14 - Diagnóstico Do Sistema de Drenagem Tomo I

GOVERNO DO DISTRITO FEDERAL – GDF SECRETARIA DE ESTADO DE OBRAS

PROGRAMA DE SANEAMENTO BÁSICO NO DISTRITO FEDERAL

ACORDO DE EMPRÉSTIMO Nº 1288/OC-BR – BID

PLANO DIRETOR DE DRENAGEM URBANA DO DISTRITO FEDERAL

Volume 8 Relatório de Produto 4

Diagnóstico do sistema de drenagem TOMO 1

Fevereiro / 2009

Ficha Catalográfica

Distrito Federal, Secretaria de Estado de Obras, Plano Diretor de Drenagem Urbana do Distrito Federal – 2009.

Brasília: Concremat Engenharia, 2009

V.8, T.01/07 Conteúdo: 12 V

Relatório de Produto 4 – Revisão dos Estudos Hidrológicos; Definição da Base de Dados Hidrológicos; Modelagem da Rede de Macrodrenagem; Avaliação do Funcionamento da

Rede de Macrodrenagem; Simulações de Funcionamento da Rede Segundo Cenários Preestabelecidos

1. Planejamento. 2. Plano Diretor de Drenagem Urbana. 3. Distrito Federal.

I. Concremat Engenharia, II Secretaria de Estado de Obras. III. NOVACAP

CDU 556:711.4

I

SUMÁRIO

TOMO 1

APRESENTAÇÃO ............................................................................................................... VI

LISTA DE FIGURAS ........................................................................................................... VII

LISTA DE TABELAS ......................................................................................................... XXIII

LISTA DE QUADROS ....................................................................................................... XXIII

LISTA DE ANEXOS .......................................................................................................... XXV

LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS ................................................................................ XXVI

1 ASPECTOS GERAIS ....................................................................................................... 1

1.1 Principais Características do Contrato ............................................................................ 3

1.2 Identificação da Área de Abrangência do Trabalho ......................................................... 3

1.3 Resumo deste relatório ................................................................................................. 4

2 REVISÃO DOS ESTUDOS HIDROLÓGICOS ...................................................................... 5

2.1 Introdução .................................................................................................................... 5

2.2 Estudos existentes sobre drenagem urbana.................................................................... 6

2.3 Análise das relações IDF existentes ................................................................................ 7

2.4 Levantamento histórico de ocorrências de inundações ................................................. 12

2.5 Relação entre inundações e doenças ............................................................................ 12 2.5.1 Registros de doenças de notificação obrigatória ....................................................................... 15 2.5.2 Doenças de veiculação hídrica ................................................................................................... 18 2.5.3 Relação entre doenças de notificação obrigatória e enchentes no DF ...................................... 19

3 DEFINIÇÃO DA BASE DE DADOS HIDROLÓGICOS ........................................................ 22

3.1 Introdução .................................................................................................................. 22

3.2 Análise das séries de precipitação disponíveis. ............................................................. 22

3.3 Determinação da curva IDF do Distrito Federal para projetos de drenagem urbana ....... 28

3.4 Discretização das bacias hidrográficas para a modelagem hidrológica-hidráulica ........... 38

3.5 Parâmetros da modelagem hidrológica ........................................................................ 39 3.5.1 Cenários de simulação ............................................................................................................... 40 3.5.2 Tempo de concentração ............................................................................................................ 50 3.5.3 Estimativa do parâmetro CN do método da Curva Número do SCS .......................................... 51 3.5.4 Hietogramas de projeto ............................................................................................................. 58

4 MODELAGEM DA REDE DE MACRODRENAGEM ......................................................... 63

4.1 Modelagem hidrológica ............................................................................................... 63

4.2 Modelagem hidráulica ................................................................................................. 66 4.2.1 Storm Water Management Model (SWMM) ............................................................................. 67 4.2.2 Representação topológica dos sistemas de macrodrenagem ................................................... 68

II

4.3 Resultados da modelagem hidrológica -hidráulica ........................................................ 68

5 SIMULAÇÕES DO FUNCIONAMENTO DA REDE SEGUNDO CENÁRIOS PREESTABELECIDOS ................................................................................................................................. 70

5.1 Introdução .................................................................................................................. 70

5.2 Definição do cenário futuro de ocupação do solo ......................................................... 70

TOMO 2

6 BACIA ELEMENTAR LAGO DESCOBERTO ..................................................................... 74

6.1 Brazlândia ................................................................................................................... 74 6.1.1 Resultados da simulação hidráulica no cenário de diagnóstico de Brazlândia .......................... 81 6.1.2 Análise dos resultados de diagnóstico de Brazlândia ................................................................ 88 6.1.3 Resultados da simulação hidráulica no cenário de prognóstico de Brazlândia ......................... 91 6.1.4 Análise dos resultados de prognóstico de Brazlândia ................................................................ 96

6.2 Núcleo Rural Alexandre Gusmão - Incra 08 ................................................................. 101 6.2.1 Resultados da simulação hidráulica no cenário de diagnóstico do Núcleo Rural Alexandre Gusmão - Incra 08 ....................................................................................................................................... 108 6.2.2 Análise dos resultados de diagnóstico do Núcleo Rural Alexandre Gusmão - Incra 08 ........... 114 6.2.3 Resultados da simulação hidráulica no cenário de prognóstico do Núcleo Rural Alexandre Gusmão - Incra 8 ......................................................................................................................................... 116 6.2.4 Análise dos resultados de prognóstico do Núcleo Rural Alexandre Gusmão - Incra 08 .......... 124

7 BACIA ELEMENTAR MELCHIOR/BELCHIOR ............................................................... 128

7.1 Ceilândia ................................................................................................................... 128 7.1.1 Resultados da simulação hidráulica no cenário de diagnóstico de Ceilândia .......................... 139 7.1.2 Análise dos resultados de diagnóstico de Ceilândia ................................................................ 144 7.1.3 Resultados da simulação hidráulica no cenário de prognóstico de Ceilândia ......................... 148 7.1.4 Análise dos resultados de prognóstico de Ceilândia ................................................................ 153

7.2 Taguatinga ................................................................................................................ 159 7.2.1 Resultados da simulação hidráulica no cenário de diagnóstico de Taguatinga ....................... 168 7.2.2 Análise dos resultados de diagnóstico de Taguatinga ............................................................. 173 7.2.3 Resultados da simulação hidráulica no cenário de prognóstico de Taguatinga ...................... 176 7.2.4 Análise dos resultados de prognóstico de Taguatinga ............................................................. 181

7.3 Samambaia ............................................................................................................... 186 7.3.1 Resultados da simulação hidráulica no cenário de diagnóstico de Samambaia ...................... 201 7.3.2 Análise dos resultados de diagnóstico de Samambaia ............................................................ 201 7.3.3 Resultados da simulação hidráulica no cenário de prognóstico de Samambaia ..................... 212 7.3.4 Análise dos resultados de prognóstico de Samambaia ............................................................ 217

TOMO 3

8 BACIA ELEMENTAR ALAGADO/PONTE ALTA ............................................................ 227

8.1 Recanto das Emas ...................................................................................................... 227 8.1.1 Resultados da simulação hidráulica no cenário de diagnóstico de Recanto das Emas ............ 239 8.1.2 Análise dos resultados de diagnóstico de Recanto das Emas .................................................. 244 8.1.3 Resultados da simulação hidráulica no cenário de prognóstico de Recanto das Emas ........... 248

III

8.1.4 Análise dos resultados de prognóstico de Recanto das Emas ................................................. 253

8.2 Gama ........................................................................................................................ 259 8.2.1 Resultados da simulação hidráulica no cenário de diagnóstico do Gama ............................... 268 8.2.2 Análise dos resultados de diagnóstico do Gama...................................................................... 273 8.2.3 Resultados da simulação hidráulica no cenário de prognóstico do Gama .............................. 277 8.2.4 Análise dos resultados de prognóstico do Gama ..................................................................... 282

9 BACIA ELEMENTAR SANTA MARIA ........................................................................... 288

9.1 Santa Maria ............................................................................................................... 288 9.1.1 Resultados da simulação hidráulica no cenário de diagnóstico de Santa Maria ..................... 299 9.1.2 Análise dos resultados de diagnóstico de Santa Maria ............................................................ 304 9.1.3 Resultados da simulação hidráulica no cenário de prognóstico de Santa Maria ..................... 309 9.1.4 Análise dos resultados de prognóstico de Santa Maria ........................................................... 314

TOMO 4

10 BACIA ELEMENTAR RIACHO FUNDO......................................................................... 320

10.1 Riacho Fundo I ........................................................................................................... 320 10.1.1 Resultados da simulação hidráulica no cenário de diagnóstico de Riacho Fundo I ................. 328 10.1.2 Análise dos resultados de diagnóstico de Riacho Fundo I ....................................................... 333 10.1.3 Resultados da simulação hidráulica no cenário de prognóstico de Riacho Fundo I ................ 335 10.1.4 Análise dos resultados de prognóstico de Riacho Fundo I ....................................................... 340

10.2 Riacho Fundo II .......................................................................................................... 344 10.2.1 Resultados da simulação hidráulica no cenário de diagnóstico de Riacho Fundo II ................ 354 10.2.2 Análise dos resultados de diagnóstico de Riacho Fundo II ...................................................... 359 10.2.3 Resultados da simulação hidráulica no cenário de prognóstico de Riacho Fundo II ............... 363 10.2.4 Análise dos resultados de prognóstico de Riacho Fundo II ...................................................... 369

10.3 Guará I ...................................................................................................................... 374 10.3.1 Resultados da simulação hidráulica no cenário de diagnóstico de Guará I ............................. 382 10.3.2 Análise dos resultados de diagnóstico de Guará I ................................................................... 387 10.3.3 Resultados da simulação hidráulica no cenário de prognóstico de Guará I ............................ 388 10.3.4 Análise dos resultados de prognóstico de Guará I ................................................................... 394

10.4 Guará II ..................................................................................................................... 399 10.4.1 Resultados da simulação hidráulica no cenário de diagnóstico de Guará II ............................ 407 10.4.2 Análise dos resultados de diagnóstico de Guará II .................................................................. 412 10.4.3 Resultados da simulação hidráulica no cenário de prognóstico de Guará II ........................... 415 10.4.4 Análise dos resultados de prognóstico de Guará II .................................................................. 420

10.5 Núcleo Bandeirante ................................................................................................... 425 10.5.1 Resultados da simulação hidráulica no cenário de diagnóstico de Núcleo Bandeirante ......... 433 10.5.2 Análise dos resultados de diagnóstico de Núcleo Bandeirante ............................................... 438 10.5.3 Resultados da simulação hidráulica no cenário de prognóstico de Núcleo Bandeirante ........ 441 10.5.4 Análise dos resultados de prognóstico de Núcleo Bandeirante .............................................. 446

TOMO 5

11 BACIA ELEMENTAR LAGO PARANOÁ ........................................................................ 451

11.1 Cruzeiro .................................................................................................................... 451 11.1.1 Resultados da simulação hidráulica no cenário de diagnóstico do Cruzeiro ........................... 460 11.1.2 Análise dos resultados de diagnóstico do Cruzeiro ................................................................. 465

IV

11.1.3 Resultados da simulação hidráulica no cenário de prognóstico do Cruzeiro .......................... 469 11.1.4 Análise dos resultados de prognóstico do Cruzeiro ................................................................. 474

11.2 Plano Piloto ............................................................................................................... 480 11.2.1 Resultados da simulação hidráulica no cenário de diagnóstico do Plano Piloto ..................... 492 11.2.2 Análise dos resultados de diagnóstico do Plano Piloto ............................................................ 497 11.2.3 Resultados da simulação hidráulica no cenário de prognóstico do Plano Piloto ..................... 503 11.2.4 Análise dos resultados de prognóstico do Plano Piloto ........................................................... 508

11.3 Paranoá .................................................................................................................... 516 11.3.1 Resultados da simulação hidráulica no cenário de diagnóstico do Paranoá ........................... 524 11.3.2 Análise dos resultados de diagnóstico do Paranoá .................................................................. 529 11.3.3 Resultados da simulação hidráulica no cenário de prognóstico do Paranoá ........................... 531 11.3.4 Análise dos resultados de prognóstico do Paranoá ................................................................. 536

12 BACIA ELEMENTAR SANTA MARIA/TORTO .............................................................. 540

12.1 Taquari ...................................................................................................................... 540 12.1.1 Resultados da simulação hidráulica no cenário de diagnóstico do Taquari ............................ 548 12.1.2 Análise dos resultados de diagnóstico do Taquari ................................................................... 553 12.1.3 Resultados da simulação hidráulica no cenário de prognóstico do Taquari ............................ 554 12.1.4 Análise dos resultados de prognóstico do Taquari .................................................................. 559

TOMO 6

13 BACIA ELEMENTAR PAPUDA .................................................................................... 563

13.1 São Sebastião ............................................................................................................ 563 13.1.1 Resultados da simulação hidráulica no cenário de diagnóstico de São Sebastião .................. 571 13.1.2 Análise dos resultados de diagnóstico de São Sebastião ......................................................... 576 13.1.3 Resultados da simulação hidráulica no cenário de prognóstico de São Sebastião .................. 579 13.1.4 Análise dos resultados de prognóstico de São Sebastião ........................................................ 585

14 BACIA ELEMENTAR SOBRADINHO ............................................................................ 590

14.1 Sobradinho ................................................................................................................ 590 14.1.1 Resultados da simulação hidráulica no cenário de diagnóstico de Sobradinho ...................... 600 14.1.2 Análise dos resultados de diagnóstico de Sobradinho ............................................................. 605 14.1.3 Resultados da simulação hidráulica no cenário de prognóstico de Sobradinho...................... 609 14.1.4 Análise dos resultados de prognóstico de Sobradinho ............................................................ 614

15 BACIA ELEMENTAR MESTRE D’ARMAS ..................................................................... 621

15.1 Planaltina .................................................................................................................. 621 15.1.1 Resultados da simulação hidráulica no cenário de diagnóstico de Planaltina ......................... 633 15.1.2 Análise dos resultados de diagnóstico de Planaltina ............................................................... 638 15.1.3 Resultados da simulação hidráulica no cenário de prognóstico de Planaltina ........................ 642 15.1.4 Análise dos resultados de prognóstico de Planaltina .............................................................. 647

16 BACIA ELEMENTAR PIPIRIPAU ................................................................................. 654

16.1 Vale do Amanhecer ................................................................................................... 654 16.1.1 Resultados da simulação hidráulica no cenário de diagnóstico de Vale do Amanhecer ......... 662 16.1.2 Análise dos resultados de diagnóstico de Vale do Amanhecer ................................................ 667 16.1.3 Resultados da simulação hidráulica no cenário de prognóstico de Vale do Amanhecer......... 669 16.1.4 Análise dos resultados de prognóstico de Vale do Amanhecer ............................................... 674

17 EQUIPE TÉCNICA E DE APOIO ................................................................................... 678

V

17.1 Governo do Distrito Federal – GDF ............................................................................. 678

17.2 Secretaria de Estado de Obras.................................................................................... 678

17.3 Equipe de coordenação e apoio da contratante .......................................................... 678

17.4 Concremat Engenharia ............................................................................................... 678

18 BIBLIOGRAFIA ......................................................................................................... 680

TOMO 7

ANEXOS ......................................................................................................................... 682

VI

APRESENTAÇÃO

O Plano Diretor de Drenagem Urbana do Distrito Federal, objeto do contrato nº

037/08 firmado entre a Secretaria de Obras do DF e a Concremat Engenharia, tem

como finalidades principais, entre outras: 1) a definição de diretrizes institucionais

visando estabelecer condições de sustentabilidade para as políticas de drenagem

urbana, 2) a caracterização das condições de funcionamento hidráulico das

tubulações, galerias, canais a céu aberto, canais naturais, dispositivos de captação e

conexão entre redes e de dissipação de energia, bueiros e pontes, 3) as proposições,

em nível de anteprojeto, de obras de curto, médio e longo prazo necessário para

equacionamento dos problemas encontrados na macrodrenagem urbana.

O Relatório Final do Plano Diretor de Drenagem Urbana - DF, no qual são

abordadas as questões acima mencionadas, é composto por 12 volumes, separados

de acordo com a natureza dos estudos apresentados em relatórios de andamento e

de produto.

Este Relatório Técnico corresponde ao volume 8 que apresenta o resultado do

módulo de Diagnóstico do Atual Sistema de Drenagem focando nas atividades Revisão

dos Estudos Hidrológicos, em particular os estudos sobre as chuvas intensas no DF,

Definição da Base de Dados Hidrológicos, Modelagem da Rede de Macrodrenagem,

Avaliação do Funcionamento da Rede de Macrodrenagem e Simulações do

funcionamento da Rede Segundo Cenários Preestabelecidos.

Inicialmente, são descritas as características principais do contrato, a área de

abrangência dos trabalhos, os objetivos e o escopo dos estudos, bem como os

conteúdos do presente Relatório Técnico.

