GUA NO MEIO URBANO Dr. Carlos E. M. Tucci Professor Titular Instituto de Pesquisas Hidrulicas Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Captulo 14 do Livro gua Doce Dezembro de 1997

Sumrio

1. Caractersticas do desenvolvimento urbano ....................... 2. Impacto no escoamento do desenvolvimento urbano ......... 2.1 Tipos de Enchentes .................................................................................................... 2.2 Impacto no ciclo hidrolgico ..................................................................................... 2.3 Impacto Ambiental sobre o ecossistema aqutico .................................................. 2.4 Enchentes em reas ribeirinhas ............................................................................... 3. Mananciais Urbanos ............................................................. 3.1 Caracterizao dos Mananciais urbanos ................................................................... 3.2 Contaminao dos Mananciais ................................................................................... 3.3 Proteo dos Mananciais ............................................................................................ 4. Controle do Impacto da Urbanizao .................................. 4.1 Princpios ....................................................................................................................... 4.2 Controle de Cheias nas reas ribeirinhas .................................................................. 4.2.1 Medidas Estruturais ................................................................................................ 4.2.2 Medidas No-Estruturais ........................................................................................ 4.3 Controle de Enchentes em reas urbanizadas ........................................................... 4.3.1 Quantificao do impacto da urbanizao sobre o escoamento ........................ 4.3.2 Medidas de Controle ............................................................................................... 4.4 Plano Diretor de Drenagem Urbana ............................................................................

3 5 5 5 7 11 14 14 16 16 20 20 21 21 21 24 24 25 35

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A gua no meio urbano tem vrios aspectos. O primeiro, que qualquer pessoa tem sempre na mente, o do abastecimento da populao. No entanto, vrios outros aspectos devem ser considerados, principalmente com o aumento e a densificao populacional que o mundo vem sofrendo nesse sculo. Com o crescimento populacional e a densificao fatores como a poluio domstica e industrial se agravaram, criando condies ambientais inadequadas, propiciando o desenvolvimento de doenas de veiculao hdrica, poluio do ar e sonora, aumento de temperatura, contaminao da gua subterrnea entre outros. Esse processo que se agravou principalmente partir do final da dcada de 60, mostrou que o desenvolvimento urbano sem qualquer planejamento ambiental resulta em prejuzos significativos para sociedade. Atualmente tem sido previsto que a crise do prximo sculo dever ser a da gua, principalmente pelo aumento de consumo e deteriorizao dos mananciais existentes que tm capacidade finita. Isto se deve principalmente devido a contaminao dos mananciais urbanos atravs do despejo dos efluentes domsticos e industriais e dos esgotos pluviais. Nesse captulo so tratados de forma resumida o seguinte: os principais aspectos do desenvolvimento urbano para caracterizar a sua evoluo: escoamento no meio urbano e sua interao com o uso do solo, identificando os principais impactos devido a urbanizao no escoamento e o impacto do escoamento sobre a populao que ocupa espaos inadequados; os mananciais urbanos sua proteo frente aos diferentes potenciais impactos e; a medidas de controle do escoamento no meio urbano.

Os aspectos que tratam do abastecimento de gua e medidas de tratamento do esgoto cloacal so tratados no captulo xxx.

1. Caractersticas do desenvolvimento urbano No incio desse sculo, a populao urbana compunha cerca de 15% da populao mundial. No final desse sculo est previsto que 50% da populao mundial estar em cidades. Nos pases desenvolvidos como Estados Unidos a urbanizao j atinge 94% da populao. Isso conseqncia natural do desenvolvimento econmico, onde o setor primrio representa apenas 2% da economia. Nos pases em desenvolvimento existe um acelerado processo de urbanizao. Na America Latina e no Caribe a populao urbana cresce a taxas de 3 a 5% ano. No ano 2000 previsto que cerca de seis cidades devero ultrapassar 10 milhes de habitantes e de 30 a 35 cidades devero ter populao superior a 1 milho (Foster, 1986). O Brasil apresentou, ao longo das ltimas dcadas, um crescimento significativo da populao urbana (figura 1.1). A taxa da populao urbana brasileira de 76%. O processo de urbanizao acelerado ocorreu depois da dcada de 60, gerando uma populao urbana com uma infra-estrutura inadequada. previsto que o Brasil ter pelo menos duas cidades com mais de 10 milhes de habitantes no ano 2000, sendo que atualmente, pelo menos 12, possuem mais do que 1 milho. Alguns Estados brasileiros j apresentam caractersticas de urbanizao de pases desenvolvidos, como So Paulo onde 91% da populao urbana. O desenvolvimento urbano brasileiro tem sido concentrado em Regies Metropolitanas na capital dos Estados e cidades plos regionais. O pas reduziu fortemente o crescimento populacional, chegando atualmente a valores de 1,4% ao ano, em mdia. Os efeitos desse processo, fazem-se sentir sobre todo o aparelhamento urbano relativo a recursos hdricos: abastecimento de gua, transporte e tratamento de esgotos cloacal e pluvial. O planejamento urbano, embora envolva fundamentos interdisciplinares, na prtica realizado dentro de um mbito mais restrito do conhecimento. O planejamento da ocupao do espao urbano no Brasil, no tem considerado aspectos fundamentais, que trazem grandes transtornos e custos para a sociedade e para o ambiente. O desenvolvimento urbano brasileiro tem produzido aumento significativo na freqncia das inundaes, na produo de sedimentos e na deteriorao da qualidade da gua.

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80 Parcela Urbana em % 70 60 50 40 30 20 10 0 1940 1950 1960 1970 1980 1991 2000 2020 Brasil Mundo

Anos

Figura 1.1 Evoluo da urbanizao no Brasil e no Mundo (Fonte: Mega-cities appud Folha de So Paulo 4/2/1996) A medida que a cidade se urbaniza, em geral, ocorrem os seguintes impactos: aumento das vazes mximas (em at 7 vezes, Leopold,1968) devido ao aumento da capacidade de escoamento atravs de condutos e canais e impermeabilizao das superfcies; aumento da produo de sedimentos devido a desproteo das superfcies e a produo de resduos slidos (lixo); e a deteriorao da qualidade da gua, devido a lavagem das ruas, transporte de material slido e as ligaes clandestinas de esgoto cloacal e pluvial.

Adicionalmente, existem os impactos da forma desorganizada como a infra-estrutura urbana implantada, tais como: (i) pontes e taludes de estradas que obstruem o escoamento; (ii) reduo de seo do escoamento aterros; (iii) deposio e obstruo de rios, canais e condutos de lixos e sedimentos; (iii) projetos e obras de drenagem inadequadas. Esses impactos tm produzido um ambiente degradado, que nas condies atuais da realidade brasileira somente tende a piorar. Esse processo, infelizmente no est sendo contido, mas est sendo ampliado a medida que os limites urbanos aumentam ou a densificao se torna intensa. A gravidade dessa tendncia ocorre principalmente nas mdias e grandes cidades brasileiras. A importncia desse impacto est latente atravs da imprensa e da TV, onde se observa, em diferentes pontos do pas, cenas de enchentes associadas a danos materiais e humanos. As aes pblicas atuais, em muitas cidades brasileiras, esto indevidamente voltadas para medidas estruturais com viso pontual. A canalizao tem sido extensamente utilizada para transferir a enchente de um ponto a outro na bacia, sem que sejam avaliados os efeitos a jusante ou os reais benefcios da obras. Os custos de canais revestidos, freqentemente utilizados nas reas mais urbanizadas, so de: US $ 1,7 milhes/ km em Porto Alegre, para canais de pequena largura (DEP apud Pedrosa, 1996); a 50,0 milhes/km, para um canal retangular de 17 m de largura e cerca de 7 m de profundidade com paredes estruturadas no Ribeiro dos Meninos em So Paulo. O prejuzo pblico dobrado, j que alm de no resolver o problema, os recursos so gastos de forma equivocada. Esta situao ainda mais grave quando se soma o aumento de produo de sedimentos (reduz a capacidade dos condutos e canais) e a qualidade da gua pluvial (associada aos resduos slidos). Estas condies so decorrentes, na maioria das cidades, do seguinte: (i) da falta de considerar o planejamento da rede cloacal e pluvial e da ocupao das reas de risco quando se formulam os Planos Diretores de Desenvolvimento Urbano; (ii) o gerenciamento inadequado da implantao das obras pblicas e privadas no ambiente.

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2. Impacto no Escoamento do desenvolvimento urbano 2.1 Tipos de Enchentes As enchentes em reas urbanas so devido a dois processos, que ocorrem isoladamente ou de forma integrada: enchentes devido urbanizao: so o aumento da freqncia e magnitude das enchentes devido a ocupao do solo com superfcies impermeveis e rede de condutos de escoamentos. Adicionalmente o desenvolvimento urbano pode produzir obstrues ao escoamento como aterros e pontes, drenagens inadequadas e obstrues ao escoamento junto a condutos e assoreamento; enchentes em reas ribeirinhas - as enchentes naturais que atingem a populao que ocupa o leito maior dos rios. Essas enchentes ocorrem, principalmente pelo processo natural no qual o rio ocupa o seu leito maior, de acordo com os eventos extremos, em mdia com tempo de retorno da ordem de 2 anos (figura 2.1).

Figura 2.1 Caracterizao dos leitos de escoamento 2.2 Impacto no ciclo hidrolgico O desenvolvimento urbano altera a cobertura vegetal provocando vrios efeitos que alteram os componentes do ciclo hidrolgico natural. Com a urbanizao, a cobertura da bacia alterada para pavimentos impermeveis e so introduzidos condutos para escoamento pluvial, gerando as seguintes alteraes no referido ciclo: 1. Reduo da infiltrao no solo; 2. O volume que deixa de infiltrar fica na superfcie, aumentando o escoamento superficial. Alm disso, como foram construdos condutos pluviais para o escoamento superficial, tornando-o mais rpido, ocorre reduo do tempo de deslocamento. Desta forma as vazes mximas tambm aumentam, antecipando seus picos no tempo (figura 2.2); 3. Com a reduo da infiltrao, o aqfero tende a diminuir o nvel do lenol fretico por falta de alimentao (principalmente quando a rea urbana muito extensa), reduzindo o escoamento subterrneo. As redes de abastecimento e cloacal possuem vazamentos que podem alimentar o aqferos, tendo efeito inverso do mencionado; 4. Devido a substituio da cobertura natural ocorre uma reduo da evapotranspirao, j que a superfcie urbana no retm gua como a cobertura vegetal e no permite a evapotranspirao das folhagens e do solo; Na figura 2.2 so caracterizadas as alteraes no uso do solo devido a urbanizao e seu efeito sobre o hidrograma e nos nveis de inundao.

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Figura 2.2 Caractersticas das alteraes de uma rea rural para urbana (Schueler, 1987).

