avaliada, com a abordagem proposta.

• Usando essa abordagem, os estrangulamento na rede podem ser identificados.

• É tarefa importante para o engenheiro civil, encontrar alternativas para diminuir as inundações, com custos praticáveis.

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7. Considerações

Não existe certeza na previsão de grandes eventos de chuva.

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