15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental AVALIAÇÃO DAS ÁREAS DE RISCO A ENCHENTES NO MUNICÍPIO DE ARROIO GRANDE- RS

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1 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental AVALIAÇÃO DAS ÁREAS DE RISCO A ENCHENTES NO MUNICÍPIO DE ARROIO GRANDE- RS ARAÚJO, Mélory Maria Fernandes ¹; RODRIGUES, Andressa Nizolli ²; VASCONCELOS, Bruno Berny ³; SOUZA, Lucas Henrique 4 ; QUADRO, Maurizio Silveira 5 ; BARCELOS, Amauri Antunes 6. Resumo A partir do momento que ocorrem alterações do uso do solo através de atividades humanas, como construções, faz com que aumente a impermeabilização da superfície, logo afeta o ciclo hidrológico natural, assim diminuindo a infiltração da água no solo e a recarga do lençol freático. Como em drenagem urbana o impacto da urbanização é transferido para jusante, quem produz o impacto geralmente não é o mesmo que sofre o impacto. Ao contrário de uma bacia rural onde a rede hidrográfica mostrasse bem definida pelo relevo as bacias urbanas na maioria das vezes têm seus limites imperceptíveis. O objetivo geral desse trabalho é estudar as características fisiográficas das bacias hidrográficas urbanas do município de Arroio Grande - RS, para obter respostas do sistema de drenagem e analisar o relatório feito pelo Serviço Geológico do Brasil CPRM e o Departamento de Gestão Territorial - DEGET para a Delimitação de Áreas em Alto e Muito Alto Risco a Enchentes e Movimentos de Massa. Foram registrados dois setores de risco alto de inundação. O munícipio apresenta problemas de alagamentos devido ao mau dimensionamento da rede de drenagem pluvial. Abstract - From the moment that there are changes in land use by human activities such as buildings, causes increase a surface sealing, then affects the natural water cycle, reducing water infiltration into the soil and groundwater recharge. As in the sewer impact of urbanization is transferred downstream, who produces the impact is generally not the same suffering the impact. Unlike a rural basin where the river system showed well-defined urban basin topography mostly imperceptible have their limits. The aim of this study is to study the physiographic characteristics of urban watersheds in the city of Arroyo Grande - RS, for drainage system responses and analyze the report by the Geological Survey of Brazil - CPRM and the Department of Land Management - to DEGET the Delimitation Areas in High and Very High Risk to Floods and mass movements. Two sectors at high risk of flooding were recorded. The municipality has flooding problems due to poor design of the rainwater drainage network. Palavras-Chave Bacias Hidrográficas, drenagem urbana, alagamentos, áreas de risco Estudante, Universidade Federal de Pelotas, (53) , Estudante, Universidade Federal de Pelotas, (53) , Estudante, Universidade Federal de Pelotas, (53) , Estudante, Universidade Federal de Pelotas, (53) , Professor Doutor, Universidade Federal de Pelotas, (53) , Professor Doutor, Universidade Federal de Pelotas, (53) , 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 1