Celso Queiroz

Coordenador

VII

LISTA DE FIGURAS

TOMO 1 Figura 2.1. Valores de precipitação do posto de Formosa obtidos do estudo de Pfafstetter,

ajuste de uma equação e da equação de Brasília: percebe-se que esta última se ajusta bem a valores até pouco acima de 100 mm, correspondente ao Tempo de retorno de no máximo 5 anos (FONTE: TCBR, 2008). ............................................................................... 10

Figura 2.2. Parâmetro G da equação IDF apresentada por TCBR (2008). ................................. 11

Figura 2.3. Ilustração das doenças de veiculação hídrica mais conhecidas e seus vetores (FONTE: COUTO, 2008). ..................................................................................................... 13

Figura 2.4. Gastos em saúde e saneamento no Brasil como percentagem do PIB. FONTE: (FGV, 2007). ................................................................................................................................. 15

Figura 2.5. Registro oportuno de doenças de notificação obrigatória no DF. .......................... 20

Figura 2.6. Dados totais mensais de chuvas e máximo diário observado em cada mês no posto da sede da Agencia Nacional de Águas (Código ANA/ANEEL 1547032) ........................... 20

Figura 3.1. Dados básicos necessários a elaboração de um Plano Diretor de Drenagem Urbana. .............................................................................................................................. 23

Figura 3.2. Localização dos postos pluviométricos levantados para este estudo. (Fonte: Google Earth e Hidroweb) ................................................................................................. 24

Figura 3.3. Períodos efetivos com dados nos postos pluviométricos do Distrito Federal. ....... 25

Figura 3.4. Localização dos postos pluviométricos com 20 ou mais anos de dados no Distrito Federal. .............................................................................................................................. 26

Figura 3.5. Precipitação mensal média nos diferentes postos pluviométricos do Distrito Federal. .............................................................................................................................. 27

Figura 3.6. Precipitações médias máximas anuais adimensionalizadas com relação a sua média ao longo dos anos. .................................................................................................. 28

Figura 3.7. Localização do posto pluviográfico do INMET. ........................................................ 29

Figura 3.8. Exemplos de pluviogramas disponibilizados. .......................................................... 30

Figura 3.9. Ajuste da relação IDF determinada aos dados observados e comparação com as IDF atualmente utilizadas em drenagem urbana no DF. ................................................... 33

Figura 3.10. Gráfico da relação Intensidade-Duração-Frequência proposta para o Distrito Federal. .............................................................................................................................. 33

Figura 3.11. Resultados da simulação de uma bacia de 1 km2 com CN=90 e tempo de concentração de 30 minutos para cada uma das IDFs do Distrito Federal. ...................... 36

Figura 3.12. Curva IDF e precipitação ocorrida em 28 de novembro de 2008: alagamentos registrados pela equipe do PDDU. .................................................................................... 37

Figura 3.13. Densidades demográficas previstas no PDOT (2008) para o Distrito Federal ...... 43

Figura 3.14. Densidades demográficas utilizadas para a determinação do parâmetro CN ...... 44

Figura 3.15. Polígonos de áreas impermeáveis para o cenário de prognóstico previsto no PDOT .................................................................................................................................. 47

Figura 3.16. Polígonos de áreas impermeáveis para o cenário de diagnóstico determinado a partir do uso atual do solo ................................................................................................ 48

Figura 3.17. Taxa média de impermeabilidade para o cenário de prognóstico ........................ 49

VIII

Figura 3.18. Relações CN x área impermeável em zonas urbanas para os grupos de solo do SCS – condição de umidade antecedente II (Fonte: adaptado do SCS, 1957) .................. 54

Figura 3.19. Exemplo de imagem do satélite ALOS sensor PRISM (resolução de 2,5 m) utilizado para a determinação de taxa de impermeabilidade do solo.............................. 55

Figura 3.20. Exemplo do produto da classificação da imagem ALOS para a determinação da taxa média de impermeabilidade do solo nas zonas urbanas do Distrito Federal ........... 56

Figura 3.21. Amostra da classificação do uso da terra contida no PGIRH (2001) utilizando imagens LANDSAT TM E ETM. ........................................................................................... 57

Figura 3.22. Hietograma de projeto para uma chuva com 2 anos de período de recorrência a partir da IDF apresentada nesse estudo para o DF. .......................................................... 60

Figura 3.23. Hietograma de projeto para uma chuva com 5 anos de período de recorrência a partir da IDF apresentada nesse estudo para o DF. .......................................................... 61

Figura 3.24.Hietograma de projeto para uma chuva com 10 anos de período de recorrência a partir da IDF apresentada nesse estudo para o DF. .......................................................... 61

Figura 3.25. Hietograma de projeto para uma chuva com 25 anos de período de recorrência a partir da IDF apresentada nesse estudo para o DF ........................................................... 62

Figura 4.1. Hidrograma unitário sintético triangular do SCS. .................................................... 65

Figura 4.2. Hidrogramas de projeto das sub-bacias de simulação das macrobacias 1 a 3 do núcleo urbano de Planaltina – TR = 2 anos – diagnóstico. ................................................ 66

Figura 5.1. Densidades populacionais dos setores censitários do IBGE (2000) para as áreas onde a densidade é maior que zero. ................................................................................. 71

Figura 5.2. Relação densidade populacional x taxa de área impermeável para o Distrito Federal. .............................................................................................................................. 72

Figura 5.3. Relação entre área impermeável e densidade populacional para Campo Grande (PCG, 2008). ....................................................................................................................... 73

TOMO 2 Figura 6.1. Localização de Brazlândia no Distrito Federal (Fonte: Google Earth, 2009). .......... 75

Figura 6.2. Divisão de Brazlândia em macrobacias (Fonte: Google Earth, 2009). .................... 76

Figura 6.3. Imagem de satélite da região de Brazlândia com traçado esquemático das redes existentes. .......................................................................................................................... 78

Figura 6.4. Divisão das macrobacias de Brazlândia em sub-bacias. .......................................... 79

Figura 6.5. Esquema de representação dos sistemas das macrobacias de Brazlândia no programa SWMM. ............................................................................................................. 82

Figura 6.6. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, diagnóstico – Brazlândia. ......................................... 84




Figura 6.10. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de diagnóstico – Brazlândia. ................................................................................................... 90

IX

Figura 6.11. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, prognóstico – Brazlândia. ......................................... 92




Figura 6.15. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de prognóstico – Brazlândia. .................................................................................................. 98

Figura 6.16. Potenciais locais para implantação de reservatórios de detenção em Brazlândia. ......................................................................................................................................... 100

Figura 6.17. Localização do Incra 08 no Distrito Federal (Fonte: Google Earth, 2009). .......... 102

Figura 6.18. Delimitação da macrobacia do Incra (Fonte: Google Earth, 2009). .................... 103

Figura 6.19. Imagem de satélite da região do Incra com traçado esquemático das redes existentes. ........................................................................................................................ 104

Figura 6.20. Divisão da macrobacia do Incra em sub-bacias. .................................................. 105

Figura 6.21. Esquema de representação do sistema da macrobacia do Incra no programa SWMM. ............................................................................................................................ 107

Figura 6.22. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, diagnóstico – Incra. ................................................ 110




Figura 6.26. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto – Incra. ....... 115

Figura 6.27. Nível da água máximo na galeria que drena as águas da macrobacia do Incra, entre os PVs 7.6 e 22.1, para TR 10 anos. ....................................................................... 116

Figura 6.28. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, prognóstico – Incra. ............................................... 119




Figura 6.32. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de prognóstico – Incra. ......................................................................................................... 125

Figura 6.33. Volumes afluentes totais nos cenários de diagnóstico e prognóstico - Incra. .... 126

Figura 6.34. Volumes excedentes totais nos cenários de diagnóstico e prognóstico- Incra. . 127

Figura 7.1. Localização de Ceilândia no Distrito Federal (Fonte: Google Earth, 2009). .......... 129

Figura 7.2. Divisão de Ceilândia em macrobacias (Fonte: Google Earth, 2009). .................... 130

Figura 7.3. Imagem de satélite da região de Ceilândia com traçado esquemático das redes existentes. ........................................................................................................................ 131

X

Figura 7.4. Divisão das macrobacias de Ceilândia em sub-bacias. .......................................... 132

Figura 7.5. Esquema de representação dos sistemas das macrobacias de Ceilândia no programa SWMM. ........................................................................................................... 138

Figura 7.6. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, diagnóstico – Ceilândia. ......................................... 140




Figura 7.10. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de diagnóstico – Ceilândia. ................................................................................................... 147

Figura 7.11. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, prognóstico – Ceilândia. ......................................... 149




Figura 7.15. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de prognóstico – Ceilândia. .................................................................................................. 156

Figura 7.16. Potenciais locais para implantação de reservatórios de detenção em Ceilândia. ......................................................................................................................................... 158

Figura 7.17. Localização de Taguatinga no Distrito Federal (Fonte: Google Earth, 2009). ..... 160

Figura 7.18. Divisão de Taguatinga em macrobacias (Fonte: Google Earth, 2009). ............... 161

Figura 7.19. Imagem de satélite da região de Taguatinga com traçado esquemático das redes existentes. ........................................................................................................................ 162

Figura 7.20. Divisão das macrobacias de Taguatinga em sub-bacias. ..................................... 163

Figura 7.21. Esquema de representação dos sistemas das macrobacias de Taguatinga no programa SWMM. ........................................................................................................... 167

Figura 7.22. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, diagnóstico – Taguatinga. ...................................... 169




Figura 7.26. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de diagnóstico – Taguatinga. ................................................................................................ 175

Figura 7.27. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, prognóstico – Taguatinga. ...................................... 177


XI



Figura 7.31. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de prognóstico – Taguatinga. ............................................................................................... 183

Figura 7.32. Potenciais locais para implantação de reservatórios de detenção em Taguatinga. ......................................................................................................................................... 185

Figura 7.33. Localização de Samambaia no Distrito Federal (Fonte: Google Earth, 2009). .... 187

Figura 7.34. Divisão de Samambaia em macrobacias (Fonte: Google Earth, 2009). .............. 188

Figura 7.35. Imagem de satélite da região de Samambaia com traçado esquemático das redes existentes. ........................................................................................................................ 189

Figura 7.36. Divisão das macrobacias de Samambaia em sub-bacias. .................................... 190

Figura 7.37. Esquema de representação dos sistemas das macrobacias de Samambaia no programa SWMM. ........................................................................................................... 200

Figura 7.38. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, diagnóstico – Samambaia. ..................................... 202




Figura 7.42. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de diagnóstico – Samambaia. ............................................................................................... 211

Figura 7.43. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, prognóstico – Samambaia. ..................................... 213




Figura 7.47. Perfil longitudinal da galeria principal na macrobacia 4, mostrando o comprometimento da capacidade hidráulica para um evento com 10 anos de recorrência e 24 horas de duração, prognóstico – Samambaia. ..................................... 218

Figura 7.48. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de prognóstico – Samambaia. .............................................................................................. 224

Figura 7.49. Potenciais locais para implantação de reservatórios de detenção em Samambaia. ......................................................................................................................................... 226

TOMO 3 Figura 8.1. Localização de Recanto das Emas no Distrito Federal (Fonte: Google Earth, 2009).

......................................................................................................................................... 228

Figura 8.2. Divisão de Recanto das Emas em macrobacias (Fonte: Google Earth, 2009). ...... 229

XII

Figura 8.3. Imagem de satélite da região de Recanto das Emas com traçado esquemático das redes existentes. .............................................................................................................. 230

Figura 8.4. Divisão das macrobacias de Recanto das Emas em sub-bacias. ........................... 232

Figura 8.5. Esquema de representação dos sistemas das macrobacias de Recanto das Emas no programa SWMM. ........................................................................................................... 238

Figura 8.6. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, diagnóstico – Recanto das Emas. ........................... 240




Figura 8.10. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de diagnóstico – Recanto das Emas. .................................................................................... 247

Figura 8.11. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, prognóstico – Recanto das Emas. .......................... 249




Figura 8.15. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de prognóstico – Recanto das Emas. .................................................................................... 256

Figura 8.16. Potenciais locais para implantação de reservatórios de detenção em Recanto das Emas. ............................................................................................................................... 258

Figura 8.17. Localização do Gama no Distrito Federal (Fonte: Google Earth, 2009). ............. 260

Figura 8.18. Divisão do Gama em macrobacias (Fonte: Google Earth, 2009). ........................ 261

Figura 8.19. Imagem de satélite da região do Gama com traçado esquemático das redes existentes. ........................................................................................................................ 262

Figura 8.20. Divisão das macrobacias do Gama em sub-bacias. ............................................. 263

Figura 8.21. Esquema de representação dos sistemas das macrobacias do Gama no programa SWMM. ............................................................................................................................ 267

Figura 8.22. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, diagnóstico – Gama. ............................................... 269




Figura 8.26. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de diagnóstico – Gama. ........................................................................................................ 276

Figura 8.27. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, prognóstico – Gama. .............................................. 278

XIII




Figura 8.31. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de prognóstico – Gama. ....................................................................................................... 285

Figura 8.32. Potenciais locais para implantação de reservatórios de detenção no Gama. .... 287

Figura 9.1. Localização de Santa Maria no Distrito Federal (Fonte: Google Earth, 2009). ..... 289

Figura 9.2. Divisão de Santa Maria em macrobacias (Fonte: Google Earth, 2009). ................ 290

Figura 9.3. Imagem de satélite da região de Santa Maria com traçado esquemático das redes existentes. ........................................................................................................................ 291

Figura 9.4. Divisão das macrobacias de Santa Maria em sub-bacias. ..................................... 292

Figura 9.5. Esquema de representação dos sistemas das macrobacias de Santa Maria no programa SWMM. ........................................................................................................... 298

Figura 9.6. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, diagnóstico – Santa Maria. ..................................... 300




Figura 9.10. Perfil longitudinal da rede de macrodrenagem ao longo da AC 116 , QR 118, QR 318, Av. Santa Maria e coletor lateral ao Ribeirão Santa Maria, para o evento com 10 anos de período de recorrência - cenário de diagnóstico – Santa Maria. ...................... 305

Figura 9.11. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de diagnóstico – Santa Maria. .............................................................................................. 308

Figura 9.12. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, prognóstico – Santa Maria. .................................... 310




Figura 9.16. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de prognóstico – Santa Maria. ............................................................................................. 317

Figura 9.17. Potenciais locais para implantação de reservatórios de detenção em Santa Maria. ......................................................................................................................................... 319

TOMO 4 Figura 10.1. Localização de Riacho Fundo I no Distrito Federal (Fonte: Google Earth, 2009).

......................................................................................................................................... 321

XIV

Figura 10.2. Divisão de Riacho Fundo I em macrobacias (Fonte: Google Earth, 2009). ......... 322

Figura 10.3. Imagem de satélite da região de Riacho Fundo I com traçado esquemático das redes existentes. .............................................................................................................. 323

Figura 10.4. Divisão das macrobacias de Riacho Fundo I em sub-bacias. ............................... 324

Figura 10.5. Esquema de representação dos sistemas das macrobacias de Riacho Fundo I no programa SWMM. ........................................................................................................... 327

Figura 10.6. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, diagnóstico – Riacho Fundo I. ................................ 329




Figura 10.10. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de diagnóstico – Riacho Fundo I. .......................................................................................... 334

Figura 10.11. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, prognóstico – Riacho Fundo I. ................................ 336




Figura 10.15. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de prognóstico – Riacho Fundo I. ......................................................................................... 342

Figura 10.16. Potenciais locais para implantação de reservatórios de detenção em Riacho Fundo I. ............................................................................................................................ 343

Figura 10.17. Localização de Riacho Fundo II no Distrito Federal (Fonte: Google Earth, 2009). ......................................................................................................................................... 345

Figura 10.18. Divisão de Riacho Fundo II em macrobacias (Fonte: Google Earth, 2009). ...... 346

Figura 10.19. Imagem de satélite da região de Riacho Fundo II com traçado esquemático das redes existentes. .............................................................................................................. 347

Figura 10.20. Divisão das macrobacias de Riacho Fundo II em sub-bacias. ............................ 348

Figura 10.21. Esquema de representação dos sistemas das macrobacias de Riacho Fundo II no programa SWMM. ........................................................................................................... 353

Figura 10.22. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, diagnóstico – Riacho Fundo II. ............................... 355




Figura 10.26. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de diagnóstico – Riacho Fundo II. ......................................................................................... 361

XV

Figura 10.27. Perfil longitudinal das redes de macrodrenagem da macrobacia 2 em Riacho Fundo II, desde o extremo Sul até o lançamento no córrego Riacho Fundo para o evento com 10 anos de recorrência, cenário de diagnóstico. .................................................... 362

Figura 10.28. Perfil longitudinal das redes de macrodrenagem da macrobacia 3 em Riacho Fundo II, desde Av. Central, continuação da Av. Recanto das Emas, Av. do Contorno, até o lançamento no córrego Riacho Fundo para o evento com 10 anos de recorrência, cenário de diagnóstico. ................................................................................................... 363

Figura 10.29. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, prognóstico – Riacho Fundo II................................ 365




Figura 10.33. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de prognóstico – Riacho Fundo II. ........................................................................................ 371

Figura 10.34. Potenciais locais para implantação de reservatórios de detenção em Riacho Fundo II. ........................................................................................................................... 373

Figura 10.35. Localização de Guará I no Distrito Federal (Fonte: Google Earth, 2009). ......... 375

Figura 10.36. Divisão de Guará I em macrobacias (Fonte: Google Earth, 2009). ................... 376

Figura 10.37. Imagem de satélite da região de Guará I com traçado esquemático das redes existentes. ........................................................................................................................ 377

Figura 10.38. Divisão das macrobacias de Guará I em sub-bacias. ......................................... 378

Figura 10.39. Esquema de representação dos sistemas das macrobacias de Guará I no programa SWMM. ........................................................................................................... 381

Figura 10.40. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, diagnóstico – Guará I. ............................................ 383




Figura 10.44. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de diagnóstico – Guará I. ...................................................................................................... 388

Figura 10.45. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, prognóstico – Guará I. ............................................ 390




Figura 10.49. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de prognóstico – Guará I. ..................................................................................................... 396

XVI

Figura 10.50. Potenciais locais para implantação de reservatórios de detenção em Guará I. ......................................................................................................................................... 398

Figura 10.51. Localização de Guará II no Distrito Federal (Fonte: Google Earth, 2009). ........ 400

Figura 10.52. Divisão de Guará II em macrobacias (Fonte: Google Earth, 2009). .................. 401

Figura 10.53. Imagem de satélite da região de Guará II com traçado esquemático das redes existentes. ........................................................................................................................ 402

Figura 10.54. Divisão das macrobacias de Guará II em sub-bacias. ........................................ 403

Figura 10.55. Esquema de representação dos sistemas das macrobacias de Guará II no programa SWMM. ........................................................................................................... 406

Figura 10.56. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, diagnóstico – Guará II. ........................................... 408




Figura 10.60. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de diagnóstico – Guará II. ..................................................................................................... 414

Figura 10.61. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, prognóstico – Guará II. ........................................... 416




Figura 10.65. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de prognóstico – Guará II. .................................................................................................... 422

Figura 10.66. Potenciais locais para implantação de reservatórios de detenção em Guará II. ......................................................................................................................................... 424

Figura 10.67. Localização de Núcleo Bandeirante no Distrito Federal (Fonte: Google Earth, 2009). ............................................................................................................................... 426

Figura 10.68. Divisão de Núcleo Bandeirante em macrobacias (Fonte: Google Earth, 2009). ......................................................................................................................................... 427

Figura 10.69. Imagem de satélite da região de Núcleo Bandeirante com traçado esquemático das redes existentes. ....................................................................................................... 428

Figura 10.70. Divisão das macrobacias de Núcleo Bandeirante em sub-bacias. .................... 429

Figura 10.71. Esquema de representação dos sistemas das macrobacias de Núcleo Bandeirante no programa SWMM. ................................................................................. 432

Figura 10.72. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, diagnóstico – Núcleo Bandeirante. ........................ 434



XVII


Figura 10.76. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de diagnóstico – Núcleo Bandeirante. ................................................................................. 440

Figura 10.77. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, prognóstico – Núcleo Bandeirante. ....................... 442




Figura 10.81. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de prognóstico – Núcleo Bandeirante. ................................................................................. 448

Figura 10.82. Potenciais locais para implantação de reservatórios de detenção em Núcleo Bandeirante. .................................................................................................................... 450

TOMO 5 Figura 11.1. Localização do Cruzeiro no Distrito Federal (Fonte: Google Earth, 2009). ......... 452

Figura 11.2. Divisão do Cruzeiro em macrobacias (Fonte: Google Earth, 2009). .................... 453

Figura 11.3. Imagem de satélite da região de Cruzeiro com traçado esquemático das redes existentes. ........................................................................................................................ 454

Figura 11.4. Divisão das macrobacias do Cruzeiro em sub-bacias. ......................................... 455

Figura 11.5. Esquema de representação dos sistemas das macrobacias do Cruzeiro no programa SWMM. ........................................................................................................... 459

Figura 11.6. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, diagnóstico – Cruzeiro. ........................................... 461




Figura 11.10. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de diagnóstico – Cruzeiro. .................................................................................................... 468

Figura 11.11. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, prognóstico – Cruzeiro. .......................................... 470




Figura 11.15. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de prognóstico – Cruzeiro. ................................................................................................... 477

XVIII

Figura 11.16. Potenciais locais para implantação de reservatórios de detenção no Cruzeiro. ......................................................................................................................................... 479

