Planejamento Setorial de drenagem urbana.
Guia do profissional em treinamento Nível 2
Águas Pluviais
Promoção Rede Nacional de Capacitação e Extensão Tecnológica em Saneamento Ambiental – ReCESA
Realização Núcleo Regional Nordeste – NURENE
Instituições integrantes do NURENE Universidade Federal da Bahia (líder) | Universidade Federal do Ceará | Universidade Federal da Paraíba | Universidade Federal de Pernambuco
Financiamento Financiadora de Estudos e Projetos do Ministério da Ciência e Tecnologia I Fundação Nacional de Saúde do Ministério da Saúde I Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental do Ministério das Cidades
Apoio organizacional Programa de Modernização do Setor de Saneamento – PMSS
Comitê gestor da ReCESA Comitê consultivo da ReCESA
- Ministério das Cidades;
- Ministério da Ciência e Tecnologia;
- Ministério do Meio Ambiente;
- Ministério da Educação;
- Ministério da Integração Nacional;
- Ministério da Saúde;
- Banco Nacional de Desenvolvimento
Econômico Social (BNDES);
- Caixa Econômica Federal (CAIXA).
Parceiros do NURENE
- ARCE – Agência Reguladora de Serviços Públicos Delegados do Estado do Ceará - Cagece – Companhia de Água e Esgoto do Ceará - Cagepa – Companhia de Água e Esgotos da Paraíba - CEFET Cariri – Centro Federal de Educação Tecnológica do Cariri/CE - CENTEC Cariri – Faculdade de Tecnologia CENTEC do Cariri/CE - Cerb – Companhia de Engenharia Rural da Bahia - Compesa – Companhia Pernambucana de Saneamento - Conder – Companhia de Desenvolvimento Urbano do Estado da Bahia - EMASA – Empresa Municipal de Águas e Saneamento de Itabuna/BA - Embasa – Empresa Baiana de Águas e Saneamento - Emlur – Empresa Municipal de Limpeza Urbana de João Pessoa - Emlurb / Fortaleza – Empresa Municipal de Limpeza e Urbanização de Fortaleza - Emlurb / Recife – Empresa de Manutenção e Limpeza Urbana do Recife - Limpurb – Empresa de Limpeza Urbana de Salvador - SAAE – Serviço Autônomo de Água e Esgoto do Município de Alagoinhas/BA - SANEAR – Autarquia de Saneamento do Recife - SECTMA – Secretaria de Ciência, Tecnologia e Meio Ambiente do Estado de Pernambuco - SEDUR – Secretaria de Desenvolvimento Urbano da Bahia - SEINF – Secretaria Municipal de Desenvolvimento Urbano e Infra-Estrutura de Fortaleza - SEMAM / Fortaleza – Secretaria Municipal de Meio Ambiente e Controle Urbano - SEMAM / João Pessoa – Secretaria Executiva de Meio Ambiente - SENAC / PE – Serviço Nacional de Aprendizagem Comercial de Pernambuco - SENAI / CE – Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial do Ceará - SENAI / PE – Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial de Pernambuco - SEPLAN – Secretaria de Planejamento de João Pessoa - SUDEMA – Superintendência de Administração do Meio Ambiente do Estado da Paraíba - UECE – Universidade Estadual do Ceará - UFMA – Universidade Federal do Maranhão - UNICAP – Universidade Católica de Pernambuco - UPE – Universidade de Pernambuco
- Associação Brasileira de Captação e Manejo de Água de Chuva – ABCMAC
- Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental – ABES
- Associação Brasileira de Recursos Hídricos – ABRH
- Associação Brasileira de Resíduos Sólidos e Limpeza Pública – ABLP
- Associação das Empresas de Saneamento Básico Estaduais – AESBE
- Associação Nacional dos Serviços Municipais de Saneamento – ASSEMAE
- Conselho de Dirigentes dos Centros Federais de Educação Tecnológica – CONCEFET
- Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia – CONFEA
- Federação de Órgão para a Assistência Social e Educacional – FASE
- Federação Nacional dos Urbanitários – FNU
- Fórum Nacional de Comitês de Bacias Hidrográficas – FNCBHS
- Fórum Nacional de Pró-Reitores de Extensão das Universidades Públicas Brasileiras
– FORPROEX
- Fórum Nacional Lixo e Cidadania – L&P
- Frente Nacional pelo Saneamento Ambiental – FNSA
- Instituto Brasileiro de Administração Municipal – IBAM
- Organização Pan-Americana de Saúde – OPAS
- Programa Nacional de Conservação de Energia – PROCEL
- Rede Brasileira de Capacitação em Recursos Hídricos – Cap-Net Brasil
Planejamento Setorial de drenagem urbana.
Guia do profissional em treinamento Nível 2
Águas Pluviais
Catalogação da Fonte:
Coordenação Geral do NURENE
Profª. Drª. Viviana Maria Zanta
Profissionais que participaram da elaboração deste guia
Professor Jaime Joaquim da Silva Pereira Cabral
Professor Jorge Eurico Ribeiro Matos
ConsultoresConsultoresConsultoresConsultores
Andrea Lira Cartaxo
Gerson Batista Bezerra Filho
Guilherme Rocha Peplau
Créditos
Marco Aurélio Holanda de Castro | Patrícia Campos Borja
Tarciso Cabral da Silva | Vladimir Caramoni Borges de Sousa
Central de Produção de Material Didático
Alessandra Gomes Lopes Sampaio Silva | Danilo Gonçalves dos Santos Sobrinho
Silvio Antonio Pacheco Filho | Vivien Luciane Viaro
Projeto Gráfico
Marco Severo | Rachel Barreto | Romero Ronconi
Impressão
Fast Design
É permitida a reprodução total ou parcial desta publicação, desde que citada a fonte.
EXX Águas Pluviais: planejamento setorial de drenagem urbana:
guia do profissional em treinamento: nível 2 / Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental (org). – Salvador: ReCESA, 2008. 95p.
Nota: Realização do NURENE – Núcleo Regional Nordeste;
coordenação de Viviana Maria Zanta, José Fernando Thomé Jucá, Heber Pimentel Gomes e Marco Aurélio Holanda de Castro.
1. Drenagem urbana. 2. Hidrologia urbana. 3. Manejo
das águas pluviais. 4.– Plano diretor – drenagem 5.Gestão sustentável - drenagem. I. Brasil. Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental. II. Núcleo Regional Nordeste.
CDD – XXX.X
Apresentação da ReCESAApresentação da ReCESAApresentação da ReCESAApresentação da ReCESA
A criação do Ministério das Cidades Ministério das Cidades Ministério das Cidades Ministério das Cidades no
Governo do Presidente Luiz Inácio Lula da
Silva, em 2003, permitiu que os imensos
desafios urbanos passassem a ser
encarados como política de Estado. Nesse
contexto, a Secretaria Nacional de Secretaria Nacional de Secretaria Nacional de Secretaria Nacional de
Saneamento Ambiental Saneamento Ambiental Saneamento Ambiental Saneamento Ambiental (SNSA) inaugurou
um paradigma que inscreve o saneamento
como política pública, com dimensão
urbana e ambiental, promotora de
desenvolvimento e redução das
desigualdades sociais. Uma concepção de
saneamento em que a técnica e a
tecnologia são colocadas a favor da
prestação de um serviço público e
essencial.
A missão da SNSA ganhou maior
relevância e efetividade com a agenda do
saneamento para o quadriênio 2007-
2010, haja vista a decisão do Governo
Federal de destinar, dos recursos
reservados ao Programa de Aceleração do
Crescimento (PAC), 40 bilhões de reais
para investimentos em saneamento.
Nesse novo cenário, a SNSA conduz ações
de capacitação como um dos
instrumentos estratégicos para a
modificação de paradigmas, o alcance de
melhorias de desempenho e da qualidade
na prestação dos serviços e a integração
de políticas setoriais. O projeto de
estruturação da Rede de Capacitação e Rede de Capacitação e Rede de Capacitação e Rede de Capacitação e
Extensão Tecnológica em Saneamento Extensão Tecnológica em Saneamento Extensão Tecnológica em Saneamento Extensão Tecnológica em Saneamento
Ambiental Ambiental Ambiental Ambiental –––– ReCESA ReCESA ReCESA ReCESA constitui importante
iniciativa nessa direção.
A ReCESA tem o propósito de reunir um
conjunto de instituições e entidades com
o objetivo de coordenar o
desenvolvimento de propostas
pedagógicas e de material didático, bem
como promover ações de intercâmbio e de
extensão tecnológica que levem em
consideração as peculiaridades regionais e
as diferentes políticas, técnicas e
tecnologias visando capacitar
profissionais para a operação,
manutenção e gestão dos sistemas e
serviços de saneamento. Para a
estruturação da ReCESA foram formados
Núcleos Regionais e um Comitê Gestor,
em nível nacional.
Por fim, cabe destacar que este projeto
tem sido bastante desafiador para todos
nós: um grupo predominantemente
formado por profissionais da área de
engenharia que compreendeu a
necessidade de agregar outros olhares e
saberes, ainda que para isso tenha sido
necessário "contornar todos os meandros
do rio, antes de chegar ao seu curso
principal".
Comitê Gestor da ReCESA Comitê Gestor da ReCESA Comitê Gestor da ReCESA Comitê Gestor da ReCESA
NURENENURENENURENENURENE
O Núcleo Regional Nordeste (NURENE) tem
por objetivo o desenvolvimento de
atividades de capacitação de profissionais
da área de saneamento, em quatro
estados da região Nordeste do Brasil:
Bahia, Ceará, Paraíba e Pernambuco.
O NURENE é coordenado pela
Universidade Federal da Bahia (UFBA),
tendo como instituições co-executoras a
Universidade Federal do Ceará (UFC), a
Universidade Federal da Paraíba (UFPB) e a
Universidade Federal de Pernambuco
(UFPE).
O NURENE espera que suas atividades
possam contribuir para a alteração do
quadro sanitário do Nordeste e,
consequentemente, para a melhoria da
qualidade de vida da população dessa
região marcada pela desigualdade social.
Coordenadores Institucionais do NURENECoordenadores Institucionais do NURENECoordenadores Institucionais do NURENECoordenadores Institucionais do NURENE
Os Guias Os Guias Os Guias Os Guias
A coletânea de materiais didáticos
produzidos pelo NURENE é composta de
19 guias que serão utilizados nas Oficinas
de Capacitação para profissionais que
atuam na área de saneamento. Quatro
guias tratam de temas transversais,
quatro abordam o manejo das águas
pluviais, três estão relacionados aos
sistemas de abastecimento de água, três
são sobre esgotamento sanitário e cinco
versam sobre o manejo dos resíduos
sólidos e limpeza pública.
O público alvo do NURENE envolve
profissionais que atuam na área dos
serviços de saneamento e que possuem
um grau de escolaridade que varia do
semi-alfabetizado ao terceiro grau.
Os guias representam um esforço do
NURENE no sentido de abordar as
temáticas de saneamento segundo uma
proposta pedagógica pautada no
reconhecimento das práticas atuais e em
uma reflexão crítica sobre essas ações
para a produção de uma nova prática
capaz de contribuir para a promoção de
um saneamento de qualidade para todos.
Equipe da CEquipe da CEquipe da CEquipe da Central de Produção de Material Didático entral de Produção de Material Didático entral de Produção de Material Didático entral de Produção de Material Didático –––– CPMD CPMD CPMD CPMD
Apresentação da área temáticaApresentação da área temáticaApresentação da área temáticaApresentação da área temática
Águas PluviaisÁguas PluviaisÁguas PluviaisÁguas Pluviais
O conjunto de ações que objetiva alcançar
níveis crescentes de salubridade ambiental,
compreendendo o abastecimento de água, a
coleta, o tratamento e a disposição dos
esgotos e resíduos sólidos e gasosos, demais
serviços de limpeza pública e o manejo das
águas pluviais constituem o saneamento
ambiental. O manejo de águas pluviais
contempla a captação ou a retenção para
infiltração ou aproveitamento, a coleta, o
transporte, a reserva ou contenção para
amortecimento de cheias, o tratamento e o
lançamento das águas pluviais. A ação deve,
portanto, prever o controle ambiental de
vetores e reservatórios de doenças e
promover a disciplina na ocupação e uso do
solo para possibilitar a melhoria das
condições de vida nos meios urbano e rural. O
NURENE busca atender o tema através de
oficinas e seminários que irão trazer à
discussão a interdisciplinaridade dentro do
saneamento ambiental.
Conselho Editorial de Águas PluConselho Editorial de Águas PluConselho Editorial de Águas PluConselho Editorial de Águas Pluviaisviaisviaisviais
Sumário
EFEITOS DO USO DO SOLO NAS CIDADES SOBRE A HIDROLOGIA URBANA..... 10
Hidrologia Urbana....................................................................................... 10
Uso do Solo nas Cidades............................................................................. 21
INUNDAÇÕES URBANAS............................................................................... 23
Inundações Ribeirinhas............................................................................... 23
Inundações Devido à Urbanização............................................................... 26
AÇÕES PARA O MANEJO DAS ÁGUAS PLUVIAIS.............................................. 29
O Sistema de Águas Pluviais........................................................................ 29
Ações Estruturais........................................................................................ 33
Ações Não-estruturais................................................................................. 34
Modelagem Hidrológica............................................................................... 36
Monitoramento Hidrológico......................................................................... 40
Sistemas de Drenagem Alternativos ou Ambientais...................................... 42
AS ÁGUAS PLUVIAIS E A INTERFACE COM OS DEMAIS COMPONENTES DO
SANEAMENTO AMBIENTAL........................................................................... 45
Componentes do Saneamento..................................................................... 45
As Águas Pluviais e o Sistema de Abastecimento de Água............................ 46
As Águas Pluviais e o Sistema de Esgotos Sanitários.................................... 46
As Águas Pluviais e os Resíduos Sólidos...................................................... 48
O MANEJO DAS ÁGUAS PLUVIAIS E A SAÚDE PÚBLICA................................... 50
Qualidade das Águas Pluviais..................................................................... 50
Doenças Relacionadas Com a Água............................................................ 51
Observações Pertinentes Quanto ao Manejo de Águas Pluviais e a Saúde
Pública........................................................................................................ 53
EDUCAÇÃO AMBIENTAL PARA O SANEAMENTO INTEGRADO ESPECIALMENTE
PARA A DRENAGEM URBANA........................................................................ 55
Campanhas Publicitárias............................................................................ 56
Elaboração dos Projetos para Drenagem Urbana.......................................... 56
Problemas a Serem Encontrados.................................................................. 58
Participação Social....................................................................................... 58
PLANO DIRETOR DE DRENAGEM URBANA – PDDrU........................................ 60
Dados de Entrada: Informações Necessárias................................................ 61
Fundamentos do PDDrU.............................................................................. 62
Desenvolvimento do PDDrU......................................................................... 64
Produtos..................................................................................................... 65
Programas................................................................................................... 65
Planos Diretores de Drenagem Urbana no Brasil ......................................... 66
GESTÃO SUSTENTÁVEL DAS ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS................................ 68
Gestão da Água no Brasil............................................................................ 69
Gestão das Águas no Meio Urbano............................................................. 70
Manejo Sustentável de Águas Pluviais Urbanas............................................ 72
Sistemas de Águas Pluviais Urbanos............................................................ 73
Elementos de um Adequado Sistema Pluvial Urbano.................................... 75
REFERÊNCIAS Bibliográficas......................................................................... 81
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10
Efeitos do uso do solo nas cidades sobre a hidrologia
urbana
Hidrologia urbana
Segundo Silveira (1998), na base conceitual da Hidrologia Urbana no mundo moderno,
não é mais admissível uma visão exclusivamente mecanicista da circulação das águas e
esgotos no espaço urbano, e sim um saneamento integrado, com maior respeito pelo
meio ambiente.
A análise de fatos passados revela que a Hidrologia Urbana estruturou-se
gradativamente como disciplina científica nos países desenvolvidos da América do
Norte e Europa a partir do fim dos anos 60, em decorrência da necessidade crescente
de conhecimento e controle das relações, freqüentemente conflitantes, entre a cidade
e o ciclo hidrológico. Isso conduziu a uma reflexão mais profunda sobre as
conseqüências das ações antrópicas densas (urbanização) sobre o meio ambiente,
particularmente sobre os recursos hídricos.
Dessa forma, na ótica estabelecida nos países desenvolvidos, a Hidrologia Urbana visa
hoje em dia conhecer e controlar os efeitos da urbanização nos diversos componentes
do ciclo hidrológico e para isso ela se propõe, a:
� pesquisar fundamentalmente os efeitos da urbanização no escoamento de
bacias hidrográficas (quantitativa e qualitativamente) e na circulação atmosférica, em
particular sobre as precipitações;
� desenvolver estudos com o objetivo de melhorar ou propor novas soluções em
relação a obras (equipamentos urbanos) e à forma de ocupação do solo de maneira a
reduzir os impactos nocivos no próprio meio urbano, inclusive, a jusante da cidade.
A evolução para alcançar esse estágio avançado de abordagem do saneamento
ambiental urbano é fruto de numerosas pesquisas realizadas desde meados do século
XIX. Segundo Desbordes (1987) apud Silveira (1998), a fase atual corresponde à
terceira etapa de uma seqüência de evolução caracterizada por:
1. Conceito higienista.
2. Racionalização e normatização dos cálculos hidrológicos.
3. Abordagem científica e ambiental do ciclo hidrológico urbano.
A primeira etapa é decorrente do movimento higienista surgido na Europa do século
XIX, que preconizava como medida de saúde pública a eliminação sistemática das
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águas paradas ou empoçadas nas cidades, assim como dos dejetos domésticos
jogados nas vias públicas. Surge o conceito de evacuação rápida para longe, por meio
de canalização subterrânea, de toda água circulante na cidade, passível de ser
infectada ou contaminada por dejetos humanos ou animais. Em termos hidrológicos
são estabelecidas as primeiras relações quantitativas entre precipitação e escoamento
para dimensionamento de obras.
