Saneamento Urbano I – TH052

Universidade Federal do Paraná Arquitetura e Urbanismo

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Aula 03 –Ciclo hidrológico, usos do solo e da água

Profª Heloise G. Knapik

Surgimento das cidades

Conflitos de uso

Crescimento desordenado

Problemas de infraestrutura

Cidades insustentáveis

Planejamento

Aspectos da Área da Bacia Hidrográfica

Geológicos

Geomorfológicos

Climatológicos

Pedológicos

Hidrografia

Fauna e Flora

Aspectos da Área da Bacia Hidrográfica

Critérios para ocupação de

áreas

BACIAS HIDROGRÁFICAS COMO UNIDADE DE PLANEJAMENTO

CICLO HIDROLÓGICO E PLANEJAMENTO URBANO

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CICLO HIDROLÓGICO

CICLO HIDROLÓGICO

Ciclo Global: Evaporação = Precipitação

• Ciclo fechado

• Recirculação de toda a água

Ciclo Regional: Fluxo = Evaporação - Precipitação

• Ciclo aberto

• Parte da água retorna, fechando parte do ciclo

• Parte da água é retirada pela atmosfera

• Parte da água é trazida de fora pela atmosfera

• Equacionamento: Balanço hídrico (entradas e saídas de um sistema)

BACIA HIDROGRÁFICA: VOLUME DE CONTROLE

Área de drenagem

Área da bacia X lâmina precipitada em um

certo tempo = volume de água recebido ao

longo desse intervalo de tempo

Balanço entre as entradas e saídas de água em uma bacia hidrográfica

BALANÇO HÍDRICO EM UMA BACIA

P EVT

Q

𝑷 − 𝑬𝑽𝑻 = 𝑸

P é a precipitação (mm/ano), Q é o escoamento (mm/ano), e EVT é a evapotranspiração (mm/ano)

1 mm de chuva = 1L em 1 m²

Principal entrada = Precipitação Saídas: Evapotranspiração e Escoamento

VARIABILIDADE SAZONAL DA CHUVA MÉDIA MENSAL EM DIVERSAS REGIÕES DO BRASIL

O CICLO HIDROLÓGICO: SISTEMA DE MEDIÇÕES

Evaporação

O CICLO HIDROLÓGICO: SISTEMA DE MEDIÇÕES

Infiltração

O CICLO HIDROLÓGICO: SISTEMA DE MEDIÇÕES

Escoamento/ Evapotranspiração

O CICLO HIDROLÓGICO: SISTEMA DE MEDIÇÕES

Precipitação

O CICLO HIDROLÓGICO: SISTEMA DE MEDIÇÕES

Medição de vazão com sistema de ADCP

O CICLO HIDROLÓGICO: SISTEMA DE MEDIÇÕES

Medição de vazão com sistema de molinete

O CICLO HIDROLÓGICO: SISTEMA DE MEDIÇÕES

Medição de vazão com réguas linimétricas/curva de nível

Como é a resposta de uma bacia hidrográfica a um evento de chuva?

RESPOSTA DE UMA BACIA HIDROGRÁFICA A UM EVENTO DE CHUVA DE CURTA DURAÇÃO

HIDROGRAMA DE UM RIO COMO RESPOSTA A UM EVENTO DE CHUVA

Quais fatores influenciam a quantidade, velocidade e a qualidade da água que circula em

uma bacia hidrográfica?

Cobertura vegetal e impermeabilização

Fatores que influenciam a quantidade e a velocidade de circulação da água:

Impermeabilização

Evaporação Escoamento superficial

Infiltração Recarga aquíferos

Erosão da galeria de drenagem no rio Belém, Curitiba

Topografia

Fatores que influenciam a quantidade e a velocidade de circulação da água:

Declive

Escoamento superficial

Infiltração Recarga aquíferos

Erosão e deslizamento em área de loteamento

Tipo de solo e geologia

Fatores que influenciam a quantidade e a velocidade de circulação da água:

Granulometria

Escoamento superficial Infiltração Recarga aquíferos

Vossorocas na cidade de Buriticupu, MA

Uso do solo

Fatores que influenciam a qualidade da água:

Aumento do transporte de sedimentos e poluição pontual e difusa

E se houver um desequilíbrio nesse ciclo em termos globais, que consequências teremos em

termos de planejamento urbano?

