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

Planejamento e Gestão de Recursos Hídricos - PGR

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

Mestrandos: Eduardo Mendes e Paulo Roberto Rodrigues

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

Hídricos

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

Autores e Artigos

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

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

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

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

ópticos para detectores e moduladores.

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

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


Objetivos da Aula

•Cheias • Ribeirinhas • Urbanas

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


Inundações ribeirinhas

• Cheias ribeirinhas fazem parte do ciclo hidrológico

• Ocorrem em eventos de chuva intensos e de longa duração

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



Exemplos


Exemplos


Exemplos


Cheia do rio Madeira 2014

As casas de 10 mil pessoas foram atingidas!


Rios com problemas de inundações no Sul

De acordo com ANA


Particularidades da bacia do Cachoeira

Geografia “convida” a ocupar o fundo do vale


Prevenção

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

Obras estruturais• Ampliação dos

canais• Retificação• Diques• Barragens de

contenção de cheias

Convivência– Construções

adaptadas– Previsão e alerta

de cheias


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

•A influencia da Mata ciliar na qualidade da Água.

•Paisagem e recreação

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


Risco de Inundação Área de Estudo:

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

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

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

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


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


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


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


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


Métodos e dados para previsão de cheias

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

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

• Modelos físicos ou empíricos

• Cota ou vazão


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

• Pode dar bons resultados

• Porém, tempo de antecedência limitado


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

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


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

Alarm

Alarm


4. Pavimento Drenante ou Permeável

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

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

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


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

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

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

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


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



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


Resultados

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

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

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


PDDU – PLANO DIRETOR DE DRENAGEM URBANA

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



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




7. Conclusão

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

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

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

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

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


7. Considerações

Não existe certeza na previsão de grandes eventos de chuva.

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