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

Planejamento e Gestão de Recursos Hídricos - PGR
Universidade do Estado de Santa Catarina
Centro de Ciências Tecnológicas – CCT
Departamento de Engenharia Civil– DEC
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil – PPGEC
Professor: Virgínia Grace Barros
Disciplina: Planejamento e Gestão de Recursos Hídricos
Mestrandos: Eduardo Mendes e Paulo Roberto Rodrigues
Riscos de Inundação em Sistemas de
Drenagem Urbana e Gestão de Recursos
Hídricos

Riscos de Inundação em Sistemas de Drenagem
Urbana e Gestão de Recursos Hídricos
Autores e Artigos
ZHU, Zhihua et al. Approach for evaluating inundation risks in
urban drainage systems. Science of the Total Environment, v.
553, p. 1-12, 2016.
Zhihua é uma estudante de Doutorado de no Departamento
Engenharia Elétrica. Ela recebeu os seus graus de bacharelado
e mestrado pela Universidade de Tianjin. Zhihua está atualmente
trabalhando no desenvolvimento de materiais para dispositivos
ópticos de ópticos para detectores e moduladores.
SANSALONE, J. et al. Filtration and clogging of permeable pavement
loaded by urban drainage. Water research, v. 46, n. 20, p. 6763-
6774, 2016.
Dr Sansalone é professor no Departamento de Ciências da
Engenharia Ambiental na Universidade da Flórida. É Ph.D. pela
Universidade de Cincinnati, Ohio, EUA. Desenvolveu divesas
pesquisas em materiais verdes para infraestrutura, entre elas, o
pavimento drenante.

Objetivos da Aula
•Cheias
• Ribeirinhas
• Urbanas
•Prevenção / Mitigação / Caso de Joinville - PDDU
• Zoneamento urbano
• Previsão e alerta, Abordagem do risco de cheia
• Obras estruturais

Inundações ribeirinhas
•Cheias ribeirinhas fazem
parte do ciclo hidrológico
•Ocorrem em eventos de
chuva intensos e de longa
duração
•Problemas ocorrem quando
áreas inundadas são
ocupadas por moradias ou
atividades antrópicas

Exemplos

Cheia do rio Madeira 2014
As casas de 10 mil
pessoas foram atingidas!

Rios com problemas
de inundações no Sul
De acordo com ANA

Particularidades da bacia do Cachoeira
Geografia “convida” a ocupar o fundo do
vale

Prevenção
Zoneamento
Não ocupar áreas passíveis de
inundação
Seria o ideal.
Mas, para infraestrutura já existente é
tarde demais!
Obras estruturais
• Ampliação dos
canais
• Retificação
• Diques
• Barragens de
contenção de cheias
Convivência
– Construções
adaptadas
– Previsão e alerta
de cheias

•As faixas mínimas dos
leitos regulares dos
Rios continuam
mantidas.
•A influencia da Mata
ciliar na qualidade da
Água.
•Paisagem e recreação
•Código Florestal :
preservar as
Nascentes e o curso D’
água perene.

Risco de Inundação Área de Estudo:
• A área de estudo abrangeu uma área total de 0.43 km2 e está
localizado no sudoeste de Guangzhou, China. Residencial, possuindo
áreas verdes.
• O sistema de drenagem (com tubo de diâmetro entre 600 mm e 1650
mm e declividades entre 0,001 e 0,01 m/m) com sistema separador
para chuva e esgoto, e uma recorrência para 2 anos.
• Foram analizados a precipitação e o escoamento e a em três poços (A,
B e C) selecionados para monitorar e o intervalo entre medições foi de
10 min.
• Com base no sistema de drenagem, as condições hidrográficas e os
princípios do SWMM, a área foi dividida em 25 sub-bacias, conforme a
figura a seguir:

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

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

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

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

Métodos e dados para previsão de cheias
• Para previsão de curto
prazo a solução ideal é
monitorar a mesma bacia
hidrográfica?
• Previsão pode ser obtida
com base em modelo de
propagação de cheias
• Modelos físicos ou
empíricos
• Cota ou vazão

Métodos e dados para previsão
Usando dados de monitoramento de dispositivos de drenagem
• Pode dar bons
resultados
• Porém, tempo de
antecedência
limitado

Métodos e dados para previsão
Usando dados de monitoramento de dispositivos de drenagem
• O que ocorre em
tempos de
antecedência
maiores do que o
tempo de trânsito
da onda de cheia?

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

4. Pavimento Drenante ou Permeável
• É aquele que possui porosidade e permeabilidade significativamente
elevada de maneira a influenciar a hidrologia, de modo a causar
algum ganho para o meio ambiente.
• Sistemas de pavimento permeável fornecem armazenamento,
tratamento e recarga do aquifero.
• Busca neutralizar os efeitos da urbanização sobre os processos
hidrológicos com benefícios para a qualidade de vida e a preservação
ambiental.

• É tecnologia alternativa para redução dos deflúvios de precipitaçoes,
favorecendo a percolação e a infiltração, tais como trincheiras, valas e
poços.
• O mais tradicional e clássico enfatiza o aumento da condutividade
hidráulica, o que em muitos casos, acarreta em pontos de inundação a
jusante.
• Realiza o armazenamento temporário das águas de escoamento
superficial direto próximo a sua origem, e efetua a sua liberação lenta
e gradativa, ou simplesmente permite a infiltração no solo. Trata de
controle realizado na fonte ou próximo dela.
• O pavimento permeável funcionar como um filtro de matriz fixo que
gera separação de matéria particulada, prevenindo entupimento
progressivo e perda de outras formas de drenos.

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

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

Resultados
• Pavimento permeável, como um material de infra-
estrutura sustentável pode promover a redução do
deflúvio.
• O pavimento permeável pode reduzir a turbidez de
42 a 95% segundo SANSALONE, 2016;
• A condutividade hidráulica depende de uma
constante ko, e a manutenção é fator importante,
para faixa “B” do DNER, ko=3,1*10-¹ mm/s

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

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

7. Conclusão
• Com as mudanças no cenário de precipitação, a característica do risco de inundação
nos sistemas de drenagem urbanos aumenta.
• A maioria das avaliações de risco de inundação tradicional seleciona determinados
cenários de precipitação para calcular o risco de inundação em cada cidade.
• No entanto, o risco de inundação em cada sistema sob qualquer cenário de
precipitação pode ser qualitativa e quantitativamente avaliada, com a abordagem
proposta.
• Usando essa abordagem, os estrangulamento na rede podem ser identificados.
• É tarefa importante para o engenheiro civil, encontrar alternativas para diminuir as
inundações, com custos praticáveis.

7. Considerações
Não existe certeza na previsão
de grandes eventos de chuva.

Urbana e Gestão de Recursos HídricosFim
Muitoobrigadopelaatenção

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