Figura 11.17. Localização do Plano Piloto no Distrito Federal (Fonte: Google Earth, 2009). . 481

Figura 11.18. Divisão do Plano Piloto em macrobacias (Fonte: Google Earth, 2009). ............ 482

Figura 11.19. Imagem de satélite da região de Plano Piloto com traçado esquemático das redes existentes. .............................................................................................................. 483

Figura 11.20. Divisão das macrobacias do Plano Piloto em sub-bacias. ................................. 484

Figura 11.21. Esquema de representação dos sistemas das macrobacias do Plano Piloto no programa SWMM. ........................................................................................................... 491

Figura 11.22. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, diagnóstico – Plano Piloto. ..................................... 493




Figura 11.26. Perfil longitudinal da rede de macrodrenagem principal da macrobacia 14 do Plano Piloto, mostrando a linha d´água para um evento com 2 anos de recorrência no cenário de diagnóstico. ................................................................................................... 497

Figura 11.27. Perfil longitudinal da rede de macrodrenagem norte da macrobacia 26 do Plano Piloto, mostrando a linha d´água para um evento com 10 anos de recorrência no cenário de diagnóstico. ................................................................................................................ 498

Figura 11.28. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de diagnóstico – Plano Piloto. .............................................................................................. 502

Figura 11.29. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, prognóstico – Plano Piloto. .................................... 504




Figura 11.33. Perfil longitudinal da rede de macrodrenagem norte da macrobacia 26 do Plano Piloto, mostrando a linha d´água para um evento com 10 anos de recorrência no cenário de prognóstico. ................................................................................................................ 509

Figura 11.34. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de prognóstico – Plano Piloto............................................................................................... 513

Figura 11.35. Potenciais locais para implantação de reservatórios de detenção no Plano Piloto. ............................................................................................................................... 515

Figura 11.36. Localização do Paranoá no Distrito Federal (Fonte: Google Earth, 2009). ....... 517

Figura 11.37. Divisão do Paranoá em macrobacias (Fonte: Google Earth, 2009). .................. 518

Figura 11.38. Imagem de satélite da região de Paranoá com traçado esquemático das redes existentes. ........................................................................................................................ 519

Figura 11.39. Divisão das macrobacias do Paranoá em sub-bacias. ....................................... 520

XIX

Figura 11.40. Esquema de representação dos sistemas das macrobacias do Paranoá no programa SWMM. ........................................................................................................... 523

Figura 11.41. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, diagnóstico – Paranoá. ........................................... 525




Figura 11.45. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de diagnóstico – Paranoá. .................................................................................................... 530

Figura 11.46. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, prognóstico – Paranoá. .......................................... 532




Figura 11.50. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de prognóstico – Paranoá. .................................................................................................... 537

Figura 11.51. Potenciais locais para implantação de reservatórios de detenção no Paranoá. ......................................................................................................................................... 539

Figura 12.1. Localização do Taquari no Distrito Federal (Fonte: Google Earth, 2009). .......... 541

Figura 12.2. Divisão do Taquari em macrobacias (Fonte: Google Earth, 2009). ..................... 542

Figura 12.3. Imagem de satélite da região de Taquari com traçado esquemático das redes existentes. ........................................................................................................................ 543

Figura 12.4. Divisão das macrobacias do Taquari em sub-bacias. .......................................... 544

Figura 12.5. Esquema de representação dos sistemas das macrobacias do Taquari no programa SWMM. ........................................................................................................... 547

Figura 12.6. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, diagnóstico – Taquari. ............................................ 549




Figura 12.10. Nível da água máximo na galeria 1-2 que drena as águas da macrobacia 1 de Taquari – cenário de diagnóstico, evento TR=10 anos. .................................................. 553

Figura 12.11. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, prognóstico – Taquari. ........................................... 555


XX



Figura 12.15. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de prognóstico – Taquari. ..................................................................................................... 560

Figura 12.16. Potenciais locais para implantação de reservatórios de detenção no Taquari. ..... ......................................................................................................................................... 562

TOMO 6 Figura 13.1. Localização de São Sebastião no Distrito Federal (Fonte: Google Earth, 2009). 564

Figura 13.2. Divisão de São Sebastião em macrobacias (Fonte: Google Earth, 2009). ........... 565

Figura 13.3. Imagem de satélite da região de São Sebastião com traçado esquemático das redes existentes. .............................................................................................................. 566

Figura 13.4. Divisão das macrobacias de São Sebastião em sub-bacias. ................................ 567

Figura 13.5. Esquema de representação dos sistemas das macrobacias de São Sebastião no programa SWMM. ........................................................................................................... 570

Figura 13.6. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, diagnóstico – São Sebastião. .................................. 572




Figura 13.10. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de diagnóstico – São Sebastião. ........................................................................................... 578

Figura 13.11. Nível da água máximo na galeria principal da macrobacia 2, ao longo da DF-463, de São Sebastião – cenário de diagnóstico, evento TR=2 anos. ..................................... 579

Figura 13.12. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, prognóstico – São Sebastião. ................................. 581




Figura 13.16. Comparação entre volumes excedentes nos cenários de diagnóstico e prognóstico nas redes de macrodrenagem de São Sebastião. ....................................... 585

Figura 13.17. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de prognóstico – São Sebastião............................................................................................ 587

Figura 13.18. Potenciais locais para implantação de reservatórios de detenção em São Sebastião. ........................................................................................................................ 589

Figura 14.1. Localização de Sobradinho no Distrito Federal (Fonte: Google Earth, 2009). .... 591

Figura 14.2. Divisão de Sobradinho em macrobacias (Fonte: Google Earth, 2009). ............... 592

XXI

Figura 14.3. Imagem de satélite da região de Sobradinho com traçado esquemático das redes existentes. ........................................................................................................................ 593

Figura 14.4. Divisão das macrobacias de Sobradinho em sub-bacias. .................................... 594

Figura 14.5. Esquema de representação dos sistemas das macrobacias de Sobradinho no programa SWMM. ........................................................................................................... 599

Figura 14.6. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, diagnóstico – Sobradinho. ..................................... 601




Figura 14.10. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de diagnóstico – Sobradinho. ............................................................................................... 608

Figura 14.11. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, prognóstico – Sobradinho. ..................................... 610




Figura 14.15. Linha da água ao longo do perfil longitudinal da drenagem principal da macrobacia 12 para o evento com 10 anos de recorrência e 24 horas de duração, prognóstico – Sobradinho. .............................................................................................. 615

Figura 14.16. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de prognóstico – Sobradinho. .............................................................................................. 618

Figura 14.17. Potenciais locais para implantação de reservatórios de detenção em Sobradinho. ..................................................................................................................... 620

Figura 15.1. Localização de Planaltina no Distrito Federal (Fonte: Google Earth, 2009). ....... 622

Figura 15.2. Divisão de Planaltina em macrobacias (Fonte: Google Earth, 2009). ................. 623

Figura 15.3. Imagem de satélite da região de Planaltina com traçado esquemático das redes existentes. ........................................................................................................................ 624

Figura 15.4. Divisão das macrobacias de Planaltina em sub-bacias........................................ 625

Figura 15.5. Esquema de representação dos sistemas das macrobacias de Planaltina no programa SWMM. ........................................................................................................... 632

Figura 15.6. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, diagnóstico – Planaltina. ........................................ 634




XXII

Figura 15.10. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de diagnóstico – Planaltina. .................................................................................................. 641

Figura 15.11. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, prognóstico – Planaltina. ....................................... 643




Figura 15.15. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de prognóstico – Planaltina. ................................................................................................. 651

Figura 15.16. Potenciais locais para implantação de reservatórios de detenção em Planaltina. ......................................................................................................................................... 653

Figura 16.1. Localização de Vale do Amanhecer no Distrito Federal (Fonte: Google Earth, 2009). ............................................................................................................................... 655

Figura 16.2. Divisão de Vale do Amanhecer em macrobacias (Fonte: Google Earth, 2009). . 656

Figura 16.3. Imagem de satélite da região de Vale do Amanhecer com traçado esquemático das redes existentes. ....................................................................................................... 657

Figura 16.4. Divisão das macrobacias de Vale do Amanhecer em sub-bacias. ....................... 658

Figura 16.5. Esquema de representação dos sistemas das macrobacias de Vale do Amanhecer no programa SWMM. ...................................................................................................... 661

Figura 16.6. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, diagnóstico – Vale do Amanhecer. ........................ 663




Figura 16.10. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de diagnóstico – Vale do Amanhecer. .................................................................................. 668

Figura 16.11. Comprometimento da capacidade das galerias para o evento com 2 anos de recorrência e 24 horas de duração, prognóstico – Vale do Amanhecer. ........................ 670




Figura 16.15. Locais com volumes excedentes em função do evento de projeto, cenário de prognóstico – Vale do Amanhecer. ................................................................................. 675

Figura 16.16. Potenciais locais para implantação de reservatórios de detenção em Vale do Amanhecer. ..................................................................................................................... 677

XXIII

LISTA DE TABELAS

TOMO 1 Tabela 2.1. Parâmetros da equação de Pfafstetter (1957) para o DF. ........................................ 9

Tabela 2.2. Listagem das DNC. .................................................................................................. 16

Tabela 2.3. Doenças de comunicação imediata. ....................................................................... 17

Tabela 3.1. Relações entre durações de chuva. ........................................................................ 35

LISTA DE QUADROS

TOMO 2 Quadro 6.1. Parâmetros das sub-bacias de Brazlândia empregados na elaboração dos

hidrogramas de projeto. .................................................................................................... 80

Quadro 6.2. Volumes excedentes nos locais críticos em Brazlândia (diagnóstico). ................. 89

Quadro 6.3. Volumes excedentes nos locais críticos em Brazlândia (prognóstico).................. 96

Quadro 6.4. Parâmetros das sub-bacias do Incra empregados na elaboração dos hidrogramas de projeto. ....................................................................................................................... 106

Quadro 6.5. Volumes excedentes nos locais críticos no Incra (diagnóstico) .......................... 114

Quadro 6.6. Volumes excedentes nos locais críticos no Incra (prognóstico). ........................ 124

Quadro 7.1. Parâmetros das sub-bacias de Ceilândia empregados na elaboração dos hidrogramas de projeto. .................................................................................................. 133

Quadro 7.2. Volumes excedentes nos locais críticos em Ceilândia (diagnóstico). ................. 144

Quadro 7.3. Volumes excedentes nos locais críticos em Ceilândia (prognóstico).................. 153

Quadro 7.4. Parâmetros das sub-bacias de Taguatinga empregados na elaboração dos hidrogramas de projeto. .................................................................................................. 164

Quadro 7.5. Volumes excedentes nos locais críticos em Taguatinga (diagnóstico). .............. 173

Quadro 7.6. Volumes excedentes nos locais críticos em Taguatinga (prognóstico)............... 181

Quadro 7.7. Parâmetros das sub-bacias de Samambaia empregados na elaboração dos hidrogramas de projeto. .................................................................................................. 191

Quadro 7.8. Volumes excedentes nos locais críticos em Samambaia (diagnóstico). ............. 206

Quadro 7.9. Volumes excedentes nos locais críticos em Samambaia (prognóstico)..............218 TOMO 3 Quadro 8.1. Parâmetros das sub-bacias de Recanto das Emas empregados na elaboração dos

hidrogramas de projeto. .................................................................................................. 233

Quadro 8.2. Volumes excedentes nos locais críticos em Recanto das Emas (diagnóstico). ... 244

Quadro 8.3. Volumes excedentes nos locais críticos em Recanto das Emas (prognóstico). .. 253

Quadro 8.4. Parâmetros das sub-bacias do Gama empregados na elaboração dos hidrogramas de projeto. .................................................................................................. 264

Quadro 8.5. Volumes excedentes nos locais críticos em Gama (diagnóstico). ....................... 273

Quadro 8.6. Volumes excedentes nos locais críticos em Gama (prognóstico). ...................... 282

XXIV

Quadro 9.1. Parâmetros das sub-bacias de Santa Maria empregados na elaboração dos hidrogramas de projeto. .................................................................................................. 293

Quadro 9.2. Volumes excedentes nos locais críticos em Santa Maria (diagnóstico). ............. 305

Quadro 9.3. Volumes excedentes nos locais críticos em Santa Maria (prognóstico). ............ 314

TOMO 4 Quadro 10.1. Parâmetros das sub-bacias de Riacho Fundo I empregados na elaboração dos


Quadro 10.2. Volumes excedentes nos locais críticos em Riacho Fundo I (diagnóstico). ...... 333

Quadro 10.3. Volumes excedentes nos locais críticos em Riacho Fundo I (prognóstico). ..... 340

Quadro 10.4. Parâmetros das sub-bacias de Riacho Fundo II empregados na elaboração dos hidrogramas de projeto. .................................................................................................. 349

Quadro 10.5. Volumes excedentes nos locais críticos em Riacho Fundo II (diagnóstico). ..... 359

Quadro 10.6. Volumes excedentes nos locais críticos em Riacho Fundo II (prognóstico). .... 369

Quadro 10.7. Parâmetros das sub-bacias de Guará I empregados na elaboração dos hidrogramas de projeto. .................................................................................................. 379

Quadro 10.8. Volumes excedentes nos locais críticos em Guará I (diagnóstico). .................. 387

Quadro 10.9. Volumes excedentes nos locais críticos em Guará I (prognóstico). .................. 394

Quadro 10.10. Parâmetros das sub-bacias de Guará II empregados na elaboração dos hidrogramas de projeto. .................................................................................................. 404

Quadro 10.11. Volumes excedentes nos locais críticos em Guará II (diagnóstico). ............... 413

Quadro 10.12. Volumes excedentes nos locais críticos em Guará II (prognóstico). ............... 420

Quadro 10.13. Parâmetros das sub-bacias de Núcleo Bandeirante empregados na elaboração dos hidrogramas de projeto. ........................................................................................... 430

Quadro 10.14. Volumes excedentes nos locais críticos em Núcleo Bandeirante (diagnóstico). ......................................................................................................................................... 439

Quadro 10.15. Volumes excedentes nos locais críticos em Núcleo Bandeirante (prognóstico). ......................................................................................................................................... 447

TOMO 5 Quadro 11.1. Parâmetros das sub-bacias do Cruzeiro empregados na elaboração dos


Quadro 11.2. Volumes excedentes nos locais críticos no Cruzeiro (diagnóstico). ................. 465

Quadro 11.3. Volumes excedentes nos locais críticos no Cruzeiro (prognóstico). ................. 474

Quadro 11.4. Parâmetros das sub-bacias do Plano Piloto empregados na elaboração dos hidrogramas de projeto. .................................................................................................. 485

Quadro 11.5. Volumes excedentes nos locais críticos no Plano Piloto (diagnóstico). ............ 499

Quadro 11.6. Volumes excedentes nos locais críticos no Plano Piloto (prognóstico). ........... 509

Quadro 11.7. Parâmetros das sub-bacias do Paranoá empregados na elaboração dos hidrogramas de projeto. .................................................................................................. 521

Quadro 11.8. Volumes excedentes nos locais críticos no Paranoá (diagnóstico). .................. 529

Quadro 11.9. Volumes excedentes nos locais críticos no Paranoá (prognóstico). ................. 536

Quadro 12.1. Parâmetros das sub-bacias do Taquari empregados na elaboração dos hidrogramas de projeto. .................................................................................................. 545

XXV

Quadro 12.2. Volumes excedentes nos locais críticos no Taquari (prognóstico). .................. 559

TOMO 6 Quadro 13.1. Parâmetros das sub-bacias de São Sebastião empregados na elaboração dos


Quadro 13.2. Volumes excedentes nos locais críticos em São Sebastião (diagnóstico). ........ 576

Quadro 13.4. Volumes excedentes nos locais críticos em São Sebastião (prognóstico). ....... 586

Quadro 14.1. Parâmetros das sub-bacias de Sobradinho empregados na elaboração dos hidrogramas de projeto. .................................................................................................. 595

Quadro 14.2. Volumes excedentes nos locais críticos em Sobradinho (diagnóstico). ........... 605

Quadro 14.3. Volumes excedentes nos locais críticos em Sobradinho (prognóstico). ........... 615

Quadro 15.1. Parâmetros das sub-bacias de Planaltina empregados na elaboração dos hidrogramas de projeto. .................................................................................................. 626

Quadro 15.2. Volumes excedentes nos locais críticos em Planaltina (diagnóstico). .............. 638

Quadro 15.3. Volumes excedentes nos locais críticos em Planaltina (prognóstico). ............. 647

Quadro 16.1. Parâmetros das sub-bacias de Vale do Amanhecer empregados na elaboração dos hidrogramas de projeto. ........................................................................................... 659

Quadro 16.2. Volumes excedentes nos locais críticos em Vale do Amanhecer (diagnóstico). ......................................................................................................................................... 667

Quadro 16.3. Volumes excedentes nos locais críticos em Vale do Amanhecer (prognóstico). ......................................................................................................................................... 674

LISTA DE ANEXOS

TOMO 7 Anexo I. Notícias sobre ocorrência de alagamentos no Distrito Federal Anexo II. Dados levantados sobre doenças de notificação compulsória Anexo III. Hidrogramas de projeto: Brazlândia Anexo IV. Hidrogramas de projeto: Incra 08 Anexo V. Hidrogramas de projeto: Ceilândia Anexo VI. Hidrogramas de projeto: Taguatinga Anexo VII. Hidrogramas de projeto: Samambaia Anexo VIII. Hidrogramas de projeto: Recanto das Emas Anexo IX. Hidrogramas de projeto: Gama Anexo X. Hidrogramas de projeto: Santa Maria Anexo XI. Hidrogramas de projeto: Riacho Fundo I Anexo XII. Hidrogramas de projeto: Riacgo Fundo II Anexo XIII. Hidrogramas de projeto: Guará I Anexo XIV. Hidrogramas de projeto: Guará II Anexo XV. Hidrogramas de projeto: Núcleo Bandeirante Anexo XVI. Hidrogramas de projeto: Cruzeiro Anexo XVII. Hidrogramas de projeto: Plano Piloto

XXVI

Anexo XVIII. Hidrogramas de projeto: Paranoá Anexo XIX. Hidrogramas de projeto: Taquari Anexo XX. Hidrogramas de projeto: São Sebastião Anexo XXI. Hidrogramas de projeto: Sobradinho Anexo XXII. Hidrogramas de projeto: Planaltina Anexo XXIII. Hidrogramas de projeto: Vale do Amanhecer

LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas ADASA Agencia Reguladora de Águas, Energia e Saneamento Básico do Distrito Federal AE Área Especial ANA Agencia Nacional de Águas ANEEL Agencia Nacional de Energia Elétrica AOS Área Octogonal Sul BID Banco Interamericano de Desenvolvimento Caesb Companhia de Saneamento Ambiental do Distrito Federal CEB Companhia Energética de Brasília CL Comércio Local CLN Comércio Local Norte CLS Comércio Local Sul CLSW Comércio Local Sudoeste CNUMAD Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento CUA Condição de umidade antecedente Conama Conselho Nacional de Meio Ambiente Contratante Governo do Distrito Federal por meio da Secretaria de Estado de Obras CRN Comércio Residencial Norte CRS Comércio Residencial Sul DF Distrito Federal EM Esplanada dos Ministérios Embrapa Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária EN Entrequadra Norte EPDB Estrada Parque Dom Bosco EPTG Estrada Parque Taguatinga ES Entrequadra Sul ETE Estação de Tratamento de Esgoto GDF Governo do Distrito Federal IBAMA Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis IBGE Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IDF Relação Intensidade-Duração-Frequencia INMET Instituto Nacional de Meteorologia ML Mansões do Lago NBR Norma Brasileira NOVACAP Companhia Urbanizadora da Nova Capital do Brasil NURELSUL Núcleo Regional de Limpeza Urbana Sul