A segunda etapa mantém o conceito de evacuação rápida, mas procura estabelecer
melhor o cálculo hidrológico para dimensionamento das obras hidráulicas. Já dispondo
de melhores instrumentos de medida das grandezas hidrológicas é a etapa de
‘racionalização’ (surgimento do método racional) e da normatização dos cálculos.
A terceira etapa, que estabeleceu a Hidrologia Urbana de hoje, é, na seqüência
mencionada, uma espécie de revolução impulsionada por outras revoluções iniciadas
nos anos 60/70: a consciência ecológica e o avanço tecnológico. Assim, entre outros
aspectos, alternativas ao conceito de evacuação rápida puderam ser estabelecidas, a
poluição das águas pluviais foi reconhecida, e uma crescente pressão desenvolveu-se
para que todos os esgotos sejam tratados. Um índice alto de tratamento de esgotos
domésticos e industriais já é uma realidade nos países desenvolvidos e um grande
número de suas pesquisas trata do futuro tratamento das águas pluviais.
Hidrologia urbana no BrasilHidrologia urbana no BrasilHidrologia urbana no BrasilHidrologia urbana no Brasil
Após a proclamação da República em 1889, e por causa dela, o Brasil viveu um período
de reformas urbanísticas no qual se consolidou o conceito higienista do saneamento
urbano.
Nesse início de século, a ação de Saturnino de Brito, um engenheiro sanitarista com
sólidos conhecimentos de engenharia civil, mecânica e hidráulica, ajudou a consolidar
o que ainda hoje costuma se chamar no Brasil de drenagem urbana (evacuação rápida
combinada com a rede de esgoto pluvial separada da rede de esgoto doméstico -
sistema separador absoluto)..
A hidrologia urbana pode ser definida como “o estudo dos processos hidrológicos em
ambientes afetados pela urbanização. Quando o interesse maior é a drenagem urbana,
o escopo dos estudos pode ser bastante simplificado e, geralmente, se limita ao
estudo das cheias” (Tucci, 2004).
De acordo com Silveira (1998), o Brasil acompanhou, aproximadamente, as duas
primeiras etapas do saneamento urbano, mas não conseguiu ainda passar,
satisfatoriamente, à terceira etapa; isto é, o modo de pensar atual está mais vinculado
à drenagem urbana que à hidrologia urbana. Não é difícil ligar esse fato à falta crônica
de investimentos suficientes para pesquisa e construção de obras físicas. Assim, a
situação atual é de grande defasagem em relação aos países desenvolvidos (enquanto
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a Europa já fala seriamente em purificar as águas pluviais, somente 8% dos esgotos
domésticos brasileiros são tratados).
A Figura 1, explicitada em Hall (1984) apud Tucci (2004), mostra como se inter-
relacionam os diversos processos que ocorrem em uma área urbana.
Figura 1Figura 1Figura 1Figura 1.... Processos que ocorrem numa área urbana.
Ciclo hidrológico e bacia hidrográficaCiclo hidrológico e bacia hidrográficaCiclo hidrológico e bacia hidrográficaCiclo hidrológico e bacia hidrográfica
O ciclo hidrológico (Figura 2) é responsável pela renovação da água no planeta.
Urbanização
Densidade populacional
aumenta
Densidade de construção aumenta
Volume de águas servidas aumenta
Demanda de água aumenta
Área impermeabi-
lizada aumenta
Modificações no sistema de
drenagem
Problemas de recursos hídricos
Clima urbano se altera
Qualidade das águas pluviais
deteriora
Recarga subterrânea
diminui
Escoamento superficial direto
aumenta
Velocidade do escoamento
aumenta
Qualidade dos cursos
receptores deteriora
Vazões básicas
diminuem
Picos das cheias
aumentam
Tempos de concentração e
recessão menores
Problemas de controle de poluição
Problemas de controle de inundações
Fonte: Hall (1984) ap
ud Tucci (2004, p.808).
Ciclo Hidrológico como um fenômeno global de circulação fechada da água
entre a superfície terrestre e a atmosfera, impulsionado, fundamentalmente, pela energia solar associada à gravidade e à rotação terrestre (TUCCI, 2004).
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Exutório
680
Divisor de Águas
70
Figura 2Figura 2Figura 2Figura 2.... Ciclo Hidrológico ou Ciclo da Água.
O ciclo hidrológico é normalmente estudado com maior interesse na fase terrestre,
onde o elemento fundamental de análise é a bacia hidrográfica. A bacia é uma unidade
fisiográfica, limitada por divisores topográficos ou divisores de água, que são as
cristas das elevações do terreno que separam a drenagem da precipitação entre duas
bacias adjacentes, tal como ilustrado na Figura 3.
A rede de drenagem de uma bacia hidrográfica é formada pelo rio principal e pelos
seus tributários, constituindo-se em um sistema de transporte de água e sedimentos,
enquanto a sua área de drenagem é dada pela superfície da projeção vertical da linha
fechada dos divisores de água sobre um plano horizontal, sendo geralmente expressa
em hectares (ha) ou quilômetros quadrados (km2).
Figura 3Figura 3Figura 3Figura 3. Individualização de uma Bacia Hidrográfica.
Fonte: http://pt.wikiped
ia.org/w
iki/Ciclo_hidrológico.
Fonte:
www.fag
.edu.br/professores/muller/bacia%20hidrografica.doc.
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A parcela da chuva que se abate sobre a área da bacia e que irá transformar-se em
escoamento superficial, chamada precipitação efetiva, escoa a partir das maiores
elevações do terreno, formando enxurradas em direção aos vales. Esses, por sua vez,
concentram esse escoamento em córregos, riachos e ribeirões, os quais confluem e
formam o rio principal da bacia. O volume de água que passa pelo exutório na unidade
de tempo é a vazão ou descarga da bacia.
Tucci (2004) denomina o hidrograma ao gráfico que relaciona a vazão no tempo. O
hidrograma possui vazões e tempos característicos, os quais são atributos típicos,
resultantes das propriedades geomorfológicas da bacia em questão. Essas podem ser
sintetizadas pela extensão da bacia, forma, distribuição de relevo, declividade,
comprimento do rio principal, densidade de drenagem, cobertura vegetal, tipo e uso
do solo, entre outras.
A distribuição da vazão no tempo é resultado da interação de todos os componentes
do ciclo hidrológico entre a ocorrência da precipitação e a vazão na bacia hidrográfica.
O hidrograma típico de uma bacia, após a ocorrência de uma seqüência de
precipitações é apresentado na Figura 4.
Figura 4Figura 4Figura 4Figura 4. Hidrograma tipo.
Após o início da chuva, existe um intervalo de tempo em que o nível começa a elevar-
se. Esse tempo retardado de resposta deve-se às perdas iniciais por interceptação
vegetal e depressões do solo, além do próprio retardo de resposta da bacia devido ao
tempo de deslocamento da água na mesma. A elevação da vazão até o pico apresenta,
em geral, um gradiente maior que a parte posterior ao mesmo. O escoamento
superficial é o processo predominante nesse período, refletindo a resposta ao
comportamento aleatório da precipitação.
Fonte: Fo
nte: Tucci (2004, p.392).
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A contribuição da vazão subterrânea é influenciada pela infiltração na camada superior
do solo, sua percolação, e conseqüente aumento do nível do aqüífero. Como o
escoamento superficial é mais rápido, o nível muda de A para B. Essa elevação rápida
do nível provoca a inversão de vazão ou represamento do fluxo no aqüífero na
vizinhança com o rio. Isso se observa na Figura 4 pela linha tracejada. O processo
começa a inverter-se quando a percolação aumenta e o fluxo superficial diminui.
Os elementos que caracterizam o hidrograma apresentado na Figura 4 são:
� Tempo de retardo (tl) – intervalo de tempo entre o centro de massa da
precipitação e o centro de gravidade do hidrograma.
� Tempo de pico (tp) – intervalo entre o centro de massa da precipitação e o tempo
da vazão máxima.
� Tempo de concentração (tc) – tempo necessário para que a água precipitada no
ponto mais distante da bacia se desloque até a seção de estudo, ou ainda, é o
intervalo de tempo entre o fim da precipitação e o ponto de inflexão do
hidrograma.
� Tempo de base (tb) – intervalo de tempo entre o início da precipitação e o tempo
em que toda precipitação já escoou pela seção de estudo e o rio já voltou às
condições anteriores ao início da precipitação.
� Tempo de recessão (tr) – tempo necessário para a vazão baixar até o ponto em
que não existe mais o escoamento superficial.
O escoamento superficial, que caracteriza as duas primeiras partes do hidrograma
pode ser descrito por modelos, cuja simulação exige a separação desse escoamento
com o subterrâneo. É necessário separá-lo do escoamento subterrâneo e obter a
precipitação efetiva que gerou o hidrograma. Um dos primeiros modelos apresentados
para representar o escoamento superficial na bacia foi o Hidrograma Unitário.
Segundo Porto e Righetto (1995), o Hidrograma Unitário de uma bacia é a
representação da sua resposta a um estímulo chuvoso, e resulta dos diversos
processos elementares de armazenamento e trânsito do escoamento superficial.
Aceitando-se que o Hidrograma Unitário é uma característica invariante de cada bacia,
então seus parâmetros como vazão de pico, tempo de ascensão e outros, dependem
de como se processa o escoamento superficial e, portanto das características
geomorfológicas da bacia.
Existem ainda os Hidrogramas Unitários Sintéticos que são classificados como
empíricos e conceituais. Os empíricos dependem de qualquer curva teórica a que
tenham de obedecer e consideram apenas os parâmetros fundamentais que os
definem, e a correlação é determinada a partir das características da bacia. Neste caso,
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se podem citar os hidrogramas de Snyder, regionalização de Diaz e Tucci, Triangular
do Soil Conservation Service (SCS), entre outros. Já os hidrogramas conceituais devem
obedecer a um certo tipo de curva, que se admite representar conceitualmente o
fenômeno físico de transformação chuva-vazão. Entre eles estão os hidrogramas de
Nash e Gray (PORTO e RIGHETTO, 1995).
Bacias pequenas e médiasBacias pequenas e médiasBacias pequenas e médiasBacias pequenas e médias
As técnicas hidrológicas de estudos de drenagem urbana aplicam-se a bacias de
pequeno ou médio porte e, portanto, é importante dispor de algum critério de
distinção entre essas bacias para escolher os métodos e os parâmetros hidrológicos
mais adequados a cada tipo de bacia.
Tucci (2004) especifica que os critérios mais comuns classificam como bacia pequena
aquela cuja área de drenagem seja inferior a 2,5Km2 ou que o tempo de concentração
seja inferior a 1 hora. Para bacias médias os limites superiores são, respectivamente,
1000Km2 e 12 horas.
As características de homogeneidade das pequenas bacias fazem com que elas sejam
muitas vezes utilizadas em pesquisas visando à obtenção de um melhor entendimento
dos processos físicos, químicos e biológicos que intervêm no ciclo hidrológico.
Segundo Ponce (1989) apud Paiva e Paiva (2003), uma bacia hidrográfica é considerada
pequena se apresentar algumas ou todas das seguintes propriedades:
� a precipitação pode ser considerada como uniformemente distribuída no
espaço, sobre toda bacia.
� a precipitação pode ser considerada como uniformemente distribuída no
tempo.
� a duração das tormentas geralmente excede o tempo de concentração da bacia.
� a geração de água e sedimentos se dá, principalmente, pelo escoamento nas
vertentes.
� os processos de armazenamento e de fluxo concentrado na calha dos cursos
d’água são pouco importantes.
As principais conseqüências dessa classificação referem-se à escolha do método para
cálculo das vazões máximas e à forma de determinar os parâmetros hidrológicos
utilizados nesses métodos. Em bacias pequenas usa-se o método racional, porque as
hipóteses deste método se adaptam às características de comportamento hidrológico
dessas bacias. A equação do método racional é a seguinte:
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CIAQ 278,0= eq. (01) eq. (01) eq. (01) eq. (01)
Onde: Q – vazão máxima, em m3/s;
0,278 – fator para correção de unidade;
C – coeficiente de escoamento superficial da bacia;
I – intensidade da precipitação de projeto, em mm/h;
A – área da bacia, em Km2.
Para as bacias médias normalmente se utilizam técnicas baseadas na teoria do
Hidrograma Unitário (HU) porque estas bacias permitem considerar a variação da
intensidade da chuva no tempo e o amortecimento na bacia. A aplicação do método
racional a bacias médias não é recomendável, porque superestima as vazões de pico.
Período de retornoPeríodo de retornoPeríodo de retornoPeríodo de retorno
Tucci (2004) define período de retorno como o inverso da probabilidade de um
determinado evento hidrológico ser igualado ou excedido em um ano qualquer. Ao se
decidir que uma obra será projetada para uma vazão com período de retorno T anos,
automaticamente, decide-se o grau de proteção ou o risco a que a população está
sujeita.
Segundo Tucci (2004), as dificuldades na escolha do período de retorno fazem com
que os valores escolhidos recaiam sobre valores aceitos de forma mais ou menos
ampla pelo meio técnico. Muitas entidades fixam os períodos de retorno para diversos
Recomenda-se:
Bacias pequenas Q = CIA.Q = CIA.Q = CIA.Q = CIA.
Bacias médias
HU (h; t)HU (h; t)HU (h; t)HU (h; t)
Quanto maior o grau de proteção, maiores serão os custos da obra e interferências no ambiente
urbano. Isso, porém não é justificativa para a escolha de períodos de retorno pequenos.
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18
tipos de obra como critério de projeto. Os valores da Tabela 1 são encontrados na
literatura técnica e desfrutam de certo consenso internacional.
Tabela 1Tabela 1Tabela 1Tabela 1. . . . Períodos de retorno para diferentes ocupações da área.
Tipo de Obra Tipo de Ocupação da Área T (anos)
Residencial 2
Comercial 5
Áreas com edifícios de serviços ao
público 5
Aeroportos 2 - 5
Microdrenagem
Áreas comerciais e artérias de tráfego 5 - 100
Áreas comerciais e residenciais 50 -
100 Macrodrenagem
Áreas de importância específica 500
Fonte: DAEE/CETESB, 1980 apud Tucci (2004, p.815).
A determinação do período de retorno atribui um risco à obra, pois a obra tende a
falhar pelo menos uma vez durante sua vida útil. Uma obra projetada para
determinado período de retorno T expõe-se todo o ano a uma probabilidade 1/T de
vir a falhar. Ao longo de sua duração essa obra terá um risco de falha maior do que
1/T, porque estará exposta repetidamente a essa probabilidade. De acordo com Tucci
(2004), o risco será:
−−=
N
TR
111100
eq.( 02)eq.( 02)eq.( 02)eq.( 02)
Onde: R = risco em porcentagem;
T = período de retorno;
N = vida útil da obra em anos.
A Tabela 2 mostra para vários períodos de retorno, o risco em função da vida útil da
obra.
Tabela 2Tabela 2Tabela 2Tabela 2. . . . Risco em função da vida útil e do período de retorno.
Vida útil da obra (anos) T
(anos) 2 5 25 50 100
2 75 97 99,9 99,9 99,9
5 36 67 99,9 99,9 99,9
10 19 41 93 99 99,9
25 25 18 64 87 98
50 40 10 40 64 87
100 2 5 22 39 63
500 0,4 1 5 9 18
Fonte: Tucci (1995, p.111).
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19
Tempo de concentraçãoTempo de concentraçãoTempo de concentraçãoTempo de concentração
Para caracterizar o hidrograma e o comportamento da bacia, o tempo de concentração
é um elemento fundamental.
Existe uma grande quantidade de fórmulas que fornecem o valor do tempo de
concentração (tc) em função de características físicas da bacia (área, declividade,
comprimento do talvegue, rugosidade das superfícies e outras), da sua ocupação e,
eventualmente, da intensidade de chuva. Essas fórmulas têm origem em estudos
experimentais de campo e laboratório e, portanto, devem ser aplicadas em condições
que se aproximem daquelas para as quais foram determinadas.
Silveira (2005) avaliou o desempenho de 23 fórmulas de tempo de concentração,
calculando seus erros com dados de dois arquivos-teste, um de bacias rurais e outro
de bacias urbanizadas montado com dados publicados por Schaake et al. (1967) e
Desbordes (1974). As mais recomendadas estão apresentadas na Tabela 3. As
recomendações para as fórmulas especificadas na Tabela, justificam-se pela
abrangência de bacias com bons resultados, pela representatividade original, e pelos
erros avaliados. A Tabela 4 apresenta o significado de cada termo das fórmulas
apresentadas na Tabela 3.
Tabela 3Tabela 3Tabela 3Tabela 3. Fórmulas para o cálculo do tempo de concentração.
Onda Cinemática 3,06,04,06,035,7 −−
= SLintc
Kirpich 385,077,00663,0 −
= SLtc
Ven te Chow 32,064,0160,0 −
= SLtc
Corps Engineers 19,076,0191,0 −
= SLtc
Carter 3,06,00977,0 −
= SLtc
Schaake et al. 26,016,024,00828,0 −−
= impc ASLt
Desbordes 4523,03832,03039,00869,0 −−
= impc ASAt
Fonte: Silveira (2005).
O tempo de concentração é o tempo necessário para a água
precipitada no ponto mais distante da bacia deslocar-se até a
seção principal (exutório). Esse tempo é definido também
como o tempo entre o fim da precipitação e o ponto de
inflexão do hidrograma (Esteves e Mendiondo, 2003).
No cálculo do tc
podem ocorrer
imprecisões. Por isso
devem ser feitas análises cuidadosas!
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Tabela 4Tabela 4Tabela 4Tabela 4. . . . Significado dos termos utilizados nas fórmulas do tempo de
concentração.
c Tempo de concentração em horas
A Área da bacia em Km2
Aimp Fração de área impermeável em Km2, variam entre 0 e1
L Comprimento em Km do rio, canal ou talvegue principal, ou o
comprimento do percurso hidráulico
S Declividade do rio, canal ou talvegue principal, ou o comprimento
do percurso hidráulico em m/m
n Rugosidade de Manning
i Intensidade de chuva em mm/h
Fonte: Silveira (2005).