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Essas so as principais alteraes no balano hdrico quantitativo. A proporo como esses valores se alteram variam de acordo com as condies de cada localidade em funo do tipo de solo, cobertura, geologia, pluviosidade e clima. Na tabela 2.1 apresentado um exemplo quantitativo para um clima temperado. Para uma localidade onde a cobertura rochosa e impermevel provavelmente as alteraes relativas sero menores. No entanto, para bacias onde o escoamento superficial insignificante o impacto poder ser maior. O impacto da urbanizao mais significativo para precipitaes de maior freqncia onde o efeito da infiltrao mais importante. Para precipitaes de baixa freqncia (alto tempo de retorno) a relao entre as condies naturais e com urbanizao so relativamente menores. A tendncia de que a medida que aumenta o risco diminua a diferena relativa entre as vazes mximas pr-urbana e urbana. Para uma enchente de risco alto a proporo da precipitao que infiltra sobre o total precipitado diminui pois a infiltrao tende a ser a mesma, independentemente da precipitao, j que esta maior que a capacidade de infiltrao. Como a rede de pluviais est dimensionada para riscos pequenos, ocorrem alagamentos que funcionam como amortecedores, tambm observados nas condies naturais das bacias.

Tabela 2.1 Variao do balano hdrico com a urbanizao num clima temperado, em % da precipitao total (OECD,1986) Elementos dos Balano Pr-urbano Urbano % % Evapotranspirao 40 25 Escoamento superficial 10 43 Escoamento subterrneo 50 32 total do escoamento 60 75 Yoshimoto e Suetsugi (1990) apresentaram resultados do aumento da urbanizao numa bacia na vizinhana de Tquio ao longo de um perodo longo. Na figura 2.3 pode-se observar a variao do tempo de concentrao, rea impermevel e hidrograma ao longo dos anos de desenvolvimento da bacia. O impacto quantitativo sobre a vazo mxima foi estimado para uma bacia de 1 mi2 por Leopold (1968). O referido autor estabeleceu o aumento da vazo mdia mxima de cheia com base no aumento da percentagem de rea impermevel e de condutos, apresentado na figura 2.4. Pode-se observar dessa figura que o aumento da vazo mxima de uma bacia urbanizada pode chegar, para valores limites superiores, a seis vezes a vazo mxima natural. Para avaliar o impacto da urbanizao na Regio Metropolitana de Curitiba, Tucci (1997) utilizou os dados de bacias rurais e urbanas. Na figura 2.5 apresentada a relao entre a vazo mdia de enchente e a rea da bacia para postos localizados no rio Iguau e seus afluentes. Nessa figura, o ponto que se distancia da tendncia, na parte superior, se refere a bacia do rio Belm, com 42 km2, 100% urbanizada, com cerca de 60% de reas impermeveis. Os dois pontos um pouco acima da reta so de duas outras bacias (Palmital, 7% e Atuba, 15% de reas impermeveis), que esto em processo de urbanizao. Nas demais bacias, pode-se considerar desprezvel o nvel da urbanizao, se comparado com a bacia total. Utilizando a funo ajustada com base nos rios no urbanizados, pode-se estimar qual seria a vazo mdia de cheia para o rio Belm, em condies de prdesenvolvimento. A relao entre a vazo urbanizada e de pr-desenvolvimento de 6 vezes. 2.3 Impacto Ambiental sobre o ecossistema aqutico Com o desenvolvimento urbano vrios elementos antrpicos so introduzidos na bacia hidrogrfica que atuam sobre o ambiente. Alguns dos principais problemas so discutidos a seguir:

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Aumento da Temperatura As superfcies impermeveis absorvem parte da energia solar aumentando a temperatura ambiente, produzindo ilhas de calor na parte central dos centros urbanos, onde predomina o concreto e o asfalto. O asfalto, devido a sua cor, absorve mais energia devido a radiao solar do que as superfcies naturais e o concreto, a medida que a sua superfcie envelhece tende a escurecer e aumentar a absoro de radiao solar.

Figura 2.3 Resultados da evoluo urbana na bacia Tsurumi(Yoshimoto e Suetsugi, 1990) O aumento da absoro de radiao solar por parte da superfcie aumenta a emisso de radiao trmicas de volta para o ambiente, gerando o calor. O aumento de temperatura tambm cria condies de movimento de ar ascendente que pode criar de aumento de precipitao. Silveira (1997) mostra que a parte central de Porto Alegre apresenta maior ndice pluviomtrico que a sua periferia, atribuindo essa tendncia a urbanizao. Como na rea urbana as precipitaes crticas so as mais intensas de baixa durao, esses condies contribuem para agravar as enchentes urbanas. Aumento de Sedimentos e Material Slido Durante o desenvolvimento urbano, o aumento dos sedimentos produzidos pela bacia hidrogrfica significativo, devido s construes, limpeza de terrenos para novos loteamentos, construo de ruas, avenidas e rodovias entre outras causas. Na figura 2.6 podese observar a tendncia de produo de sedimentos de uma bacia nos seus diferentes estgios de desenvolvimento.

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Figura 2.4 Efeito da urbanizao sobre a vazo mdia de enchente numa rea de 1 mi2 (Leopold, 1968) 1000vazo mdia de cheia em m3/s

100

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1 1 10 100 1000 10000rea da bacia em km2

Figura 2.5 Vazo mdia de enchente, Q funo da rea das bacias para postos na Regio Metropolitana de Curitiba. As principais conseqncias ambientais da produo de sedimentos so as seguintes: 1. assoreamento da drenagem, com reduo da capacidade de escoamento de condutos, rios e lagos urbanos. A lagoa da Pampulha um exemplo de um lago urbano que tem sido assoreado. O arroio Dilvio em Porto Alegre, devido a sua largura e pequena profundidade, durante as estiagens, tem depositado no canal a produo de sedimentos da bacia e criado vegetao, reduzindo a capacidade de escoamento durante as enchentes; 2. transporte de poluente agregado ao sedimento, que contaminam as guas pluviais A medida que a bacia urbanizada, e a densificao consolidada, a produo de sedimentos pode reduzir (figura 2.7) , mas um problema ainda maior tende a se agravar, que a produo de lixo. O lixo obstrui ainda mais a drenagem e cria condies ambientais ainda piores. Esse problema somente minimizado com adequada freqncia da coleta e educao da populao com multas pesadas.

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Figura 2.6 Relao entre rea de drenagem, produo de sedimentos e atividade de construo (Wolman et al., 1967) Qualidade da gua Pluvial A qualidade da gua do pluvial no melhor que a do efluente de um tratamento secundrio. A quantidade de material suspenso na drenagem pluvial superior encontrada no esgoto in natura. Esse volume mais significativo no incio das enchentes. Os esgotos podem ser combinados (cloacal e pluvial num mesmo conduto) ou separados ( rede pluvial e cloacal separadas). No Brasil, a maioria das redes do segundo tipo; somente em reas antigas de algumas cidades existem sistemas combinados. Atualmente, devido a falta de capacidade financeira para ampliao da rede de cloacal, algumas prefeituras tem permitido o uso da rede de pluvial para transporte do cloacal, o que pode ser uma soluo inadequada a medida que esse esgoto no tratado, alm de inviabilizar algumas solues de controle quantitativo do pluvial. A qualidade da gua da rede de pluviais depende de vrios fatores: da limpeza urbana e sua freqncia, da intensidade da precipitao e sua distribuio temporal e espacial, da poca do ano e do tipo de uso da rea urbana. Os principais indicadores da qualidade da gua so os parmetros que caracterizam a poluio orgnica e a quantidade de metais. Na tabela 2.2 so apresentados os valores dos parmetros tpicos medidos para algumas cidades. Contaminao de aqferos As principais condies de contaminao dos aqferos urbanos so seguinte: devido ao

1. Aterros sanitrios contaminam as guas subterrneas pelo processo natural de precipitao e infiltrao. Deve-se evitar que sejam construdos aterros sanitrios em reas de recarga e deve-se procurar escolher essas reas com baixa permeabilidade. Os efeitos da contaminao nas guas subterrneas devem ser examinados quando da escolha do local do aterro;

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2. Grande parte das cidades brasileiras utilizam fossas spticas como destino final do esgoto. Esse conjunto tende a contaminar uma parte superior do aqfero. Essa contaminao pode comprometer o abastecimento de gua urbano quando existe comunicao entre diferentes camadas dos aqferos atravs de percolao e de perfurao inadequada dos poos artesianos; 3. A rede de condutos de pluviais pode contaminar o solo atravs de perdas de volume no seu transporte e at por entupimento de trechos da rede que pressionam a gua contaminada para fora do sistema de condutos. Tabela 2.2 Valores mdios de parmetros de qualidade da gua de pluviais em mg/l Parmetro Durham Cincinatti Tulsa (3) P. Alegre APWA (5) (1) (2) (4) Mnimo mximo DBO 19 11,8 31,8 1 700 Slidos totais 1440 545 1523 450 14.600 PH 7,5 7,4 7,2 Coliformes (NMP/100 ml) 23.000 18.000 1,5x107 55 11,2x107 Ferro 12 30,3 Chumbo 0,46 0,19 Amnia 0,4 1,0 1.Colson (1974; 2 Weibel et al. (1964); 3 AVCO (1970), 4 Ide (1984); 5 APWA (1969)

Figura 2.7 Variao da produo de sedimentos em decorrncia do desenvolvimento urbano (Dawdy, 1967) 2.4 Enchentes em reas ribeirinhas As cidades, no passado, localizavam-se prximas a rios de mdio e grande porte, para uso do transporte fluvial. A parcela do leito maior ocupada pela populao sempre dependeu da memria dos habitantes e da freqncia com que as enchentes ocorriam. Uma seqncia de anos sem inundao motivo para que a sociedade pressione, para ocupar o leito maior do rio.