XXVII

NUROE Núcleo Regional de Operações Especiais OS Ordem de Serviço PC Sigla em Inglês de Computador Pessoal (Personal Computer) PDDU Plano Diretor de Drenagem Urbana PDRS/DF Plano Diretor de Resíduos Sólidos para o Distrito Federal PGA Plano de Gestão e Ação PGIRH-DF Plano de Gerenciamento Integrado de Recursos Hídricos do DF QI Quadra Interna QL Quadra do Lago QRSW Quadra Residencial Sudoeste RA Região Administrativa RIDE Região Integrada de Desenvolvimento do Distrito Federal e Entorno RSCC Resíduos Sólidos da Construção Civil RSSS Resíduos Sólidos dos Serviços de Saúde SAAN Setor de Armazenagem e Abastecimento Norte SAFS Setor de Administração Federal Sul SAIN Setor de Áreas Isoladas Norte SAIS Setor de Áreas Isoladas Sul SAN Setor de Autarquias Norte SAS Setor de Autarquias Sul SBN Setor Bancário Norte SBS Setor Bancário Sul SCEN Setor de Clubes Esportivos Norte SCES Setor de Clubes Esportivos Sul SCLRN Setor Comercial Local Residencial Norte SCN Setor Comercial Norte SCS Setor Comercial Sul SCS Soil Conservation Service SDN Setor de Diversões Norte SDS Setor de Diversões Sul SEDUMA Secretaria de Estado de Desenvolvimento Urbano e Meio Ambiente SEMATEC Secretaria de Estado do Meio Ambiente, Ciência e Tecnologia de Goiás SEN Setor de Embaixadas Norte SEPN Setor de Edifícios Públicos Norte SEPS Setor de Edifícios Públicos Sul SES Setor de Embaixadas Sul SGAN Setor de Grandes Áreas Norte SGAS Setor de Grandes Áreas Sul SGON Setor de Garagens Oficiais Norte SH Setor Hípico SHIN Setor Habitacional Individual Norte SHIS Setor de Habitações Individuais Sul SHLN Setor Hospitalar Local Norte SHLS Setor Hospitalar Local Sul SHN Setor Hoteleiro Norte SHS Setor Hoteleiro Sul

XXVIII

SHTN Setor de Hotéis e Turismo Norte SIA Setor de Indústria e Abastecimento SICAD Sistema Cartográfico do Distrito Federal SIG Setor de Indústrias Gráficas SIG Sistema de Informações Geográficas SLU Serviço de Limpeza Urbana do Distrito Federal SMDB Setor de Mansões Dom Bosco SMHN Setor Médico Hospitalar Norte SMHS Setor Médico Hospitalar Sul SMLN Setor de Mansões Lago Norte SMU Setor Militar Urbano SO Secretaria de Estado de Obras SPS Setor Policial Sul SQN Superquadra Norte SQS Superquadra Sul SQSW Superquadra Sudoeste SRTN Setor de Rádio e Televisão Norte SRTS Setor de Rádio e Televisão Sul TDR Termo de Referencia onde se define o escopo dos serviços TERRACAP Companhia Imobiliária de Brasília UCCS Unidade Central de Coleta Seletiva UnB Universidade de Brasília

1

1 ASPECTOS GERAIS

A crescente urbanização das cidades brasileiras observada nas últimas décadas

tem sido acompanhada por grandes problemas relacionados a praticamente todos os

aspectos da infraestrutura: transporte, habitação, abastecimento, dentre outros. A

drenagem pluvial não é exceção: com a urbanização, vem a impermeabilização e uma

parcela de água que infiltrava no solo passa a compor o escoamento superficial, com

aumento dos volumes escoados e das vazões de pico, ao mesmo tempo em que o

tempo de concentração se reduz, o que faz com que os hidrogramas de cheias se

tornem mais críticos. Estas alterações provocam um aumento na freqüência e

gravidade das inundações, ao mesmo tempo em que ocorre a deterioração da

qualidade da água.

A prática tradicional em projetos de drenagem urbana para evitar os

alagamentos dentro da cidade tem sido a de soluções localizadas, buscando a rápida

evacuação das águas para longe dos centros de geração do escoamento. Essa prática

mostra-se insuficiente, além de apresentar altos custos. O projeto de drenagem é

realizado, na maioria das vezes, procurando resolver um problema pontual, não

identificando os impactos que essa solução pode gerar nas regiões a jusante. Muitas

vezes, uma alternativa pode ser aparentemente razoável quando pensada e planejada

isoladamente, mas inviável ou ineficiente quando o conjunto da bacia é considerado.

As soluções localizadas resolvem o problema da cheia em uma área, mas o transferem

para jusante, exigindo, assim, o redimensionamento da rede de drenagem de jusante

e resultando em custos cada vez mais elevados devido às dimensões das novas

estruturas.

Para resolver este problema, novas soluções têm sido pensadas e estudadas,

procurando favorecer o controle na fonte, através de uma abordagem compensatória,

2

ou ambientalista. As soluções compensatórias de drenagem, agindo em conjunto com

as estruturas convencionais, buscam compensar os efeitos da urbanização. Dessa

forma, os princípios de controle passam a priorizar o planejamento do conjunto da

bacia, evitando a transferência dos impactos para jusante, através da utilização de

dispositivos de infiltração, detenção e retenção.

Os Planos Diretores de Drenagem Urbana tentam traduzir esses conceitos

compensatórios buscando sua implementação nos centros urbanos. O Plano Diretor

de Drenagem Urbana tem o objetivo de criar os mecanismos de gestão da

infraestrutura urbana relacionados com o escoamento das águas pluviais e dos rios na

área urbana da cidade. Ele busca planejar a distribuição da água no tempo e no

espaço, com base na tendência de ocupação urbana compatibilizando esse

desenvolvimento e a infraestrutura para evitar prejuízos econômicos e ambientais.

Busca também controlar a ocupação de áreas de risco de inundação através de

restrições nas áreas de alto risco, além de propiciar as condições para convivência

com as enchentes nas áreas de baixo risco.

Este Relatório apresenta o resultado do módulo de Diagnóstico do Atual

Sistema de Drenagem focando nas atividades Revisão dos Estudos Hidrológicos, em

particular os estudos sobre as chuvas intensas no DF, Definição da Base de Dados

Hidrológicos, Modelagem da Rede de Macrodrenagem, Avaliação do Funcionamento

da Rede de Macrodrenagem e Simulações do funcionamento da Rede Segundo

Cenários Preestabelecidos.

Inicialmente, são descritas as características principais do contrato, a área de

abrangência dos trabalhos, os objetivos e o escopo dos estudos, bem como os

conteúdos do presente Relatório.

3

1.1 Principais Características do Contrato

O Relatório que segue está de acordo com os ditames da Proposta Técnica

apresentada pela CONTRATANTE no certame licitatório de que tratou a Solicitação de

Proposta SDP No 001/2007 – SO/DF promovida pela Secretaria de Estado de Obras do

DF numerado. Ainda, está plenamente aderente ao Termo de Referência emitido pela

Secretaria de Estado de Obras - DF, anexo ao Edital, cujo título é: “ELABORAÇÃO DO

PLANO DIRETOR DE DRENAGEM URBANA DO DISTRITO FEDERAL- PDDU”. O contrato

do serviço que a regula foi protocolado com o No 37/2008 entre a Secretaria de

Estado de Obras do Distrito Federal e Concremat Engenharia e Tecnologia S.A.

Os principais dados e informações que permitem caracterizar o referido

contrato de prestação de serviços de consultoria são os seguintes:

Protocolado como Nº 37/2008;

Modalidade/Identificação da Licitação: Solicitação de Proposta SDP 001/2007 –

SO/DF;

Data da Licitação: 24 de Maio de 2007;

Data da Assinatura do Contrato: 06 de Maio de 2008;

Prazo de Execução: 12 meses.

1.2 Identificação da Área de Abrangência do Trabalho

A presente área de estudo corresponde às bacias de macrodrenagem urbana

do DF. Devido à disponibilidade de dados e necessidades de detalhamento, o

presente estudo detalhará as obras e simulações necessárias nas áreas

compreendidas dentro da urbanização presente e futura (esta estimada como a

máxima área de expansão urbana prevista no PDOT), e indicará ações de caráter geral

e de gerenciamento preventivo nas demais bacias do DF.

4

A partir da observação do material cartográfico disponível para a região de

interesse do estudo, referenciada às informações obtidas com a coleta e

sistematização de dados existentes, foi estabelecida a área de abrangência do

trabalho. A área de abrangência foi definida a partir do cruzamento das bacias

elementares estimadas como aquelas definidas no “mapa hidrográfico do DF” e da

máxima área definida no PDOT.

1.3 Resumo deste relatório

O presente Relatório de Produto RP-4 tem por finalidade apresentar à

Secretaria de Obras do DF as atividades realizadas relativas ao módulo de Diagnóstico

do Atual Sistema de Drenagem, focando nas atividades de Revisão dos Estudos

Hidrológicos, em particular os estudos sobre as chuvas intensas no DF, Definição da

Base de Dados Hidrológicos, Modelagem da Rede de Macrodrenagem, Avaliação do

Funcionamento da Rede de Macrodrenagem e Simulações do Funcionamento da Rede

Segundo Cenários Preestabelecidos, relativas ao Diagnóstico do Atual Sistema de

Drenagem do Plano Diretor de Drenagem Urbana do Distrito Federal, face à

programação prevista no cronograma atualizado dos trabalhos.

Inicialmente são apresentados os capítulos que descrevem os procedimentos e

a metodologia empregada na realização das atividades supra citadas, seguido pelos

capítulos que apresentam os resultados e análises dos sistemas de drenagem urbana

simulados em cada uma das bacias elementares do DF.

Como complemento a este Relatório, foi elaborado o Manual Técnico 1, que

apresenta o funcionamento dos modelos hidrológico e hidráulico empregados nas

simulações do sistema de drenagem urbana, realizadas no âmbito dos estudos

apresentados neste Relatório para o desenvolvimento do Plano Diretor de Drenagem

Urbana do Distrito Federal.

5

2 REVISÃO DOS ESTUDOS HIDROLÓGICOS

2.1 Introdução

Para estruturar um diagnóstico do sistema de drenagem do DF foram revisados

os estudos hidrológicos existentes obtidos pela equipe de desenvolvimento do PDDU,

com particular atenção àqueles que deram origem à equação de chuva utilizada pela

Novacap. A relação atualmente utilizada foi desenvolvida oportunamente por

Francisco José da Silva Pereira, com dados de Formosa, em Goiás.

Um segundo passo, consistiu em cadastrar e analisar os dados hidrológicos

disponíveis segundo as fontes, as séries e os períodos de cobertura de informações,

identificando as séries mais completas, aquelas passíveis de serem completadas por

regionalização ou semelhança, e aquelas com finalidade específica para o

aproveitamento para efeitos de modelagem hidrológica.

Foram ainda levantados, inclusive junto à imprensa local, o histórico de

ocorrências de inundações, ainda que localizadas, desde valas e travessias, com ou

sem interrupção de tráfego, e com foco, principalmente, em eventos que tenham

causado prejuízos materiais a residências (ainda que em ocupações irregulares e não

consolidadas). As informações sobre enchentes foram complementadas com os

registros de doenças de notificação obrigatória cuja fonte possa ser associada a

problemas e/ou eventos de inundações.

Com base nas informações levantadas, foi caracterizado o regime hidrológico e

sua estabilidade e a característica de distribuição das precipitações nos pontos de

amostragem do DF. Com os dados obtidos foi ainda construída uma nova relação

Intensidade-Duração-Frequência, a ser utilizada em projetos de drenagem urbana no

Distrito Federal.

6

2.2 Estudos existentes sobre drenagem urbana

Lamentavelmente foram encontrados poucos relatórios que abordam

diretamente a questão da drenagem urbana no DF, salvo alguns relatórios de projetos

específicos. O principal estudo encontrado foi o documento Problemas de drenagem

urbana no Distrito Federal – Avaliação de prioridades, elaborado pela TCBR em 2000

a pedido da Novacap, apresenta o processo de hierarquização de prioridades para a

definição de obras de drenagem e pavimentação que a Novacap pretendia executar

no âmbito do programa de saneamento do Distrito Federal com o apoio do Banco

Interamericano de Desenvolvimento – BID. No entanto, este documento ficou em

grande parte obsoleto face ao tempo transcorrido.

Ainda relacionado diretamente a drenagem, foi consultado o Termo de

Referencia e Especificações para elaboração de projetos de sistema de drenagem

pluvial elaborado pela Novacap em 2005 com a finalidade de disciplinar a execução

de serviços de elaboração de projetos executivos de sistemas de drenagem pluviais.

Neste documento, entre outros elementos, foi apresentada uma IDF atribuída a

Francisco José da Silva Pereira, que será analisada com maior detalhe em um item

subsequente deste relatório.

Também foi analisado o Plano de Gerenciamento Integrado de Recursos

Hídricos do Distrito Federal e Entorno – PGIRH /DF que também é parte integrante

do Programa de Saneamento Básico no Distrito Federal. O PGIRH tem uma visão mais

ampla dos Recursos Hídricos do DF, e pode-se considerar que o PDDU-DF elaborado

neste estudo é uma componente adicional ao referido plano, com foco nas águas da

área urbana atual e futura do DF.

Com uma relação direta menor com a drenagem urbana, foi analisada ainda a

série de documentos Inventário Hidrogeológico e dos Recursos Hídricos Superficiais

do Distrito Federal e o Plano Diretor de Águas e Esgotos e Controle da poluição

hídrica do Distrito Federal.

7

A série, editada em 1998 pelo Instituto de Ecologia e Meio Ambiente do

Distrito Federal - IEMA e pela Universidade de Brasília - UnB, trás, em quatro volumes,

informações atualizadas sobre o meio físico do DF, além de dados diversos referentes

a análises da quantidade e qualidade dos recursos hídricos superficiais e subterrâneos

e usos do solo e da água nas bacias hidrográficas.

O Plano de Águas e Esgoto foi elaborado pela Caesb, concluído em 1990 e

atualizado no período 2000-2003 pela Magna Engenharia. Este plano contemplou as

áreas urbanas e rurais do Distrito Federal, apoiado em estudos sócio-econômicos,

demográficos e de recursos hídricos, apontando alternativas para abastecimento de

água e esgotamento sanitário e de controle da poluição hídrica, inclusive a gerada

pela drenagem pluvial, para um horizonte futuro.

2.3 Análise das relações IDF existentes

A base do dimensionamento da drenagem urbana quando inexistem dados de

vazão é a chuva de projeto. A maioria das metodologias consagradas de obtenção do

hidrograma de projeto a partir da precipitação utiliza como base para a estimativa a

relação IDF.

Desta forma há necessidade de certificar a confiabilidade da curva IDF para que

a incerteza relativa aos projetos seja mínima e os riscos relacionados com os projetos

sejam estimados de forma adequada. No entanto, existem incertezas sobre as

precipitações máximas do Distrito Federal como conseqüência de que foi constatado

que:

• Existe a percepção de as últimas ocorrências foram as mais graves;

• Carência de representatividade espacial da relação de intensidade x

duração e freqüência (IDF) atualmente utilizada nos projetos

hidrológicos;

8

• A ocorrência de inundações frequentes pode levar a conclusões de

fatores como a intensificação da chuva poderia ser uma das fontes dos

problemas.

Desta forma há incertezas quanto à confiabilidade das IDF atualmente

utilizadas no DF, tanto com relação à desenvolvida por Pfafstetter (1957) quanto pela

equação sugerida no “TDR para elaboração de projetos de drenagem urbana” pela

Novacap. Uma terceira curva regionalizada foi elaborada pela TCBR (2008) utilizando

dados de pluviômetros para espacializar as relações, uma vez que as curvas anteriores

se baseiam em dados coletados na cidade de Formosa (GO).

A curva sugerida pela Novacap á a expressa pela equação:

815,0

16,0

)11t(

T.7,21I

+= (2.1)

Onde: I = intensidade em mm/min; T = tempo de retorno, em anos; t = duração

da chuva, em minutos.

Ou pela equação:

815,0

16,0

)11tc(

T*26,1302I

+= (2.2)

Onde: I = intensidade em mm/h; T = tempo de retorno, em anos; t = duração da

chuva, em minutos.

A curva apresentada por Pfafstetter (1957) é parte de um estudo desenvolvido

para 98 postos localizados em diferentes regiões do Brasil e que, em Formosa (GO),

possuía um período efetivo de 19,745 anos de dados de pluviógrafo e 28,915 anos de

medições em pluviômetro. Com base nestes dados foi possível determinar a IDF a

partir da plotagem das curvas p-d-f em escala bilogarítmicas. O autor ajustou para

cada posto a seguinte equação empírica:

( )[ ]c.t1b.loga.tR.P ++= (2.3)

9

Onde: P = a precipitação máxima em mm, t = duração da precipitação em

horas, a, b e c constantes definidas para cada posto e R = um fator de probabilidade,

definido como:

γTrβα

TrR+

= (2.4)

Sendo: Tr = tempo de retorno em anos, α e β valores que dependem da

duração da precipitação e γ uma constante (adotada para todos os postos igual a

0,25).

O fator ( )[ ]t.c1log.bt.a ++ fornece a precipitação em mm para um tempo de

recorrência de 1 ano; o fator R permite calcular a estimativa para outros tempos de

retorno. Na Tabela 2.1 são apresentados os valores de α, γ, β (função da duração) e

de a, b e c correspondentes ao DF.

Tabela 2.1. Parâmetros da equação de Pfafstetter (1957) para o DF.

Duração (min)

Α Γ β a b c

5 0.108 0.25 0.08 0.5 27 20 15 0.122 0.25 0.08 0.5 27 20 30 0.138 0.25 0.08 0.5 27 20 45 0.147 0.25 0.04 0.5 27 20 60 0.156 0.25 0.04 0.5 27 20

120 0.166 0.25 0.04 0.5 27 20 240 0.174 0.25 0.04 0.5 27 20 480 0.176 0.25 0.04 0.5 27 20 840 0.174 0.25 0.04 0.5 27 20

1440 0.17 0.25 0.04 0.5 27 20

TCBR (2008) ajustou com base nos dados de Pfafstetter (1957) um IDF no

formato semelhante à da Novacap:

748,0

164,0

)8t(

T.6625,14I

+= (2.5)

Onde: I = intensidade da chuva em mm/min, T = tempo de retorno em anos e

t= duração em minutos.

10

748,0

164,0

)8t(

T.75,879I

+= (2.6)

Onde: I = intensidade da chuva em mm/h, T = tempo de retorno em anos e t=

duração em minutos.