Debate
Conhecendo as características de sua região, você saberia
dizer quais das fórmulas de cálculo do tempo de concentração, apresentadas neste texto, são mais adequadas ao seu
município? Justifique sua escolha.
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Uso do solo nas cidades
A ocupação do meio físico através da expansão urbana tem revelado problemas de
relativa gravidade em função da falta de conhecimento dos fatores fisiográficos que
regem o comportamento e a resposta desse componente ambiental frente à ocupação
que na maioria das vezes, é feita de forma desordenada, deflagrando processos
erosivos, que são comandados por diversos fatores naturais relacionados às
características do clima, do relevo, do solo e da cobertura vegetal.
Segundo Lira (2003), a diversidade de uso na malha urbana permite a proximidade de
uso residencial, comercial, serviços e pequenas empresas, mas o excesso desta
permissividade gera conflitos de uso e necessidade de controle urbanístico.
A lógica de ocupação do solo tem sido regulada pelo interesse do mercado imobiliário,
não vinculada às condições de infra-estrutura, gerando problemas de mobilidade,
moradia e degradação ambiental.
Tucci (1995) diz que a elaboração do plano de uso do solo é importante instrumento
para o direcionamento do desenvolvimento da cidade, bem como para a elaboração de
uma legislação adequada.
O levantamento dos vetores de expansão e da projeção de aumento da população é
necessário para a elaboração do plano. As principais características desse meio físico
são:
� Geomorfológicas (formas e dinâmica do relevo).
� Geológicas (tipos de rocha, modos de ocorrência).
� Geotécnicas (características dos terrenos, propriedades dos solos e rochas).
De acordo com Tucci (1995), estas características condicionam os reflexos resultantes
da ocupação do solo e para cada característica pode ser criado um mapa. Esse mapa
pode ser definido como um plano. O cruzamento desses planos e a análise das
características sobrepostas trazem como resultado, um diagnóstico das áreas mais
sujeitas à erosão e mais indicadas à habitação. Para o cruzamento dos planos pode ser
usado o sistema geográfico de informações (SIG). Entre os principais planos pode-se
mencionar:
� Mapeamento geotécnico.
� Mapa de uso do solo.
� Sistema viário.
� Cobertura vegetal.
� Declividade.
� Áreas de preservação.
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A adequada ocupação pode ser instituída por meio de uma legislação apropriada.
Mittelstaedt et al. (1985) apud Tucci (1995) sugerem:
� Lei instituindo o projeto de controle da erosão.
� Lei delimitando o perímetro urbano.
� Lei dispondo sobre zoneamento do uso e ocupação do solo.
� Lei estabelecendo normas para aprovação de arruamentos, loteamentos e
desmatamentos de lotes.
� Lei dispondo sobre a taxa de serviços urbanos de controle da erosão.
Debate
Como você classificaria a situação da sua região em relação
à drenagem de águas pluviais?
Em relação ao uso do solo do seu município, você julga
que existem praças, parques e arborização adequada?
Você considera o seu município, predominantemente
impermeável ou permeável? Explique.
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23
Inundações urbanas
Introdução
De modo a garantir um melhor entendimento do assunto, faz-se pertinente definir os
termos: alagamento, inundação e enchente.
O escoamento superficial, provocado pelo excedente da água que não infiltra ao
chegar ao solo, pode produzir inundações nas áreas urbanas, devido a dois processos,
que ocorrem isoladamente ou combinados, segundo Tucci (2003):
� Inundações de áreas ribeirinhas: são inundações naturais que ocorrem no leito
maior dos rios devido à variabilidade temporal e espacial da precipitação e do
escoamento na bacia hidrográfica;
� Inundações devido à urbanização: são as inundações que ocorrem na drenagem
urbana devido às chuvas intensas e aos efeitos da impermeabilização do solo,
canalização do escoamento ou obstruções ao escoamento. Os alagamentos geralmente
se enquadram nesse tipo de inundação, salvo outras condições que não possuem a
chuva intensa como uma de suas causas.
Inundações ribeirinhas
Esse tipo de inundação em áreas rurais representa em diversos casos benefícios para a
agricultura, pois fertiliza as várzeas, propiciando boas colheitas de culturas de charcos
e vazantes. Essa verdadeira fonte de riqueza é um modelo de boa convivência entre a
sociedade e os rios. Infelizmente, as cidades ribeirinhas não respeitaram essa condição
natural dos cursos d’água e sua população, notadamente as mais carentes, passaram a
ocupar essa área imprópria, ficando sujeita a grandes prejuízos.
Geralmente, o rio possui um ou mais leitos. O chamado leito menor é a seção normal
do rio nos períodos de estiagem, o(s) leito(s) maior(es) ocupa(m) a topografia das
AlagamentoAlagamentoAlagamentoAlagamento - É o acumulo de água no leito das ruas e no perímetro urbano, somadas
aos sistemas de drenagem deficientes.
InundaçãoInundaçãoInundaçãoInundação - É o transbordamento da água da calha normal de rios, mares, lagos e
açudes, ou acúmulo de água devido a precipitações intensas somadas a drenagem
deficiente, em áreas não habitualmente submersas.
Enchente Enchente Enchente Enchente - É a elevação do nível de água de um rio, acima de sua vazão normal.
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várzeas. A invasão desses leitos maiores (por aterros e construções) obstrui o
escoamento, aumentando ainda mais o nível das inundações (Figura 5) tanto à
montante (efeito de remanso) quanto à jusante.
Figura Figura Figura Figura 5555. . . . Efeito da inundação ribeirinha aliada ao desenvolvimento urbano das várzeas de um
rio.
Os problemas decorrentes dessa situação devem-se ao grau de ocupação pela
população existente nessas várzeas. Para bacias maiores, o efeito da urbanização
sobre esse tipo de enchente, segundo Pedrosa (1996), é pouco agravante,
corroborando com Hollis (1975) apud Hundecha e Bárdossy (2004) que afirma que as
pequenas enchentes naturais são aumentadas devido à urbanização, enquanto que
para enchentes mais raras não há influência significativa.
Características das inundações ribeirinhasCaracterísticas das inundações ribeirinhasCaracterísticas das inundações ribeirinhasCaracterísticas das inundações ribeirinhas
O escoamento superficial das partes altas da bacia (cabeceiras), ou em áreas em que a
topografia restringe o leito do curso d’água, é mais veloz e por isso precisa de menor
área molhada (seção do leito menor). Nesse caso, quando ocorre uma cheia, o nível da
água sobe mais rapidamente, sendo sua força de arraste maior (Figura 6).
Fonte: Tucci (2001).
Curiosidades Curiosidades Curiosidades Curiosidades –––– Precipitações! Precipitações! Precipitações! Precipitações!
Orográficas:Orográficas:Orográficas:Orográficas: ocorrem quando os ventos úmidos se elevam e se resfriam pelo encontro de
uma barreira montanhosa.
Convectivas:Convectivas:Convectivas:Convectivas: provocadas pela intensa evapotranspiração de superfícies úmidas e
aquecidas como florestas, cidades e oceanos tropicais.
Frontais:Frontais:Frontais:Frontais: são causadas pelo encontro de uma massa fria e seca com outra quente e
úmida.
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(a) (b)
Figura Figura Figura Figura 6666. . . . Seção do Rio Jacarecica em Maceió-AL. (a) dia de enchente; b) dia chuvoso 15 dias
depois de enchente. Detalhe para a ponte arrastada para perto do poste.
Já nas áreas planas e de baixa declividade, o escoamento tende a espraiar aumentando
o leito natural. Quando ocorrem enchentes, o nível sobe lentamente, mas a área
atingida e a permanência da água no local são maiores. A permeabilidade do solo
também é um fator importante na formação do escoamento superficial, sendo o
volume de escoamento maior onde a composição dos solos é mais impermeável.
A cobertura e o tipo de vegetação são os principais definidores da parcela de
interceptação e de erosão do solo, que influenciam diretamente o escoamento
superficial e a dinâmica dos sedimentos de uma bacia hidrográfica. Quando há
supressão da vegetação, a parcela dos sedimentos e a erosão aumentam, já que a
parte que seria interceptada atinge o solo, acelerando ou ocasionando o processo de
assoreamento de cursos d’água, aumentando o risco de inundações ribeirinhas.
As condições artificiais da bacia são as intervenções humanas a partir do cenário
natural como: urbanização, desmatamento, manejo de áreas agrícolas etc. É possível
deduzir que tais intervenções provocam aumento na freqüência das inundações. Essa
influência humana tem mais significância em cheias pequenas e médias que nas
grandes.
Avaliação e previsão Avaliação e previsão Avaliação e previsão Avaliação e previsão
Conforme o item, características das inundações ribeirinhas, as enchentes não podem
ser previstas com grande antecedência, quando muito com antecipação de poucos dias
ou horas. O tempo máximo possível de previsão da cheia, a partir da ocorrência da
precipitação, é limitado pelo tempo médio de deslocamento da água na bacia até a
seção de interesse.
A previsão de tempo-real permite estabelecer o nível e seu tempo de ocorrência para a
seção de um rio com antecedência que depende da previsão da precipitação e dos
deslocamentos da cheia na bacia. Esse tipo de previsão é utilizado para alertar a
população ribeirinha e operadores de obras hidráulicas, enquanto que a previsão de
Ponte de travessia de pedestres
Poste Ponte e Poste
Fonte: Peplau et al. (2004).
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longo prazo consiste numa estimativa de magnitude das inundações ribeirinhas por
tendência sazonal ou composição de modelos climáticos e hidrológicos (TUCCI, 2003).
Ainda segundo Tucci (2003), a predição quantifica as chances de ocorrência da
inundação ribeirinha em termos estatísticos, sem precisar quando ocorrerá a cheia. A
predição se baseia na estatística de ocorrência de níveis no passado e permite
estabelecer os níveis de enchente para alguns riscos escolhidos. Esse tipo de análise
parte do princípio que a variável hidrológica utilizada na estimativa é estacionária no
tempo, ou seja, suas estatísticas não se alteraram com relação às condições do
passado. A predição estima a probabilidade em superar o evento.
Inundações devido à urbanização
Geralmente, esse tipo de inundação ou alagamento ocorre em áreas planas
urbanizadas e em cidades drenadas por pequenas bacias hidrográficas aliadas a um
sistema de drenagem pluvial cujo objetivo é drenar as águas da chuva o mais
rapidamente possível provocando, assim, uma diminuição do tempo de concentração
natural do escoamento superficial na bacia e um maior volume de água escoada.
Segundo Tucci (2003), à medida que a cidade se urbaniza, em geral (sem
planejamento), ocorrem os seguintes impactos:
� Aumento das vazões máximas (em até 7 vezes) e da sua freqüência devido ao
aumento da capacidade de escoamento através de condutos e canais e
impermeabilização das superfícies.
� Aumento da produção de sedimentos devido à falta de proteção das superfícies
e à produção de resíduos sólidos (lixo).
� A deterioração da qualidade da água superficial e subterrânea, devido à
lavagem das ruas, transporte de material sólido e às ligações clandestinas de esgoto
doméstico e pluvial.
� Forma desorganizada como a infra-estrutura urbana é implantada, tais como:
(a) pontes e taludes de estradas que obstruem o escoamento; (b) redução de seção do
escoamento por aterros de pontes e para construções em geral; (c) deposição e
obstrução de rios, canais e condutos por lixos e sedimentos; (d) projetos e obras de
drenagem inadequadas, com diâmetros que diminuem para jusante, drenagem sem
esgotamento, entre outros.
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Erros na evolução do sistema urbano em relação às águas pluviaisErros na evolução do sistema urbano em relação às águas pluviaisErros na evolução do sistema urbano em relação às águas pluviaisErros na evolução do sistema urbano em relação às águas pluviais
No Brasil, a maioria das grandes cidades foi crescendo sem o devido planejamento e
cobertura da infra-estrutura. As conseqüências dessas formas de expansão,
praticamente espontâneas, são sentidas ainda hoje, prejudicando o funcionamento das
cidades em vários aspectos como o saneamento, a habitação, a malha viária, entre
outros. Diante disso, muitas vezes a urbanização não considerou o relevo que
determina o sistema natural de drenagem e foram executados construções e aterros
em locais inadequados como linhas preferenciais de escoamento e depressões (Figura
7).
Figura Figura Figura Figura 7.7.7.7. Distrito Industrial de Maceió-AL, construído em área baixa de bacia sem exutório,
durante as enchentes de 2004.
O sistema, antes natural, passou a ser definido por ruas e redes de condutos que
direcionam o escoamento das águas da chuva (Figura 8). Conforme apresentado no
capitulo a seguir esse sistema foi necessitando de adequações ao longo do tempo e o
tema da sustentabilidade das soluções vem sendo amplamente estudado.
Figura Figura Figura Figura 8.8.8.8. Planta original de Belo Horizonte. Sistema viário imposto sobre a hidrografia local.
Fonte: Peplau et al. (2004).
Fonte: Cham
ps et al. (2005).
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O sistema urbano e as redes construídas para o escoamento das águas pluviais
dificultam a manutenção e acabam diminuindo sua freqüência. Tal fato, também
contribui para alagamentos nas cidades. Além disso, outras construções e redes de
infra-estrutura (Figura 9) como telefonia, abastecimento de água, esgoto, etc., podem
obstruir o escoamento ou mesmo deteriorar e quebrar trechos de galerias.
Pompêo (2000) aponta a obstrução de canalizações por detritos, lixo e sedimentos
como uma das causas das inundações urbanas, além da inadequação dos projetos e
obras de drenagem que acabam sendo executados.
(a) (b) Figura Figura Figura Figura 9.9.9.9. (a) Obstruções por canalização e sedimentos; (b) Obstruções por construções.
Debate
Fonte: Tucci e Orsini (2005).
Considerando o que foi apresentado neste capítulo e a sua experiência diferencie:
_ Alagamento;
_ Inundação;
_ Enchente.
De acordo com o processo de urbanização ocorrido em seu município, quais obras você julga que foram executadas sem considerar os efeitos sobre a drenagem natural? Por quê?
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Ações para o manejo das águas pluviais
O Sistema de águas pluviais
Os sistemas de águas pluviais podem ser classificados de acordo com a magnitude do
escoamento, como: drenagem na fonte, microdrenagem e macrodrenagem.
As obras para atendimento da demanda por drenagem, em qualquer nível do sistema,
dependem do risco ao qual se expõe a população e os bens materiais públicos e
particulares existentes e do custo da obra. Alguns critérios como tipo de ocupação e
natureza da obra são tomados para definir o tempo de retorno da precipitação
relacionado com sua probabilidade de freqüência (ou tempo de recorrência).
Na Tabela 5, Tucci (2003) descreve os intervalos usuais para a escolha dos tempos de
retorno de precipitação em projetos de drenagem urbana.
Tabela Tabela Tabela Tabela 5555. Tempo de retorno para sistemas urbanos.
SistemaSistemaSistemaSistema CaracterísticaCaracterísticaCaracterísticaCaracterística Intervalo (anos)Intervalo (anos)Intervalo (anos)Intervalo (anos)
Residencial 2 – 5
Comercial 2 – 5
Áreas de prédios públicos 2 – 5
Aeroporto 5 – 10
Microdrenagem
Áreas comerciais e avenidas 5 – 10
Macrodrenagem 10 – 25
Zoneamento de áreas
ribeirinhas 5 - 100
Fonte: Tucci (2003).
Segundo o manual de drenagem urbana de Porto Alegre (2005), um projeto de
drenagem deve percorrer o fluxograma apresentado na Figura 10.
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30
.
Figura 10Figura 10Figura 10Figura 10. . . . Seqüência de desenvolvimento de um projeto de sistemas de águas pluviais
Sistemas clássicosSistemas clássicosSistemas clássicosSistemas clássicos
Os sistemas ditos “clássicos” são aqueles cujo princípio é a captação e condução do
escoamento superficial das águas da chuva, através de redes, preferencialmente,
subterrâneas e sob a ação da gravidade. Esse sistema é o mais adotado no Brasil,
sendo importante componente de infra-estrutura das cidades.
A concepção do sistema clássico de micro e macrodrenagem abrange desde a
drenagem da edificação ou loteamento, com o uso de calhas nos telhados, por
exemplo, que conduzem a água da chuva para a rua. A partir daí, a água segue por um
pequeno canal aberto entre a pavimentação e o passeio, chamado sarjeta. O
Fonte: Adap
tado de Porto Alegre, 2005.
Projeto arquitetônico, viário e paisagísticoProjeto arquitetônico, viário e paisagísticoProjeto arquitetônico, viário e paisagísticoProjeto arquitetônico, viário e paisagístico.
Trata-se do planejamento de ocupação da área em estudo
Definição das alDefinição das alDefinição das alDefinição das alternativas de drenagem e seu controleternativas de drenagem e seu controleternativas de drenagem e seu controleternativas de drenagem e seu controle
Realizadas para manutenção das condições anteriores ao projeto, com relação à vazão
máxima de saída do empreendimento. As alternativas propostas podem ser realizadas em
conjunto com a atividade anterior, buscando compatibilizar com os condicionantes de
ocupação.
Projeto da alternativa escolhidaProjeto da alternativa escolhidaProjeto da alternativa escolhidaProjeto da alternativa escolhida
Envolve o detalhamento das medidas de controle no empreendimento, inclusive a
definição das áreas impermeáveis máximas projetadas para cada lote, quando o projeto
for de parcelamento do solo.
Determinação das variáveis de projeto para as alternatiDeterminação das variáveis de projeto para as alternatiDeterminação das variáveis de projeto para as alternatiDeterminação das variáveis de projeto para as alternativas de drenagem em cada cenário.vas de drenagem em cada cenário.vas de drenagem em cada cenário.vas de drenagem em cada cenário.
Os cenários analisados devem ser a situação anterior ao empreendimento e após a sua
implantação. As variáveis de projeto são a vazão máxima ou hidrograma dos dois
cenários, as características básicas dos dispositivos de controle e a qualidade da água resultante do projeto.
Dimensionamento dos dispositivos
SIMSIMSIMSIM
NÃONÃONÃONÃO
Altera o projeto?Altera o projeto?Altera o projeto?Altera o projeto?