Falta de água, Brasil

CICLO HIDROLÓGICO E PLANEJAMENTO URBANO:

SECA NA CALIFÓRNIA, EUA

CONTROLE DE EVAPORAÇÃO EM RESERVATÓRIOS - CALIFÓRNIA

CONTROLE DE EVAPORAÇÃO EM RESERVATÓRIOS - CALIFÓRNIA

• Medida para prevenção da evaporação e proteção da qualidade da água

• Estimativa de água economizada que seria evaporada em um ano:

• 1 milhão de m³ (capacidade para abastecer 8,1 mil habitantes

durante 1 ano) – redução de 85 a 90% da evaporação

• Investimento: > 32 milhões

• Duração: 10 anos

• Área coberta: 0,71 km² (Iraí = 14 km², Itaipu = 1350 km²)

• Quantidade: 91 milhões de bolas plásticas (custo de $ 0,36 cada)

• Economia de $ 250 milhões em outras obras emergenciais

É possível ter uma gestão eficiente no uso do solo e da água?

GESTÃO EFICIENTE NO USO DE SOLO E ABASTECIMENTO DE ÁGUA

O exemplo de Nova York

Estratégia de gerenciamento – NY

O sistema hoje em números:

Abastece 9 milhões de pessoas

1.2 bilhões de galões por dia (= 4,5 milhões m³/dia)

600.000 residências e 200.000 prédios comerciais

Sistema de aquedutos para captar água em regiões mais distantes ao norte da cidade de NY (região de montanhas chamada Catskill)

Água captada de uma região rural

Estratégia de gerenciamento – NY

Origem em 1830:

Pressão econômica e de “industrialização da agricultura”

Problemas dessa produção intensiva:

Estratégia de gerenciamento – NY

Em 1980 ...

aumento de lançamento de nutrientes

aceleração de processos erosivos contaminação por organismos

patogênicos (efluentes)

Estratégia de gerenciamento - NY

Passos errados:

Solução:

Tentar controlar de “cima para baixo” através de regulamentações punitivas

Investir algo em torno de $4 bilhões na construção de estações de tratamento avançadas, com um gasto anual de tratamento na ordem de $ 200 milhões.

E se, com proteção dos mananciais, tivéssemos uma

água que não necessitasse de

tratamento?

Como?

Custos?

Viabilidade a longo prazo?

Estratégia de gerenciamento – NY

E se ...

Estratégia de gerenciamento – NY

Em 1990 ...

Albert Appleton, diretor no Departamento de Águas de NY, propôs uma forma diferente de abordar o problema...

“Em vez de pagar uma empresa para despoluir a água, a cidade poderia pagar para proteger a

área de manancial e manter a água limpa.”

Estratégia de gerenciamento - NY

Integração entre os gestores da cidade de NY e

a comunidade agrícola

Pagamento por serviços ambientais

Estratégia de gerenciamento – NY

Condições impostas pelos agricultores:

A cidade de NY paga

tudo

A comunidade

rural administra os recursos

A adesão é voluntária

Estratégia de gerenciamento – NY

Soluções de manejo individuais para cada fazenda

Compra pelo governo de terrenos em situações de risco

Meta: 85% dos agricultores no programa em 5 anos

Resultado: 93% de adesão nos primeiros 5 anos

Controle dos efluentes Controle de áreas de

pastagem para evitar erosão

Construção de pontes para evitar o assoreamento e

transporte de sedimentos Manejo agrosilvopastoril

Estratégia de gerenciamento – NY

Resultados:

Redução de 75 a 80% da poluição gerada nas

fazendas

Gasto do projeto ao longo dos anos: $ 550

milhões – uma economia de bilhões de dólares em ETAs

Estratégia de Gerenciamento em NY

Redução do consumo de água

(mobilização da sociedade – troca

de utensílios)

Parceria entre governo e

agricultores – melhoria da

qualidade da água no entorno da cidade

Pagamento por serviços

ambientais (aos agricultores pela

proteção da águas)

Compra de terras no entorno dos reservatórios

Será que esse modelo funcionaria no Brasil???

TAREFA PARA PRÓXIMA AULA!

Acessar o site do Atlas Brasil da Ana (Agência Nacional de Águas): atlas.ana.gov.br Buscar informações sobre Curitiba, RMC e cidades da região litorânea do Estado do Paraná: - Dados de população - Situação de oferta & demanda de água - Em grupo de 4 alunos - Trazer a informação resumida em uma folha A4 - Escolher duas cidades com situações distintas