A comparação entre os valores observados e calculados pelas equações

anteriores (Pfafstetter e Novacap) mostra que a equação da Novacap se ajusta bem

para valores menores de precipitação e, portanto de tempo de retorno menor ou

igual a cinco anos, enquanto que a de Pfafstetter se ajusta melhor à série de dados

disponíveis como um todo.

Figura 2.1. Valores de precipitação do posto de Formosa obtidos do estudo de

Pfafstetter, ajuste de uma equação e da equação de Brasília: percebe-se que esta última se ajusta bem a valores até pouco acima de 100 mm, correspondente ao Tempo de retorno de no máximo 5 anos (FONTE: TCBR, 2008).

Para minimizar a incerteza, a TCBR (2008) construiu uma nova curva IDF que foi

regionalizada. Para a regionalização foi admitido que a distribuição temporal da chuva

em todo o DF segue o mesmo padrão registrado na IDF de Formosa (GO) e indicado

0

50

100

150

200

250

0 50 100 150 200 250

P, observada, mm

P,

cala

cu

lad

a,

mm

equação Pfastetter

Normas DF

11

no trabalho de Pfafstetter (1982). Depois, utilizando dados de pluviômetro, o que

significa incluir novos dados sobre a distribuição espacial da chuva, foi realizado uma

regionalização dos parâmetros de forma que a relação IDF seja a mais próxima do

padrão local de precipitação.

Segundo TCBR (2008), a IDF recomendada para o DF pode ser estimada

utilizando a equação seguinte:

748,0

178,0

)8t(

T.G.16,0T,It

+= (2.7)

Onde: It,T = intensidade de precipitação em mm/min, T = tempo de retorno em

anos, t = duração em minutos e G um parâmetro que representa a chuva diária de 2

anos de tempo de retorno e que pode ser obtido de um mapa tal como o indicado na

Figura 2.2.

Figura 2.2. Parâmetro G da equação IDF apresentada por TCBR (2008).

12

Apesar da equação apresentada por TCBR (2008) constituir em um avanço na

determinação das precipitações de projeto, a Contratada, em acordo com a equipe de

acompanhamento da Contratante, entendeu a necessidade de contar com uma curva

atualizada para a cidade, mesmo não estando explicitamente prevista a sua

determinação na proposta do estudo. A determinação desta curva será analisada no

Capítulo 3.

2.4 Levantamento histórico de ocorrências de inundações

Para a análise e calibração dos resultados da modelagem matemática dos

fenômenos é importante a caracterização dos pontos críticos de alagamento. Em

virtude da inexistência de um mapa oficial com a localização destes acontecimentos,

as melhores fontes deste tipo de informações são os relatórios de vídeo-inspeção das

redes públicas de águas pluviais da Novacap, elaborados pela empresa Conter, e as

notícias veiculadas na imprensa sobre ocorrências de alagamentos. As principais

notícias coletadas estão incluídas no Anexo I.

Além das notícias é importante ressaltar as informações que se encontram no

texto de Fonseca & Steinke (2003), que faz um detalhamento dos principais

problemas e soluções.

Para cada local cuja rede de drenagem urbana foi diagnosticada neste

relatório, após os resultados da simulação da rede de macrodrenagem, serão

apresentados os pontos de alagamento, incluindo uma breve explicação das principais

causas destes.

2.5 Relação entre inundações e doenças

Segundo a Organização Mundial de Saúde - OMS, cerca de 85% das doenças

conhecidas são de veiculação hídrica, ou seja, estão relacionadas à água. As três

13

imagens na Figura 2.3 ilustram algumas das mais conhecidas doenças relacionadas

com a água ou seus vetores.

Dengue/F. Amarela/ Malária

Esquistossomo

Verminose

Figura 2.3. Ilustração das doenças de veiculação hídrica mais conhecidas e seus vetores (FONTE: COUTO, 2008).

A importância da relação entre saneamento (que inclui o esgotamento

sanitário, pluvial e a coleta de lixo), segundo dados da Organização das Nações Unidas

(ONU-out/03) e do IBGE (mar/04) pode justificar-se com alguns números:

• 60 milhões de brasileiros não têm saneamento básico;

• 10 milhões não contam com coleta de esgotos;

• 16 milhões não possuem coleta de lixo;

• 3,4 milhões de residências não têm água encanada, o que atinge 15

milhões de brasileiros;

• 1/3 dos municípios com menos de 20.000 habitantes não têm água

tratada; 75% têm menos de 10.000 hab.;

• No nível distrital, 12% não têm rede de abastecimento d’água; destes,

46% se valem de poço raso particular;

• 75% dos esgotos coletados nas cidades brasileiras não têm tratamento;

• 64% dos municípios brasileiros depositam o lixo coletado em lixões a céu

aberto;

• 60% dos municípios sofreram inundações ou enchentes em 2000;

• 20% dos municípios têm seu solo corroído por assoreamentos;

14

• Doenças intestinais, como diarréia e verminoses, são a principal causa

de internações no Brasil;

• Cada real investido em saneamento básico poupa de 1,5 a quatro em

gastos com a saúde (SEROA & MENDONÇA, 2005);

• O Brasil desperdiça ainda até 40% da água tratada.

Mesmo as estimativas mais conservadoras justificam a tese de que investir em

saneamento proporciona poupança de recursos públicos e alavanca o nível de bem-

estar social pelo menos a partir dos modestos níveis de acesso encontrados hoje

(FGV, 2007).

No Brasil, se gasta 0,09% do PIB com saneamento básico, sendo 0,01% via

despesa direta, 0,01% transferências a estados e DF, 0,04% transferências a

municípios e 0,03% FGTS. O Brasil gasta cerca de 1,76% do seu PIB (3,1% das despesas

totais) com saúde. O gráfico na Figura 2.4 apresenta os gastos em saúde e

saneamento no Brasil nos últimos anos. Quando olhamos para evolução temporal dos

gastos em saneamento, encontramos grande oscilação entre os anos, com o maior

nível atingido em 2001 (0,23%), ano em que foram utilizados recursos do Fundo da

Pobreza para saneamento básico. O mesmo ocorre quando analisamos essa despesa

como proporção dos gastos federais totais, que corresponde a 0,15% em 2005 e

0,45% em 2001.

15

Figura 2.4. Gastos em saúde e saneamento no Brasil como percentagem do PIB.

FONTE: (FGV, 2007).

2.5.1 Registros de doenças de notificação obrigatória

Com base na lei nº 6259 de 30/10/75 existe no país a obrigatoriedade de

comunicação imediata da ocorrência de determinadas doenças/agravos à saúde ou

surto às autoridades sanitárias pelos profissionais de saúde ou qualquer cidadão,

visando à adoção das medidas de intervenção pertinentes.

Notificação compulsória é a notificação obrigatória de casos de doenças da

listagem de doenças de notificação compulsória. Além das DNC (doenças de

notificação compulsória) todo e qualquer surto ou epidemia, assim como a ocorrência

de agravo inusitado, independente de constar na lista de doenças de notificação

compulsória, deve ser notificado.

O Sistema Nacional de Agravos de Notificação (SINAN) é o sistema de

informação utilizado pelo Ministério da Saúde no armazenamento e processamento

de dados referentes a estas doenças. As informações geradas contribuem

inicialmente para orientar/monitorar intervenções dos serviços e reduzir a

transmissão/aquisição mediante a detecção de agravos coletivos em condições

16

especiais de risco e vulnerabilidade, refletindo diretamente no planejamento e

entrada de recursos para os programas de saúde.

O diagnóstico, mesmo que suspeito, das doenças abaixo, é realizado por

profissional médico, que preenche uma ficha específica para cada doença e repassa à

Secretaria Municipal de Saúde e esta à Secretaria de Estado de Saúde. Estes dados são

fundamentais para a estruturação das estratégias de atuação em Saúde Pública. Um

dos seus pilares, provavelmente o principal, é a notificação compulsória (obrigatória)

de doenças, necessária para o desenvolvimento de ações em todos os níveis, seja

nacional, estadual ou municipal.

A listagem das doenças de notificação compulsória, atualmente adotada pelo

Centro Nacional de Epidemiologia (CENEPI) e utilizada como referência nacional

(BRASIL, 2002) é apresentada na Tabela 2.2.

Tabela 2.2. Listagem das DNC.

Doenças de Notificação Compulsória Cólera Raiva humana

Febre tifóide Febre amarela Botulismo Hantavirose

Tuberculose Varíola Peste Doenças exantemáticas (sarampo, rubéola,

exantema súbito, etc.) Tularemia Hepatite B/C

Carbúnculo ou Antraz AIDS Leptospirose Malária Hanseníase Leishmaniose Visceral

Tétano Neonatal e acidental Leishmaniose Tegumentar Americana Difteria Doença de Chagas

Coqueluche Esquistossomose Sífilis congênita Meningite Febre maculosa Gestante com rubéola e/ou síndrome da

Rubéola congênita Poliomielite/paralisia flácida aguda Gestante HIV e crianças expostas Fonte: BRASIL, 2001

17

Alguns dos agravos acima mencionados, além da notificação periódica semanal,

devem ser comunicados imediatamente (prazo máximo de 24 horas) ao Órgão de

Vigilância Epidemiológica Estadual, e este para o CENEPI, no ato da constatação da

suspeita ou diagnóstico de caso ou surto, através de telefonema, fax ou e-mail, sem

prejuízo de registro das notificações pelos procedimentos rotineiros do SINAN. São

eles (Tabela 2.3):

Tabela 2.3. Doenças de comunicação imediata.

Caso suspeito de: Cólera: autóctone em área não endêmica Paralisia Flácida Aguda* Febres hemorrágicas de etiologia não esclarecida

Raiva humana**

Peste Hantavirose Caso confirmado de:

Febre Amarela* Tétano neonatal** Sarampo* Poliomielite**

Surto ou agregação de casos ou agregação de óbitos por: Agravos inusitados Doença meningocócica Doenças de etiologia não esclarecida Coqueluche * O caso suspeito deverá ser digitado e ter transferência imediata através do SINAN ** O caso confirmado deverá ser digitado e ter transferência imediata através do SINAN.

Foram levantados os registros de doenças de notificação obrigatória existente

no SINAN nos últimos anos com a finalidade do cruzamento destas informações com

problemas e/ou eventos de inundações e ter um parâmetro do estado da saúde como

conseqüência da deficiência da drenagem. Os dados levantados se encontram no

Anexo II.

Para o cruzamento das informações é necessário determinar quais as doenças

ou agravos que podem ser influenciadas pela drenagem. Estas doenças são as

denominadas doenças de veiculação hídrica.

18

2.5.2 Doenças de veiculação hídrica

Como já mencionado, a Organização Mundial de Saúde – OMS indica que cerca

de 85% das doenças conhecidas são de veiculação hídrica.

A problemática em saúde mais comum associada à água poluída por esgotos é

a gastroenterite, que pode apresentar vários sintomas como enjôo, vômitos, dores de

estômago, diarréia e febre, que podem levar as pessoas, principalmente as crianças, à

desidratação. No verão, esse quadro pode ser mais perigoso. Por isso, é importante,

que a pessoa nesse estado tome muito líquido, mesmo que não esteja conseguindo se

alimentar. Como esse quadro pode ser associado a vários agentes etiológicos, a

terminologia mais adequada é a de síndrome, e não doença.

Síndrome é o conjunto de sinais ou sintomas provocados por agentes

biológicos diferentes e dependentes de causas diversas.

Doença é a perda da homeostasia corporal (estado em que se tem saúde, ou

seja, a normalidade) total ou parcial, que pode resultar de infecções, inflamações,

modificações genéticas, neoplasias, disfunções orgânicas, etc.

Os organismos biológicos podem ser classificados didaticamente para facilitar o

estudo e a apresentação aos iniciantes. Além disso, essa abordagem é importante

para o estudo das características, sensibilidade e metabolismo, que acabam

favorecendo aos profissionais da saúde, no controle dos mesmos. Os critérios para

classificação incluem número de unidades que se agrupam para formar o organismo

(unicelulares e pluricelulares), presença ou não de membrana nuclear (eucariontes

eprocariontes), dimensões (microrganismos), etc.

Dentro das doenças de veiculação hídricas, as principais doenças resultantes

das enchentes provocadas por problemas de macrodrenagem são: leptospirose,

verminoses, febre tifóide e outras relacionadas com esgotos (COUTO, 2008).

19

2.5.3 Relação entre doenças de notificação obrigatória e enchentes no DF

Os dados obtidos da análise do registro de doenças de notificação obrigatória

com relação direta com enchentes no DF foram plotados para os últimos anos (Figura

2.5) e comparados com os registros disponíveis de chuva (Figura 2.6) dada à falta de

um registro oficial de enchentes.

A escolha do período de comparação obedece em parte a disponibilidade de

dados, e, em parte, a que na década de 90, iniciou-se uma significativa melhora da

qualidade de água do Lago Paranoá com a finalização das obras das novas Estações de

Tratamento de Esgotos (ETES) Sul e Norte, as quais foram inauguradas

respectivamente em 1993 e 1994 permitindo reduzir em cerca de 70% a carga externa

de fósforo ao lago. Em outubro de 1998, a partir de um manejo do tempo de

residência da água na represa feito pela CEB (mediante a técnica ecohidrológica de

descarga conhecida por "flushing"), houve uma mudança completa da qualidade da

água do lago, sendo que a transparência da água passou dos tradicionais 50 cm para

mais de 2 metros e a quantidade de algas reduziu em mais de 80%, com

desaparecimento das cianobactérias.

Essa situação de lago despoluído, com mais de 90% do seu espelho d'água

próprio para banho e esportes aquáticos, perdura por mais de 6 anos graças a uma

permanente fiscalização das galerias de águas pluviais e controle dos esgotos

clandestinos em toda a bacia hidrográfica. Desta forma, a mistura dos períodos pré e

pós limpeza pode influenciar significativamente o resultado das análises. No entanto,

o preço a pagar são séries muito curtas com escassa representação estatística.

20

Figura 2.5. Registro oportuno de doenças de notificação obrigatória no DF.

Figura 2.6. Dados totais mensais de chuvas e máximo diário observado em cada mês

no posto da sede da Agencia Nacional de Águas (Código ANA/ANEEL 1547032)

21

Da comparação entre a Figura 2.5 e Figura 2.6, provavelmente pelo reduzido

tamanho das séries, não é possível observar uma tendência muito evidente de relação

entre doenças e enchentes, embora esta tenha sido detectada. Influencia na baixa

relação entre doença e ocorrência de inundações o fato que os dados obtidos

referem-se aos dados para o DF como um todo, sem indicação da localidade. Assim,

não foi possível determinar se núcleos urbanos como o Núcleo Bandeirante, que tem

uma significativa população em área de risco de enchentes do Riacho Fundo,

apresenta uma relação mais direta entre enchentes e doenças. Também influencia o

fato da alta taxa de coleta de esgotos sanitários no DF, que minimiza o contato de

esgotos sanitários e pluviais e, consequentemente, de doenças.

Como mencionado, embora não muito evidente, observa-se que efetivamente

nos anos hidrológicos 2004/2005 e 2006/2007, nos quais houve grande incidência de

chuvas fortes, o número de casos de leptospirose (que é associada a enchentes) foi

superior. No ano 2000/2001 que, segundo os registros obtidos do INMET também foi

um ano de grandes chuvas, o número de casos da doença foi superior ao normal.

22

3 DEFINIÇÃO DA BASE DE DADOS HIDROLÓGICOS

3.1 Introdução

A definição da base de dados hidrológicos (Figura 3.1) a ser consolidada

implicou consultas ao Plano de Gerenciamento Integrado de Recursos Hídricos do DF

– PGIRH/DF e ao Plano de Monitoramento de Recursos Hídricos, bem como a outros

estudos hidrológicos existentes, preferencialmente os mais recentes, para a definição

de vazões de cálculo e demais parâmetros a serem utilizados, em associação com a

curva de precipitações (Curva IDF) dos parâmetros necessários e suficientes para a

modelagem da rede de macrodrenagem do DF no âmbito deste PDDU. Foram

considerados períodos determinados, chuvas críticas, períodos críticos de chuva e de

seca, bem como locais de precipitações convectivas localizadas mais intensas, de

maior duração ou de maior frequência, mesmo em áreas relativamente limitadas do

território que constitui o DF.

3.2 Análise das séries de precipitação disponíveis.

Este item tem como objetivo complementar a análise já realizada no RP1,

acerca do ciclo hidrológico e características climáticas, para servir de base no

estabelecimento de uma nova relação IDF que inclua dados mais atuais e de maior

representatividade no DF.

Existem postos pluviométricos com pluviômetros com registros diários e

pluviógrafos com registros dentro do dia. Neste estudo, devido à falta de acesso

imediato aos dados de pluviógrafos e aos prazos envolvidos, foi realizada uma

caracterização da chuva com base nos dados de pluviômetros, ou seja, com totais

diários, e a posterior determinação da chuva de máxima intensidade com base nos

dados do posto pluviográfico do INMET, que foram digitalizados durante o projeto.

23

Cadastro da rede Pluvial Cadastro da rede Pluvial

Dados básicos para o Plano

Plano deDesenvolvimento Urbano

Plano de EsgotamentoSanitário

Plano de Controle deResíduos Sólidos

Plano de Viário Legislação Administração

Planos setoriaisAspectos Institucionais

PLANO

DIRETOR DE

DRENAGEM

URBANA

Caracterização físicadas bacias:Natural

Antrópica

Figura 3.1. Dados básicos necessários a elaboração de um Plano Diretor de

Drenagem Urbana.

No Distrito Federal existem 41 postos pluviométricos identificados na base de

dados do site Hidroweb, da Agencia Nacional de Águas (http://hidroweb.ana.gov.br/). A

Figura 3.2 apresenta a localização dos postos pluviométricos com dados utilizados

neste trabalho e no anexo A são apresentadas as características destes postos e o

período com dados e falhas de observação. Na Figura 3.3 são identificados os postos e

a disponibilidade de dados. Os postos 1547000 e 1547006 são os únicos que

apresentam informação desde a década de 1960. A maioria dos restantes postos inicia

sua série de dados a partir da década de 1970. Existem ainda postos que apresentam

períodos com falhas ou falta de informação que se localizam nas regiões central e sul

24

do DF. Ainda existem postos que apenas apresentam informação em períodos

recentes, começando sua série de dados a partir de 2000, limitando sua utilização em

análises estatísticas.

O período efetivo com dados em cada um desses postos é apresentado na

Figura 3.3. Observa-se nessa figura que existem em torno de 24 postos que

apresentam 20 ou mais anos de dados. Considerou-se neste trabalho que pelo menos

20 anos de dados seriam necessários para evitar resultados tendenciosos nas análises

estatísticas. Assim, os dados desses postos são os únicos utilizados nas análises

apresentadas adiante no texto.

Figura 3.2. Localização dos postos pluviométricos levantados para este estudo. (Fonte: Google Earth e Hidroweb)

Figura 3.3. Períodos efetivos com Federal.

A Figura 3.4 apresenta a localização dos postos pluviométricos com 20 ou mais

anos dados no Distrito Federal.

A partir das séries de precipitação diária

máximos acontecidos em cada ano da série histórica.

diária máxima de um ano qualquer

falhas de medição nos meses de novembro a abril do ano analisado

são os meses mais chuvosos da região. Quando não

meses de um ano qualquer, o ano era considerado com falha.