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escoamento segue pela sarjeta até ser captado por um dispositivo chamado boca de
lobo (Figura 11) que conecta esses dispositivos de drenagem superficial à rede de
galerias subterrâneas, que, enfim, desembocam em um corpo receptor de maior porte.
Figura Figura Figura Figura 11. 11. 11. 11. Boca de lobo padrão Superintendência de Desenvolvimento da Capital – SUDECAP-
Belo Horizonte-MG.
De acordo com Castro (2007), com o avanço da urbanização, o sistema clássico pode
ser visto como um componente que pode se tornar ineficiente devido as seguintes
questões:
� Com o escoamento rápido das águas pluviais nas áreas urbanizadas, o
problema de inundação é transferido para jusante.
� Esse efeito leva à construção de novas obras de drenagem a jusante, com o
aumento da seção transversal de canais naturais ou a substituição de condutos antigos
por novos, de maiores dimensões. Essas obras são de custo bastante elevado.
� Com a canalização dos cursos de água, a população recebe uma falsa idéia de
segurança em relação aos problemas de inundações, tendendo a ocupar as áreas
ribeirinhas. Sendo assim, essas áreas são ocupadas, por falta de opções, pelas
populações de baixa renda, o que leva, muitas vezes, a perdas de vidas humanas e
prejuízos econômicos consideráveis devidos aos eventos freqüentes de inundações;
� Na maioria das vezes, as soluções clássicas não levam em consideração
problemas existentes de qualidade da água. Esses problemas podem acarretar crises
no funcionamento do sistema de drenagem, devido à deposição de sedimentos
advindos de processos erosivos intensificados pela urbanização e por deficiências no
sistema de limpeza urbana.
Fonte: Lima e Coelho (2007).
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32
Sistemas compensatóriosSistemas compensatóriosSistemas compensatóriosSistemas compensatórios
A partir dos anos 1970 vêm sendo desenvolvidas as chamadas tecnologias alternativas
ou compensatórias para águas pluviais, buscando neutralizar os efeitos da
urbanização sobre os processos hidrológicos, com benefícios para a qualidade de vida
e a preservação ambiental.
Essas tecnologias baseiam-se, principalmente, na retenção temporária e na infiltração
das águas precipitadas, visando, assim, a diminuição do volume escoado e o rearranjo
temporal das vazões e, conseqüentemente, reduzindo as probabilidades de
inundações e alagamentos. Essas tecnologias podem assumir múltiplas formas como
trincheiras, fossas, valas, pavimentos dotados de estruturas de reservação, poços,
telhados armazenadores, bacias de detenção secas (Figura 12) ou com água, etc.
Figura Figura Figura Figura 12.12.12.12. Área selecionada para estudo de implantação de bacia de detenção seca em Maceió-
AL.
Além disso, essas tecnologias podem ser utilizadas em diferentes escalas, desde
pequenas parcelas até o projeto de sistemas de drenagem para cidades inteiras e
podem ser integradas ao meio ambiente e ao tecido urbano, permitindo usos diversos
pela população, como áreas de estacionamento, prática de esportes, parques, etc
(CASTRO; BAPTISTA, 2002).
A busca por soluções para compensar os impactos da urbanização, principalmente a
impermeabilização e implantação de redes, sobre o padrão de escoamento tem levado
para a engenharia a proposição das chamadas medidas de controle. Essas medidas
atuam sobre o escoamento urbano, devolvendo a capacidade de armazenamento, por
meio da implantação de reservatórios (Figura 13), ou devolvendo a capacidade de
infiltração (AGRA et al., 2005).
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33
Figura Figura Figura Figura 13.13.13.13. Reservatório na bacia do rio Tamanduateí no estado de São Paulo.
Ações estruturais
As medidas estruturais são aquelas que modificam o sistema fluvial (ou o meio
ambiente) através de obras na bacia (medidas extensivas) ou no rio (medidas
intensivas) para evitar o extravasamento do escoamento para o leito maior decorrente
das enchentes (TUCCI, 2003).
IntensivasIntensivasIntensivasIntensivas
As medidas intensivas são aquelas que modificam a condição dos sistemas naturais de
drenagem, notadamente rios e riachos. Dependendo da problemática a ser enfrentada,
o projeto define a obra a ser executada mediante efeitos desejáveis como aceleração,
retardamento ou desvio do escoamento.
Obras que tem por finalidade acelerar o escoamento, ou seja, melhorar a condição de
passagem da vazão como canais, diques, polders, corte de meandros, rebaixamento
de seção, entre outros, devem, quando projetadas, levar em consideração, os efeitos
sobre áreas a jusante e a montante do local, de modo que não venham apenas a
simplesmente deslocar o problema como na Figura 14.
As medidas retardadoras do escoamento objetivam permitir um rearranjo temporal da
vazão e amortecer seu pico no curso d’água. Barramentos e reservatórios ou bacias de
amortecimento se enquadram nessa classificação. São necessárias análises específicas
sobre o funcionamento desse tipo de estrutura e seus impactos.
Existem também em determinados casos, obras que desviam o escoamento, tanto para
outro trecho do curso d’água como para outra bacia. Nesse caso, deve-se verificar os
impactos dessa transferência quanto às condições de capacidade do sistema receptor
durante chuvas intensas.
Fonte: ARTINA e M
OSC
A (2005).
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34
Figura Figura Figura Figura 14.14.14.14. Exemplo de estágios de drenagem utilizando canalização.
ExtensivasExtensivasExtensivasExtensivas
As medidas extensivas atuam sobre a superfície da bacia em parte da mesma ou na
sua totalidade. A finalidade é combinar efeitos de proteção ambiental, melhoria do
plantio e conservação do solo com redução da vazão (TUCCI, 2003). Essas medidas são
mais eficazes para aplicação em pequenas bacias.
As principais medidas extensivas são: reflorestamento e preservação da cobertura
vegetal e controle da erosão do solo.
� Reflorestamento e preservação da cobertura vegetalReflorestamento e preservação da cobertura vegetalReflorestamento e preservação da cobertura vegetalReflorestamento e preservação da cobertura vegetal: diminui a velocidade e o
volume do escoamento superficial por meio do aumento da capacidade de
armazenamento pela interceptação vegetal e aumento da evapotranspiração.
� Controle da erosão do solo:Controle da erosão do solo:Controle da erosão do solo:Controle da erosão do solo: o transporte de sedimentos pode acarretar
diminuição da seção dos condutos e assoreamento (podendo agravar as inundações),
além de potencial contaminação das águas pluviais. O controle da erosão do solo pode
ser realizado pelo reflorestamento, pequenos reservatórios, estabilização das margens
e práticas agrícolas corretas.
Ações não-estruturais
As medidas não estruturais são aquelas em que os prejuízos são reduzidos pela
melhor convivência da população com as enchentes. Uma das principais vantagens
desse tipo de ação é a econômica. Geralmente as ações não-estruturais têm um
caráter preventivo.
Sistema de previsão e alertaSistema de previsão e alertaSistema de previsão e alertaSistema de previsão e alerta
Fonte: Tucci (2003).
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35
Exemplos:
� Sistema de coleta e transmissão de informações de tempo e hidrológicas;
� Centro de Previsão;
� Defesa Civil: programas de prevenção, educação, mapa de alerta, locais críticos,
alerta aos sistemas públicos: escolas, hospitais, infraestrutura; alerta a população de
risco, remoção e proteção à população atingida durante a emergência ou nas
inundações.
Este sistema possui três fases distintas que são: prevenção, alerta e mitigação.
Zoneamento de áreas alagáveisZoneamento de áreas alagáveisZoneamento de áreas alagáveisZoneamento de áreas alagáveis
De acordo com Tucci (2003), o zoneamento das áreas inundáveis é executado
seguindo os seguintes passos: a) determinação do risco das enchentes (questões
associadas ao tempo de retorno - TR); b) mapeamento das áreas sujeitas à inundação;
c) zoneamento. O zoneamento propriamente dito é a definição das regras para a
ocupação das áreas consideradas de risco de inundação, permitindo o
desenvolvimento racional das áreas ribeirinhas nas cidades.
De acordo com ABRH (2003), as ações não-estruturais incluem todas as formas de
atividades que envolvem as práticas de gerenciamento e mudanças de comportamento
da população.
Atividades preventivasAtividades preventivasAtividades preventivasAtividades preventivas: minimizam as inundações quando as mesmas ocorrerem. Envolve o
treinamento da equipe da Defesa Civil, da população através de informações, mapa de alerta
que identifique as áreas alagadas durante a sua ocorrência, planejamento de áreas para
receber a população flagelada, entre outros.
Alerta:Alerta:Alerta:Alerta: fase de acompanhamento técnico de toda a enchente. Grande fluxo de informações
sobre o processo com a Defesa Civil, Necessário para que atue sob orientação técnica de
nível de cheia, horários, pontos críticos etc.
Mitigação:Mitigação:Mitigação:Mitigação: ações que visam diminuir o prejuízo da população quando ocorre a inundação.
Por exemplo: isolar ruas e áreas de risco, remoção da população, animais e proteção de
locais de interesse público.
Vale ressaltar que o cadastro completo da rede de drenagem e o levantamento em campo de
todas as suas especificações de projeto é uma medida de suma importância para adoção de
ações tanto estruturais como não-estruturais para o manejo das águas pluviais. Porém,
poucas são as prefeituras brasileiras que possuem um cadastro representativo e atualizado
das condições das redes de macro e microdrenagem dificultando bastante, os estudos nessas
cidades.
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Modelagem hidrológica
Em qualquer ação de planejamento em saneamento, a análise hidrológica é muito
importante, não só pela agilidade nos processamentos computacionais, mas devido
também à consideração da variabilidade temporal, espacial dos parâmetros do terreno
e, das variáveis hidrológicas que se associam à dinâmica espacial e temporal dos
aspectos econômicos, sociais e ambientais do desenvolvimento das cidades.
A Figura 15 descreve por meio de um fluxograma, a estrutura na qual estão integrados
os processos para representar o ciclo hidrológico entre a precipitação e a vazão.
Usualmente essa estrutura é separada em dois módulos: bacia e canal.
Figura Figura Figura Figura 15.15.15.15. Fluxograma dos modelos hidrológicos precipitação-vazão.
Escoamento em lagos e reservatórios
Escoamento Subterrâneo
Percolação Escoamento no meio não-saturado
Escoamento superficial
Balanço no meio não-saturado Evaporação e
Evapotranspiração
Infiltração de superfícies permeáveis
Interceptação por diferentes superfícies
Precipitação e evaporação no tempo e espaço
Estimativa dos Parâmetros
Precipitação sobre áreas impermeáveis
Interceptação vegetal
Precipitação direta: lagos, rios e reservatórios
Evaporação e evapotranspiração
Onde: Onde: Onde: Onde:
Bacia: simula o balanço vertical dos
fluxos e o escoamento na sub-bacia;
Canal: simula o escoamento em rios
e canais definidos, propagando a
vazão de montante e recebendo a
contribuição do módulo da bacia.
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37
A adequada caracterização quali-quantitativa do escoamento da bacia está ligada ao
monitoramento de parâmetros hidrológicos. Medidas hidrológicas tais como
precipitação, vazão e evaporação são essenciais para o entendimento do
comportamento hidrológico de uma bacia hidrográfica, sejam para um evento em
particular ou para um dado período de tempo. Estes dados dão suporte à calibração e
à validação de modelos hidrológicos e, por conseguinte, de hipóteses científicas
incorporadas nestes modelos (MARTINS & PAIVA, 2003).
Neste documento será citada uma aplicação de dois desses programas que se
destacam pelo grande número de usuários no Brasil, por sua simplicidade e
potencialidade quanto ao manejo de águas pluviais: o IPHS1 (Instituto de Pesquisas
Hidráulicas -UFRGS) e o SWMM (Storm Water Management Model) da Agência de
Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA). Foi realizado um estudo de alternativas
de melhoramento das condições de drenagem (figuras 16 e 17) no entorno Complexo
Educacional Antônio Gomes de Barros (CEAGB) em Maceió-AL, mais precisamente nas
imediações da Rua Miguel Palmeira e na rua Coronel Lima Rocha. Utilizou-se o
programa IPHS1 para definição do escoamento superficial sobre às micro-bacias,
enquanto o SWMM calculou as vazões em cada trecho de rede e também o uso de
reservatório de detenção de cheias. Foram avaliados nos cenários estabelecidos:
� a capacidade de escoamento da rede atual de drenagem;
� a capacidade volumétrica e potencial operação da bacia de detenção do CEAGB;
� as intervenções que devem ser feitas na rede e/ou na bacia de detenção para
sanar os problemas de alagamentos.
Os cenários de simulação foram três:
� cenário atual: este cenário definiu as principais causas dos alagamentos no
estado atual em que se encontra a rede de drenagem da área em estudo (sendo os
dados pertinentes fornecidos pela prefeitura de Maceió);
� cenário de intervenção 1: detectados os problemas, foi realizada uma
simulação com a solução tradicional de ampliação da capacidade de escoamento da
rede, modificando profundidades, declividades, diâmetros até que não ocorram
alagamentos;
� cenário de intervenção 2: para os mesmos problemas detectados, haverá uma
simulação com a alternativa compensatória da bacia de detenção do CEAGB, ampliando
a capacidade da rede se necessário.
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Figura Figura Figura Figura 16.16.16.16. Localização da região estudada no contexto da bacia do riacho Reginaldo.
Figura Figura Figura Figura 17. 17. 17. 17. Localização da bacia de detenção.
Por se tratar de um estudo extenso serão apresentados apenas alguns resultados e
conclusões a partir dos cenários propostos. No primeiro, a simulação concluiu que
para chuvas de 2 e 5 anos de tempo de retorno já existem alagamentos em alguns
pontos críticos (Figura 18).
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Figura Figura Figura Figura 18.18.18.18. Simulação de alagamentos para a situação atual da rede de drenagem local.
Pôde-se concluir também que o estudo da situação atual mostrou que a rede amortece
cerca de 50% da vazão gerada e que os pontos de estrangulamento favorecem a saída
da água pelas bocas de lobo. A análise das bacias contribuintes mostrou que o
cruzamento da Avenida Fernandes Lima com a Rua Miguel Palmeira se configura como
o ponto de encontro dos hidrogramas vindos da Pitanguinha, rua Prof. José da Silveira
Camerino (Belo Horizonte), Rua Miguel Palmeira e das imediações do exército.
Observações do local em dia de chuva mostram que parte da área interna do CEAGB
também contribui para a rede da Fernandes Lima, provocando inundações em frente
ao complexo educacional.
Para o cenário de ampliação da capacidade da rede (Figura 19), conclui-se que a rede
projetada resolve o problema das bacias contribuintes, desde que as bocas de lobo
funcionem normalmente. Todavia, estes mesmos problemas são transferidos para
jusante, ou seja, para a população do riacho Reginaldo, mais precisamente do vale.
0,00,51,01,52,02,53,03,54,04,55,05,56,06,57,07,58,08,59,09,5
10,010,511,0
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260
Tempo (min)
va
zão
(m
3/s
)
Entrada para Tr = 5 anos
Saída para Tr = 5 anos
Figura Figura Figura Figura 19.19.19.19. Hidrogramas de entrada e saída para o Vale do Reginaldo na rede com ampliação
(cenário 2).
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40
O cenário a partir do funcionamento da bacia de detenção mostra um melhor
desempenho no amortecimento das vazões de saída (Figura 20 e Tabela 6) e também
apresenta vantagens técnicas, econômicas e ambientais.
0,00,51,01,52,02,53,03,54,04,55,05,56,06,57,07,58,08,59,09,5
10,010,511,0
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320
Tempo (min)
vazã
o (
m3
/s)
Entrada para Tr = 5 anos
Saída para Tr = 5 anos
Figura Figura Figura Figura 20.20.20.20. Hidrogramas de entrada e saída para o Vale do Reginaldo na rede com
funcionamento da bacia de detenção (cenário 3).
Tabela Tabela Tabela Tabela 6666. Comparação das vazões de pico para Tr = 5 anos entre os cenários de
ampliação da rede e do funcionamento da bacia de detenção.
Cenário de intervenção Vazões de pico
(m3/s) Tempo de retorno de 5 anos
Entra na rede 10,4
Sai da rede 8,2 1- AMPLIAÇÃO
Amortecimento 20,8%
2- BACIA DE DETENÇÃO Entra na rede 10,4
Sai da rede 6,1
Amortecimento 41,1%
Monitoramento hidrológico
Segundo Paiva (2003), áreas urbanas densamente povoadas necessitam de uma rede
muito densa, que permita a identificação da variação espacial e temporal, orientando
os sistemas de drenagem urbana e outras aplicações da engenharia nos projetos,
manejo e controle em tempo real.
Faz-se necessário, portanto, acompanhar o comportamento e as reais respostas do
sistema urbano de águas pluviais a partir de parâmetros hidrológicos monitorados
como chuva, vazão, níveis de reservatório e canais, qualidade de água etc. Dessa
forma as previsões serão mais acertadas e as incertezas inerentes ao processo
diminuem.
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41
Figura Figura Figura Figura 21.21.21.21. Equipamento de medição de nível (limnígrafo de bóia) instalado no córrego do
Bananal em São Paulo-SP.
Figura Figura Figura Figura 22. 22. 22. 22. Aquisição de dados do pluviômetro em condomínio fechado em Maceió-AL.
Para o monitoramento das águas pluviais em áreas urbanizadas, deve-se salientar o
uso de equipamentos que registrem uma boa faixa para a discretização1 dos intervalos
de tempo, dependendo da variável analisada. Por exemplo, para aquisição de dados de
nível d’água num canal, deve-se adotar um intervalo que acompanhe de forma
contínua e com maiores detalhes essa variação, pois os picos de cheia são mais
agudos devido à urbanização da bacia e canalização dos cursos d’água. 1 A discretização é o intervalo de tempo tomado entre dois registros de dados.
Fonte: USP (2004).