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Na cidade de Blumenau existem registros de cotas de inundaes que atingem o leito maior desde 1852. No perodo de 1912 a 1982 (71 anos), no ocorreu nenhuma enchente com cota superior a 13,00 m. Nos anos mencionados a seguir ocorreram cotas muito superiores a mencionada: em 1852 16,50m, em 1880 17,10m, em 1911 16,90m - 71 anos - 1983 15,34m e em 1984 15,50m. No perodo de baixas enchentes, houve grande ocupao do vale de inundao, o que resultou em significativos prejuzos com a enchente de 1983, representando 16% do PIB da poca de Santa Catarina. A Cia. Hering, fundada no ano da maior enchente, 1880, manteve na memria o nvel dessa enchente (17,10 m), sempre buscou espaos em cotas acima da mencionada, e no sofreu com as inundaes posteriores. As informaes sobre as enchentes existem, mas necessrio utiliz-la tecnicamente no planejamento da cidade. Outro exemplo a cidade de Porto Alegre. A grande enchente deste sculo foi em 1941, e atingiu grande parte do centro da cidade e algumas reas ribeirinhas. Em 1967, ocorreu uma enchente de menor porte, mas, depois dessa data, no houve nenhuma cheia importante. Na dcada de 70 foi construdo um sistema de diques de proteo para a cidade. A necessidade desse sistema de proteo vem sendo questionada por parte significativa da populao porque h muitos anos no ocorre nenhuma enchente que atinja a cota de proteo. Essa falsa idia de segurana pode representar custos altos se a proteo for removida, como deseja parte da populao. Em algumas cidades onde a freqncia de inundao alta, as reas de risco so ocupadas por subhabitaes, porque representam espao urbano pertencente ao poder pblico ou desprezado economicamente pelo poder privado. A defesa civil , constantemente, acionada para proteger essa parte da populao. A questo com a qual o administrador municipal depara-se, nesse caso, que, ao transferir essa populao para uma rea segura, outros se alojam no mesmo lugar, como resultado das dificuldades econmicas e das diferenas sociais. Devido a tais impactos, a populao pressiona seus dirigentes por solues do tipo estrutural, como canalizao, barragens, diques, etc. Essas obras, em geral, tm um custo que os municpios e, muitas vezes, os Estados, no tm condies de suportar. At 1990, o DNOS - Departamento Nacional de Obras e Saneamento -, a nvel federal, atendia parte desses problemas. Com a criao da Secretaria de Recursos Hdricos no governo atual provavelmente essa atribuio ficou com essa entidade, pois o artigo 21 da Constituio, esta expresso que "compete Unio" e, no inciso 28, "planejar e promover a defesa permanente contra as calamidades pblicas, especialmente as secas e as inundaes". As administraes estaduais, em geral, no esto preparadas tcnica e financeiramente para planejar e controlar esses impactos, j que os recursos hdricos so, normalmente, tratados de forma setorizada (energia eltrica, abastecimento urbano e tratamento de esgoto, irrigao e navegao), sem que haja maior interao na administrao e seu controle. A regulamentao do impacto ambiental envolve o controle da ao do homem sobre o meio ambiente e no a preveno e controle de enchentes. Os municpios foram pressionados a estabelecerem o Plano Diretor Urbano, o qual, na sua quase totalidade, no contempla os aspectos de preveno contra a ocupao dos espaos de risco de enchentes. Observa-se que os Planos Diretores j tratam de aspectos de preservao ambiental do espao, disseminados pela divulgao da proteo ambiental, mas, por falta de conhecimento e orientao, no se observa nenhum dispositivo de preveno da ocupao das reas de risco de enchentes. O prejuzo mdio de inundao, nos Estados Unidos, chegou a cerca de 7 bilhes de dlares anuais (estimativa de 1983, Hudlow et al., apud NRC, 1991). No Brasil, so raros os estudos que quantificam esse impacto. JICA (1986) estimou em 7% do valor de todas as propriedades de Blumenau o custo mdio anual de enchentes para essa cidade e em 22 milhes de dlares para todo o Vale do Itaja. O prejuzo previsto para uma cheia de 50 anos foi de 250 milhes de dlares. As medidas de controle de inundaes podem ser classificadas em estruturais, quando o homem modifica o rio, e em no-estruturais, quando o homem convive com o rio. No primeiro caso, esto as medidas de controle atravs de obras hidrulicas, tais como barragens, diques e canalizao, entre outras. No segundo caso, encontram-se medidas do tipo preventivo, tais como zoneamento de reas de inundao, alerta e seguros. Evidentemente que as medidas estruturais envolvem custos maiores que as medidas no-estruturais. As principais medidas de controle de enchentes no-estruturais so: zoneamento de

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reas de inundao, sistema de alerta ligado defesa civil e seguros. O zoneamento baseado no mapeamento das reas de inundao dentro da delimitao da cheia de 100 anos ou a maior registrada. Dentro dessa faixa, so definidas reas de acordo com o risco e com a capacidade hidrulica de interferir nas cotas de cheia a montante e a jusante. A regulamentao depende das caractersticas de escoamento, topografia e tipo de ocupao dessas faixas. O zoneamento incorporado pelo Plano Diretor Urbano da cidade e regulamentado por legislao municipal especfica ou pelo Cdigo de Obras. Para as reas j ocupadas, o zoneamento pode estabelecer um programa de transferncia da populao e/ou convivncia com os eventos mais freqentes. O sistema de alerta tem a funo de prevenir com antecedncia de curto prazo, reduzindo os prejuzos, pela remoo, dentro da antecipao permitida. Alm disso, o sistema de alerta fundamental para os eventos que atingem raramente as cotas maiores, quando as pessoas sentem-se seguras. A soluo ideal deve ser definida para cada caso em funo das caractersticas do rio, do benefcio da reduo das enchentes e dos aspectos sociais de seu impacto. Certamente, para cada situao, medidas estruturais e no-estruturais podem ser combinadas para uma melhor soluo. De qualquer forma, o processo de controle inicia pela regulamentao do uso do solo urbano, atravs de um plano diretor que contemple as enchentes. Em 1936, nos Estados Unidos, foi aprovada uma legislao, a nvel federal, sobre controle de enchentes, que identificava a natureza pblica dos programas de reduo de enchentes e caracterizava a implantao de medidas fsicas ou estruturais como um meio de reduzir esses danos. Com isso, acelerou-se a ocupao das vrzeas, o que resultou em aumento dos danos ocasionados pelas enchentes. Em 1966, o governo reconheceu que as medidas anteriores eram inadequadas, devido ao seu alto custo, e deu nfase a medidas noestruturais, principalmente ao programa de seguros. Nesse programa, toda obra financiada pelo governo e outras entidades particulares exige que o proprietrio que ocupa a rea de inundao pague um seguro de enchentes. No Brasil, no existe nenhum programa sistemtico de controle de enchentes que envolva seus diferentes aspectos. O que se observa so aes isoladas por parte de algumas cidades. Estrela, no Rio Grande do Sul, implementou, dentro de seu Plano Diretor, a legislao de zonas de uso especial, definidas pela restrio de ocupao e de construes abaixo de determinadas cotas, estabelecidas no zoneamento de inundao previamente elaborado (Rezende e Tucci, 1979). O municpio prev, na legislao, a troca de rea de inundao por ndice de ocupao em zonas valorizadas, como uma forma de adquirir reas de risco para uso pblico. O DAEE (1990), com o apoio de vrias Associaes ligadas a Recursos Naturais, desenvolveu recomendaes para artigos da seo de Recursos Hdricos nas leis orgnicas dos municpios, onde, no art. 2, inciso IV, prescrito que se deve " proceder ao zoneamento das reas sujeitas a riscos de inundaes, .." e, no inciso VI, recomendado o seguinte: " implantar sistema de alerta e defesa civil, para garantir a sade e segurana pblicas, quando de eventos hidrolgicos indesejveis". Como se observa, no existe nenhum programa sistemtico em qualquer nvel para controle da ocupao das reas de risco de inundao no Brasil. H, apenas, poucas aes isoladas de alguns poucos profissionais. Em geral, o atendimento a enchente somente realizado depois de sua ocorrncia. A tendncia que o problema fique no esquecimento aps cada enchente, retornando na seguinte. Isso se deve a vrios fatores, entre os quais esto os seguintes: falta de conhecimento sobre controle de enchentes por parte dos planejadores urbanos; desorganizao, a nveis federal e estadual, sobre controle de enchentes; pouca informao tcnica sobre o assunto a nvel de graduao na Engenharia; o desgaste poltico para o administrador pblico, resultante do controle no-estruturall (zoneamento), j que a populao est sempre esperando uma obra hidrulica; falta de educao da populao sobre controle de enchentes.

3. Mananciais Urbanos

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Os mananciais urbanos so as fontes disponveis de gua no qual a populao pode ser abastecida nas suas necessidades. O manancial deve possuir quantidade e qualidade de gua adequada ao seu uso. O uso mais nobre o consumo de gua de gua pela populao ou denominado de consumo domstico. O desenvolvimento urbano a medida que aumenta envolve duas atividades conflitantes, aumento da demanda de gua com qualidade e a degradao dos mananciais urbanos por contaminao dos resduos urbanos e industriais. A tendncia do desenvolvimento urbano o de contaminar a rede de escoamento superficial com despejos de esgotos cloacais e pluviais inviabilizando o manancial e exigindo novos projetos de captao de reas mas distantes, no-contaminadas, ou o uso de tratamento de gua e esgoto mais intensivo, o que envolvem custos maiores Nesse captulo so destacados os aspectos da bacia hidrogrfica que envolve o manancial de abastecimento j que no captulo xx so abordados os aspectos referente ao abastecimento: aduo, tratamento e distribuio e; esgoto: coleta, tratamento e despejo, alm do lixo urbano. 3.1 Caracterizao dos mananciais urbanos Os principais mananciais de suprimento de gua de uma populao so: guas superficiais e; guas subterrneas.

guas superficiais so encontradas na rede de rios da bacia hidrogrfica onde a populao se desenvolve. Uma seo de um rio define a sua bacia hidrogrfica. Essa bacia a rea definida pela topografia superficial em que, a chuva ali precipitada, potencialmente contribui com escoamento pela seo que a define. A vazo de um rio varia muito ao longo do ano, portanto necessrio conhecer essa variabilidade para melhor definir a disponibilidade natural do rio no atendimento da demanda. A disponibilidade hdrica depende da capacidade de regularizao natural do rio ao longo do ano. Poder existir um parcela do ano em que o rio no atender a demanda sendo necessrio regularizar a vazo atravs de um reservatrio. A capacidade mxima de regularizao de um reservatrio a vazo mdia de longo perodo da bacia, estimada pela mdia das mdias anuais. A disponibilidade hdrica de uma bacia avaliada com base na srie hidrolgica de vazes afluentes atravs da sua distribuio estatstica temporal. Essas vazes dependem das caractersticas da precipitao, evapotranspirao (total, variabilidade temporal e espacial) e da superfcie do solo , que so os condicionantes naturais. As funes estatsticas hidrolgicas mais utilizadas para avaliao da disponibilidade hdrica so a curva de permanncia e a curva de regularizao. A curva de permanncia relaciona a probabilidade de que uma vazo seja maior ou igual durante o ano (ou do perodo da srie). Na figura 3.1, a vazo de Q75 indica que no rio 75% da vazes so maiores ou iguais a esse valor. A curva de regularizao relaciona vazo, volume necessrio para regularizar a referida vazo e o nvel de probabilidade da relao (figura 3.2). A demanda urbana usualmente pode ser atendida por pequenas bacias hidrogrficas. Na 2 regio Sul e Sudeste do Brasil as pequenas bacias ( < 500 km ) tm vazo especfica entre 15 2 e 25 l/s.km . A demanda usual de cidades mdias e grande da ordem de 200 l/ha.dia. Dessa forma, considerando um valor mdio para o intervalo acima e que seja possvel regularizar 70% 2 da mdia, 1 km poderia abastecer cerca de 6.000 pessoas. Quando o atendimento da demanda realizado partir de grandes mananciais o risco de atendimento quanto a quantidade muito pequeno e pode ser realizado usualmente sem regularizao. guas subterrneas: a gua subterrnea a maior reserva de gua doce do globo. Os aqferos, onde ficam esses reservatrios podem ser confinados ou no confinados. Os primeiros, devido a formao geolgica, possuem presso superior a atmosfrica e so alimentados por recargas em cotas superiores ao ponto de captao. Nos aquferos noconfinados a gua no est sob presso e pode ser alimentada pelo fluxo local (da mesma

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forma que pode ser contaminada). Para maiores detalhes consulte o captulo xxx. A grande variabilidade das condies de solo e geologia fazem com que a capacidade de armazenamento nas guas subterrneas dependa dessas condies quanto a sua explorao para atendimento do abastecimento.

Figura 3.1 Curva de permanncia de vazes Por exemplo, no Rio Grande do Sul na provncia hidrogeolgica do Planalto existe 80% de chance que a vazo de um poo seja maior que 2,2 m3/h, enquanto que na provncia hidrogeolgica do Botucatu Sotoposto ao Basalto a Leste essa vazo 6,7 m3/h. No primeiro caso seria possvel atender 264 pessoas por dia e no segundo 804. Existem regies onde o subsolo composto apenas por rochas, onde a gua escoa apenas pelas fraturas e a disponibilidade muito baixa.