. Períodos efetivos com dados nos postos pluviométricos do Distrito

apresenta a localização dos postos pluviométricos com 20 ou mais

anos dados no Distrito Federal.

A partir das séries de precipitação diária, foram identificados os

em cada ano da série histórica. Na procura d

diária máxima de um ano qualquer foi dada particular atenção

nos meses de novembro a abril do ano analisado

s meses mais chuvosos da região. Quando não existia informação em todos esses

meses de um ano qualquer, o ano era considerado com falha.

25

dados nos postos pluviométricos do Distrito

apresenta a localização dos postos pluviométricos com 20 ou mais

foram identificados os valores

Na procura da precipitação

particular atenção à não existência de

nos meses de novembro a abril do ano analisado, visto que estes

informação em todos esses

26

Figura 3.4. Localização dos postos pluviométricos com 20 ou mais anos de dados no

Distrito Federal.

Conforme já relatado no RP1, as precipitações do DF apresentam uma

sazonalidade bem definida, como pode ser observada pela Figura 3.5, onde são

apresentados os valores médios mensais de todos os postos em estudo. Observa-se

nessa figura que os valores de precipitação mensal nos diferentes postos possuem um

mesmo comportamento e uma clara sazonalidade, com um período mais chuvoso

começando no mês de setembro ou outubro e se estendendo ate o mês de abril ou

maio. Os meses de novembro, dezembro e janeiro são, na média, os meses mais

chuvosos em todos os postos localizados no Distrito Federal.

Também é possível observar que embora o comportamento na época seca seja

uniforme nos postos, o comportamento durante o período chuvoso é diferenciado. As

diferenças podem ser atrubuídas, em parte, a diferenças de período considerado e a

diferenças no comportamento da chuva, tais como as reportadas por TCBR (2008) e

descritas no item 2.3.

Figura 3.5. Precipitação mensal média nos diferentes postos pluviométricos do Distrito Federal.

Para analisar com maior detalhe a estabilidade do ciclo hidrológico, ou

termos estatísticos, a estacionariedade da série

em forma cronológica.

máximas anuais adimensi

O gráfico das séries temporais (

comportamento das séries nem grandes períodos de seca ou precipitação como

observado em regiões vizinhas do Centro

entanto, podem ser observados

1965, 1981 a 1983 e 1998.

. Precipitação mensal média nos diferentes postos pluviométricos do Distrito Federal.

Para analisar com maior detalhe a estabilidade do ciclo hidrológico, ou

estacionariedade da série, foram analisadas as séries disponíveis

em forma cronológica. Na Figura 3.6 são apresentadas as precipitações médias

máximas anuais adimensionalizadas com relação a sua média ao longo dos anos

O gráfico das séries temporais (Figura 3.6) não mostra tendenciosidade no


o em regiões vizinhas do Centro-Oeste (ANA/PNUMA/GEF/OEA, 2005). No

tanto, podem ser observados alguns períodos de grande precipitação tais como

1965, 1981 a 1983 e 1998.

27

. Precipitação mensal média nos diferentes postos pluviométricos do

Para analisar com maior detalhe a estabilidade do ciclo hidrológico, ou, em

foram analisadas as séries disponíveis

são apresentadas as precipitações médias

nalizadas com relação a sua média ao longo dos anos.

) não mostra tendenciosidade no


Oeste (ANA/PNUMA/GEF/OEA, 2005). No

alguns períodos de grande precipitação tais como

Figura 3.6. Precipitações médias máximas anuais adimensisua média ao longo d

3.3 Determinação da curva IDF do Distrito Federal para projetos de drenagem urbana

Para a construção desta curva foram analisados os registros disponíveis.

cadastro preliminar foi identificad

CAESB com séries de aproximadamente 10 anos no fim do século passado. Também

foi identificada a existência de registros pluviográficos pertencentes ao INMET com

séries iniciando na década

Em função do tempo disponível,

Federal (Figura 3.7), da

comportamento das precipita

construção de uma relação Intensidade

registro do pluviógrafo do INMET (Código

Os dados para a construção da curva foram disponibilizados pelo INMET que

obteve os dados a partir do arquivo

. Precipitações médias máximas anuais adimensionalizadas com relação a sua média ao longo dos anos.

Determinação da curva IDF do Distrito Federal para projetos de drenagem

Para a construção desta curva foram analisados os registros disponíveis.

identificada a existência de vários pluviógrafos instalados pela



década de 1960.

Em função do tempo disponível, da localização geográfica c

a disponibilidade de dados, a extens

comportamento das precipitações dentro do Distrito Federal, optou

relação Intensidade-Duração-Frequência com

tro do pluviógrafo do INMET (Código ANA/ANEEL 1547004).


obteve os dados a partir do arquivo que se encontrava parte em Brasília e parte

28

nalizadas com relação a

Determinação da curva IDF do Distrito Federal para projetos de drenagem

Para a construção desta curva foram analisados os registros disponíveis. Em um

a existência de vários pluviógrafos instalados pela



gráfica central no Distrito

extensão da série e do

ções dentro do Distrito Federal, optou-se pela

Frequência com base nos dados do


que se encontrava parte em Brasília e parte na

29

cidade de Goiânia. Foram disponibilizados registro de pluviogramas diários para 32

anos de dados (aproximadamente 12.000 registros). Os anos disponibilizados foram:

1962, 1963, 1964, 1965, 1966, 1967, 1968, 1969, 1970, 1971, 1972, 1974, 1975, 1976,

1977, 1978, 1979, 1981, 1982, 1984, 1985, 1997, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004,

2005, 2006, 2007, 2008 (primeiros meses). Um alerta quanto à indisponibilidade dos

dados de 1983, o qual foi indicado por técnicos da CAESB como aquele ano que tem

gerado a maior cheia registrada por eles. Em particular, indicaram os dias 11 e 12 de

fevereiro de 1983.

Na indisponibilidade de dados pluviográficos para análise, foi observado nos

postos pluviométricos vizinhos ao INMET que a chuva nestes dias não foi superior a

registrada em outras oportunidades, mas o que de diferente aconteceu foi que

choveram de 80-100 mm em três dias seguidos, o que totaliza boa parte do esperado

para o mês concentrado em poucos dias. O consequente encharcamento do solo teria

criado uma grande cheia para a última das chuvas.

Figura 3.7. Localização do posto pluviográfico do INMET.

30

Um dos condicionantes da utilização destes dados consiste em que o INMET

indicou a impossibilidade de que os registros fossem retirados das instalações do

INMET. Desta forma, e dado o grande número de pluviogramas a ser digitalizados, o

que exigiria uma equipe suficientemente numerosa, que não teria condições de

trabalhar dentro das instalações do organismo, optou-se por fotografar cada um dos

pluviogramas para posterior digitalização.

Figura 3.8. Exemplos de pluviogramas disponibilizados.

Para simplificar a tarefa, somente foram digitalizados aqueles pluviogramas

com chuva diária superior a 10 mm. Em função da capacidade de leitura com precisão,

os pluviogramas foram digitalizados com uma discretização temporal de 10 minutos.

Posteriormente foram selecionadas as precipitações máximas anuais com

duração de 10, 20, 30, 40, 50 minutos, 1, 2, 4, 6, 8, 12, 16, 18, 20 e 24h; para cada ano

31

de dados, e transformadas em intensidades de precipitação. A serie de intensidades

máximas anuais de cada duração foi ajustada a distribuição estatística de Gumbel, que

já havia sido indicada como satisfatória para os dados da região em TCBR (2008).

A distribuição de probabilidade de Gumbel é aplicada às séries históricas de

valores extremos, especialmente, a precipitação máxima diária anual. Sua Função

Cumulativa de Probabilidades (FCP) é a seguinte (BERTONI, 2001):

)y(eeProb

µ−α−−= (3.1)

Onde α é o parâmetro de escala e µ, o parâmetro de forma; “y” são os valores

de intensidade máxima anual para cada duração.

A estimativa dos parâmetros desta distribuição, pelo Método dos Momentos é

a seguinte:

s.451,0y

S

2826,1

−=µ

=α (3.2)

Onde S é a variância e y� é a média das intensidades máximas anuais para

duração analisada.

Uma vez ajustada a distribuição de Gumbel para cada duração foram

determinadas as intensidades para cada tempo de retorno de interesse. Em particular

foram estimadas para os tempos de retorno trabalhados no projeto e sugeridos para

analises futuros de drenagem urbana no DF, ou seja, 2, 5, 10, 25 e 50 anos.

Para simplificar a utilização futura da relação IDF os resultados da análise

estatística foram sintetizados ao ajustar uma relação padrão para IDF do tipo:

d

b

)ct(

T.a)h/mm(I

+= (3.3)

Para ajustar a equação anterior, a mesma foi linearizada aplicando as

propriedades dos logaritmos:

32

Log I = log a + b. log T-d. log (t+c) (3.4)

Assim foram realizadas varias regressões com os dados para cada tempo de

retorno, fazendo variar em cada tentativa de regressão o valor de c até obter a

melhor equação fazendo o c mínimo.

A equação resultante, e, portanto indicada para seu uso nos cálculos de

drenagem urbana do DF foi:

884,0

207,0

)11tc(

T*70.1574I

+= (3.5)

Onde: I = intensidade em mm/h; T = tempo de retorno, em anos; tc = duração

da chuva, em minutos.

O ajuste da equação teve um R2 de 99,8% e todos os parâmetros da regressão

foram significantes. Na Figura 3.9 se observa a boa qualidade do ajuste, já que os

pontos observados caem praticamente todos sobre a reta de ajuste e na Figura 3.10

se observa o gráfico da relação proposta.

Na Figura 3.9 também foi comparado a IDF proposta com aquelas utilizadas

atualmente no DF e que foram baseadas em dados analisados por Pfafstetter em

Formosa (GO), até a década de 1970. Observa-se que para as maiores intensidades,

ou seja, para as menores durações, as IDF baseadas nos dados de Formosa tendem a

subestimar ligeiramente os valores, enquanto que para as maiores, acontece o

contrário. Em outras palavras, a IDF proposta prevê chuvas mais intensas e mais

concentradas temporalmente que as IDFs anteriormente utilizadas.

Figura 3.9. Ajuste da relação IDF determinada aos dadcom as IDF atualmente utilizadas em drenagem urbana no DF

Figura 3.10. Gráfico da relação IntensidadeDistrito Federal

1

10

100

1000

1

Inte

nsi

dad

e d

e p

reci

pit

ação

cal

cula

da

Ajuste da relação IDF determinada aos dados observados e comparação com as IDF atualmente utilizadas em drenagem urbana no DF

Gráfico da relação Intensidade-Duração-Frequência proposta para o Distrito Federal.

10 100

Intensidade de precipitação observada (mm/h)

33

os observados e comparação

com as IDF atualmente utilizadas em drenagem urbana no DF.

Frequência proposta para o

mm/h)

CALC

IDF

NOVACAP

TCBR

34

Outra forma de verificar a forma em que acontece a precipitação no DF

consiste na análise as relações entre precipitações de diferentes durações. O método

das relações entre chuvas de diferentes durações é normalmente utilizado para

desagregar a chuva máxima diária em chuva com duração inferior; trata-se de um

método com a vantagem de ser de uso simples, de fornecer resultados satisfatórios e

com grande similaridade para diferentes locais, o que lhe outorga validade regional. O

método é baseado nos estudos de Bell (1969) estabeleceu relações empíricas entre

precipitações com diferentes durações baseadas em dados de séries parciais de chuva

observada nos EUA, Austrália, URSS, Porto Rico, Alasca, África do Sul e Havaí. O

fundamento teórico desse estudo é a existência de similaridade entre os mecanismos

das tormentas. O valor máximo dessas chuvas está associado a células convectivas,

que têm características semelhantes em muitas partes do mundo e, por isso mesmo,

se utiliza esta equação para estimar as precipitações máximas entre os limites

especificados.

Na Tabela 3.1 se indicam as relações entre durações sugeridas para seu uso no

Brasil (TUCCI, 1993) e aquelas estimadas com base nos dados do posto do INMET de

Brasília. Observa-se claramente, na comparação entre as durações, que a chuva

observada no Distrito Federal é claramente mais concentrada que na média brasileira.

Por exemplo, em uma hora chove 61% do que precipita em 24 horas de acordo com

os dados levantados no DF, enquanto que na média brasileira a chuva de uma hora

chove somente 42% do total das 24 horas.

Para explicação das diferenças entre as relações entre durações sugeridas para

o Brasil e as do DF podemos considerar o fato de as relações sugeridas foram obtidas

a partir de dados de chuva de diversas partes do Brasil sendo, portanto, seus

resultados, função de valores médios e não específicos para um local. Já o valor do

PDDU-DF leva em conta os padrões dominantes no Brasil.

35

Tabela 3.1. Relações entre durações de chuva.

Sugeridos Brasil PDDU-DF

10/30 0,54 0,53 15/30 0,7 20/30 0,81 0,81 25/30 0,91 30/1h 0,74 0,89 1/24 0,42 0,61 6/24 0,72 0,87 8/24 0,78 0,89

10/24 0,82 0,92 12/24 0,85 0,94

24h/1dia 1,1 1,06

As diferenças no comportamento entre as IDFs utilizadas no Distrito Federal

pode ser explicada por diversos motivos, um deles é que os locais não são os mesmos,

e como analisado no item 2.3, baseado na análise apresentada por TCBR (2008), há

diferenças na precipitação entre o local onde se encontra o INMET e Formosa (GO).

Outra diferença diz respeito ao período considerado nas equações, em que os dados

utilizados para as equações existentes são anteriores a década de 1980, e, pelo

normal crescimento da população, é de esperar que a ilha de calor urbana tenha

incrementado as precipitações na área mais urbanizada do DF, precisamente onde se

encontra o pluviógrafo do INMET.

No entanto, para fazer uma avaliação prática das diferenças entre as IDF foi

realizado um exercício teórico baseado nos resultados de Allasia (2003) que indicou

que dentre os parâmetros que tem maior influência no resultado da simulação se

encontram a IDF e o parâmetro de separação do escoamento. No exercício foi

idealizada uma bacia urbana de 1 km² com uma impermeabilização alta (CN = 90) e

tempo de concentração de 30 minutos. A bacia idealizada seria uma típica bacia

urbana de macrodrenagem, que, em face da alta ocupação, intensifica o efeito de

diferenças na chuva. As metodologias empregadas na simulação foram o método da

curva número (TR55) para separação do escoamento e o método do hidrograma

36

triangular para propagação do escoamento, ambos os métodos desenvolvidos pelo

Soil Conservation Service, dos Estados Unidos.

Os resultados do exercício podem ser observados na Figura 3.11, onde é

possível verificar que, em termos práticos e para a bacia com as características

propostas, os resultados da análise com as diferentes IDFs são muito semelhantes. Os

resultados obtidos a partir da simulação hidrológica indicam que em termos práticos,

a utilização alternativa das IDF existentes no DF são muito semelhantes, embora

existam diferenças nas precipitações. Assim, para projetos no DF, e considerando

todas as condicionantes mencionadas anteriormente (centralidade, período, etc.)

recomenda-se a utilização da IDF determinada no PDDU para projetos de drenagem

urbana no Distrito Federal.

Figura 3.11. Resultados da simulação de uma bacia de 1 km2 com CN=90 e tempo de

concentração de 30 minutos para cada uma das IDFs do Distrito Federal.

Uma última questão quanto às chuvas diz respeito à sensação de que as

últimas ocorrências de chuva em Brasília foram as piores observadas. Neste sentido,

foram verificadas as precipitações ocorridas durante o desenvolvimento deste PDDU,

comparando os alagamentos verifica

alagamentos, já explicadas no item

ANA. Assim, foi concluído que com intensidades de precipitação de 30

verificam alagamentos em alguns locais

Na Figura 3.12 estão indicados

mm/h registrada entre as 17 e 18 h

Consultas com a CAESB e ANA indicaram precipitaçõ

podendo considerar-se, portanto

gráfico se observa que a precipitação de 30

que 1 ano, o que verifica objetivamente a sensação de

do desempenho da macrodrenagem do Distrito F

de projeto utilizada originalmente na macrodrenagem era de 5 anos de tempo de

retorno.

Figura 3.12. Curva IDF e precipitação alagamentos registrados

comparando os alagamentos verificados pela equipe do PDDU, as notí

já explicadas no item 2.4, e os registros de chuvas do INMET, CAESB e

foi concluído que com intensidades de precipitação de 30

em alguns locais.

estão indicados os 30 mm/h no gráfico da IDF e a chuva

mm/h registrada entre as 17 e 18 h (do dia 28/Nov/2008) no pluviógrafo do INMET.

Consultas com a CAESB e ANA indicaram precipitações semelhantes nestes locais,

, portanto uma chuva uniformemente distribuída no DF. No

observa que a precipitação de 30 mm/h tem um tempo de retorno menor

ano, o que verifica objetivamente a sensação de que acontecem falhas seguidas

a macrodrenagem do Distrito Federal, uma vez que a precipitação

inalmente na macrodrenagem era de 5 anos de tempo de

Curva IDF e precipitação ocorrida em 28 de nalagamentos registrados pela equipe do PDDU.

37

dos pela equipe do PDDU, as notícias sobre

s registros de chuvas do INMET, CAESB e

foi concluído que com intensidades de precipitação de 30 mm/h já se

mm/h no gráfico da IDF e a chuva de 30

no pluviógrafo do INMET.

es semelhantes nestes locais,

uma chuva uniformemente distribuída no DF. No

mm/h tem um tempo de retorno menor

que acontecem falhas seguidas

ederal, uma vez que a precipitação

inalmente na macrodrenagem era de 5 anos de tempo de

novembro de 2008:

38

3.4 Discretização das bacias hidrográficas para a modelagem hidrológica-hidráulica

Em uma primeira etapa do diagnóstico da situação atual do sistema de

drenagem do Distrito Federal, as bacias elementares apresentadas no RP1 foram

divididas em macrobacias urbanas. Cada macrobacia urbana corresponde a um ponto

de lançamento de águas pluviais no corpo receptor.

Por sua vez, cada uma destas macrobacias é subdividida em sub-bacias de

simulação, necessárias para a correta representação das características hidráulicas da

rede. Por exemplo, a bacia onde se encontra a Região Administrativa de Planaltina foi

subdividida em 33 macrobacias, que por sua vez foram divididas em 228 sub-bacias.

As sub-bacias representam as menores unidades de análise nesse estudo.

Os critérios utilizados para a discretização consideram os divisores de água

naturais, no caso das bacias hidrográficas onde os sistemas de drenagem ainda não

estão instalados, e os divisores de água artificiais, introduzidos por meio da

construção das redes de drenagem contra a declividade natural da bacia. Para esse

fim, estão sendo utilizadas as curvas de nível a cada 5 m do Distrito Federal e os

cadastros das redes de drenagem.

Os pontos de afluência de galerias e tubos com diâmetro acima de 1000 mm

em córregos, ou canais principais, também foram considerados como elementos a

serem avaliados para discretização em sub-bacias hidrográficas.