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42
Com a chuva acontece algo semelhante, quanto mais o hietograma for discretizado,
maior a confiabilidade da distribuição temporal. Assim, é necessário também que
sejam acoplados datallogers (armazenadores de dados) aos equipamentos e sensores,
para que os dados coletados continuamente e em intervalos de tempo menores sejam
armazenados até que venham a ser descarregados.
Sistemas de drenagem alternativos ou ambientais
Para reduzir os impactos da urbanização na bacia, também se podem adotar técnicas
que visam reduzir o pico da vazão local em áreas urbanizadas a partir do lote até no
mínimo a vazão de pré-desenvolvimento, retardando ou fazendo infiltrar parte do
escoamento. Assim, de acordo com Souza (2002), dentro do conceito ambiental de
drenagem, e não mais higienista, cada novo espaço urbanizado deve incluir uma
compensação para os efeitos da urbanização. Isso vai significar uma recuperação (ou a
manutenção) do ciclo hidrológico urbano, de tal modo que a população perceba a
existência desse ciclo e participe de maneira ativa de sua manutenção.
Dentre essas técnicas já bastante difundidas em países desenvolvidos como Estados
Unidos, Canadá e Austrália estão às práticas de gestão de águas pluviais em nível de
lote ou loteamento (Best Management Practices, BMP) e o desenvolvimento urbano de
baixo impacto (Low Impact Development, LID).
As estruturas alternativas de controle na fonte (lote ou loteamentos) dentro do
conceito das BMPs podem ser: a) de infiltração e percolação com o uso por exemplo,
de pavimentos porosos (Figura 23); poços, planos, trincheiras e valos de infiltração;
bacias de percolação; b) de armazenamento (microreservatórios em lotes;
armazenamento em coberturas e estacionamentos). Essas estruturas ainda poderiam
ser classificadas em segundo a ação sobre os processos hidrológicos como de redução
do volume (estruturas de infiltração) e também de diminuição de pico de vazão
(reservatórios).
FFFFigura igura igura igura 23.23.23.23. Pavimento convencional e pavimento poroso após chuva.
Fonte: BF Environmental Consultants
(2005).
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43
As principais vantagens e desvantagens do uso dessas técnicas dependendo da
solução adotada estão resumidas no Quadro 1.
Quadro 1Quadro 1Quadro 1Quadro 1. . . . Vantagens e desvantagens no uso de BMPs.
Vantagens do uso Vantagens do uso Vantagens do uso Vantagens do uso de BMPsde BMPsde BMPsde BMPs Desvantagens do uso de BMPsDesvantagens do uso de BMPsDesvantagens do uso de BMPsDesvantagens do uso de BMPs
- diminuição do risco de inundação (redução do
pico de vazão e do volume escoado);
- contribuição para a melhoria da qualidade do
pluvial e controle da poluição;
- redução da rede de microdrenagem local;
- permite a modulação do sistema de drenagem
em função do crescimento urbano;
- minimização de intervenções a jusante;
- integração com o espaço urbano (áreas verdes
e de lazer);
- melhoria da recarga subterrânea e da vazão de
base de rios e córregos urbanos;
- melhoria de condições de transporte da
matéria sólida;
- baixos custos de implantação.
- manutenção freqüente;
- condicionada a características de solo;
- falta de padronização de projetos e de
informações sobre funcionamento a longo
prazo;
- risco de contaminação do aqüífero;
- risco de afetar fundações de edificações
vizinhas.
Fonte: Adaptado de Souza (2002).
Souza (2005) discorre sobre o uso de técnicas de Desenvolvimento Urbano de Baixo
Impacto (Low Impact Development, LID) que buscam a criação de uma paisagem
hidrológica funcional capaz de imitar a natureza por intermédio de:
a) Minimização de impactos por águas pluviais, incluindo diminuição de áreas
impermeáveis, conservação de recursos e ecossistemas naturais, manutenção de
cursos de drenagem, redução de encanamentos e minimização de movimentação de
terra, ainda no planejamento.
b) Provimento de medidas de armazenamento uniformemente dispersas, pelo uso de
práticas que retenham o escoamento, para mitigar ou restaurar distúrbios inevitáveis
ao regime hidrológico.
c) Manutenção do tempo de concentração de pré-desenvolvimento por
estrategicamente propagar fluxos e manter o tempo de deslocamento e o controle de
descarga.
d) Implementação de programas de educação pública efetiva para encorajar
proprietários a usar medidas de prevenção à poluição e a manter práticas de gestão da
paisagem hidrológica funcional no lote.
Na Figura 30 está o projeto e a execução de um jardim LID nas instalações da
Environmental Protection Agency – EPA (Agência de Proteção ao Meio Ambiente dos
Estados Unidos), que realiza a captação (através do uso de pavimento permeável), o
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44
armazenamento e a irrigação das plantas propícias para promover bioretenção dos
constituintes da água pluvial.
Figura Figura Figura Figura 24.24.24.24. Aplicação de técnicas de LID na sede da EPA.
Atividade Individual
Diferencie: Ações estruturais, intensivas e extensivas.
O que são ações não estruturais? Exemplifique com alguma aplicação
prática.
Pontue as falhas do sistema de drenagem de seu município. Caso não
tenha nenhum sistema, o que deveria ser feito para melhorar a drenagem
na sua região?
Lembre-se, sua participação é muito importante.
Caso você tenha duvidas ou comentários a fazer
sobre os assuntos abordados, exponha-os a
todos os participantes!!!
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45
As águas pluviais e a interface com os demais
componentes do saneamento ambiental
Componentes do Saneamento
O saneamento ambiental é o conjunto de ações voltadas para condicionar o ambiente
de modo que este atinja níveis crescentes de salubridade, sendo instrumento de
controle dos impactos da urbanização sobre o meio ambiente e de redução de riscos
ambientais naturais.
Numa abordagem mais restrita, em nível de cidades, a legislação determina o termo
saneamento básico como sendo o conjunto de serviços, infra-estruturas e instalações
operacionais de abastecimento de água potável, esgotamento sanitário, limpeza
urbana e manejo de resíduos sólidos, drenagem e manejo das águas pluviais urbanas
(BRASIL, 2007).
Um dos princípios fundamentais da Lei 11.445/07 é a universalização do acesso que
significa a ampliação progressiva do acesso de todos os domicílios ocupados ao
saneamento básico. Esse desafio é enorme, visto que as condições atuais de
atendimento pleno das quatro componentes básicas do saneamento são muito
deficientes.
A Figura 25 mostra os resultados dos diagnósticos realizados pelo Sistema Nacional de
Informações sobre Saneamento - SNIS, realizados em 2004 para serviços de água e
esgoto.
Figura Figura Figura Figura 25.25.25.25. Índices percentuais de atendimento de água e esgoto em relação à população urbana
dos prestadores de serviços regionais em 2004.
Fonte: SN
IS (2005).
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46
Não existe um diagnóstico nacional a respeito do manejo das águas pluviais urbanas
devido à dificuldade de coleta de dados nas prefeituras, que é a esfera governamental
competente nesta questão. Embora em alguns projetos estejam previstos o
afastamento e a disposição adequada dos resíduos sólidos e do esgoto sanitário,
existe muita dificuldade em se evitar a contaminação das águas urbanas através da
poluição difusa. A seguir serão abordadas algumas dessas inter-relações com o
manejo das águas pluviais urbanas.
As Águas pluviais e o sistema de abastecimento de água
O sistema de abastecimento de água potável de uma cidade deve manter-se
praticamente estanque para interferências externas que possam vir a comprometer a
qualidade dessas águas. Supõe-se, então, que interações das águas pluviais urbanas
com as redes de abastecimento d’água sejam as mínimas.
Uma das medidas para evitar essa interferência é a localização dos mananciais
superficiais de abastecimento de água bruta, geralmente longe das aglomerações
urbanas. Isso evita que as águas poluídas do escoamento superficial das primeiras
chuvas e os canais urbanos venham a degradar o manancial, aumentando o custo do
tratamento.
Um dos principais mananciais de São Paulo, a represa Billings (Figura 26), vem
sofrendo as conseqüências de uma urbanização não planejada que contribua para a
deterioração de suas águas.
Figura Figura Figura Figura 26.26.26.26. Vista da expansão urbana sobre a represa Billings em São Paulo.
As águas pluviais e o sistema de esgotos sanitários
Os sistemas de redes de drenagem e esgoto podem ser unitários ou combinados (um
único sistema que conduz o efluente cloacal e pluvial nos mesmos condutos),
separador absoluto (rede pluvial e cloacal separada) e sistemas mistos ou separadores
Fonte: www.m
anan
ciais.org.br/slideshow/
albuns/ 164821950/b
ill_001.jpg
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47
parciais numa situação intermediária onde se admite que parcela do esgoto escoe nas
redes de drenagem e vice-versa.
No Brasil, a maioria das redes foi construída para funcionar como separadoras
absolutas entre esgotos e escoamentos de águas pluviais; e somente em áreas antigas
de algumas cidades existem sistemas combinados, mas, na realidade, é rara a grande
cidade cujo funcionamento do sistema separador seja satisfatório, e, na maioria dos
casos, pelo menos boa parte da área urbana depende de sistemas mistos para
transporte de efluentes sanitários.
Sendo assim, a rede separadora, projetada e executada para tal finalidade, a partir da
dinâmica urbana desordenada e sem fiscalização adequada, torna-se uma rede
pseudo-separadora onde, na prática, existe a interferência mútua dos escoamentos,
conseqüentemente, alterando os parâmetros de quantidade e qualidade de ambas as
redes. Na Figura 27, estão representadas situações típicas de lançamentos diretos de
esgoto em redes de drenagem urbana, prejudicando inclusive atividades que exigem
alto grau de salubridade como o turismo.
(a) (b) Figura Figura Figura Figura 27.27.27.27. (a) Ligação direta de esgotos em rede pluvial; (b) “Língua Negra” em praia de Maceió-
AL a partir da rede de drenagem local.
O trabalho de Tsutiya e Bueno (2004), conclui que a contribuição de águas pluviais em
sistemas de esgoto sanitário é muito variável, atingindo valores que vão de 26 a 283%,
sobre a vazão máxima de período seco e taxa de infiltração de 0,15 a 12 l/s.km. Essa
variação causa um sério problema para o tratamento do esgoto já que, a norma
brasileira NBR 12207 da ABNT recomenda o valor de 6 l/s.km para a contribuição de
águas pluviais. A Figura 28, mostra um gráfico representativo da situação de uma
bacia de rede de esgotos em Santo André-SP, onde se percebe a influência da chuva na
vazão de esgoto, representada pelo pico do hidrograma durante chuva.
Fonte: (a) Peplau et al. (2006);
( b) Pimen
tel et al. (2005).
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48
Figura Figura Figura Figura 28.28.28.28. Influência de águas pluviais no sistema de esgotos de Santo André – Bacia do córrego
Araçatuba.
As águas pluviais e os resíduos sólidos
De modo simplificado, os resíduos sólidos em trânsito numa cidade podem ser
representados pela soma do total coletado pelos serviços públicos; com o total limpo
dos passeios públicos por meio do sistema de limpeza; e do total que acaba no
sistema de drenagem, levado pelo escoamento. Ou seja, quando há falhas na coleta
dos resíduos sólidos, o sistema de drenagem acaba absorvendo parte desse lixo,
prejudicando seu funcionamento.
Um bom gerenciamento também procura evitar a obstrução das redes, aumentando a
eficiência de fluxo e reduzindo o risco de alagamentos, além de manter um ambiente
adequado. Grande parte das redes pluviais brasileiras não foi projetada de maneira a
permitir uma manutenção adequada e mais barata para a retirada dos resíduos sólidos.
A má educação ambiental de parte população e o mau gerenciamento dos resíduos
sólidos nas cidades são de grave influência para o estado das redes de macro e
microdrenagem. Tal situação chega a extremos como nas figuras 29 e 30.
Fonte: Mello (2002) ap
ud Tsutiya e Buen
o (2004).
Quanto maior a presença de sólidos na rede pluvial, maior também é o impacto
ambiental, já que grande parte da poluição transportada é agregada aos sólidos.
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49
(a) (b)
Figura 29. Figura 29. Figura 29. Figura 29. Obstruções na rede de drenagem: a) Boca-de-lobo no bairro do Espinheiro em Recife; b)
Resíduos retirados de grade próxima a uma casa de bombas em Porto Alegre.
(a) (b) Figura Figura Figura Figura 30.30.30.30. Obstruções na macrodrenagem.
Sugestão
Fonte: (a) Cab
ral et al. (2006); b) Neves
(2006).
Utilize esse espaço para dúvidas
dos assuntos tratados até este momento. Questione!
Fonte: Tucci e Orsini (2005).
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50
O manejo das águas pluviais e a saúde pública
Qualidade das águas pluviais
Com as grandes aglomerações urbanas, a população passou a sofrer uma escassez
hídrica qualitativa, devido ao significativo aumento dos fatores poluidores incidentes
no ciclo hidrológico local, produzindo um ciclo de contaminação (Figura 31).
Figura Figura Figura Figura 33331111.... Ciclo de contaminação das águas urbanas.
Segundo Tucci (2003), este processo ocorre devido ao:
� Despejo sem tratamento dos esgotos cloacais nos rios, contaminando os
mesmos que possuem capacidade limitada de diluição.
� O despejo dos esgotos pluviais, que transportam grande quantidade de
poluição orgânica e de metais que atingem os rios nos períodos chuvosos (ver Figura
34). Essa é uma das mais importantes fontes de poluições difusa.
� Contaminação das águas subterrâneas por despejos industriais e domésticos,
através das fossas sépticas, vazamento dos sistemas de esgoto sanitário e pluvial.
� Depósitos de resíduos sólidos urbanos, que contaminam as águas superficiais e
subterrâneas, funcionando como fonte permanente de contaminação.
� Ocupação do solo urbano sem controle do seu impacto sobre o sistema hídrico.
Fonte: Tucci (2003).
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51
FFFFigura igura igura igura 33332222. Proporção percentual dos municípios, por pontos de lançamento da rede de
drenagem, segundo as Grandes Regiões - Brasil – 2000.
Portanto, a qualidade das águas pluviais depende de vários fatores: da limpeza urbana
e sua freqüência; da intensidade da precipitação e sua distribuição temporal e espacial;
da época do ano e do tipo de uso da área urbana.
Dentre os principais parâmetros de qualidade das águas, na condição de pluviais,
maior atenção deve ser dada, segundo Santos et al. (2007) aos parâmetros: DBO5,
DQO, NH3, P total, Pb, Cu, Zn, óleos e graxas, cor e microrganismos patogênicos.
No contexto das cidades brasileiras, pode-se afirmar que a má qualidade das águas
traz sérios prejuízos para a sociedade em várias escalas, além da questão ambiental. A
contaminação das águas promove uma série de conseqüências sobre o meio biótico,
sobre a paisagem e conforto, atividades econômicas como as de cunho imobiliário e
turístico, etc. Neste capítulo, porém, objetivamente, será abordada uma questão
fundamental: o que se relaciona às doenças, cuja proliferação torna-se possível devido
à falta de cobertura sanitária e degradação das águas urbanas.
Doenças relacionadas com a água
Segundo Cairncross, (1984) apud Soares et al. (2002), do estrito ponto de vista da
engenharia, considerando a qualidade das águas e as doenças relacionadas, o
importante em um organismo patogênico, não é a sua natureza biológica, nem o seu
comportamento no corpo do doente, e sim o seu comportamento no meio ambiente.
Pois, muitas dessas doenças estão relacionadas com a baixa cobertura do
abastecimento de água tratada e esgoto, como a diarréia e a cólera; outras estão
relacionadas com alagamentos e inundações, ou mesmo pela maior incidência de
chuvas, como a leptospirose, malária e dengue.
Fonte: IBGE (2000).
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As formas de contágio podem ser as mais diversas, como o contato com a pele (Figura
33) ou a ingestão da água, ou por vetores como mosquitos e ratos. No Quadro 2
encontram-se as doenças de veiculação hídrica, não necessariamente ligadas
diretamente às águas pluviais, mas principalmente, devido à falta de cobertura de
saneamento ou falta de higiene.
Figura Figura Figura Figura 33333333.... Crianças se banhando no riacho Reginaldo, em Maceió-AL.
Fonte: Peplau et al. (2006).
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Quadro Quadro Quadro Quadro 2222. Classificação ambiental unitária das infecções relacionadas com o
saneamento (água e excretas).
Fonte: Mara & Feachem (1999) apud Soares et al. (2002).
Observações pertinentes quanto ao manejo de águas pluviais e a saúde
pública
De acordo com Costa et al. (2007), no Brasil, as doenças relacionadas a um
Saneamento Ambiental Inadequado (DRSAI), atingem cerca de 5,5% das internações
hospitalares pelo Sistema Único de Saúde (SUS). Sob esse mesmo aspecto as DRSAI no
Nordeste aumentaram entre os anos de 1996 a 2003 de 8,2% a 9,3%, o que mostra um
retrocesso, de modo oposto as demais regiões do país com exceção do Centro-Oeste.
Briscoe (1985) apud Heller (1998) postula que, se a curto prazo o efeito mensurável do
abastecimento de água e do esgotamento sanitário pode parecer reduzido, pela
reposta não linear da intervenção, a longo prazo seu efeito sobre a saúde é
substancialmente superior ao de intervenções médicas. Baseado em uma simulação de
dados demográficos de Lyon (França), entre 1816 e 1905, prevê que as intervenções
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ambientais podem prevenir cerca de quatro vezes mais mortes e elevar a expectativa
de vida sete vezes mais, que as intervenções de natureza biomédica.
Para a efetiva melhoria da qualidade das águas e conseqüente diminuição de
problemas de saúde pública, devem-se ampliar os serviços de coleta e tratamento dos
esgotos com medidas preventivas e de correção em relação às ligações clandestinas,
além de melhor controle dos resíduos sólidos que acabam no sistema de drenagem da
cidade.