Figura 3.2 Curva de Regularizao A vantagem do manancial subterrneo tem sido a capacidade de atendimento distribudo atravs de poos, no entanto essa alternativa no tem sido usual no Brasil para o atendimento a grandes comunidades devido a demanda alta.

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Usualmente o abastecimento atravs de gua subterrnea tem sido realizado para comunidades menores e distribudas espacialmente. Essas condies dependem da capacidade de explorao das guas subterrneas e da contaminao dos aqferos. 3.2 Contaminao dos mananciais A contaminao das fontes de mananciais ocorrem devido ao desenvolvimento urbano e rural atravs do seguinte: Esgotos domsticos e industriais: principal fonte de contaminao dos mananciais urbanos so os esgotos domsticos e industriais. A contaminao das guas subterrneas ocorre principalmente devido ao seguinte: 1. desenvolvimento da maioria das cidade realizado com uso de fossa sptica que contamina o lenol fretico, portanto a tendncia de que as guas subterrneas no-confinadas sejam contaminadas. 2. Contaminao dos aqferos confinados, que potencialmente devem possuir melhor qualidade de gua, atravs da perfurao de poos sem cuidados especficos para evitar a ligao entre as camadas do sub-solo; 3. a localizao dos depsitos de lixo contamina o aqifero pela lixiviao dos perodos chuvosos. A localizao desses depsitos deve ser cuidadosa, evitando-se reas de recarga, e seu efluente controlado; 4. vazamento de rede de esgotos cloacais e pluviais tende a contaminar o aqfero com o despejo de poluentes proveniente dessas fontes; 5. Contaminao de reas de recarga; 6. Uso de produtos fertilizantes e pesticidas na agricultura podem contaminar as guas subterrneas aps algumas colheitas; 7. Despejo de resduos de cargas industriais sobre reas de recarga para depurao de efluentes desse tipo tende a contaminar guas subterrneas. Existe a tendncia de utilizar-se a terminologia de poos artesianos para poos profundos, mesmo que no-confinados, o que leva a falsa idia de que esto protegidos contra contaminao. No entanto, mesmo em camadas muito profundas e baixa percolao, os mananciais podem ser contaminados aps um perodo longo. Portanto, o monitoramento da qualidade das guas de poos deve ser realizado freqentemente. A contaminao das guas superficiais, caraterizada pelos rios urbanos ou que atravessam cidades ocorrem devido ao seguinte: 1. despejos de poluentes dos esgotos cloacais domsticos ou industriais; 2. despejos de esgotos pluviais agregados com lixo urbano; 3. escoamento superficial que drena reas agrcolas tratadas com pesticidas ou outros compostos; 4. drenagem de gua subterrnea contaminada que chega ao rio. 3.3 Proteo dos mananciais urbanos Legislao A Resoluo n. 20 de 18/6/86 do Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA) classifica as guas doces, salobras e salinas do pas. A classificao se baseia fundamentalmente no uso da gua. Na tabela 3.1 so apresentadas as classes e usos e os condies quanto aos parmetros de qualidade da gua da classe 2 so apresentados na tabela 3.2. A lei n. 8935 de 7/3/89 dispe sobre os requisitos mnimos para guas provenientes de bacias de mananciais destinadas a abastecimento pblico. Estabelece que os requisitos mnimos deve ser seu enquadramento na Classe 2 e estabelece como atividades proibidas na bacia o seguinte:

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Industriais: fecularia de mandioca ou lcool, industrias metalrgicas que trabalhem com metais txicos, galvanoplatia, indstrias qumicas em geral, matadouros, artefatos de aianto, processadoras de material radiativo; hospitalares: hospitais, sanatrios e leprosrios; depsitos de lixo; parcelamento de solo de alta densidade: lotes, desmembramento, conjuntos habitacionais. Tabela 3.1 Classificao segundo Normas do CONAMA Classe Uso Especial abastecimento domstico sem prvia ou com simples desinfeco preservao do equilbrio natural das comunidades aquticas Classe 1 abastecimento domstico aps tratamento simplificado proteo das comunidades aquticas; recreao de contato primrio (natao, esqui aqutico e mergulho); irrigao de hortalias que so consumidas cruas ou de frutas que se desenvolvem rente ao solo ou que sejam ingeridas cruas sem remoo de pelculas criao natural e/ou intensiva (aquicultura de espcimes destinadas alimentao humana Classe 2 abastecimento domstico, aps tratamento convencional; proteo das comunidades aquticas; recreao de contanto primrio (natao, esqui aqutico e mergulho); irrigao de hortalias e plantas frutferas; criao natural e/ou intensiva (aquicultura de espcimes destinadas alimentao humana Classe 3 abastecimento domstico aps tratamento convencional; irrigao de culturas arbreas, cerealferas e forrageiras; dessedentao de animais Classe 4 navegao harmonia paisagstica usos menos exigentes Gerenciamento bacias de mananciais As cidades que utilizam intensamente a gua como fonte de vida e desenvolvimento devem ter um plano bsico de controle e preservao de seus mananciais de suprimento dentro de um cenrio atual, mdio e longo prazo. A seguir descremos alguns dos elementos essenciais de gerenciamento dessas bacias. Aspectos Institucionais: Para a maioria das cidades os mananciais representam bacias pequenas ou aqferos de pequena extenso, onde a ao envolve o municpio ou no mximo o Estado. As excees so as Regies Metropolitanas onde a demanda geralmente exigindo grandes mananciais. O controle sobre a ocupao e a preservao dos mananciais um processo que dever cada vez mais ficar sob a responsabilidade dos municpios onde a prpria ao predatria se inicia. Apenas nas bacias intermunicipais que a tendncia ser de controle estadual, do comit de bacia ou mesmo do consrcio de municpios. Planejamento e preservao de mananciais: Os estudos necessrios ao planejamento e controle dos mananciais envolvem: 1. seleo potenciais mananciais: bacias ou aquferos inseridos em bacias: considerando os custos dos aproveitamentos, ocupao das bacias e viabilidade de preservao so selecionados as principais alternativas de mananciais;

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Tabela 3.2 Limites dos parmetros de qualidade da gua para classe 2 Parmetro de Qualidade da gua DBO5 a 20C (mg/l) OD (mg/l) Ph Amnia (mg/l) Arsnio (mg/l) Benzeno (mg/l) Cdmio (mg/l) Cianetos (mg/) Chumbo (mg/l) Cloretos (mg/l Cobre (mg/l Cromo Hex (mg/l) ndice de Fenis (mg/l) Fosfato Total (mg/l) Ferro Solvel (mg/l) Mercrio (mg/l) Nitrato (mg/l) Slidos Dissolvidos Totais (mg/l) Sulfetos (mg/l) DDT (g/l) Aldrin (g/l) Paration (g/l) coliformes fecais /100ml Caractersticas limites 5 5 em qualquer amostra 6a9 0,02 0,05 0,01 0,001 0,01 0,03 250 0,02 0,05 0,01 0,025 0,3 0,0002 10 500 0,002 0,002 0,01 0,04 1000 ou pelo menos 80% de um mnimo de cinco amostras mensais colhidas em qualquer ms 75 100 ausncia de corantes artificiais que no sejam removveis por processos de coagulao, sedimentao e filtragem convencionais ausncia de materiais flutuantes, inclusive espumas no-naturais ausncia de leos e graxas ausncia de substncias que comuniquem gosto ou odor ausncias de substncias que formem depsitos objetveis

cor mg Pt/l Turbidez UNT

2. avaliao da disponibilidade dos mananciais : os mananciais so quantificados quanto ao atendimento da demanda atual e diferentes cenrios futuros do desenvolvimento da comunidade, verificando a necessidade de regularizao e os custos envolvidos; 3. ocupao da bacia e potenciais poluentes: identificao dos usos atuais e propostos para as bacias dos mananciais, identificando fontes potenciais de poluentes com as cargas atuais e projetadas para os cenrios; 4. quantificao atual e potencial da qualidade da gua dos mananciais: com base

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nas fontes atuais e potenciais estimada a qualidade da gua dos mananciais; 5. seleo dos mananciais: com base na qualidade potencial dos mananciais, no desenvolvimento urbano previsto, nos custos e na capacidade de controle da ocupao da bacia so selecionados os mananciais para a cidade; 6. definio de programa de controle do uso do espao e preservao da bacia: um programa de conservao da bacia deve ser elaborado visando preservar as condies de qualidade e quantidade da gua como fonte de manancial. Esse programa poder conter: ocupao pblica de reas atravs de parques, incentivos com impostos de reas preservadas, reflorestamentos, agricultura sem uso de defensivos qumicos, entre outros; 7. projeto de aproveitamento da gua: Desenvolvimento do projeto de aproveitamento do manancial dentro dos estgios de desenvolvimento e uso da comunidade; 8. programa sistemtico de monitoramento da qualidade da gua dos mananciais selecionados: Monitoramento da quantidade e da qualidade da gua em locais estratgicos para acompanhamento de qualquer alterao que eventualmente possa ocorrer; 9. mecanismos de controle institucionais da preservao da bacias mananciais: legislao estadual ou municipal especfica de preservao dos mananciais selecionados. 10. controle do espao: o monitoramento do espao da bacia essencial devido ao grande nmero de invases e loteamentos clandestinos que ocorrem nas cidades brasileiras. Esse processo somente possvel com um forte investimento na educao ambiental da populao do municpio.

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4. Controle do Impacto da Urbanizao 4.1 Princpios Os princpios bsicos do controle de enchentes tanto devido as enchentes naturais da vrzea como urbanizao so os seguintes (Tucci e Genz, 1995): A bacia como sistema : Um Plano de Controle de Enchentes de uma cidade ou Regio Metropolitana deve contemplar as bacias hidrogrficas sobre as quais a urbanizao se desenvolve. As medidas no podem reduzir um impacto de uma rea em detrimento de outra, ou seja os impactos de quaisquer medidas no devem ser transferidos. As medidas de controle no conjunto da bacia : O controle de enchentes envolve medidas estruturais e no-estruturais, que dificilmente esto desassociadas. As medidas estruturais envolvem custos que a maioria das cidades no possui recursos para enfrentar. Alm disso, resolvem somente problemas especficos e localizados, sem criar um programa para toda a bacia ou regio urbana de interesse. Isto no significa que este tipo de medida totalmente descartvel. A poltica de controle de enchentes certamente poder chegar a solues estruturais para alguns locais, mas dentro da viso de conjunto de toda a bacia, onde as mesmas esto racionalmente integrada com outras medidas preventivas (no-estruturais) e compatibilizadas com o desenvolvimento urbano. Os meios: Os meios de implantao do controle de enchentes so o Plano Diretor Urbano, Legislao Municipal/Estadual e Manual de Drenagem. O primeiro estabelece as linhas principais, a legislao controla e o Manual orienta. O horizonte de expanso : depois que a bacia ou parte da mesma estiver ocupada, dificilmente o poder pblico conseguir responsabilizar aqueles que estiverem ampliando a cheia, portanto se a ao pblica no for realizada preventivamente, atravs do gerenciamento, as conseqncias econmicas e sociais futuras sero muito maiores para todo o municpio. O Plano Diretor Urbano deve contemplar o planejamento das reas a serem desenvolvidas e a densificao das reas atualmente loteadas. O critrio fundamental de no ampliar a cheia natural : A cheia natural no deve ser ampliada pelos que ocupam a bacia, seja num simples loteamento, como nas obras existentes no ambiente urbano. Isso se aplica a um simples aterro urbano, a construo de pontes, rodovias, e fundamentalmente a impermeabilizao dos loteamentos. O princpio que, de cada usurio urbano, no deve ampliar a cheia natural. O controle permanente: O controle de enchentes um processo permanente, no basta estabelecer regulamentos e construir obras de proteo, necessrio estar atento as potenciais violaes da legislao e a expanso da ocupao do solo das reas de risco. Portanto, recomenda-se que: nenhum espao de risco deve ser desapropriado se no houver uma imediata ocupao pblica que evite a sua invaso; a comunidade deve ter uma participao nos anseios, nos planos, na sua execuo e na contnua obedincia das medidas de controle de enchentes. A educao : A educao de engenheiros, arquitetos, agrnomos, gelogos entre outras profisses, da populao e de administradores pblico essencial para que as decises pblicas sejam tomadas conscientemente por todos. A administrao: A administrao da manuteno e controle um processo local e depende dos municpios, atravs da aprovao de projetos de loteamentos, obras pblicas e drenagens. Os aspectos ambientais so tambm verificados na implantao da rede de drenagem.