Complementarmente, o traçado das redes de microdrenagem foi utilizado para

auxiliar a delimitação das sub-bacias urbanas até a confluência com uma rede de

macrodrenagem, sendo, portanto, levantadas parcialmente com esta finalidade e sem

pretensão de se obter um cadastro detalhado destas redes.

Foi adotada uma nomenclatura para nomeação das diferentes macro-bacias e

sub-bacias, no sentido de facilitar a automatização de processos e o reconhecimento

da unidade analisada em um contexto maior. A cada macro-bacia urbana foi dado um

nome de até três caracteres em função do núcleo urbano ou região administrativa à

39

qual pertence. Assim, por exemplo, no caso da região administrativa de Planaltina, o

nome correspondente é PLA. As diferentes macrobacias e sub-bacias são identificadas

pelos números que precedem o texto identificador do sistema. Continuando no

exemplo anterior, o texto PLA15-10 identifica a sub-bacia 10 da macrobacia 15 da

região administrativa de Planaltina. Acredita-se que esta nomenclatura facilite a

localização e identificação dos resultados e sua utilização futura.

3.5 Parâmetros da modelagem hidrológica

A determinação dos hidrogramas de projeto, que serão propagados pela rede

de macrodrenagem nos cenários de diagnóstico e prognóstico, passa pela etapa de

modelagem hidrológica. A primeira fase consiste na definição das bacias que

participam do sistema analisado, conforme apresentado previamente.

Posteriormente, devem ser determinados parâmetros físicos e hidrológicos,

que caracterizam o comportamento da bacia hidrográfica.

Com relação aos parâmetros físicos, é determinada a área de drenagem de

cada sub-bacia, o comprimento do talvegue, a declividade média e uso e tipo do solo.

Os valores desses parâmetros são estimados com base na topografia do local, as

informações de cadastro e de uso e tipo de solo. Na seqüência do processo, são

estimados os parâmetros hidrológicos para cada sub-bacia: tempo de concentração e

CN (para o uso do método do SCS), conforme apresentado nos itens correspondentes,

mais adiante no texto.

Na terceira etapa, são definidos os hietogramas de projeto para as recorrências

de chuvas pré-estabelecidas. Um hietograma de projeto é uma seqüência de

precipitações capaz de provocar uma cheia usada para diagnosticar (ou prognosticar)

as condições da situação atual (ou futura) de um sistema de drenagem pluvial.

Por fim, na última etapa, são obtidos os hidrogramas de projeto através do

processo de transformação de chuva em vazão, utilizando um modelo hidrológico.

40

Esses hidrogramas são hidrodinamicamente propagados, posteriormente, pela rede

de macrodrenagem, conforme apresentado no Capítulo 4 – Modelagem da Rede de

Macrodrenagem.

3.5.1 Cenários de simulação

A análise da rede de macrodrenagem do Distrito Federal foi realizada segundo

dois cenários bem definidos: cenário atual ou cenário de diagnóstico e cenário futuro

ou prognóstico.

O cenário atual ou de diagnóstico da rede de macrodrenagem utiliza os dados

de ocupação atual do território, em conjunto com a rede de drenagem atualmente

existente no Distrito Federal para realizar um diagnóstico dos problemas da drenagem

urbana do Distrito Federal, sugerindo algumas medidas de controle. A elaboração

deste cenário foi apresentada de forma detalhada no RP3.

O Cenário Futuro de Ocupação do Solo, ou de acordo com crescimento

tendencial, é utilizado para fins de dimensionamento das medidas de controle do

escoamento. Este é o cenário de uso de solo utilizado para avaliar os impactos que a

população pode sofrer caso o processo de urbanização continue e nenhuma obra de

drenagem, ou medida para o controle do escoamento, seja implantada. Para o

cenário futuro, os riscos de projeto que serão analisados são de 2, 5, 10 e 25 anos de

tempo de retorno. Desta forma, se computados entre os cenários simulados os

cenários de diagnóstico (situação atual para os mesmos períodos de retornos), tem-se

um total de oito cenários diferentes sendo representados mediante simulação

matemática da rede de macrodrenagem.

Para o cenário futuro a ocupação do solo é definida com base no Plano Diretor

de Ordenamento Territorial do Distrito Federal, que norteia o desenvolvimento das

cidades, estabelecendo limites máximos para a densificação urbana e/ou grau de

impermeabilização do solo.

41

Devido ao custo, tanto financeiro quanto de tempo e transtornos causados à

população durante a implementação de obras de drenagem urbana, normalmente o

dimensionamento das estruturas de macrodrenagem é realizado segundo o cenário

futuro de ocupação da bacia, de forma que a solução dos problemas da drenagem

seja sustentável no tempo, e não simplesmente um paliativo para a situação atual.

Portanto, a elaboração de um cenário de prognóstico é de fundamental

importância para a definição do parâmetro do modelo hidrológico utilizado para a

determinação dos hidrogramas. Em razão do uso do método do CN do SCS para a

determinação da chuva efetiva, foi necessária a determinação do novo valor do

parâmetro CN, que refletisse as condições de uso do solo no futuro. Conforme

apresentado para o cenário de diagnóstico, o CN está relacionado com o grau de

impermeabilidade do solo nas áreas urbanas.

Assim, para a elaboração do cenário de prognóstico, foram consideradas as

taxas de ocupação máxima, conforme previstas no PDOT, e a projeção da taxa de

impermeabilidade do solo, a partir da curva que relaciona a densidade habitacional e

a área impermeável, conforme a seguir descrito.

O uso das densidades demográficas previstas no PDOT justifica-se, pois elas

configuram um parâmetro claro para nortear os futuros parcelamentos públicos e

privados, as ações de intervenção sobre os espaços consolidados e os procedimentos

relativos ao processo de regularização de assentamentos informais. Além disso,

constitui-se como referência para detalhamento dos parâmetros de ocupação no

âmbito da Lei de Uso e Ocupação do Solo e da Lei de Parcelamento do Solo.

A densidade demográfica definida no PDOT é calculada dividindo-se a

população total residente em uma determinada localidade pela sua área territorial

total. A densidade demográfica, como critério de ocupação, é definida por polígonos

que subdividem as zonas urbanas. O PDOT estabelece as seguintes faixas de

densidade demográfica:

42

• densidade demográfica muito baixa: até 12 habitantes por hectare;

• baixa densidade demográfica: de 12 a 50 habitantes por hectare;

• média densidade demográfica: de 50 a 150 habitantes por hectare;

• alta densidade demográfica: acima de 150 habitantes por hectare.

Além dessas quatro classes de densidade demográfica, o PDOT prevê que

determinadas zonas constituem-se em Áreas de Interesse Especial (Figura 3.13).

Foi necessário estabelecer limites para as classes de densidades demográficas,

sendo que foram estabelecidos os seguintes valores limites para o uso do solo no

cenário de prognóstico, conforme segue (Figura 3.14):

• área de interesse ambiental: 5 hab/ha;

• densidade demográfica muito baixa: 12 hab/ha;

• baixa densidade demográfica: 50 hab/ha;

• média densidade demográfica: 150 hab/ha;

• alta densidade demográfica: 250 hab/ha.

43

INSERIR A3

Figura 3.13. Densidades demográficas previstas no PDOT (2008) para o Distrito Federal

44

INSERIR A3

Figura 3.14. Densidades demográficas utilizadas para a determinação do parâmetro

CN

45

Foi dada preferência ao uso do valor superior do limite estabelecido na classe,

de forma a ser mais conservador, principalmente tratando-se de um cenário de

planejamento em longo prazo.

A determinação da taxa de impermeabilidade associada foi realizada utilizando

a curva que relaciona a densidade habitacional versus área impermeável,

determinada para a cidade de Campo Grande. A razão para o uso dessa curva foi

explicada previamente no RP3, e deveu-se, principalmente, ao fato de não ter sido

possível determinar uma curva semelhante para o Distrito Federal, em razão da forma

como é estimada a densidade habitacional nos setores censitários do IBGE. A cidade

de Campo Grande apresenta um tipo de ocupação muito similar ao encontrado em

Brasília, onde predominam as habitações de baixo porte e muitas áreas arborizadas.

O uso da curva consistiu em identificar as densidades demográficas previstas, e

retirar a taxa média de impermeabilidade correspondente. Utilizando a curva, foram

obtidas as taxas médias de impermeabilidade correspondentes às diferentes

densidades demográficas previstas, com os seguintes resultados:

• 24,2% de área impermeável para uma ocupação de 5 hab/ha;





Embora esses valores tenham sido obtidos mediante o emprego da curva de

densidade habitacional x área impermeável da cidade de Campo Grande, verificou-se

que os valores encontrados encontram-se dentro de limites esperados, conforme foi

possível observar na classificação das imagens de satélite e análise com os atuais

padrões de ocupação.

Como em alguns casos pode ocorrer que a atual taxa de impermeabilidade

tenha ultrapassado a prevista por meio do uso da curva, para o cenário de

46

prognóstico, foi realizada uma avaliação entre a taxa atual de impermeabilidade e a

taxa futura de impermeabilidade prevista. Esse procedimento foi realizado por meio

de geoprocessamento. Uma vez que a imagem contendo os 297 polígonos de uso do

solo, conforme previsto no PDOT, foi atualizada com valores de taxa de

impermeabilidade prevista (Figura 3.15), ela foi cruzada com outra imagem contendo

os 601 polígonos de áreas impermeáveis (Figura 3.16), fruto da classificação da

imagem de satélite de alta resolução.

O cruzamento dessas duas imagens foi realizado de tal forma que uma terceira

imagem foi gerada (Figura 3.17), onde foi mantido sempre o maior valor da taxa de

impermeabilidade do solo. Assim, por exemplo, se a maior taxa de impermeabilidade

do solo fosse observada no cenário atual, esse valor seria mantido para o futuro.

Como produtos desse processo foram criadas 1233 novas classes para

impermeabilidade do uso do solo, com um maior grau de detalhamento das

informações.

Para determinar o CN para o cenário futuro, essa nova imagem contendo as

áreas impermeáveis previstas para o futuro passou pelo mesmo processamento

utilizado para determinar o CN para o cenário atual. Os CNs, uma vez determinados

foram utilizados para a geração dos novos hidrogramas de simulação do cenário de

prognóstico.

47

INSERIR A3

Figura 3.15. Polígonos de áreas impermeáveis para o cenário de prognóstico

previsto no PDOT

48

INSERIR A3

Figura 3.16. Polígonos de áreas impermeáveis para o cenário de diagnóstico

determinado a partir do uso atual do solo

49

INSERIR A3

Figura 3.17. Taxa média de impermeabilidade para o cenário de prognóstico

50

3.5.2 Tempo de concentração

O tempo de concentração é um dos principais parâmetros que controlam a

forma dos hietogramas e hidrogramas de diagnóstico. Para fins de dimensionamento

e verificação da capacidade hidráulica de um sistema de drenagem, considera-se que

os hidrogramas de projeto possuem período de recorrência igual à chuva de projeto, e

essa, por sua vez, deve ter duração igual ou superior ao tempo de concentração da

bacia hidrográfica.

O tempo de concentração real de uma bacia hidrográfica varia em função da

intensidade do evento de chuva e das condições que antecedem o mesmo, e sua

determinação in loco consiste em um procedimento que envolve certo grau de

complexidade, além da necessidade de um número relativamente grande de

experimentos.

Para contornar essas dificuldades, vários autores propuseram equações

empíricas para a estimativa do tempo de concentração em bacias hidrográficas. Na

sua grande maioria, essas equações foram desenvolvidas com base em experimentos

de campo de bacias hidrográficas reais ou estudos em laboratórios, e utilizam

características físicas da bacia hidrográfica, como, por exemplo, a área, declividade,

comprimento e desnível do talvegue, rugosidade das superfícies. Algumas equações

incorporam a intensidade de chuva além de outros parâmetros empíricos.

Neste trabalho, foi utilizada a equação de McCuen que, com base em outras

bacias urbanas, apresenta os resultados mais coerentes para áreas urbanas como as

do Distrito Federal:

Tc = 135iP-0,7164L0,5552S-0,2070

(3.6)

Onde: Tc é o tempo de concentração em minutos; L é o comprimento do

talvegue em km; S é a declividade (m/m); ip é a intensidade de precipitação em mm/h

e igual a 35mm/h (MCCUEN, 1984 apud SILVEIRA in press).

51

No cálculo do tempo de concentração foram utilizadas informações

topográficas, de acordo com o cadastro existente, havendo, inclusive, a possibilidade

de uso do modelo numérico do terreno da região (SRTM).

3.5.3 Estimativa do parâmetro CN do método da Curva Número do SCS

Foi selecionado o método da Curva Número do SCS para a determinação da

precipitação efetiva e determinação dos hidrogramas de projeto. Para a determinação

da precipitação efetiva, o método necessita do parâmetro CN.

O parâmetro CN do método do SCS depende do tipo de ocupação do solo, das

características do solo, assim como das condições de umidade antecedente do solo.

O SCS classificou os solos em quatro grande grupos hidrológicos, resultando em

solos do grupo A, B, C e D.

- Solos do grupo A são aqueles solos que produzem baixo escoamento

superficial e alta infiltração. Encontram-se nesse grupo os solos arenosos profundos

com pouco silte e argila;

- Solos do grupo B são os solos menos permeáveis do que o anterior, solos

arenosos menos profundos do que o tipo A e com permeabilidade superior à média;

- Solos do grupo C são solos que geram escoamento superficial acima da média

e com capacidade de infiltração abaixo da média, contendo porcentagem

considerável de argila e pouco profundo.

- Solos do grupo D são solos contendo argilas expansivas e pouco profundos

com muito baixa capacidade de infiltração, gerando a maior proporção de

escoamento superficial.

De acordo com mapeamento de solos da EMBRAPA para o Distrito Federal

(vide RP1), predominam os latossolos, cambissolos e solos hidromórficos. Os solos

litólicos e as areias quartzosas, embora com uma proporção significativamente

menor, merecem ser destacados devido as suas características hidrológicas.

52

Solos como cambissolos e as areias quartzosas são mais profundos, gerando

pouco ou nenhum escoamento superficial e muito escoamento de base. Em áreas

planas e de solos profundos, como as áreas dos latossolos que ocorrem no topo das

chapadas, não há evidência de escoamento superficial. Isto significa que a fração de

água da chuva que não é devolvida à atmosfera por evapotranspiração infiltra no solo

até camadas mais profundas, indo recarregar o aqüífero. Os cambissolos são solos

pouco desenvolvidos, pouco profundos, ocorrendo em relevo suave ondulado a

ondulado. Neste tipo de solo predomina a fração siltosa. Parte do volume do solo

constitui se de fragmentos de rochas semi-intemperizadas, saprólito ou resto de

estrutura orientada da rocha de origem. Sua localização, em maior expressão, está

geralmente restrita aos locais de ocorrência de rochas do Grupo Canastra.

No entanto os latossolos que podem apresentar uma taxa de infiltração muito

alta quando em estado natural, ao ser compactado pelo trânsito, gado, etc., sofrem

uma densificação significativa de sua camada superficial tornando-se quase

impermeáveis. Borges et al. (2009) observaram uma redução média da

macroporosidade de 70,8%, ocasionando um decréscimo da ordem de 73,6% da

condutividade hidráulica nos primeiros 15 cm das áreas sob pastejo com áreas

semelhantes de cerrado natural podendo-se concluir que a camada superficial do solo

foi a mais afetada pelo pastejo, com perda significativa da qualidade físico-hídrica e

previsível redução na capacidade de infiltração da água no solo.

Os solos hidromórficos, geralmente associados às regiões aluvionares, estão

relacionados à condição de saturação permanente ou temporária e ao acúmulo de

matéria orgânica nos horizontes superficiais. Sua ocorrência é restrita aos aluviões,

nos vales ao longo dos cursos de água, em faixas ora estreitas ora mais largas nas

margens dos córregos. São solos recentes, pouco desenvolvidos, sendo o material

originário representado freqüentemente por turfa e deposições intercaladas de

areias, siltes e argilas de baixa compacidade e consistência, moderadamente a bem

drenados.

53

Os solos litólicos são especialmente interessantes do ponto de vista hidrológico

porque são rasos, pouco permeáveis e porque ocorrem em áreas de grande

declividade. Estes solos geram grande quantidade de escoamento superficial, que

chega rapidamente aos rios e contribui fortemente com os principais picos de cheia.

Com relação ao grupo hidrológico de solos do SCS, os solos encontrados no

Distrito Federal (classificação da EMBRAPA) pertencem, na sua maioria, aos grupos

hidrológicos C e D. Isso significa que mediante um evento de chuva, a maior parte da

pluviometria é escoada superficialmente.

O teor de umidade no solo tem importante reflexo no volume de água

precipitada que será convertido em escoamento superficial. Para isso, o SCS propõe

que o CN seja determinado em função de três condições de umidade do solo

antecedente ao evento de chuva de projeto:

- Condição de Umidade Antecedente I: corresponde a uma situação em que os

solos estão secos;

- Condição de Umidade Antecedente II – os solos encontram em sua

capacidade de campo;

- Condição de Umidade Antecedente III - situação em que o solo encontra-se

saturado.

Em função das características observadas da precipitação do DF propõe-se a

utilização de umidade antecedente II para o dimensionamento de estruturas de

drenagem urbana.

Já para as áreas urbanizadas, a relação entre tipo de solo e CN diminui

conforme aumenta o efeito da impermeabilização na estimativa do volume escoado.

O SCS fornece valores tabelados para o CN, que variam conforme o grau de

impermeabilização, tipo de solo e condição de umidade antecedente do solo. A Figura

3.18 apresenta um gráfico onde alguns valores de CN foram agrupados em função do

tipo de solo.

54

Figura 3.18. Relações CN x área impermeável em zonas urbanas para os grupos de solo do SCS – condição de umidade antecedente II (Fonte: adaptado do SCS, 1957)

Para a determinação do grau de impermeabilidade nas áreas urbanas, foi

realizado um processo de classificação utilizando imagens do satélite ALOS (Advanced

Land Observing Satellite), obtidas com os sensores AVNIR-2 (resolução espacial de 10

m de 11/03/2007) e PRISM (resolução espacial de 2,5 m de 28/04/2008). Foram

utilizadas as imagens desses dois sensores pois o PRISM (Figura 3.19) opera somente

na faixa do visível, com uma banda pancromática.

Inicialmente foram definidas regiôes homogêneas com relação aos padrões de

uso do solo. Posteriormente, a imagem de satélite foi utilizada para uma classificação,

buscando determinar as taxas médias de impermeabilidade de cada região

homogênea. Ainda, para fins de classificação dessas imagens, o Google Earth foi

utilizado como ferramente adicional na identificação de padrões. A classificação

dessas imagens foi realizada totalmente de forma manual, visto que em áreas

55

urbanas, mesmo a classificação supervisionada produz muita “confusão” nos

resultados obtidos. A taxa média de impermeabilidade final foi definida utilizando

pelo menos quatro zonas de amostra no interior de cada região homogênea definida.