Os reservatórios de detenção e retenção de cheias devem ser monitorados de modo a
não favorecer, entre outros aspectos, a proliferação de vetores transmissores de
doenças como o rato, a mosca e o mosquito (o que deve ser feito também nas redes
de galerias e na cidade como um todo). O uso urbano desses reservatórios, sem esses
cuidados, torna insalubre o local, que não raro, transforma-se em área de lazer e de
atividade econômica como a pesca, podendo vir a prejudicar a saúde de pessoas.
Em locais onde é grande a poluição do curso d’água, é considerada boa prática querer
afastar essas águas para longe das casas através de canais construídos. Em algumas
cidades, trechos de canais ficam subterrâneos, o que não é aconselhado sob o ponto
de vista dos alagamentos em nível de bacia urbana, já existe risco de danos maiores
por alagamentos e inundações, durante um evento crítico. Esses alagamentos podem
ser prejudiciais tanto pelo transtorno ao trânsito de veículos e pedestres e aos
patrimônios públicos e particulares quanto pelas doenças que a população pode vir a
sofrer, como hepatite e leptospirose. Deve haver também controle urbano sobre
assentamentos residenciais e outras estruturas próximas à rede de drenagem da
cidade, para evitar situações de risco.
Debate
O seu município possui algum trabalho voltado para as
áreas de risco, para amenizar um sistema de drenagem
inadequado? E naqueles locais mais vulneráveis há algum
tipo de organização (órgão ou grupo) para situações de
emergência? Exemplifique.
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Educação ambiental para o saneamento integrado e
em especial para a drenagem urbana
Introdução
A educação ambiental é um instrumento fundamental para desencadear uma nova
postura do cidadão em relação às questões ambientais, e incluem-se aí todos os
problemas relativos à água. O processo de formação ambiental é de longo prazo, e só
apresenta resultados após muitos anos, de geração a geração. Além disso, a educação
ambiental é essencial na obtenção dos objetivos e metas estabelecidos para uma
adequada gestão ambiental, em qualquer localidade. A eficiência da gestão de uma
área urbana ou rural é determinada pelo grau de educação da população local.
A partir da Lei nº 9.433/97, a discussão e a implementação de novos conceitos sobre a
gestão da água no país tem possibilitado avanços em diversas áreas correlatas,
principalmente, por ter conseguido incorporar os princípios do desenvolvimento
sustentável e pela proposta de participação social nas deliberações sobre o uso e a
conservação das águas.
Há alguns anos, autores como Mota (1997) e Wilken (1978) alertavam para a
necessidade de que os projetos urbanísticos e os projetos de drenagem urbana
devessem integrar políticas únicas de gestão. O ciclo hidrológico deveria ser
conservado com a utilização de técnicas de conservação da água e do solo. A ocupação
do solo deveria garantir as condições mínimas para a preservação das águas. O
saneamento básico deveria incorporar as políticas de resíduos sólidos e as águas
pluviais, além do abastecimento de água e esgotamento sanitário.
No entanto, poucas mudanças são confirmadas atualmente, na metodologia de
elaboração dos projetos de drenagem das águas pluviais das cidades. Apesar de
tímidas ações para a implementação de alternativas que pudessem viabilizar os ideais
da Agenda 21, como por exemplo, a proposta de implantação das taxas de
permeabilidade e a detenção das águas pluviais protegendo os cursos receptores.
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Campanhas publicitárias
A participação da população nas questões de drenagem é essencial, pois a população
atua ativamente em relação à drenagem urbana, ao lixo urbano e à ocupação de áreas
de risco. O serviço de limpeza, que apesar dos esforços dos órgãos municipais, ainda é
insuficiente, responde em parte pelo problema. Entretanto, é a população que gera
esse lixo de forma equivocada.
A campanha publicitária deve ser bastante intensa e contínua, mostrando a
importância da participação de cada indivíduo na minimização de um problema da
coletividade. Essa campanha deve vir acompanhada de medidas do poder municipal
para ajudar o sistema de limpeza pública, em especial o controle do lixo e, ainda, não
deverá ser feita apenas em períodos de chuva, mas até que cada cidadão compreenda
a importância de sua mudança comportamental em reação ao problema.
Elaboração dos projetos para drenagem urbana
Segundo Porto (1995), a metodologia dos estudos hidrológicos de drenagem urbana
segue, na maioria dos casos, o procedimento ilustrado na Figura 34, na qual são
apresentadas as interfaces do projeto com três áreas de conhecimento humano. Já na
visão de Hall (1984) apud Tucci (2004), a Figura 36 adaptada de Hall, ilustra o
procedimento padrão de um estudo de drenagem urbana em 5 passos.
Informações Adicionais Informações Adicionais Informações Adicionais Informações Adicionais –––– Leis e Leis e Leis e Leis e a a a a Educação Ambiental:Educação Ambiental:Educação Ambiental:Educação Ambiental:
A Lei Federal n. 6.938/81, trata da Política Nacional do Meio Ambiente, e considerou que a
educação ambiental deveria estar presente em todos os níveis de ensino, inclusive na
educação da comunidade, objetivando capacitá-la para participar ativamente na defesa do
meio ambiente.
A Política Nacional de Educação Ambiental, Lei Federal n. 9.795/99, em seu artigo 1º, define
educação ambiental como um conjunto de processos por meio da qual o indivíduo e a
coletividade constroem valores sociais, conhecimentos, habilidades, atitudes e competências
voltadas para a conservação do meio ambiente, bem de uso comum do povo, essencial à
ótima qualidade de vida e sua sustentabilidade.
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Figura Figura Figura Figura 33334444.... Seqüência de passos de um estudo de drenagem urbana.
Nota-se nessa visão do problema que algumas áreas que têm tido importante papel na
garantia da eficiência dessa metodologia, ou não estão contempladas, como é o caso
das demandas do ciclo hidrológico e do meio ambiente, ou sua importância tem sido
subdimensionada, quando consideramos a gestão urbana municipal e, a participação
social nas definições do uso do solo.
A metodologia proposta por Gontijo Júnior (2005) visa reavaliar os procedimentos
convencionalmente adotados abrindo o processo à participação de todos os agentes
que possam de alguma forma, possibilitar que:
� as demandas sociais e ambientais sejam contempladas desde a concepção
inicial do sistema de drenagem urbana, e
� o dimensionamento das redes e estruturas seja elaborado a partir de definições
de uso do solo com o envolvimento da sociedade contribuinte local.
A proposta elaborada a seguir leva todos esses componentes em consideração e está
dividida em 6 Etapas, nas quais são considerados os aspectos acima sugeridos, sendo
concentradas as decisões nas áreas temáticas do conhecimento científico ou na
inserção da participação social.
� ETAPA 1 - Levantamento e tratamento de dados.
� ETAPA 2 - Definição de critérios técnicos - com participação social.
� ETAPA 3 - Elaboração do Projeto do Sistema.
Política: Propósitos, Estratégia, Planejamento
Escolha do Período de Retorno PASSO 1
Aspectos Sociais e Econômicos
PASSO 2 Determinação da
Tormenta de Projeto Meteorologia
PASSO 3 Determinação do
Escoamento Superficial Direto
Hidrologia Pedologia
Uso do Solo
PASSO 4 Determinação das Vazões de Projeto
Hidrologia
PASSO 5 Dimensionamento das Estruturas Hidráulicas
Hidráulica
Fonte: Hall (1984) apud
Tucci (2004, p.813).
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� ETAPA 4 - Definição de ações estruturais - com participação social.
� ETAPA 5 - Detalhamento executivo do Projeto do Sistema.
� ETAPA 6 - Sistema de Gestão de águas urbanas.
Nesse contexto, ocorre uma integração pró-ativa com outras áreas interferentes e, a
participação social na definição dos parâmetros sócio-econômicos, necessários aos
projetos de drenagem urbana. Com isso, possibilitará a manutenção dos sistemas e
seu conseqüente aumento de eficiência e durabilidade.
Problemas a serem encontrados
A aplicação de metodologias convencionais de projeto atende à facilidade de elaborar
projetos para cidades imaginárias. Como se o desenvolvimento da cidade fosse
estático e não houvesse necessidade de participação da sociedade local para o bom
funcionamento das estruturas construídas. (GONTIJO JÚNIOR, 2005).
Esse processo tem permitido que haja maior agilidade na elaboração dos projetos, no
entanto, não se cria a oportunidade de pactuação social sobre a forma de uso e
ocupação do solo.
Um processo sectário de elaboração dos projetos tem levado a um tratamento
marginal às águas pluviais, considerando que as políticas de saneamento ambiental
tratam do abastecimento de água, da coleta e tratamento de esgotos e da disposição
final de resíduos sólidos. Essa separação provoca, por sua vez, a gestão desintegrada
e a menor eficiência da gestão urbana em todos os seus aspectos relativos à
manutenção das cidades.
Participação social
A educação ambiental deveria reorientar para o desenvolvimento sustentável de forma
a compatibilizar os objetivos sociais (de acesso às necessidades básicas), os objetivos
ambientais (de preservação da vitabilidade e diversidade do planeta garantindo como
direito aos cidadãos um ambiente ecologicamente saudável) e os objetivos
econômicos; além de aumentar a conscientização popular, considerar o analfabetismo
ambiental e promover treinamento.
Pronk e Haq (1992) afirmam que o desenvolvimento sustentável relaciona-se com um
processo de formulação de políticas que permitem um desenvolvimento que seja
sustentável sob o ponto de vista econômico, social e ecológico. Os recursos naturais
utilizados de maneira que, não gerem dívidas ecológicas.
A perspectiva da sustentabilidade associada à drenagem urbana introduz uma nova
forma de direcionamento das ações, baseada no reconhecimento da complexidade das
relações entre os ecossistemas naturais, o sistema urbano artificial e a sociedade.
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A gestão das águas no meio urbano (águas pluviais) constitui grande parte do
saneamento urbano, da gestão de recursos hídricos. Consequentemente, a ação
institucional deve integrar por um lado, a gestão de recursos hídricos e, por outro, o
saneamento ambiental.
Além disso, o planejamento de atividades urbanas relacionadas à água deve estar
integrado ao próprio planejamento urbano, incluindo-se aqui o desenho da malha
urbana e sua expansão, o zoneamento de atividades, a rede viária e de transportes,
fluxos de informações, aspectos paisagísticos etc. Ellis (1995) relaciona os resultados
como benefícios econômicos, estéticos, ecológicos, recreacionais e aprimoramento do
potencial de uso da terra. Assim, a integração institucional deve ser um reflexo da
concepção ambiental sistêmica.
Com muita propriedade, Geldof (1995) coloca que se deve apostar menos na solução
tecnológica e mais na participação direta dos cidadãos. Ao buscar caminhos para o
desenvolvimento Aguiar e Aguiar (1998) apontam a relação entre cultura e tecnologia e
destacam a necessidade de uma contracultura. A tecnologia que deve acompanhá-la
também deve ser socialmente sustentável, o que implica na participação democrática
da sociedade para a tomada de decisão e na execução das ações, acrescentamos.
Evidentemente essa postura é eminentemente política, todavia nunca é demais lembrar
o papel central da educação ambiental na construção do desenvolvimento sustentável.
Debate
Qual a sua idéia para elaborar um plano de educação ambiental para
os habitantes de seu município ou região, abordando o tema
drenagem urbana?
Como sensibilizar os cidadãos de sua importância na melhoria da
drenagem?
Você acha que os cidadãos acreditariam na sua abordagem? Por quê?
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Plano diretor de drenagem urbana - PDDrU
Introdução
Segundo Silva e Pruski (2005), o plano diretor é um instrumento de planejamento
dinâmico, articulado com as políticas de desenvolvimento regional e que objetiva
planejar e propor, em seu âmbito espacial, prioridades de ações espaciais e temporais
escalonadas, com custos devidamente avaliados, a fim de compor o modelo de
gerenciamento integrado destes recursos da bacia hidrográfica sob a visão do
desenvolvimento sustentável. Tem caráter vinculante para o setor público envolvido,
indicativo para o setor privado e deve ter caráter participativo nas distintas fases do
processo. O plano diretor compõe-se de três partes:
� Diagnóstico.
� Plano Diretor.
� proposta de um modelo de gerenciamento integrado.
O diagnóstico constitui a base para a elaboração do plano diretor, devendo ser
elaborado segundo metodologia interdisciplinar. O plano diretor definirá em seu
âmbito espacial a bacia hidrográfica, no âmbito setorial está relacionado a usos e
usuários de diversos segmentos, e no âmbito temporal (5, 10, 20 anos). Além disso,
definirá a sua caracterização institucional, os seus aspectos políticos, e nas suas metas
propostas como: ações de desenvolvimento, ações de apoio e ações de
implementação.
Quando da implementação das ações, após a conclusão do plano diretor, deverão ser
elaborados o projeto básico e o projeto executivo para fins de licitação e contratação.
O projeto básico é a fase em que uma obra ou medida não estrutural, tal como foi
concebida no estudo da viabilidade, é detalhada e orçada, o que permitirá licitar a obra
e contratar os equipamentos e serviços para os fins necessários. O projeto executivo é
a fase final em que são desenhadas e detalhadas as obras civis e os equipamentos
empregados, bem como sua montagem.
O marco referencial é o conjunto de critérios e princípios que deverão ser aceitos e
adotados para a análise de propostas de um plano de ação e a avaliação de seus
resultados.
Embora a elaboração de planos diretores de drenagem urbana seja vista como medida
altamente recomendável, se constituindo em estratégia essencial para a obtenção de
soluções adequadas de drenagem urbana, os planos elaborados, na maioria das vezes,
carecem de metodologia adequada às realidades sócio-ambiental e institucional local,
não considerando o sistema de drenagem como parte de um ambiente urbano
complexo que deve estar articulado com outros sistemas (Porto et al., 1993).
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Os princípios e concepções dos Planos Diretores de Drenagem Urbana foram
apresentados por Tucci (1997 e 2002) e de acordo com Tucci e Marques (2001), a
estrutura dos planos diretores de drenagem urbana está apresentada na Figura 35 e os
grandes grupos são:
� Dados de entrada: informações necessárias;
� Fundamentos do PDDrU;
� Desenvolvimento do PDDrU;
� Produtos;
� Programas.
Dados de entrada: informações necessárias
Os dados de entrada necessários para o desenvolvimento do plano diretor de
drenagem urbana (TUCCI E MARQUES, 2001), estão descritos a seguir:
� Planos de Gerenciamento: Plano de Desenvolvimento Urbano da Cidade, Plano
de Esgotamento Sanitário, Plano de Controle dos Resíduos Sólidos e Plano Viário. São
Planos que apresentam interface importante com a Drenagem Urbana. Quando os
planos de Água, Esgotamento Sanitário e Resíduos sólidos são desenvolvidos de forma
integrada, as interfaces entre estes elementos devem ser destacadas.
Figura Figura Figura Figura 33335555.... Estrutura do Plano Diretor de Drenagem Urbana.
Fonte: Tucci (2001, p.463).
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� Aspectos Institucionais: Legislação municipal relacionada com o Plano Diretor
Urbano e meio ambiente; legislação estadual de recursos hídricos e legislação federal;
gestão da drenagem dentro do município.
� Cadastro Físico: Cadastro da rede pluvial, bacias hidrográficas, uso e tipo de
solo das bacias, entre outros dados físicos.
� Dados Hidrológicos: precipitação, vazão, sedimentos e qualidade da água do
sistema de drenagem.
O ideal é que esse conjunto de informações esteja informatizado por meio de um SIG
(Sistema Geográfico de Informações) e banco de dados georreferenciados.
Fundamentos do PDDrU
Os fundamentos são os elementos definidores do PDDrU, como os princípios, os
objetivos, as estratégias e os cenários. Além desses, também são considerados
fundamentos do Plano a subdivisão da cidade em sub-bacias e sua compatibilização
com o sistema de administração da mesma para a gestão da drenagem e um
diagnóstico do conjunto da drenagem urbana da cidade e suas interfaces.
Princípios do PDDrUPrincípios do PDDrUPrincípios do PDDrUPrincípios do PDDrU
Os princípios visam minimizar os impactos decorrentes da urbanização, sendo
essenciais para o bom desenvolvimento de um programa consistente de drenagem
urbana. De acordo com Tucci e Marques (2001), os princípios do PDDrU estão
caracterizados abaixo:
� Plano de Drenagem Urbana faz parte do Plano de Desenvolvimento Urbano e
Ambiental da cidade.
� Cada usuário urbano não deve ampliar a cheia natural.
� Os impactos de quaisquer medidas não devem ser transferidos.
� O Plano deve prever a minimização do impacto ambiental devido ao
escoamento pluvial por meio da compatibilização com o planejamento do saneamento
ambiental, controle do material sólido e a redução da carga poluente nas águas
pluviais que escoam para o sistema fluvial externo a cidade.
� O Plano Diretor de Drenagem urbana, na sua regulamentação, deve contemplar
o planejamento das áreas a serem desenvolvidas e a densificação das áreas atualmente
loteadas.
� O controle deve ser realizado considerando a bacia como um todo e não
trechos isolados.
� Valorização dos mecanismos naturais de escoamento na bacia hidrográfica,
preservando, quando possível os canais naturais.
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� Integrar o planejamento setorial de drenagem urbana, esgotamento sanitário e
resíduo sólido.
� Os meios de implantação do controle de enchentes são o Plano Diretor Urbano,
as Legislações Municipal/Estadual e o Manual de Drenagem.
� O controle permanente: : : : o controle de enchentes é um processo permanente;
não basta que se estabeleçam regulamentos e que se construam obras de proteção é
necessário estar atento às potenciais violações da legislação na expansão da ocupação
do solo das áreas de risco.
� A educação: : : : a educação de engenheiros, arquitetos, agrônomos e geólogos,
entre outros profissionais, da população e de administradores públicos é essencial
para que as decisões públicas sejam tomadas conscientemente por todos.
� Os custos da implantação das medidas estruturais e da operação e manutenção
da drenagem urbana devem ser transferidos aos proprietários dos lotes,
proporcionalmente a sua área impermeável, que é a geradora de volume adicional,
com relação às condições naturais;
� O conjunto destes princípios prioriza o controle do escoamento urbano na
fonte distribuindo as medidas para aqueles que produzem o aumento do escoamento
e a contaminação das águas pluviais.