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4.2 Controle de cheias nas reas ribeirinhas As medidas para controle da inundao podem ser do tipo estrutural e no-estrutural. As medidas estruturais so aquelas que modificam o sistema fluvial evitando os prejuzos decorrentes das enchentes, enquanto que as medidas no-estruturais so aquelas em que os prejuzos so reduzidos pela melhor convivncia da populao com as enchentes. O controle de enchentes pode ser obtido pela combinao de medidas desse tipo ou isoladamente por uma delas. 4.2.1 Medidas Estruturais As medidas estruturais so obras de engenharia implementadas para reduzir o risco das enchentes. Essas medidas podem ser extensivas ou intensivas. As medidas extensivas so aquelas que agem na bacia, procurando modificar as relaes entre precipitao e vazo, como a alterao da cobertura vegetal do solo, que reduz e retarda os picos de enchentes e controla a eroso da bacia. As medidas intensivas so aquelas que agem no rio e podem ser de trs tipos (Simons et al. 1977): (i) aceleram o escoamento: construo de diques e polders, aumento da capacidade de descarga dos rios e corte de meandros; (ii) retardam o escoamento: Reservatrios e as bacias de amortecimento; (iii) desvio do escoamento: so obras como canais e desvios. Estas medidas so as que vem sendo utilizada na engenharia com custos muito altos. As mesmas no so apresentadas nesse texto j que podem ser encontradas em vrios livros de hidrulica. 4.2.2 Medidas No-estruturais As medidas no-estruturais no so projetadas para dar uma proteo completa. Isto exigiria a proteo contra a maior enchente possvel. Esta proteo fisicamente e economicamente invivel na maioria das situaes. A medida estrutural pode criar uma falsa sensao de segurana, permitindo a ampliao da ocupao das reas inundveis, que futuramente podem resultar em danos significativos. As medidas no-estruturais, em conjunto com as anteriores ou sem essas podem minimizar significativamente os prejuzos com um custo menor. O custo de proteo de uma rea inundada por medidas estruturais geralmente superior ao de medidas no-estruturais. As principais medidas no-estruturais so as seguintes: instalao de vedao temporria ou permanente nas aberturas das estruturas; elevao de estruturas existentes; construo de novas estruturas sob pilotis; construo de pequenas paredes ou diques circundando a estrutura; relocao ou proteo de artigos que possam ser danificados dentro de uma estrutura existente; uso de material resistente gua; regulamentao da ocupao da rea de inundao por cercamento; regulamentao do loteamento e cdigo de construo; compra de reas de inundao; seguro de inundao; previso de cheia e plano de evacuao; incentivos fiscais para uso prudente da rea de inundao; poltica de desenvolvimento adequada ao municpio, evitando prejuzos da inundao. Zoneamento Para definio do zoneamento necessrio preparar um mapa de inundao. O mapa

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de inundao composto de linhas que indicam as reas atingidas para um determinado risco de inundao. Para construo do mapa de inundao para planejamento da ocupao podese utilizar a seguinte seqncia: 1. As cotas para vrios tempos de retorno na seo do rio junto a cidade so determinadas com base na curva de probabilidade de vazo mxima e transformadas em cotas atravs da curva de descarga; 2. Para cada tempo de retorno (vazo) determinada a linha de gua ao longo da cidade atravs de do clculo de remanso; 3. escolha o tempo de retorno; 4. determine para cada seo do posto fluviomtrico a cota correspondente; 5. utilizando a declividade da linha de gua determine os nveis das outras sees ao longo do eixo do rio dentro da cidade; 6. prolongue a linha da seo do rio, at encontrar a cota topogrfica correspondente na margem; 7. os pontos marcados nas margens podem ser ligados, definindo a curva correspondente ao tempo de retorno. O zoneamento a definio de um conjunto de regras para ocupao das reas de maior risco de inundao, visando minimizao futura das perdas materiais e humanas em face das cheias. O Water Resources Council (1971) definiu zoneamento por Zoneamento envolve a diviso de unidades governamentais em distritos e a regulamentao dentro desses distritos de: (a) usos de estruturas e da terra; (b) altura e volume das estruturas; ( c) o tamanho e densidade de uso. O risco de ocorrncia de inundao varia com a respectiva cota da vrzea, como foi apresentado anteriormente. A delimitao dos distritos do zoneamento depende das cotas altimtricas. O rio possui um ou mais leitos. O leito menor corresponde a seo do escoamento em regime de nveis mdios ou de cheias pequenas. Esse leito menor costuma ser definido naturalmente pela mdia das enchentes (tempo de retorno de cerca de 2 anos). O leito maior a vrzea que sofre inundaes com risco superior a 2 anos e tem sido delimitada na cota superior pela cheia de 100 anos. Para o zoneamento, a seo do rio pode ser dividida em trs partes principais: 1. zona de passagem da enchente: Essa parte da seo funciona hidraulicamente e permite o escoamento da enchente. Qualquer construo nessa rea reduzir a rea de escoamento, elevando os nveis a montante dessa seo. Deve-se deixar essa faixa desobstruda; 2. zona com restries: essa a rea restante da superfcie inundvel que deve ser regulamentada. Essa zona fica inundada mas, devido s pequenas profundidades e baixas velocidades, no contribuem muito para o escoamento; 3. zona de baixo risco: pequena probabilidade de inundar, mas necessita regulamentao para a convivncia da populao com as enchentes, na eventualidade dessas cotas serem atingidas. Previso em tempo real O controle de enchentes atravs de zoneamento e depois com a existncia de diques exige a previso em tempo real dos nveis para a cidade. Um sistema de alerta de previso tempo real envolve os seguintes aspectos: 1. 2. 3. 4. sistema de coleta e transmisso de informaes; sistema de processamento de informaes; modelo de previso de vazes e nveis; procedimentos para acompanhamento e transferncia de informaes para a

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Defesa Civil e Sociedade; 5. planejamento das situaes de emergncia atravs Defesa Civil. Os trs primeiros itens envolve o estabelecimento de procedimentos tcnicos especficos e a modelagem do local de interesse. Normalmente estas atividadades so desenvolvidas por entidades que operam a rede de alerta estadual. Os dois itens seguintes envolvem a transferncia dos nveis para populao atravs de diferentes condies que podem ser as seguintes 1. nvel de acompanhamento: nvel a partir do qual, existe um acompanhamento por parte dos tcnicos, da evoluo da enchente. Nesse momento, alertada a Defesa Civil da eventualidade da chegada de uma enchente. Inicia-se nesse momento a previso de nveis em tempo real; 2. nvel de alerta: a partir do qual as entidades prevm que a cota inferior e prvia a que pode produzir prejuzos ser atingida dentro de um horizonte de tempo da previso. A Defesa Civil, Administraes municipais passam a receber regularmente as previses para a cidade; 3. nvel de emergncia: quando previsto que dentro do tempo de previso ser atingida a cota que produz prejuzos. A populao passa a receber as informaes. Essas informaes so o nvel atual e previsto com antecedncia e o intervalo provvel dos erros, obtidos dos modelos; As aes de planejamento envolvem: Emergncia: A sociedade local, atravs da Prefeitura deve organizar a Defesa Civil para os atendimentos de emergncia. Esse planejamento deve estabelecer procedimentos de evacuao e convivncia com a inundao para diferentes partes da cidade, de acordo com faixas de cotas. O mapa de alerta preparado com valores de cotas em cada esquina da rea de risco. Com base na cota absoluta das esquinas, deve-se transformar esse valor na cota referente a rgua. Isto significa que, quando um determinado valor de nvel de gua estiver ocorrendo na rgua, a populao saber quanto falta para inundar cada esquina. Isto auxilia a convivncia com a inundao durante a sua ocorrncia. Para que este mapa possa ser determinado, necessrio obter todas as cotas de cada esquina e realizar o seguinte: 1. Para cada cota de esquina, trace uma perpendicular do seu ponto de localizao com relao ao eixo do rio . 2. Considere a cota da referida esquina como sendo a mesma nesta seo do rio; 3. Obtenha a declividade da linha de gua. Escolha o tempo de retorno aproximadamente pela faixa (mapa de planejamento) em que se encontra a esquina; 4. A cota da rgua da esquina ser CR = CT DxDist onde CR cota da rgua; CT a cota topogrfica da esquina; D declividade ao longo do rio; Dist a distncia ao longo do rio entre a seo da rgua . O sinal ser negativo se a esquina estiver a montante da seo da rgua, enquanto que ser positivo se estiver a jusante. O valor a ser colocado no mapa CR. No entanto, caso a populao esteja mais acostumada com o valor da rgua e no da sua cota absoluta deve-se utilizar o nvel da rgua, que NR=CR-ZR