Figura 3.19. Exemplo de imagem do satélite ALOS sensor PRISM (resolução de 2,5 m) utilizado para a determinação de taxa de impermeabilidade do solo

O procedimento, portanto, consistiu na identificação de regiões mais ou menos

homogêneas de acordo com o tipo de ocupação do solo. Cada região foi então

delimitada por um polígono. Dentro da área desse polígono foram tomadas diferentes

amostras de área, a partir das quais foi feita a digitalização manual, separando as

áreas impermeáveis das áreas permeáveis. Ao final do processo, se calculou a taxa

média de impermeabilidade de cada amostra e, posteriormente, a taxa média de

impermeabilidade do polígono da região homogênea, que recebeu esse valor como

atributo final.

56

A Figura 3.20 mostra o produto final desse procedimento de classificação

supervisionada, mostrando a taxa de impermeabilidade média associada a cada

polígono.

Figura 3.20. Exemplo do produto da classificação da imagem ALOS para a determinação da taxa média de impermeabilidade do solo nas zonas urbanas do Distrito Federal

Para as áreas rurais foi utilizado o mapa de uso de solos, resultante da

classificação supervisionada de imagens de satélite LANDSAT TM5 e ETM7 da região

do Distrito Federal (Figura 3.21) ja apresentada em detalhe no RP1.

57

Figura 3.21. Amostra da classificação do uso da terra contida no PGIRH (2001)

utilizando imagens LANDSAT TM E ETM.

Uma vez que todos os elementos necessários à determinação do CN foram

definidos, o procedimento a ser adotado, de forma a determinar o CN para cada sub-

bacia, consistiu no cruzamento do mapa de tipo e uso do solo. Visto que em uma

mesma sub-bacia podem coexistir mais de um tipo de solo e diferentes usos, esse

cruzamento é realizado de forma a fornecer um valor de CN médio ponderado,

considerando a área de influência do solo com relação à área do uso correspondente.

Como o grau de impermeabilidade do solo aumenta com o processo de

urbanização, para a determinação do parâmetro CN para o futuro, ou seja, no cenário

de diagnóstico, foram utilizadas as densidades de ocupação previstas no Plano Diretor

de Ordenamento Territorial do Distrito Federal aprovado recentemente (2009).

58

3.5.4 Hietogramas de projeto

Um hietograma de projeto é uma seqüência de precipitações capaz de

provocar uma cheia usada para diagnosticar (ou prognosticar) as condições da

situação atual (ou futura) de um sistema de drenagem pluvial.

O hietograma de projeto é caracterizado por: (1) total precipitado; (2)

distribuição temporal; (3) distribuição espacial; (4) duração; (5) intervalo de tempo; e

está associado a um período de recorrência das precipitações.

A duração de um hietograma deve ser igual ou maior que o tempo de

concentração da bacia hidrográfica. No caso da simulação das bacias do Distrito

Federal, será utilizada uma duração do evento de chuva igual a 24 horas, seguindo a

tendência utilizada em um grande número de estudos realizados em todo o mundo.

Esse critério foi considerado de forma a avaliar os impactos causados por uma cheia

de maior duração (24 horas), e em conseqüência de maior volume, que é importante

para a fase de verificação do funcionamento de estruturas de amortecimento, como

bacias de detenção e reservatórios.

Assim, neste trabalho será considerada uma duração do hietograma de 24

horas, exceto nos casos em que o tempo de concentração da bacia hidrográfica for

maior que esse valor.

Por sua vez, o intervalo de tempo utilizado na distribuição temporal da

precipitação também depende do tempo de concentração e do tempo ao pico das

vazões que ocorrem na bacia hidrográfica. Recomenda-se que o intervalo de tempo

da distribuição temporal seja menor ou igual a 1/5 do tempo de concentração e a 1/3

do tempo ao pico das vazões. Isso permite que o método utilizado na determinação

do hidrograma possa ter pelo menos três pontos antes do valor de pico, permitindo

uma representação mais adequada dos eventos de cheia. Ainda, é importante

ressaltar que o hidrograma gerado por este evento de precipitação terá o mesmo

intervalo de tempo, e esse será utilizado posteriormente por um modelo

59

hidrodinâmico. Considerando esses condicionantes, pretende-se utilizar um intervalo

de tempo de 5 minutos para todas as bacias a serem simuladas.

Para avaliar os riscos de ocorrência das cheias nos sistemas de drenagem do

Distrito Federal, foram considerados quatro períodos de recorrência nos eventos,

sendo que para cada um deles foi gerado um hidrograma para cada sub-bacia de

simulação. Utilizando as curvas Intensidade, duração e freqüência de precipitação

(relação IDF) definidas nesse trabalho, o total precipitado foi obtido em função do

período de recorrência escolhido. Para essa análise, foram selecionados os períodos

de recorrência de 2, 5, 10 e 25 anos, por tratarem-se de períodos de recorrência

normalmente utilizados para o dimensionamento de obras de drenagem pluvial.

Para a ordenação da distribuição temporal do hietograma de diagnóstico, foi

utilizado o método dos blocos alternados. Esse método é baseado no uso das curvas

IDF, e consiste nas seguintes etapas:

1. Determinação das intensidades de precipitação, correspondentes a

diferentes durações, até uma duração maior ou igual ao tempo de

concentração da bacia hidrográfica.

2. Determinação dos totais agregados de precipitação correspondentes a

cada duração. Esse valor é obtido multiplicando a intensidade da chuva

por sua respectiva duração.

3. Determinação dos incrementos de precipitação correspondentes a cada

incremento de duração. Esses valores são obtidos fazendo a diferença

entre dois valores sucessivos dos totais agregados.

4. Escolha do tempo para a posição do pico da precipitação. Esse valor

corresponde, geralmente, a 25, 50 ou 75% da duração total da chuva.

5. Arranjo dos incrementos de precipitação da seguinte forma, maior valor

na posição do pico, segundo maior valor um intervalo de tempo a mais

60

da posição do pico, terceiro maior valor um intervalo de tempo a menos

da posição do pico, e assim sucessivamente.

Os hietogramas de projeto com períodos de retorno de 2, 5, 10 e 25 anos

utilizados nesse estudo são apresentados na Figura 3.22 a Figura 3.25. Considerou-se

um tempo ao pico correspondente a 50% da duração total da chuva.

Figura 3.22. Hietograma de projeto para uma chuva com 2 anos de período de

recorrência a partir da IDF apresentada nesse estudo para o DF.

61



Figura 3.24.Hietograma de projeto para uma chuva com 10 anos de período de


62


recorrência a partir da IDF apresentada nesse estudo para o DF

Foi considerado, neste trabalho, que os picos dos hietogramas acontecem

simultaneamente em todas as sub-bacias dos diferentes sistemas modelados, o que

se pode apresentar como uma das situações mais criticas à qual estaria submetido o

sistema. Ainda considerou-se uma distribuição espacial das precipitações uniforme

em todas as sub-bacias dos sistemas modelados.

63

4 MODELAGEM DA REDE DE MACRODRENAGEM

Utilizando os parâmetros e características previamente determinados e

incluídos no banco de dados, foram desenvolvidas as modelagens hidrológica e

hidráulica.

4.1 Modelagem hidrológica

A modelagem hidrológica consiste na determinação dos hidrogramas de

projeto que serão propagados na rede de macrodrenagem.

Os hidrogramas de projeto foram obtidos a través de duas etapas: (i)

determinação da precipitação efetiva e (ii) transformação da chuva efetiva em

escoamento superficial, ou seja, vazão.

Na primeira etapa da modelagem hidrológica foi utilizado o método da Curva

Número do Soil Conservation Service (SCS, 1957), para a determinação da precipitação

efetiva, por tratar-se de um dos métodos utilizados correntemente quando não se

dispõe de dados hidrológicos. A metodologia do método racional, comumente

utilizada em estudos de drenagem no Distrito Federal não foi utilizada porque o

método racional somente fornece como resultado a vazão de pico, enquanto que para

estimativa de volumes na rede é necessária a caracterização do hidrograma completo.

Também foi levado em conta que o método racional é uma metodologia cujo uso é

recomendado para pequenas áreas, superestimando muito as vazões em áreas

compatíveis com as utilizadas na macrodrenagem.

A equação proposta pelo SCS é apresentada a seguir:

( )S2,0P,

S8,0P

S2,0PP

2

e >+

−= (4.1)

Onde: Pe é a precipitação efetiva em mm; P é a precipitação total em mm; S é a

capacidade de retenção potencial da camada superior do solo em mm.

64

O valor de S depende do tipo de solo e do tipo de ocupação do solo e pode ser

determinado em função de tabelas próprias do método.

A equação apresentada acima é válida para P > 0,2.S; onde 0,2.S é estimativa

das perdas iniciais devidas a interceptação e retenção em depressões. Assim, quando

P < 0,2.S; Pe é igual a zero. A capacidade de retenção potencial da camada superior do

solo S é determinada através de um fator CN (Curve Number) pela equação

apresentada a seguir:

254CN

25400S −= (4.2)

Onde: CN é o fator conhecido como número de curva.

O fator CN depende do tipo de solo, condições de uso e ocupação do solo e da

umidade antecedente. A metodologia utilizada na determinação do valor do CN para

cada uma das sub-bacias foi apresentada previamente, no item 3.5.2.

Na segunda etapa da modelagem hidrológica, foi utilizado o método do

hidrograma unitário sintético do Soil Conservation Service (SCS) para transformar a

precipitação efetiva em vazão. Esse método é baseado em um hidrograma unitário de

forma triangular. A área do triângulo é igual ao volume da precipitação efetiva V

(Figura 4.1), calculado pelas equações apresentadas a seguir:

2

tq

2

'tqV

eppp ⋅+

⋅= e

ep

pt't

V2q

+= (4.3 e 4.4)

Onde: qp é a vazão de pico; tp’ é o período de tempo entre o início da

precipitação efetiva e o pico do hidrograma; te é o período de tempo entre o pico da

vazão e o final do hidrograma.

65

Figura 4.1. Hidrograma unitário sintético triangular do SCS.

Para uma precipitação efetiva de 1 cm sobre uma bacia de área A em km2,

sendo tp’ dado em horas, a equação da vazão de pico é igual a:

't

A08,2q

p

p = (4.5)

Sendo que tp’ é calculado por:

cr

p t6,02

t't += (4.6)

Onde: tr é a duração da precipitação em horas; tc é o tempo de concentração

em horas.

É importante ressaltar que os hidrogramas de projeto são gerados utilizando

essa mesma metodologia, tanto no cenário de diagnóstico como no cenário de

prognóstico para os quatro eventos de chuva (recorrências de 2, 5, 10 e 25 anos). A

diferença entre ambos os cenários se dá no valor do parâmetro CN. No cenário de

diagnóstico é utilizado o valor do CN estimado com base na situação atual do uso e

ocupação do solo. Por sua vez, no cenário de prognóstico é utilizado o valor do CN

estimado com base na situação futura do uso do solo.

Para exemplificar os hidrogramas de projeto, a Figura 4.2 a seguir apresenta os

hidrogramas das sub-bacias de simulação das macrobacias 1 a 3 do núcleo urbano de

Planaltina , para tempo de retorno de 2 anos no cenário de diagnóstico.

Figura 4.2. Hidrogramas de projeto das sub3 do núcleo urbano de P

Em função do volume de informações, todos os hidrogramas de projeto

gerados para as simulações dos cenários de diagnóstico e prognóstico podem ser

encontrados em anexo.

4.2 Modelagem hidráulica

A etapa da modelagem hidr

sistema de macrodrenagem de cada bacia, com a introdução dos hidrogramas obtidos

na modelagem hidrológica.

O produto dessa análise

críticos do sistema, determ

pressão, existência de remanso, entre outros.

s de projeto das sub-bacias de simulação das macrobacias 1 a 3 do núcleo urbano de Planaltina – TR = 2 anos – diagnóstico.



Modelagem hidráulica

A etapa da modelagem hidráulica consiste na representação e simulação do


na modelagem hidrológica.

essa análise (modelagem hidráulica) permite avaliar os pontos

críticos do sistema, determinação de volumes excedentes, condutos trabalhando sob

pressão, existência de remanso, entre outros.

66

bacias de simulação das macrobacias 1 a

diagnóstico.



áulica consiste na representação e simulação do


permite avaliar os pontos

inação de volumes excedentes, condutos trabalhando sob

67

De maneira a garantir a qualidade dos resultados com esse tipo de modelagem,

é necessário o uso de um modelo hidrodinâmico, que possa representar todos os

condicionantes sob os quais o escoamento em redes de macrodrenagem

normalmente está sujeito.

Os modelos hidrodinâmicos, também conhecidos como completos, simulam o

escoamento através das equações de Saint Venant em sua forma completa,

representando os principais fenômenos hidráulicos que surgem em uma rede. Entre

os modelos hidrodinâmicos, alguns se destacam atualmente por apresentar

propriedades que simplificam o uso e os tornam mais operacionais, através de

melhorias em sua interface gráfica, facilitando a entrada e modificação da série de

dados, além de contar em sua estrutura com algoritmos para detecção de erros

devido à incoerência ou ausência de dados.

O modelo escolhido para utilização foi o Storm Water Management Model

(SWMM), descrito sucintamente a seguir.

4.2.1 Storm Water Management Model (SWMM)

O SWMM é um modelo originalmente desenvolvido pela EPA (Agência de

Proteção Ambiental Americana) no final da década de 70. Foi o primeiro modelo

computacional para análise quantitativa e qualitativa associada ao escoamento

gerado em áreas urbanas, aprimorado em diversas versões. A versão atual (versão 5)

é uma reformulação completa da versão anterior do modelo. O modelo é composto

de quatro módulos de serviço e quatro módulos hidrológico-hidrodinâmicos (JAMES

et al, 1998 apud NEVES, 2000). O módulo EXTRAN (HUBER et al, 1992) faz a

propagação do escoamento na rede de condutos. O modelo resolve as equações

completas de Saint Venant para simulações de remansos, confluências, sobrecargas e

fluxo sob pressão na rede. O método utilizado para resolução das equações é um

esquema explícito de diferenças finitas e o escoamento sob pressão pode ser

simulado opcionalmente através do método da fenda de Preissmann.

68

Neves (2000) comenta que o SWMM não considera a solução exata para o

escoamento sob pressão, e no caso do nível de água dentro da boca-de-lobo atingir

uma cota superior à do terreno, este se mantém constante, sendo a água exterior

considerada como uma perda do sistema, não retornando à rede. Apesar de suas

limitações, o SWMM hoje é reconhecido como um padrão. Assim, diversas empresas

e instituições têm trabalhado em desenvolver diferentes interfaces para o modelo.

4.2.2 Representação topológica dos sistemas de macrodrenagem

Assim, escolhido o modelo SWMM, os sistemas de macrodrenagem das

macrobacias modeladas (item 4.1) foram posteriormente propagados nos condutos

utilizando o módulo hidráulico-hidrodinâmico do modelo SWMM, sendo consideradas

todas as informações de cadastro disponibilizadas. No modelo SWMM, um sistema de

condutos de redes pluviais é representado por um conjunto de nós e links. Os nós

representam os poços de visitas. Por sua vez, os links ligando dois nós representam os

trechos de conduto das macro-galerias. Cada um desses elementos tem suas

propriedades (por exemplo, seção transversal, declividade, cota de fundo,

profundidade, etc.) definidas a partir das informações de cadastro.

4.3 Resultados da modelagem hidrológica -hidráulica

Os resultados da simulação da rede de drenagem permitem avaliar o

desempenho atual da rede, constituindo o diagnóstico do sistema de drenagem

implantado, e o funcionamento da rede para cenários futuros de ocupação do solo.

Esses resultados consistem em representações do grau de comprometimento

das redes de drenagem quando sujeitos a eventos de precipitação com períodos de

retorno de 2, 5, 10 e 25 anos. Assim, é possível detectar trechos da rede cuja

capacidade está sendo superada, configurando insuficiência do sistema de

escoamento pluvial, bem como trechos onde a rede está funcionando de forma

satisfatória, ou seja, com folga no comprometimento da capacidade.

69

Além disso, é possível conhecer ainda, a partir do resultado da simulação, os

volumes excedentes nos trechos das redes cujo comprometimento supera a

capacidade de escoar, ocasionando extravasamentos e alagamentos.

Com base nestas informações fornecidas pela modelagem, dos locais críticos e

respectivos volumes excedentes, foram identificados e localizados potenciais locais

para implantação de medidas estruturais (p. ex., reservatórios de detenção) visando

nortear a implementação do controle nestes locais.

Os resultados das simulações, respectivas avaliações e indicações de possíveis

locais para implantação de medidas de controle dos volumes excedentes serão

apresentados na sequência deste volume, em itens específicos dos capítulos

separados por bacia elementar simulada.

70

5 SIMULAÇÕES DO FUNCIONAMENTO DA REDE SEGUNDO

CENÁRIOS PREESTABELECIDOS

5.1 Introdução

O Cenário Futuro de Ocupação do Solo, ou de acordo com crescimento

tendencial, é utilizado para fins de dimensionamento das medidas de controle do

escoamento. Este é o cenário de uso de solo utilizado para avaliar os impactos que a

população pode sofrer caso o processo de urbanização continue e nenhuma obra de

drenagem, ou medida para o controle do escoamento, seja implantada. Para o

cenário futuro, os riscos de projeto que serão analisados são de 2, 5, 10 e 25 anos de

tempo de retorno.

5.2 Definição do cenário futuro de ocupação do solo

No cenário futuro a ocupação do solo é definida com base no Plano Diretor de

Ordenamento Territorial do Distrito Federal, que norteia o desenvolvimento das

cidades, estabelecendo limites máximos para a densificação urbana e/ou grau de

impermeabilização do solo. Ele também poderá ser definido com base em projeções

estatísticas de crescimento populacional em cada setor censitário (Figura 5.1).

71

Figura 5.1. Densidades populacionais dos setores censitários do IBGE (2000) para as

áreas onde a densidade é maior que zero.

A partir das densidades populacionais e, seguindo a metodologia explicada no

RP3, tentou-se estabelecer uma relação entre densidade populacional e

impermeabilidade, já que este último parâmetro é, em definitivo, o que, juntamente

com as características físicas da bacia, determina o volume de escoamento superficial.

Embora tenha sido investido tempo considerável na sua determinação,

infelizmente a relação entre densidade populacional e impermeabilidade não foi

passível de ser precisada no DF (Figura 5.2). Isto provavelmente ocorreu porque a

escolha dos setores censitários do IBGE mistura áreas de impermeabilidade

diferenciada, mas também possivelmente pela própria dinâmica do Distrito Federal

onde, fora do Plano Piloto, as cidades têm crescido de forma menos organizada.

72

Figura 5.2. Relação densidade populacional x taxa de área impermeável para o

Distrito Federal.

Com o uso dos dados dos setores censitários do IBGE para o Distrito Federal

não se mostrou aplicável para essa situação, propõe-se o uso da relação obtida para a

cidade de Campo Grande/MS, que possui características de ocupação semelhantes à

grande maioria das cidades do Distrito Federal (Figura 5.3), com um tipo de ocupação

mais horizontal que vertical.

73

Figura 5.3. Relação entre área impermeável e densidade populacional para Campo

Grande (PCG, 2008).

Os resultados das modelagens considerando o cenário de ocupação futura do

uso do solo na determinação dos hidrogramas de projeto (apresentados nos anexos),

para cada uma das regiões estudadas, são apresentados em itens específicos nos

capítulos seguintes.

14 - Diagnóstico Do Sistema de Drenagem Tomo I

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