Objetivos do PDDrUObjetivos do PDDrUObjetivos do PDDrUObjetivos do PDDrU
Segundo Tucci e Marques (2001), o Plano Diretor de Drenagem Urbana tem o objetivo
de criar os mecanismos de gestão da infra-estrutura urbana relacionado com o
escoamento das águas pluviais e dos rios na área urbana da cidade. Esse planejamento
visa evitar perdas econômicas, melhoria das condições de saúde e meio ambiente da
cidade. O PDDrU tem como meta:
� planejar a distribuição da água no tempo e no espaço, com base na tendência
de ocupação urbana compatibilizando esse desenvolvimento e a infra-estrutura para
evitar prejuízos econômicos e ambientais.
� controlar a ocupação de áreas de riscos de inundação e por meio de restrições
nas áreas de alto risco.
� conviver com as enchentes nas áreas de baixo risco.
EstratégiasEstratégiasEstratégiasEstratégias do PDDrU do PDDrU do PDDrU do PDDrU
O Plano Diretor de Drenagem Urbana pode ser desenvolvido segundo duas estratégias
básicas:
Para as áreas não-ocupadas: adoção de medidas não-estruturais relacionadas com a
regulamentação da drenagem urbana e ocupação dos espaços de riscos, visando
conter os impactos de futuros desenvolvimentos. Essas medidas buscam transferir o
ônus do controle das alterações hidrológicas devida à urbanização para quem
efetivamente produz as alterações.
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64
Para as áreas que estão ocupadas: o Plano desenvolve estudos específicos por macro-
bacias urbanas visando planejar as medidas necessárias para o controle dos impactos
dentro destas bacias, sem que as mesmas transfiram para jusante os impactos já
existentes. Nesse planejamento são priorizados os usos de armazenamento
temporário através de detenções.
Cenários do PDDrUCenários do PDDrUCenários do PDDrUCenários do PDDrU
Segundo Tucci e Marques (2001), os cenários (descritos abaixo) variam em função dos
seguintes componentes: (a) condições atuais; (b) Plano Diretor de Desenvolvimento
Urbano (PDDU); (c) tendencial; (d) máximo:
I - Atual: permite identificar a situação existente de ocupação. Caso forem obedecidas
as medidas não-estruturais, passaria a ser o cenário de projeto.
II - PDDU: o Plano Diretor de Desenvolvimento Urbano em vigor na cidade estabelece
diferentes condicionantes de ocupação urbana para a cidade.
III - Tendencial: identifica o cenário urbano para o horizonte de projeto com base nas
tendências existentes. Nos cenários anteriores não é definido o horizonte de projeto (a
data para o qual o Plano foi realizado).
IV – Ocupação Máxima: envolve a ocupação máxima de acordo com o que vem sendo
observado em diferentes partes da cidade que se encontram neste estágio. Esse
cenário representa a situação que ocorrerá se o PDDU não for obedecido e as medidas
não-estruturais não forem implementadas.
O primeiro cenário representa o estágio próximo do atual, o segundo é o cenário
previsto pelo PDDU da cidade. O terceiro cenário representa a situação mais realista,
pois aceita o desenvolvimento realizado fora do Plano Diretor e para o restante das
áreas ainda em desenvolvimento.
Desenvolvimento do PDDrU
O desenvolvimento do Plano Diretor de Drenagem Urbana inclui medidas estruturais e
não-estruturais. As principais medidas não-estruturais envolvem legislação e
regulamentação sobre o aumento da vazão devido à urbanização e a ocupação da área
de risco de áreas ribeirinhas, além da gestão dos serviços urbanos relacionados com
as águas pluviais. As medidas estruturais envolvem a determinação dos locais onde a
drenagem não tem capacidade de escoamento e produz inundações para o cenário e
risco escolhido. O Plano deve apresentar solução para evitar que eventos deste tipo
ocorram. As etapas usuais são as seguintes:
_ avaliação da capacidade de drenagem existente;
_ a identificação dos locais críticos, onde ocorrem inundações para o cenário e riscos
definidos;
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_ o estudo de alternativas para controle destas inundações;
_ avaliação econômica;
_ avaliação ambiental.
Produtos
Os produtos do Plano são os seguintes:
� Legislação e/ou Regulamentação que compõem as medidas não-estruturais.
� Proposta de gestão da drenagem urbana dentro da estrutura municipal de
administração.
� Mecanismo financeiro e econômico para viabilizar as diferentes medidas;
� Plano de controle das bacias hidrográficas urbanas: os estudos necessários de
controle estrutural de cada sub-bacia da cidade.
� O Plano de Ações, que se constitui no conjunto de medidas escalonadas no
tempo de acordo com a viabilidade financeira.
� Manual de Drenagem: o manual de drenagem deve fornecer as bases do Plano
e todos os elementos necessários ao preparo dos projetos na cidade.
Programas
Os programas são os estudos complementares recomendados no Plano, visando
melhorar as deficiências encontradas na elaboração do Plano desenvolvido (TUCCI E
MARQUES, 2001). Os mesmos dentro do PDDrU são previstos como atividades de
médio e longo prazo necessárias para a melhoria do planejamento da drenagem
urbana de cada cidade.
Alguns dos programas geralmente desenvolvidos são:
Programa de monitoramento (Monitoramento de bacias representativas da cidade, Monitoramento
de áreas impermeáveis, Monitoramento de resíduos sólidos na drenagem e Revisão do Cadastro do
sistema de drenagem).
Estudos complementares necessários ao aprimoramento do Plano (Avaliação econômica dos riscos,
Revisão dos parâmetros hidrológicos, Metodologia para estimativa da qualidade da água pluvial,
Dispositivos para retenção do material sólido nas detenções e Verificação das condições de projeto
dos dispositivos de controle da fonte)
Programa de Manutenção Devido ao uso de dispositivos de controle distribuídos pela cidade o
programa de manutenção deverá ser eficiente para manter as condições de controle ao longo do
tempo
Programa de Fiscalização
Programa de Educação (Atualização dos engenheiros de drenagem urbana, Atualização dos
arquitetos e engenheiros que projetam obras na cidade, Atualização dos Gestores urbanos e
Educação à população).
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Planos diretores de drenagem urbana no Brasil
Os Planos Diretores de Drenagem Urbana são norteados pelos princípios de que novos
desenvolvimentos não podem aumentar a vazão de pico das condições de pré-
urbanização de novos loteamentos, de planejar o conjunto da bacia para controle do
volume e de evitar a transferência dos impactos para jusante. Com isso, se busca a
implementação de técnicas compensatórias, que recuperem as condições existentes
antes da urbanização, reduzindo os impactos da urbanização, agindo de forma
integrada ao espaço como um todo.
O estado atual de implementação desses planos em cidades brasileiras está sendo
ainda formulado, mas algumas cidades como Belo Horizonte, Porto Alegre, Guarulhos,
Curitiba e Caxias do Sul, já começam a incorporar esses conceitos. O que se observa, é
que existe uma grande resistência para utilizar estruturas compensatórias,
principalmente por falta de informação, tanto na formação dos técnicos quanto dos
tomadores de decisão e da população em geral.
Ainda há uma predominância de utilização do sistema higienista de drenagem urbana,
que é baseado no rápido afastamento do excesso pluvial. É fundamental programar
um processo de educação que atinja todos os setores envolvidos no planejamento, na
implementação e na manutenção de sistemas de drenagem urbana.
Belo Horizonte foi precursora neste processo e no seu Plano de Desenvolvimento
Urbano de 1996 previu que toda a área prevista como permeável poderia ser
impermeabilizada, desde que compensada por uma detenção de 30 L/m2 de área
impermeabilizada (PMBH, 1996). No entanto, a legislação previa uma exceção, ou seja,
que a construção do mesmo dependeria do parecer de um engenheiro.
Em Porto Alegre, o Plano Diretor incluiu o desenvolvimento urbano, uso do solo e
Ambiental e foi denominado de Plano Diretor de Desenvolvimento Urbano e Ambiental
(PMPA, 2000) e se tornou lei no início de 2000. Esse Plano introduziu artigos relativos
à drenagem urbana. O Plano especifica a necessidade de redução da vazão devido à
urbanização para as áreas críticas através de detenção e remete a regulamentação ao
Departamento de Esgotos Pluviais. O detalhamento dessa regulamentação está em
curso, mas todos os projetos de novos empreendimentos (loteamentos) são obrigados,
atualmente, a manter as vazões pré-existentes.
No final de 2000, no Código de Obras de Guarulhos (GUARULHOS, 2000) foi
introduzido um artigo que estabelece a obrigatoriedade de detenção para controle de
inundações para áreas superiores a 1 ha.
Mais recentemente, os princípios descritos no presente capítulo foram empregados na
concepção de Planos Diretores de Drenagem Urbana em Curitiba (Tucci, 2000) e em
Caxias do Sul (IPH, 2001).
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Debate
O seu município possui ou pretende elaborar um
plano diretor focando a drenagem urbana? Caso
possua, em que estágio se encontra?
Baseado no conteúdo abordado, associado à sua
experiência, quais seriam os principais aspectos que deveriam constar nesse plano?
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Gestão sustentável das águas pluviais urbanas
Introdução
As taxas elevadas e crescentes de urbanização observadas no Brasil nas duas últimas
décadas, a despeito das taxas de fecundidade terem declinado fortemente, colocam o
país no mesmo contexto que caracteriza a América Latina e o mundo: um generalizado
e oneroso agravamento dos chamados problemas urbanos, ocasionado: a) pelo seu
crescimento desordenado e, por vezes, fisicamente concentrado; b) pela ausência ou
carência de planejamento; c) pela demanda não atendida por recursos e serviços de
toda ordem; d) pela obsolescência da estrutura física existente; e) pelos padrões ainda
atrasados de sua gestão; f) pelas agressões ao ambiente urbano.
As principais questões intra-urbanas que afetam a sustentabilidade do
desenvolvimento das cidades brasileiras são:
� Acesso a terra e déficit habitacional.
� Saneamento ambiental.
� Transporte e trânsito.
� Emprego.
No que tange à drenagem, é importante assinalar que o regime de chuvas tropicais,
intensas no verão do Sudeste ou no inverno do Nordeste, constitui desafio para a
drenagem de qualquer cidade. O volume de água por segundo torna improvável que
venha a ser contido e carregado por uma habitual rede de drenagem canalizada,
devendo-se sempre contar com a absorção de parte da água pelo solo e pelas calhas
formadas pelas próprias ruas, pavimentadas ou compactadas.
Cabe também notar que nas cidades litorâneas as fortes chuvas podem coincidir com
marés altas, delongando o tempo de escoamento e, nas de planalto, os rios receptores
finais da água de chuva estão próximo às suas nascentes, sendo por isso, lentos e
pouco volumosos, tendo cavado leitos sinuosos que serpenteiam em várzeas, caso de
São Paulo e de Curitiba. Essas características exigem tratamentos específicos para a
drenagem urbana, a fim de diminuir os prejuízos causados por enchentes anuais.
No planejamento urbano não tem havido sensatez e previdência no tocante a essas
peculiaridades, acabando-se por investir recursos em obras paliativas e em vãos
esforços de contenção de rios em cheia, impedindo-os de extravasarem para as
várzeas que pertencem aos seus domínios. Tampouco houve suficiente previsão de
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69
manutenção de áreas para retenção natural e percolação lenta para o lençol freático,
sendo insuficiente o número de parques, áreas verdes e parques lineares em fundos de
vales, que deveriam ter se somado à preservação, com o eventual uso recreativo das
várzeas.
Gestão da água no Brasil
Atualmente, o Conselho Nacional de Recursos Hídricos (CNRH), de acordo com a
Resolução no 32, de 15 de outubro de 2003, divide o Brasil em 12 regiões
hidrográficas: Amazônica, Tocantins/Araguaia, Atlântico Nordeste Ocidental, Parnaíba,
Atlântico Nordeste Oriental, São Francisco, Atlântico Leste, Atlântico Sudeste, Paraná,
Paraguai, Uruguai, Atlântico Sul. Na Figura 36, é apresentada a localização das
referidas bacias dentro do País.
Figura Figura Figura Figura 33336666.... Divisão Hidrográfica do Brasil, segundo a CNRH.
Fonte: http://p
t.wikiped
ia.org/w
iki/Reg
i%C3%B5
es_
hidrogr%C3%A1ficas_do_Brasil.
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70
Gestão das águas no meio urbano
A ocorrência de inundações em áreas urbanas e ribeirinhas tem se tornado mais
freqüente a cada ano. Este agravamento é em função tanto da impermeabilização do
solo decorrente da urbanização acelerada como da imprevidente ocupação urbana –
muitas vezes associada à canalização de córregos – em áreas ribeirinhas que sempre
constituíram os leitos naturais dos cursos d’água. A combinação desses processos
conduz a picos de vazões cada vez mais difíceis de controlar mediante intervenções
estruturais tradicionais voltadas à ampliação das capacidades de escoamento
superficial, o que tem aumentado sensivelmente o potencial benefício tanto de
dispositivos de detenção, como de medidas não-estruturais de caráter essencialmente
preventivo.
As medidas não-estruturais implicam a necessidade de uma articulação crescente com
os sistemas de gestão urbana, considerando que as competências para administrar
instrumentos de controle de uso e ocupação do solo, bem como para impor padrões
de edificações e gabaritos urbanísticos, extrapolam o âmbito de ação normativa e
reguladora dos Sistemas Nacional e Estaduais de Gerenciamento de Recursos Hídricos.
Como regra, essa matérias pertencem à esfera de competência dos municípios, não se
excluindo, porém, uma forte interação com os poderes públicos estaduais, nos casos
de regiões metropolitanas, aglomerações urbanas e microrregiões, sobre as quais se
Regiões administrativas do Brasil:
O Norte, a maior região do País, conta com 3,87 milhões de km2 (45,3% do território nacional) e
abriga uma população de quase 13 milhões de habitantes (7,8% da população do País). A região
compreende a maior parcela do trópico úmido brasileiro e a maior parte da Floresta Amazônica. É
uma região muito rica em água, porém pouco ocupada e pouco desenvolvida industrialmente.
O Nordeste, com 1,56 milhões de km2 (18,2% do território nacional), inclui a maior parte da região
Semi-Árida do Brasil. A população da região ultrapassa os 46 milhões de habitantes (28,7% da
população do País). O Semi-Árido é uma região com precipitações médias anuais muito irregulares,
com médias que podem variar de 200 a 700 mm por ano. Essa região abriga a parcela mais pobre da
população brasileira, com ocorrência de graves problemas sociais.
A região Sudeste, que se estende, aproximadamente, entre a latitude 14o Sul e o Trópico de
Capricórnio (23o30’ Sul), conta com 927 mil km2 (10,9% do território nacional), abrigando a maior
parcela da população brasileira (68,4 milhões, o que corresponde a 42,2% da população). É a região
mais industrializada e de maior produção agrícola no País.
A região Sul, com 577 mil km2 (6,8% do território nacional) tem clima subtropical, com invernos frios
e secos e verões quentes e úmidos. Os três Estados que compõem a região (Paraná, Rio Grande do
Sul e Santa Catarina) abrigam uma população de quase 24 milhões de habitantes (14,6% da
população brasileira). É a região com melhores índices de desenvolvimento social no Brasil.
O Centro-Oeste é a região de expansão da fronteira agrícola no País. Com 1,61 milhões de km2
(18,9% do território nacional) e quase 11 milhões de habitantes (6,7% da população brasileira), a
região se desenvolve entre as latitudes 8o e 24o Sul, tendo ao norte a região Amazônica, a leste as regiões Sudeste e Nordeste e a oeste, Bolívia e Paraguai.
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aplicam os princípios constitucionais de cooperação no exercício de funções públicas
de interesse comum.
Todas as atividades relacionadas com o uso e ocupação do solo, bem como o uso e
controle dos recursos hídricos de uma bacia, são vinculados pelo movimento da água,
através de seu território. Assim, as interdependências entre as atividades devem ser
definidas a partir do planejamento e gestão da água no meio urbano.
De acordo com Gondim Filho e Medeiros (2004) as alternativas de integração entre a
drenagem urbana com o controle de inundações, deverão ser estruturadas em três
grandes componentes, a saber:
� Incentivo às boas práticas e à inovação.
� Gestão de águas urbanas.
� Gestão de inundações ribeirinhas.
No âmbito desses grandes componentes, Gondim Filho e Medeiros (2004)
estabeleceram objetivos específicos e as atividades devem ser organizadas em torno
de linhas de apoio, como por exemplo, desenvolvimento tecnológico, institucional,
jurídico legal, econômico-financeiro, de planejamento e de gestão e operação.
É importante ressaltar que a manutenção do sistema de drenagem é uma atividade
essencial para seu bom funcionamento, exigindo, portanto, um plano sistemático e
contínuo para seu desenvolvimento, com a definição de tarefas a serem executadas
periodicamente, incluindo cuidados com crescimento de vegetação, a retirada de
resíduos sólidos e o impedimento do despejo clandestino de esgotos domésticos. Essa
prática, inclusive, acarreta, além da corrosão dos tubos de concreto, a exalação de
maus odores dos esgotos através das bocas de lobo. A corrosão dos tubos de concreto
se dá porque o sulfeto de hidrogênio presente no esgoto escapa para as paredes do
conduto, acima da superfície líquida, que são naturalmente úmidas devido ao líquido
ali condensado; nessas condições, é convertido em ácido sulfúrico, através da ação de
bactérias aeróbias, do gênero Thiobacillus. Este processo está ilustrado na Figura 37.
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Figura Figura Figura Figura 33337777.... Corrosão de tubo de concreto, causada por sulfeto de hidrogênio.
Isto significa mais uma interferência negativa dos sistemas de esgotamento sanitário e
de drenagem pluvial, com claros prejuízos para ambos. Além disto, há casos
observados de bocas de lobo lançando as águas pluviais (e servidas) nos poços de
visita da rede de esgotamento sanitário.