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onde NR o nvel da rgua; CR a cota da rgua e ZR a cota do zero da rgua. 4.3 Controle de Enchentes em reas urbanizadas 4.3.1 Quantificao do impacto da urbanizao sobre o escoamento Para que se possa efetivamente planejar o impacto do desenvolvimento urbano necessrio quantificar os impactos decorrentes das alteraes da bacia hidrogrfica. A avaliao do impacto da urbanizao sobre o escoamento pode ser realizada pelo mtodo racional a nvel de microbacia urbana (alguns hectares), dentro do conceito de vazo de projeto (Bidone e Tucci, 1995; Tucci e Genz, 1995). Para a macrobacia urbana existem dificuldades adicionais que so as seguintes: (i) como a bacia se desenvolver no futuro?; (ii) considerando que o processo de ocupao normalmente ocorre de jusante para montante, como quantificar futuros cenrios nos projetos e controle da drenagem? Os mtodos utilizados podem ser os seguintes: (i) mtodos estatsticos: esses mtodos utilizam-se de dados no-homogneos de vazo para estimar o impacto da urbanizao. Usualmente necessitam de uma grande quantidade de informaes em diferentes sub-bacias. A metodologia se baseia na regionalizao de vazes mximas (NERC 1975), utilizando como indicador da urbanizao a parcela urbanizada. Esse tipo de procedimento requer informaes que na maioria das bacias no existem. Tucci (1996) utilizou regionalizou a curva de vazo mdia das bacias rurais para estimar a vazo mdia de enchente natural da bacia do rio Belm e comparou com a vazo mdia de cheia atual (figura 2.5). ii) modelos matemticos que determinam a vazo mxima com base na precipitao, j que dificilmente existem dados hidrolgicos monitorados ao longo do tempo que permitam determinar, para diferentes tempos de retorno, a diferena entre os cenrios de prdesenvolvimento e depois de urbanizada, principalmente em bacias urbanas brasileiras. O clculo realizado com base no risco (tempo de retorno) da precipitao, o que no necessariamente o mesmo risco da vazo. No entanto, as tcnicas de determinao da distribuio da precipitao e definio dos parmetros buscam maximizar as condies crticas das cheias (Tucci, 1995), buscando compensar parte dessas incertezas. Para utilizar os modelos hidrolgicos necessrio a estimativa: (i) das reas impermeveis e a rede de drenagem da bacia para o cenrio de futura urbanizao. (ii) estimativa dos parmetros dos modelos com base em dados de bacias brasileiras. O planejamento urbano implementado atravs do plano diretor da cidade e a densidade habitacional o parmetro de planejamento para cada subdiviso da cidade (e bacia). Essa densidade implementada atravs das seguintes restries: ndice de ocupao e ndice de aproveitamento. O primeiro estabelece a rea ocupada em planta e o segundo se refere ao solo criado ou seja a relao entre a rea construda e a rea do terreno. Para transferir esses elementos para o modelo hidrolgico, em macro-bacias urbanas, permitindo a estimativa dos cenrios de planejamento urbano necessrio converter densidade habitacional em reas impermeveis. Como no planejamento urbano no so especificados o arruamento e a distribuio das quadras, mas os condicionantes da ocupao, tornou-se necessrio estabelecer a relao entre essas variveis para as macro-bacias. SCS (1975) utilizou a rea impermevel e o tempo de concentrao da bacia como os indicadores da alterao urbana, para simular os dois cenrios em macrobacias urbanas. Nesse modelo, os autores apresentam valores tpicos de reas impermeveis, de acordo com o tipo de ocupao prevista (residencial, comercial e industrial). Para o tempo de concentrao, so apresentados fatores de correo, de acordo com a rea impermevel e a parcela da bacia com condutos pluviais. Motta e Tucci (1984) estabeleceram duas curvas que relacionam rea impermevel e densidade habitacional para a bacia do arroio Dilvio em Porto Alegre. Tucci et al (1989) estabeleceram essa relao para a cidade de So Paulo com base em dados de 11 bacias urbanas e, recentemente, Campana e Tucci (1994) apresentaram essa relao com base nos dados de Curitiba, Porto Alegre e So Paulo. Na tabela 4.1 so apresentados os valores da

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curva ajustada. Os dados utilizados no fazem distino entre o tipo de concentrao urbana, j que abordavam reas com pelo menos 2 km2. Essa tabela retrata bacias com predominncia da ocupao residencial e declividade mdia. Pode-se observar da tabela 4.1, que o valor mximo encontra-se em 66,7%. O valor adotado pelo SCS (1975) para reas residenciais com lotes menores que 500 m2, tpico da ocupao urbana brasileira, de 65%. Tabela 4.1 Densidade habitacional e rea impermevel (adaptado de Campana e Tucci, 1994) Densidade rea habitacional Impermevel (hab/ha) (%) 25 11,3 50 23,3 75 36,0 100 50,0 120 58,7 150 64,7 200 66,7 Para o tempo de concentrao, Motta e Tucci (1984 ) e Tucci et al (1989), utilizaram um fator de correo, baseado no comprimento do canal entre bacias urbanizadas e rurais. Campana (1995) utilizou geoprocessamento para estimar a relao entre o tempo de concentrao de uma bacia urbana e rural, atravs de uma hipottica malha urbana. Com base nesses elementos, possvel estimar a alterao do hidrograma devido ao cenrio futuro de desenvolvimento urbano, previsto nos Planos Diretores de Planejamento Urbano para macrobacias urbanas. Estes mtodos quantitativos so essenciais para estimar as vazes mximas e o volumes para os cenrios atuais e futuros do desenvolvimento urbano e avaliar as medidas de controle. 4.3.2 Medidas de Controle As medidas de controle do escoamento podem ser classificadas, de acordo com sua ao na bacia hidrogrfica, em: distribuda ou na fonte: o tipo de controle que atua sobre o lote, praas e passeios; na microdrenagem: o controle que age sobre o hidrograma resultante de um ou mais loteamentos; na macrodrenagem: o controle sobre os principais riachos urbanos. As medidas de controle podem ser organizadas, de acordo com a sua ao sobre o hidrograma em cada uma das partes das bacias mencionadas acima, em: infiltrao e percolao: normalmente, cria espao para que a gua tenha maior infiltrao e percolao no solo, utilizando o armazenamento e o fluxo subterrneo para retardar o escoamento superficial; armazenamento: atravs de reservatrios, que podem ser de tamanho adequado para3

uso numa residncia (1-3 m ) at terem porte para a macrodrenagem urbana (alguns3

milhares de m ). O efeito do reservatrio urbano o de reter parte do volume do escoamento superficial, reduzindo o seu pico e distribuindo a vazo no tempo; aumento da eficincia do escoamento: atravs de condutos e canais, drenando reas inundadas. Esse tipo de soluo tende a transferir enchentes de uma rea para outra, mas pode ser benfico quando utilizado em conjunto com reservatrios de deteno; diques e estaes de bombeamento: soluo tradicional de controle localizado de enchentes em reas urbanas que no possuam espao para amortecimento da

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inundao. Medidas de controle distribudo As principais medidas de controle localizado no lote, estacionamento, parques e passeios so denominadas, normalmente, de controle na fonte (source control). As principais medidas so as seguintes: o aumento de reas de infiltrao e percolao e o armazenamento temporrio em reservatrios residenciais ou telhados. As principais caractersticas do controle local do escoamento so as seguintes (Urbonas e Stahre, 1993): aumento da eficincia do sistema de drenagem de jusante dos locais controlados; aumento da capacidade de controle de enchentes dos sistemas; dificuldade de controlar, projetar e fazer manuteno de um grande nmero de sistemas; os custo de operao e manuteno podem ser altos. Esse tipo de sistema tem sido adotado em muitos pases atravs de legislao apropriada, ou como um programa global de controle de enchentes, como descrito por Yoshimoto e Suetsugi (1990) para a bacia do rio Tsurumi, onde foram construdos cerca de 5003

reservatrios de reteno de 1,3 m . Instalaes comerciais, industriais e esportivas que impermeabilizam o solo numa proporo significativa devem ser responsabilizadas pela distribuio de volume, evitando que aumente a vazo mxima a jusante; caso contrrio, reduz-se a capacidade dos condutos de transportar a cheia, provocando inundao. Em geral, o agente causador do acrscimo da vazo fica a montante do local de sua conseqncia. Sendo assim, se no houver regulamentao e educao sobre o assunto, os impactos se multiplicar-se-o, como j acontece em grande parte das cidades brasileiras. Infiltrao e percolao: Os sistemas urbanos, como mencionado anteriormente, criam superfcies impermeveis que no existiam na bacia hidrogrfica, gerando impactos de aumento do escoamento, que transportado atravs de condutos e canais. Esses dispositivos hidrulicos apresentam custos diretamente relacionados com a vazo mxima, aumentada pela impermeabilizao. Para reduzir esses custos e minimizar os impactos a jusante, uma das aes a de permitir maior infiltrao da precipitao, criando condies, o mais prximos possvel, s condies naturais. As vantagens e desvantagens dos dispositivos que permitem maior infiltrao e percolao so as seguintes (Urbonas e Stahre, 1993): aumento da recarga; reduo de ocupao em reas com lenol fretico baixo; preservao da vegetao natural; reduo da poluio transportada para os rios; reduo das vazes mximas jusante; reduo do tamanho dos condutos; os solos de algumas reas podem ficar impermeveis com o tempo; falta de manuteno; aumento do nvel do lenol fretico, atingindo construes em subsolo. A infiltrao o processo de transferncia do fluxo da superfcie para o interior do solo. A capacidade de infiltrao depende das caractersticas do solo e do estado de umidade da camada superior do solo, denominada tambm de zona no-saturada. A velocidade do fluxo de gua atravs da camada no-saturada do solo at o lenol fretico (zona saturada) denominado de percolao. A percolao tambm depende do estado de umidade da camada superior do solo e do tipo de solo. Determinados tipos de solos apresentam maiores dificuldades de percolao e pequeno volume de armazenamento, o que inviabiliza seu uso, j que podero: (i) manter nveis de gua altos por muito tempo na superfcie; (ii) ter pouco efeito

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na reduo do volume final do hidrograma. Os principais dispositivos para criar maior infiltrao so discutidos a seguir: Planos de infiltrao: existem vrios tipos, de acordo com a sua disposio local. Em geral, essas reas so gramados laterais, que recebem a precipitao de uma rea permevel, como residncia ou edifcios (figura 4.1). Durante precipitaes intensas, essas reas podem ficar submersas, se a sua capacidade for muito inferior intensidade da precipitao. Caso a drenagem transporte muito material fino, a capacidade de infiltrao pode ser reduzida, necessitando limpeza do plano para manter sua capacidade de funcionamento. Valos de infiltrao: esses so dispositivos de drenagem lateral, muitas vezes utilizados paralelos s ruas, estradas, estacionamentos e conjuntos habitacionais, entre outros (Figura 4.2). Esses valos concentram o fluxo das reas adjacentes e criam condies para uma infiltrao ao longo do seu comprimento. Aps uma precipitao intensa, o nvel sobe e, como a infiltrao mais lenta, mantm-se com gua durante algum tempo. Portanto, o seu volume deve ser o suficiente para no ocorrer alagamento. Esse dispositivo funciona, na realidade, como um reservatrio de deteno, medida que a drenagem que escoa para o valo superior capacidade de infiltrao. Nos perodos com pouca precipitao ou de estiagem, ele mantido seco. Esse dispositivo permite, tambm, a reduo da quantidade de poluio transportada a jusante. Bacias de percolao: dispositivos de percolao dentro de lotes permitem, tambm, aumentar a recarga e reduzir o escoamento superficial. O armazenamento realizado na camada superior do solo e depende da porosidade e da percolao. Portanto, o lenol fretico deve ser baixo, criando espao para armazenamento. Para reas de lenol fretico alto, esse tipo de dispositivo no recomendado. As bacias so construdas para recolher a gua do telhado e criar condies de escoamento atravs do solo. Essas bacias so construdas removendo-se o solo e preenchendo-o com cascalho, que cria o espao para o armazenamento (figura 4.3). De acordo com o solo, necessrio criar-se maiores condies de drenagem. Para o solo argiloso com menor percolao, necessrio drenar o dispositivo de sada. A principal dificuldade encontrada com o uso desse tipo de dispositivo o entupimento dos espaos entre os elementos pelo material fino transportado, portanto recomendvel o uso de um filtro de material geotextil. De qualquer forma, necessrio a sua limpeza aps algum tempo (Urbonas e Stahre, 1993).

Figura 4.1 Planos de infiltrao com valo de infiltrao Dispositivos hidrulicos permeveis: existem diferentes tipos de dispositivos que drenam o escoamento e podem ser construdos de forma a permitir a infiltrao. Alguns desses dispositivos so: entradas permeveis na rede de drenagem. Na figura 4.4a, observa-se um filtro,

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na parte superior da caixa, para evitar entupimento; trincheiras ou valas permeveis que, no fundo, so um caso especial de bacia de percolao e consistem de uma caixa com cascalho e filtro por onde passa um conduto poroso ou perfurado (figura 4.4b); meio fio permevel: esse dispositivo utilizado fora do lote ou dentro de condomnios, indstrias ou reas comerciais (figura 4.4c).

Figura 4.2 - Valos de infiltrao (Urbonas e Stahre, 1993)

Figura 4.3 Exemplo de bacia de percolao (Holmstrand, 1984) Pavimentos permeveis: o pavimento permevel pode ser utilizado em passeios, estacionamentos, quadras esportivas e ruas de pouco trfego. Em ruas de grande trfego, esse pavimento pode ser deformado e entupido, tornando-se impermevel. Esse tipo de pavimento pode ser de concreto ou de asfalto e construdo da mesma forma que os pavimentos tradicionais, com a diferena que o material fino retirado da mistura. Alm dessas superfcies tradicionais, existem os pavimentos construdos com mdulos de blocos de concretos vazados. Quando esses pavimentos so construdos para reter parte da drenagem, necessrio que sua base esteja, pelo menos, 1,2 m acima do lenol fretico do perodo chuvoso. A base drenada com canos perfurados espaados de 3 a 8 m. O sistema de drenagem deve prever o esgotamento do volume existente na camada do solo num perodo de 6 a 12 horas (Urbonas e Stahre, 1993). As vantagens desse tipo de controle podem ser as seguintes: reduo do escoamento superficial previsto com relao a superfcie impermevel; reduo dos condutos da drenagem pluvial; reduo de custos do sistema de drenagem pluvial e da lmina de gua de estacionamentos e passeios. As desvantagens so: a manuteno do sistema para evitar que fique colmatado com o tempo; maior custo direto de construo (sem considerar o benefcio de reduo dos condutos); contaminao dos aqferos.

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a - entradas permeveis da drenagem

b - trincheiras ou valas permeveis

c - meio fio permevel Figura 4.4 Dispositivos hidrulicos permeveis (Fujita, 1984) Armazenamento: O armazenamento pode ser efetuado em telhados, em pequenos reservatrios residenciais, em estacionamentos em reas esportivas, entre outros. Telhados: o armazenamento em telhados apresenta algumas dificuldades, que so a manuteno e o reforo das estruturas. Devido as caractersticas de clima brasileiro e ao tipo de material usualmente utilizado nas coberturas, esse tipo de controle dificilmente seria aplicvel nossa realidade. Lotes urbanos: o armazenamento no lote pode ser utilizado para amortecer o escoamento, em conjunto com outros usos, como abastecimento de gua, irrigao de grama e lavagem de superfcies ou de automveis. Na figura 4.5, apresentado um reservatrio desse

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tipo. Em regies com pequena capacidade de distribuio de gua, a precipitao nos telhados escoada diretamente para um poo subterrneo e, depois, clorada para uso domstico. A gua coletada em telhados de centros esportivos pode ser coletada diretamente 2 para uso de limpeza. Considerando-se uma superfcie de 120 m , com uma precipitao anual 3 de 1500 mm, possvel obter-se 360 m por ano, que, distribudos, representam cerca de 15 3 m por ms, o suficiente para abastecer uma residncia. Evidentemente que, medida em que o reservatrio mantido com gua, reduz-se sua capacidade de amortecimento.

Figura 4.5 Reservatrio com usos variados (Fujita, 1993) Tucci (1997) utilizou como critrio o seguinte: (i) Lotes de tamanho usualmente utilizados nas cidades brasileiras: 300, 400, 500 e 600 m2. Para esses lotes foram adotadas frentes de 10, 12, 15 e 16 m, respectivamente. A distncia adotada a diagonal do lote retangular. O desnvel no lote foi adotado de 1%. Nesse caso, para declividades maiores existe a tendncia do volume diminuir, portanto, os valores obtidos so conservadores; (ii) O coeficiente de escoamento (Wilken, 1978) para condies naturais adotado foi de 0,1 (matas, parques e campos de esporte) e para desenvolvimento do lote 0,5 (Edificaes com poucas superfcies livres); (iii) tempo de retorno de 2. Com base nesses elementos estimou qual deveria ser o volume necessrio para amortecer a urbanizao total do lote. Como esses resultados dependem da curva de Intensidade-durao e freqncia de cada local, na tabela 4.2 so apresentados os valores para diferentes cidades brasileiras com base nos valores da IDF publicado por Pfastetter (1957). 2 Para o lote padro mnimo das cidades brasileiras, que 300 m , observa-se que 3 necessrio, em mdia 1,54 m de volume de deteno para um tempo de retorno de 2 anos, variando, para 67% dos casos entre 1,31 e 1,87 m3. A vazo especfica para esse tamanho de lote de 5,15 l/m2, podendo chegar a 6,66 2 l/m para lotes de 600 m2. O aumento do volume por unidade de rea para lotes maiores devido a diferena de tempo de concentrao dos dois cenrios. Medidas de Controle no Loteamento A medida de controle de escoamento na microdrenagem tradicionalmente utilizada consiste em drenar a rea desenvolvida atravs de condutos pluviais at um coletor principal ou riacho urbano. Esse tipo de soluo acaba transferindo para jusante o aumento do escoamento superficial com maior velocidade, j que o tempo de deslocamento do escoamento menor que nas condies preexistentes. Dessa forma, acaba provocando inundaes nos troncos principais ou na macrodrenagem. Como foi apresentado anteriormente, a impermeabilizao e a canalizao produzem aumento na vazo mxima e no escoamento superficial. Para que esse acrscimo de vazo mxima no seja transferido a jusante, utiliza-se o amortecimento do volume gerado, atravs de dispositivos como: tanques, lagos e pequenos reservatrios abertos ou enterrados, entre

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outros. Essas medidas so denominadas de controle a jusante (downstream control). Tabela 4.2 - Volume de deteno em m3 em funo do tamanho do lote para algumas cidades brasileiras, Tempo de retorno de 2 anos 2 Cidades rea Lote m do 300 400 500 600 Florianpo 1,14 1,74 2,26 3,08 lis Aracaju 1,42 2,12 2,73 3,64 Belm 1,79 2,67 3,44 4,58 B. 1,66 2,47 3,18 4,22 Horizonte Caxias Sul 1,36 2,03 2,62 3,48 Cuiab 1,86 2,77 3,57 4,74 Curitiba 1,63 2,42 3,12 4,14 Fortaleza 2,18 3,25 4,19 5,56 Goinia 1,86 2,77 3,57 4,74 R. Janeiro 1,2 1,84 2,39 3,26 J. Pessoa 1,19 1,81 2,34 3,16 Macei 1,04 1,58 2,05 2,78 Manaus 2,01 2,98 3,84 5,09 Natal 1,3 1,94 2,5 3,33 Niteri 1,67 2,49 3,21 4,27 P. Alegre 1,3 1,94 2,5 3,33 P. Velho 2,07 3,09 3,98 5,28 R. Branco 1,74 2,6 3,36 4,47 Salvador 1,15 1,75 2,27 3,09 So Luiz 1,43 2,18 2,82 3,83 S. Carlos 1,66 2,49 3,21 4,29 Uruguaian 1,32 2,01 2,6 3,54 a Mdia 1,54 2,32 2,99 4,00 Desv. Padro 0,33 0,48 0,61 0,79 Cv 0,21 0,21 0,21 0,20 q (l/m2) 5,15 5,79 5,98 6,66 O objetivo das bacias ou reservatrios de deteno minimizar o impacto hidrolgico da reduo da capacidade de armazenamento natural da bacia hidrogrfica. Esse controle tem as seguintes vantagens e desvantagens (Urbonas e Stahre, 1993): custos reduzidos, se comparados a um grande nmero de controles distribudos; custo menor de operao e manuteno; facilidade de administrar a construo; dificuldade de achar locais adequados; custo de aquisio da rea; reservatrios maiores tm oposio por parte da populao. Esse controle tem sido utilizado quando existem restries por parte da administrao municipal ao aumento da vazo mxima devido ao desenvolvimento urbano, e assim, j foi implantado em muitas cidades de diferentes pases. O critrio normalmente utilizado que a vazo mxima da rea, com o desenvolvimento urbano, deve ser menor ou igual vazo mxima das condies preexistentes para um tempo de retorno escolhido. Caractersticas e funes dos reservatrios

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Os reservatrios de deteno so utilizados de acordo com o objetivo do controle desejado. Esse dispositivo pode ser utilizado para: Controle da vazo mxima: Este o caso tpico de controle dos efeitos de inundao sobre reas urbanas. O reservatrio utilizado para amortecer o pico a jusante, reduzindo a seo hidrulica dos condutos e mantendo as condies de vazo preexistentes na rea desenvolvida. Controle do volume: normalmente, esse tipo de controle utilizado quando o escoamento cloacal e pluvial so transportados por condutos combinados ou quando recebe a gua de uma rea sujeita a contaminao. Como a capacidade de uma estao de tratamento limitada, necessrio armazenar o volume para que possa ser tratado. O reservatrio tambm utilizado para a deposio de sedimentos e depurao da qualidade da gua, mantendo seu volume por mais tempo dentro do reservatrio. O tempo de deteno, que a diferena entre o centro de gravidade do hidrograma de entrada e o de sada, um dos indicadores utilizados para avaliar a capacidade de depurao do reservatrio. Controle de material slido: quando a quantidade de sedimentos produzida significativa, esse tipo de dispositivo pode reter parte dos sedimentos para que sejam retirados do sistema de drenagem. Esses reservatrios podem ser dimensionados para manterem uma lmina permanente de gua (reteno), ou secarem aps o seu uso, durante uma chuva intensa para serem utilizados em outras finalidades (deteno) (figura 4.6a ) A vantagem da manuteno da lmina de gua e do conseqente volume morto que no haver crescimento de vegetao indesejvel no fundo, sendo o reservatrio mais eficiente para controle da qualidade da gua. O seu uso integrado, junto a parques, pode permitir um bom ambiente recreacional. A vantagem de utilizao desse dispositivo seco que pode ser utilizado para outras finalidades. Uma prtica comum consiste em dimensionar uma rea com lmina de gua para escoar uma cheia freqente, como a de dois anos, e planejar a rea de extravasamento com paisagismo e campos de esporte para as cheias acima da cota referente ao risco mencionado. Quando a mesma ocorrer, ser necessrio realizar apenas a limpeza da rea atingida, sem maiores danos a montante ou a jusante. Na figura 4.6, so apresentados, de forma esquemtica, o reservatrio mantido seco e o com lmina de gua. Os reservatrios ou bacias de deteno mantidas secas so os mais utilizados nos Estados Unidos, Canad e Austrlia. So projetados, principalmente, para controle da vazo, com esvaziamento de at seis horas e com pouco efeito sobre a remoo de poluentes. Aumentando-se a deteno para 24 a 60 h, poder haver melhora na remoo de poluentes (Urbonas e Roesner, 1994). Esse tipo de dispositivo retm uma parte importante do material slido. Os reservatrios de deteno com lmina de gua permanente so mais eficientes no controle de poluentes. Nos reservatrios que se mantm secos, mas que esto ligados diretamente drenagem, existe uma seo menor para o escoamento durante as estiagens. Nesse caso, conveniente que o fundo dessa drenagem seja de concreto para facilitar a limpeza. Esse tipo reservatrio pode ter um fundo natural, escavado ou de concreto. Os reservatrios em concreto so mais caros, mas permitem paredes verticais, com aumento de volume. Isso til onde o espao tem um custo alto. ASCE (1985) menciona que as instalaes de deteno desse tipo que tiveram maior sucesso foram as que se integraram a outros usos, como a recreao, j que a comunidade, no seu cotidiano, usar esse espao de recreao. Portanto, desejvel que o projeto desse sistema esteja integrado ao planejamento do uso da rea. Localizao Como foi mencionado acima, os reservatrios podem ser abertos ou enterrados, de acordo com as condies para sua localizao. Em locais onde o espao seja reduzido ou que seja necessrio manter-se uma superfcie superior integrada com outros usos, pode-se utilizar reservatrios subterrneos; no entanto, o custo desse tipo de soluo superior ao dos