Manejo sustentável de águas pluviais urbanas
A visão moderna envolve o planejamento integrado da água na cidade incorporada ao
Plano de Desenvolvimento Urbano onde os componentes de manancial, esgotamento
sanitário, resíduo sólido, drenagem urbana, inundação ribeirinha, deslizamento de
encostas são vistos dentro de um mesmo conjunto e relacionados com a causa
principal que é a ocupação do solo urbano.
Levando em consideração a heterogeneidade temporal e espacial das variáveis
ambientais e sócio-econômicas é necessário usar metodologias baseadas no
pressuposto de que a vazão local reflete uma resposta de todas as ações que ocorrem
na bacia hidrográfica.
Em todo o mundo, a crescente ocupação urbana somada, em muitos casos, à falta de
planejamento ambiental, tem resultado no aumento considerável de áreas
impermeáveis, exemplos: telhados, ruas, estacionamentos e outros, que alteram
significativamente as características qualitativas e quantitativas do ciclo hidrológico. A
conseqüência desse fato é a ocorrência indesejada de problemas de desconforto
urbano, como as enchentes, o aumento da temperatura, o efeito estufa, a falta de água
nas grandes cidades e a degradação da qualidade das águas pluviais, dentre outros.
No que se refere às ações do poder público, no Brasil, para solucionar os problemas de
inundações verifica-se uma tendência em adotar medidas estruturais, como as redes
Fonte: www.funcefetes.org.br/showfile.asp?id=
Efluen
tesLiquidos_28-0
9_imp.pdf&idCliente=133 -
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de drenagem, que atuam sobre o efeito e não sobre as causas. A tendência moderna
na área de drenagem urbana, por outro lado, consiste na preocupação com os
aspectos ambientais e com a sustentabilidade na sociedade, daí, em vários núcleos de
pesquisa que investigam o problema tem-se desenvolvido tecnologias de construção
com menor impacto ambiental.
Vários tipos de dispositivos podem ser utilizados para esse fim, como por exemplo, o
telhado verde, microrreservatórios de amortecimento, valas de infiltração, que são
capazes de reduzir os volumes de escoamento superficial e, conseqüentemente,
reduzir os impactos da qualidade da água e dos sedimentos.
Há a necessidade de avaliação dos potenciais impactos ambientais quando dos
projetos e operação do sistema de drenagem, quanto à redução da poluição e a
remoção da existente. É importante salientar a importância do monitoramento
hidrológico e de qualidade da água aliado aos modelos de simulação para que possa
haver uma avaliação consistente dos danos causados aos rios, além de elaborar e
executar programas de combate e prevenções a ligações ilícitas de esgotos
residenciais, comerciais e industriais. A poluição das superfícies urbanas também é um
grande problema ambiental que deve ser minimizado ou mitigado.
Em muitas comunidades existe implantada uma rede de galerias pluviais sem a
existência simultânea de rede de esgotos sanitários. Nestes casos é prática comum
exigir-se a instalação de fossas sépticas nas edificações, com subseqüente
encaminhamento dos efluentes para a rede pluvial. É bastante usual que não haja
manutenção e limpeza das fossas; conseqüentemente, elas tornam-se inoperantes
com o passar do tempo. A conseqüência desse processo é o descarte de esgotos
praticamente in natura nas galerias de águas pluviais.
Sistemas de águas pluviais urbanos
As águas pluviais, diferentemente do que se observa atualmente, devem ser contidas
ou mitigadas no início pela ocupação adequada do solo e por medidas estruturais de
contenção e infiltração e conseqüente redução do uso das galerias de drenagem.
A água de chuva pode ser captada de telhados, do chão e do solo, armazenada e/ou
infiltrada de forma segura, tratada conforme requerido pelo uso final e utilizada no
seu potencial pleno, substituindo ou suplementando outras fontes atualmente usadas,
antes de ser finalmente dispensada.
A ação da chuva e a ação dos ventos adaptaram as áreas livres na sua secção de
“melhor equilíbrio” (a mais estável), resultando em áreas cobertas de vegetação e
cruzadas por cursos de água. A partir da valorização dessas áreas, ocorreu o
loteamento e a urbanização da mesma, que na prática significa:
� retirar considerável parte de sua vegetação (que a protegia da ação erosiva das
águas pluviais.
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� abrir ruas, fazendo-se cortes e aterros.
� edificar nos lotes.
� pavimentar ruas.
� colocar habitantes na área.
Após a ocupação da área, através da urbanização, as águas de chuva continuarão a cair
na área e escoarão por ela, mas seguirão caminhos próprios e independentes dos
desejos dos novos ocupantes da região. Cuidados deverão ser tomados nessas áreas
recém urbanizadas, pois poderão acontecer:
� erosões nos terrenos.
� desbarrancamentos.
� altas velocidades das águas nas ruas danificando pavimentos.
� criação de pontos baixos onde a água se acumulará.
� ocupação por prédios de locais de escoamento natural das águas.
� assoreamento dos córregos pelo acúmulo de material erodido dos terrenos.
O tipo de urbanização adotado vai interferir na infiltração da água, pois com a
impermeabilização, parte da água que caia se infiltrava no terreno e agora as águas
escoam pela superfície.
O gerenciamento das águas pluviais urbanas deve levar em conta:
� a topografia e a geologia da área.
� os tipos de urbanização das ruas a implantar.
� a proteção às erosões.
� a proteção aos pavimentos.
� a redução do alagamento das ruas pela passagem das águas.
� eliminação de pontos baixos de acumulação de água.
� a diminuição das inundações.
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O estudo de águas pluviais de uma cidade não pode se limitar a apreciar tão somente
os aspectos hidráulicos e hidrológicos, mas deve abranger todos os aspectos urbanos
para que se possam utilizar áreas sem incorrer em altos custos de construção.
Elementos de um adequado sistema pluvial urbano
Para se obter um adequado sistema pluvial urbano são necessários os seguintes
elementos (BOTELHO, 1998):
� Traçado correto das cidades.
� Liberação de fundos de vale.
� A calha viária das ruas.
� Guias, sarjetas, sarjetões, rasgos.
Dispositivos de captação e direcionamento das águas pluviais, bocas de lobo, grelhas,
ralos, bocas contínuas, canaleta de topo e de pé de talude.
� Tubos e galerias de condução de águas pluviais.
� Poços de visitas. Tampões.
� Rampas e escadarias hidráulicas.
� Dispositivos de chegada de águas pluviais em córregos e em rios.
� Revestimentos de taludes.
O traçado correto das cidadesO traçado correto das cidadesO traçado correto das cidadesO traçado correto das cidades
Ao se projetar a ocupação urbana de uma área, deve-se levar em consideração a sua
topografia, geologia, o traçado das ruas e o sistema pluvial.
Em relação à topografia, as áreas com declividade superior a 30% devem ser deixadas
como áreas livres, com vegetação protetora, ou então a sua urbanização exige
minucioso estudo. Quanto à geologia, um bom estudo geotécnico da área diminuirá as
erosões e dará critérios para os cortes e aterros, evitando futuros desmoronamentos, e
o traçado das ruas será o elemento definidor do sistema de esgotamento pluvial, pois
definirá as larguras das ruas, suas declividades longitudinais e transversais, as
características dos lotes resultantes, a liberação ou não dos pontos baixos (fundos de
vale), entre outros.
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O sistema pluvial abrange a calha das ruas, galerias, escadarias, rampas, até a chegada
das águas aos córregos, riachos e rios.
Segundo Botelho (1998), o sistema pluvial terá como objetivo evitar erosões do terreno
e do pavimento, tenta também evitar o alagamento da calha viária, que pode criar a
chamada “aquaplanagem”, que ao reduzir o atrito entre as rodas dos carros e o leito
do pavimento, faz os veículos perder seus controles de direção. Além disso, tenta
eliminar pontos baixos sem escoamento e tem em vista a chegada ordenada das águas
aos cursos de água da região.
Liberação de fundos de valeLiberação de fundos de valeLiberação de fundos de valeLiberação de fundos de vale
O uso intensivo do solo e a ausência de planejamento pelas atividades urbanas têm
gerado disfunções espaciais e ambientais, repercutindo na qualidade de vida do
homem, que se dá de modo diferenciado, atingindo na maioria das vezes de forma
mais intensa a população de baixa renda, a qual, muitas vezes sem acesso a moradia,
passa a ocupar áreas impróprias à habitação, como por exemplo, as Áreas de Proteção
Permanente – (APPs).
São consideradas APPs áreas que margeiam os cursos de água (rio, nascente, lago,
represa), encosta, local de declividade superior a 100% ou 45° e outras situações
quando declaradas pelo Poder Público, como para atenuar a erosão das terras, formar
faixas de proteção ao longo de rodovias e ferrovias, proteger sítios de excepcional
beleza ou de valor (científico ou histórico) ou ainda para assegurar condições de bem-
estar público.
A ocupação dos fundos de vale, especialmente em áreas urbanas, cada vez mais, tem
sido tema de estudos e discussões. Para Cunha e Guerra (1995), fundo de vale pode
ser entendido sob o ponto de vista dos tipos de leito, de canal e de drenagem. Cada
uma dessas fisiografias possui uma dinâmica peculiar das águas correntes, associada a
uma geometria hidráulica específica, gerada pelos processos de erosão, transporte e
deposição dos sedimentos fluviais.
Assim, a ação antrópica, nessas áreas, desencadeia uma série de distúrbios e
desequilíbrios no meio ambiente. Portanto, se torna necessário um projeto de lei que
estabeleça a proibição de construções ou práticas agrícolas, bem como a
recomposição vegetal, preferentemente com variedades nativas da região, nas
margens e nascentes dos córregos.
O Código Florestal (IBDF, 1988), também em seu artigo 2º, considera como área de
preservação permanente as florestas e demais formas de vegetação natural, situadas
ao longo dos rios ou de qualquer outro curso de água, desde o seu nível mais alto, em
faixa marginal cuja largura mínima seja:
1. de 30m para os cursos de água de menos de 10m de largura.
2. de 50m para os cursos de água que tenham de 10 a 50m de largura.
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3. de 100m para os cursos de água que tenham de 50 a 200m de largura.
4. de 200m para os cursos de água que tenham de 200 a 600m de largura.
5. de 500m para os cursos de água que tenham largura superior a 600m.
Nas últimas décadas, verificou-se considerável perda da mata ciliar, processo que vem
causando o assoreamento nos cursos de água, queda da qualidade da água, entre
outros problemas. O mapeamento da ocupação do fundo de vale é muito importante
para as pesquisas em áreas que se encontram em situações irregulares, ou seja, este
mapeamento objetiva identificar as áreas de fundos de vale com ocupação ilegal nas
cidades.
A calA calA calA calha viária das ruasha viária das ruasha viária das ruasha viária das ruas
O grau de adensamento populacional e a distribuição espacial das atividades
geradoras de fluxos no território de uma cidade são determinantes das condições
gerais de operação de tráfego. A situação atual e futura do sistema viário das cidades
resultará não apenas de planos e ações de engenharias específicas, mas também, das
estratégias de ordenamento territorial propostas pelo Plano Diretor de
Desenvolvimento Sustentável.
Sob este enfoque poderão ser desenvolvidos diagnósticos e proposições, avaliando
setorial e interativamente a rede de tráfego, a distribuição do uso do solo, a ocorrência
de grandes equipamentos e os atributos da forma da cidade, segundo os cenários do
Plano Diretor.
A rede viária urbana é integrada pelo sistema de avenidas e ruas da zona urbana, e a
caracterização dessa rede é feita quanto à sua vocação funcional, tipo de tráfego,
largura das faixas de rolamento, largura dos passeios, tipo de pavimentação, tipo de
iluminação e de arborização.
Segundo Fendrich et al. (1988), uma sarjeta pode transportar determinada vazão que
se traduz em uma inundação parcial da via pública. Ainda segundo o autor, além dos
aspectos de segurança, dirigibilidade dos veículos e conforto dos transeuntes (espirros
d’água) devem ser considerados os aspectos relativos à inundação completa do
pavimento de rodagem e das calçadas, inclusive os prejuízos causados às residências e
ao comércio.
Portanto, a adoção das faixas de alagamento é de extrema importância num projeto de
drenagem de águas superficiais, pois são elas que vão definir a capacidade admissível
de escoamento da rua, e com isso determinar o início dos sistemas de galerias, que
deve iniciar-se no ponto onde é atingida a capacidade admissível de escoamento na
rua.
As faixas de inundação do pavimento recomendadas pela CETESB (1979) são
apresentadas no Quadro 3.
Guia do profis Guia do profis Guia do profis Guia do profissional em treinamentos sional em treinamentos sional em treinamentos sional em treinamentos –––– ReCESA ReCESA ReCESA ReCESA
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A capacidade de transporte das ruas é limitada, ou seja, quando o caudal que chega à
rua é maior que sua capacidade, ocorre o alagamento, podendo até chegar ao
transbordamento. Uma das soluções para se evitar isso, seria recolher a vazão
excedente por meio de bocas de lobo ou caixas com grelha.
As vazões excedentes, captadas por bocas de lobo, são dirigidas aos poços de visita, e
destes chegam às canalizações principais, que através destas tubulações principais
descarregam as águas pluviais nos córregos e rios.
Quadro Quadro Quadro Quadro 3333. . . . Faixas de alagamento em função da classificação das ruas.
CLASSIFICAÇÃO CLASSIFICAÇÃO CLASSIFICAÇÃO CLASSIFICAÇÃO
DAS RUASDAS RUASDAS RUASDAS RUAS
INUNDAÇÃO MÁXIMAINUNDAÇÃO MÁXIMAINUNDAÇÃO MÁXIMAINUNDAÇÃO MÁXIMA
Secundária O escoamento pode atingir até o eixo da rua, desde que
não haja transbordamento sobre o passeio.
Principal O escoamento deve preservar pelo menos, uma faixa de
trânsito livre e, não transbordar sobre o passeio.
Avenida O escoamento deve preservar pelo menos, uma faixa de
trânsito livre em cada direção e, não transbordar sobre o
passeio.
Expressa Não é permitida inundação em nenhuma faixa de trânsito.
Fonte: CETESB (1979).
Aspectos LegaisAspectos LegaisAspectos LegaisAspectos Legais
O escoamento das águas pluviais gera uma série de conflitos de uso, por escoarem em
áreas de múltiplos usos e de múltiplos proprietários. Portanto, são necessárias normas
que disciplinem o relacionamento humano quanto aos conflitos de uso.
O Código Civil, o Código das Águas, e a Legislação Federal e Municipal são legislações
aplicadas para que não gerem conflitos em relação às águas pluviais. O Código Civil
prevê que proprietários de jusante não podem impedir o livre e natural escoamento de
águas superficiais de montante. O artigo 563 do Código Civil diz: “O dono do prédio
inferior é obrigado a receber as águas que correm naturalmente do superior. Se o dono
deste fizer obras de arte para facilitar o escoamento, procederá do modo que não
piore a condição natural e anterior do outro”. No Código das Águas, Decreto nº 24.643
de 10/07/34, e a Lei Federal nº 6766 de 15/12/79 se obtém mais informações a
respeito de aspectos legais aplicáveis no escoamento das águas pluviais.
Além desses aspectos legais, pode também ser utilizado a norma NBR 10.844 que
trata das instalações prediais de águas pluviais, e cujo objetivo desta norma é fixar
exigências e critérios necessários aos projetos das instalações de drenagem de águas
pluviais, visando a garantir níveis aceitáveis de funcionalidade, segurança, higiene,
conforto, durabilidade e economia.
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A NBR 10.844 se aplica à drenagem de águas pluviais em coberturas e demais áreas
associadas ao edifício, tais como terraços, pátios, quintais e similares, e não se aplica
em casos onde as vazões de projeto e as características da área exijam a utilização de
bocas-de-lobo e galerias.
PatolPatolPatolPatologia do Sistema Pluvial. Erros de Projeto, Erros de Construção, Falta de ogia do Sistema Pluvial. Erros de Projeto, Erros de Construção, Falta de ogia do Sistema Pluvial. Erros de Projeto, Erros de Construção, Falta de ogia do Sistema Pluvial. Erros de Projeto, Erros de Construção, Falta de
ManutençãoManutençãoManutençãoManutenção
O sistema pluvial pode ser superficial e livre ou enterrado. Quanto mais superficial for
o sistema pluvial, menores serão os problemas de uso. No caso das captações, as
opções são sarjetões e rasgos, pois por serem livres, eles têm melhor acesso para se
fazer às correções e manutenções do sistema.
Os córregos com margens livres e fundos de vales liberados, também são preferíveis
ao se utilizar córregos canalizados e cobertos. Segundo Botelho (1998), as obras de
captação de águas pluviais (bocas de lobo, grelhas) e as obras enterradas de águas
pluviais (tubulações pluviais) são construções artificiais. Estas obras artificiais são
verdadeiras armadilhas para as águas pluviais, e como todas as armadilhas só
funcionam se forem “armadas”, para este sistema de águas pluviais enterrado
pressupõe:
a) localização adequada;
b) limpeza de captação;
c) não entupimento da canalização de esgotamento da água captada na boca de lobo;
d) combate às danificações do sistema boca de lobo com tampa quebrada. Poço de
visita com tampão coberto por asfalto, etc.;
e) conhecimento do sistema (cadastro das instalações).
A experiência mostra que é difícil manter adequadamente um sistema pluvial. A Figura
60 mostra diversas “doenças” encontradas no sistema pluvial. De acordo com Botelho
(1998) existem algumas maneiras de combater as doenças pluviais, são elas:
� Por medidas preventivas: bons projetos e boas construções.
� Por medidas corretivas: boa operação e boa manutenção.
Além destas medidas, é importante a colaboração da população em não jogar lixo nas
ruas, pois é uma boa ajuda para se evitar obstrução no sistema de águas pluviais.
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Figura Figura Figura Figura 38383838.... A péssima condições dos equipamentos de drenagem.
Debate
Baseado no conteúdo abordado, associado à sua
experiência, quais patologias são mais encontradas do
Sistema Pluvial?
Você saberia relatar erros de projeto e construção do
sistema de drenagem ocorrido no seu município ou
região?
Como você classificaria a situação da sua região em relação à manutenção do sistema de drenagem pluvial?
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