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reservatrios abertos. Quando a drenagem utiliza a folga de volume do sistema para amortecimento, ele chamado de on-line. No caso em que o escoamento transferido para a rea de amortecimento, aps atingir uma certa vazo, o sistema denominado off-line. A localizao depende dos seguintes fatores:

a - reservatrio de deteno

b - reservatrio de reteno Figura 7.12 - Reservatrios para controle de material slido (Maidment, 1993) em reas muito urbanizadas, a localizao depende da disponibilidade de espao e da capacidade de interferir no amortecimento. Se existe espao somente a montante, que drena pouco volume, o efeito ser reduzido; em reas a serem desenvolvidas, deve-se procurar localizar o reservatrio nas partes de pouco valor, aproveitando as depresses naturais ou parques existentes. Um bom indicador de localizao so as reas naturais que formam pequenos lagos antes do seu desenvolvimento. Medidas de controle na macrodrenagem O controle de vazes na macrodrenagem urbana pode ser realizado por medidas estruturais ou no-estruturais (item anterior). As principais medidas estruturais so: canalizao, reservatrio de amortecimento e diques em combinao com polders. As medidas no-estruturais envolvem o zoneamento de reas de inundaes, atravs da regulamentao do uso do solo com risco de inundao, ocupao com reas de lazer, seguros contra inundaes e previso em tempo atual, entre

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outras. Planejamento no controle da macrodrenagem O controle do impacto do aumento do escoamento devido urbanizao, na macrodrenagem, tem sido realizado, na realidade brasileira, atravs da canalizao. O canal dimensionado para escoar uma vazo de projeto para tempos de retorno que variam de 25 a 100 anos. Considere a bacia da figura 4.7. No primeiro estgio a bacia no est totalmente urbanizada, e as inundaes ocorrrem no trecho urbanizado, onde algumas reas no esto ocupadas, porque inundam com freqncia.

Figura 4.7 A ocupao da bacia hidrogrfica e suas conseqncias Com a canalizao desse trecho, as inundaes deixam de ocorrer. Nas reas que, antes, eram o leito maior do rio e sofriam freqentes inundaes, existiam favelas, ou eram desocupadas. Essas reas tornam-se valorizadas, pela suposta segurana do controle de enchentes. O loteamento dessas reas leva a uma ocupao nobre de alto investimento. Com o desenvolvimento da bacia de montante e o respectivo aumento da vazo mxima, que no controlada pelo poder pblico, voltam a ocorrer inundaes no antigo leito maior. Nessa etapa, no existe mais espao para ampliar lateralmente o canal, sendo necessrio aprofund-lo, aumentando os custos em escala quase exponencial, j que necessrio estruturar as paredes do canal. Esses custos podem chegar a valores de US $ 50 milhes/km. Esse processo, encontrado em muitas cidades brasileiras, pode ser evitado atravs do uso combinado das medidas mencionadas dentro do planejamento urbano, utilizando-se os princpios de controles mencionado no incio deste captulo. Para o planejamento de controle da bacia, quando a mesma ainda est no primeiro estgio, pode-se utilizar o seguinte (figura 4.8):

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regulamentao do uso do solo e ocupao, pelo poder pblico, das reas naturalmente inundveis; combinar essas reas, para atuarem como bacias de deteno urbanas; regulamentar a microdrenagem para no ampliar a enchente natural, tratando cada distrito ou sub-bacia de acordo com sua capacidade e transferncia a jusante. Nesse caso, estudada cada sub-bacia e definido o risco de inundao que cada empreendedor deve manter nas condies naturais; utilizar parques e as reas mencionadas acima para amortecer e preservar os hidrogramas entre diferentes sub-bacias ; prever subsdios de impostos para as reas de inundaes e a troca de solo criado por compra de reas de inundaes; nenhuma rea desapropriada pelo poder pblico pode ficar sem implantao de infraestrutura pblica, parque ou rea esportiva; caso contrrio, ser invadida.

Figura 4.8 Planejamento de controle de bacia no primeiro estgio de urbanizao Wisner e Cheung (1982) apresentaram, conforme tabela 4.3, uma comparao entre outras alternativas e o uso de parques para amortecimento. Na figura 4.9, so apresentados o parque e os fluxos numa rea urbana. Quando a bacia encontra-se num estgio avanado de desenvolvimento, a tendncia que as medidas estruturais predominem, com custos altos. No entanto, pode-se minimizar esses custos atravs do aumento da capacidade de amortecimento na bacia urbana, buscando recuperar, o mximo possvel, o amortecimento natural pela explorao de todas as reas possveis. Yoshimoto e Suetsugi (1990) descreveram as medidas tomadas para reduzir a freqncia de inundaes no rio Tsurumi, dentro da rea da cidade de Tquio. A bacia foi subdividida em trs: reteno, retardo e reas inferiores, e definida a vazo de controle. Na 3 rea de reteno, foram obtidos 2,2 milhes de m para amortecimento atravs de ao municipal, alm de outras medidas de retardo. Essas aes reduziram os prejuzos para enchentes recentes. 4.4 Plano Diretor de Drenagem Urbana Esses princpios so normalmente aplicados nos pases desenvolvidos. No entanto, a realidade brasileira apresenta caractersticas que dificultam a implementao de alguns desses princpios. Os principais problemas identificados so os seguintes:

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1. Nas reas de periferia das grandes cidades, onde o lote tem menor valor agregado, existe uma pondervel implementao de loteamentos clandestinos nas reas privadas (sem aprovao legal na prefeitura);

a - parque

b - o parque e a rede de drenagem Figura 4.9 Parque de armazenamento (Wisner e Cheung, 1982)

2. Invaso em reas pblicas (reas verdes) reservadas pelo Plano Diretor ou de propriedade pblica. Devido ao carter social da populao envolvida, a consolidao se d pela implementada de gua e luz nas habitaes; 3. As reas ribeirinhas de risco de enchentes tem sido ocupada principalmente pela populao de baixa renda, tendo como conseqncia freqentes impactos devido s enchentes;

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Como mencionado, as invases dificultam a regulamentao das reas de periferia, onde o Plano Diretor pouco obedecido, no entanto no restante da cidade o processo de densificao (construo de moradias, comrcio e industria) tende a acompanhar a regulamentao, o que permite um controle sobre reas em que os loteamentos foram implantados. Tabela 4.3 Comparao entre armazenamento em parques e outras alternativas de armazenamento (Wisner e Cheung, 1982) Tipo ArmazenaDete Dete Armaz mento de no com no seca ena-mento vale gua em parque Armazen Contn cont freq raro amento uo nuo ente Esttica sem muit muit menos importncia o o importante importante importante Manuten Peque alta mod muito o na erada pequena Peque mod pequ muito Probabili erada ena pequena dade de na acidente Custo Alto mod mod pequen erado erado o Custo da Nenhu alto alto nenhu terra m m Custo do Peque alto mdi mdio paisagismo no o muito muit Planejam pouco muit importante o ento importante o importante importante Bases para o Plano Diretor de Drenagem Um Plano Diretor de Drenagem Urbana deve buscar: (i) planejar a distribuio da gua no tempo e no espao, com base na tendncia de ocupao urbana compatibilizando esse desenvolvimento e a infra-estrutura para evitar prejuzos econmicos e ambientais; (ii) controlar a ocupao de reas de risco de inundao atravs de restries na reas de alto risco e; (ii) convivncia com as enchentes nas reas de baixo risco. Os condicionamentos urbanos so resultados de vrios fatores que no sero discutidos aqui, pois parte-se do princpio que os mesmos foram definidos dentro mbito do Plano Diretor Urbano. No entanto, devido a interferncia que a ocupao do solo tem sobre a drenagem existem elementos do Plano de Drenagem que so introduzidas no Plano Diretor Urbano ou na legislao de ocupao do solo. Portanto, o Plano de Drenagem urbana (PDU) deve ser um componente do Plano Diretor de Planejamento Urbano de uma cidade. Os controles de enchentes so desenvolvidos por sub-bacias e regulamentados a nvel de distrito. A filosofia de controle de enchentes o de: (i) para a macrodrenagem urbana: reservar espao urbano para parques laterais ou lineares nos rios que formam a macrodrenagem para amortecimento das enchentes e reteno dos sedimentos e lixo; (ii) para as reas ribeirinhas: zoneamento de reas de inundao, definindo-se zonas de alto e baixo risco de ocupao, e critrios de construo no cdigo de obras da cidade. No primeiro caso necessrio o seguinte: elaborar a nvel de anteprojeto o controle do escoamento na macrodrenagem das subbacias, priorizando medidas de reteno e/ou medidas no-estruturais; identificar os limites necessrios ao desenvolvimento urbano para as reas sem ocupao definida e caso necessrio, alteraes na densificao para as reas

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aprovadas e no densificadas; Elaborao da regulamentao necessria para impor as condies identificadas.

O anteprojeto envolve o seguinte: (1) capacidade mxima do escoamento de cada trecho da macrodrenagem; (2) anteprojeto das medidas de controles prevista para os diferentes estgios de desenvolvimento; (3) no caso da existncia de parques deve-se incluir as zonas de uso de parque e rea de amortecimento com o dispositivo de controle e programa de manuteno No caso de reas ribeirinhas Tucci (1993) apresentou os elementos bsicos a serem definidos no controle atravs de zoneamento de reas de inundao. Avaliao da capacidade da drenagem atual Abrangncia: A regulamentao se refere as bacias com potencial de desenvolvimento urbano e constantes do Plano de Desenvolvimento Urbano da cidade. Mdulo de regulamentao: O mdulo de regulamentao definido aqui o distrito. O distrito deve considerar a administrao municipal e as condies de escoamento. Cada subbacia pode ter vrios distritos, delimitados pela administrao de municpios que envolvam uma mesma bacia. Condies de desenvolvimento: Em cada sub-bacia existem as seguintes condies: (i) situao atual; (ii) loteamentos e densificaes aprovadas; (iii) reas sem ocupao definida ou sem aprovao para ocupao. Nessa fase deve-se procurar identificar as reas que podero ser utilizadas para parques ou reas