2 1. INTRODUÇÃO Um dos grandes problemas do país é a falta de planejamento das cidades e a maneira que estas se desenvolvem tanto na zona urbana quanto na zona rural é a causa muitas vezes de problemas ambientais. A partir do momento que ocorrem alterações do uso do solo através de atividades humanas, como construções, faz com que aumente a impermeabilização da superfície, logo afeta o ciclo hidrológico natural, assim diminuindo a infiltração da água no solo e a recarga do lençol freático. Com a redução da área permeável de uma bacia hidrográfica, esta passa a ter um aumento expressivo do escoamento superficial das águas pluviais que ocorrem através das sarjetas das ruas, bocas de lobo, canalizações e galerias até serem lançadas em corpos hídricos. Quando não é realizado um bom dimensionamento e gerenciamento desse processo acaba ocorrendo problemas como, enchentes, inundações, enxurradas e alagamentos. O que serve muitas vezes como meio de veiculação de doenças, assim como a interdição de vias com prejuízo ao trânsito, muitas vezes a população acaba perdendo todos seus bens matérias por estarem ocupando áreas de riscos a esses eventos. Segundo Tucci (1993), quando a precipitação é intensa e o solo não tem capacidade de infiltrar, grande parte do volume escoa para o sistema de drenagem, superando sua capacidade natural de escoamento. O excesso do volume que não consegue ser drenado ocupa a várzea inundando de acordo com a topografia das áreas próximas aos rios. Um sistema de drenagem e manejo de águas pluviais é formado por estruturas e instalações designadas ao transporte, retenção, tratamento e disposição final das águas das chuvas. Como em drenagem urbana o impacto da urbanização é transferido para jusante, quem produz o impacto geralmente não é o mesmo que sofre o impacto. Portanto, para um disciplinamento do problema é necessário à interferência da ação pública através da regulamentação e do planejamento. A bacia hidrográfica é a unidade mínima para qualquer estudo hidrológico e assim têm sido historicamente realizados vários trabalhos teóricos, experimentais e as ações de planejamento de recursos hídricos. Podemos definir bacia hidrográfica como a superfície drenada por um curso d água, portanto é à entrada do volume d água precipitado e a saída é o volume d água escoado pelo exutório. Uma bacia tem elementos de grande importância em seu comportamento hidrológico, devido a uma relação entre o regime hidrológico e estes elementos, que servem basicamente para caracterizar as bacias. Ao contrário de uma bacia rural onde a rede hidrográfica mostrasse bem definida pelo relevo as bacias urbanas na maioria das vezes têm seus limites imperceptíveis. As ruas tomam lugar dos afluentes, um simples canal de concreto pode ser o rio principal. O objetivo geral desse trabalho é estudar as características fisiográficas das bacias hidrográficas urbanas do município de Arroio Grande - RS, para obter respostas do sistema de drenagem e analisar o relatório feito pelo Serviço Geológico do Brasil CPRM e o Departamento de Gestão Territorial - DEGET para a Delimitação de Áreas em Alto e Muito Alto Risco a Enchentes e Movimentos de Massa. 2. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA EM ESTUDO Para este trabalho relacionado à problemática da drenagem urbana, foi adotado como estudo de caso o município de Arroio Grande que está localizado na Microrregião de Jaguarão no Estado do Rio Grande do Sul, com margens na Lagoa Mirim, na Bacia 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 2

3 Hidrográfica Mirim - São Gonçalo, a cidade está inserida parte no Escudo Uruguaio Sul- Riograndense e parte na Planície Costeira de Rio Grande do Sul. O município se localiza entre os paralelos e de latitude Sul e entre os meridianos de 52º e de longitude Oeste, tendo como limites as cidades de Herval, Jaguarão e Pedro Osório, se situa a 45 km a Norte-Leste de Jaguarão a maior cidade nos arredores e se encontra a 353 km de Porto Alegre (capital do Rio Grande do Sul). Seu território tem 2.518,48 km² e sua altitude média são 22 metros acima do nível do mar. Tem como principais acessos, vindo da cidade de Herval, a RS-602 que se encontra asfaltada e, vindo da cidade de Jaguarão, a BR-116 também com pavimentação asfáltica. Tem População de habitantes, densidade demográfica igual a 7,5 (hab/km²) e população estimada para 2014 de habitantes. O município está dividido em regiões administrativas urbanas (bairros) e 4 regiões rurais (distritos), sendo eles: 1º Distrito Arroio Grande, 2º Distrito de Mauá, 3º Distrito das Pedreiras e 4º Distrito de Santa Isabel do Sul (IBGE, 2010). Figura 1. Localização e acesso do município de Arroio Grande RS O município em estudo situa-se no Bioma Pampa, no qual diversas regiões possuem como vegetação natural predominante os campos, além disso, na zona costeira, existem diversas formações vegetais típicas da restinga, como banhados e campos arenosos. O clima é subtropical, caracteriza-se com temperaturas brandas, com temperaturas máximas em torno de 27 C, e mínimas de aproximadamente 8 C, tendo uma média anual de temperatura de 17,5 C, estações do ano razoavelmente bem definidas e chuvas bem distribuídas ao longo do ano, não havendo estação seca. A influência da lagoa e do mar funciona como regulador térmico, destacando-se alguns fenômenos típicos como as brisas, os nevoeiros e elevado grau de umidade, o vento Minuano sopra com bastante intensidade, principalmente no inverno (rebojo). O sistema de esgotamento sanitário do município será operado pela Companhia Riograndense de Saneamento (CORSAN), pois os projetos estão em andamento. O município conta com um considerável percentual de redes coletoras de esgoto instaladas, possibilitando assim a implantação de um Sistema de Esgotamento Sanitário Completo. 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 3

4 Os resíduos sólidos do município contam com recolhimento periódico e regular na área urbana, de onde é feito o transbordo para o município de Candiota - RS, os resíduos sólidos recicláveis são recolhidos por uma cooperativa de Arroio Grande -RS. 3. METODOLOGIA Inicialmente foram adquiridos os dados gerais do município, através do site do IBGE e por informações fornecidas pela Prefeitura Municipal de Arroio Grande, tais como foram apresentadas anteriormente na introdução deste trabalho. Foi realizada também uma análise de precipitação intensa do município com dados fornecidos pelo site da Agência Nacional das Águas (ANA- Hidroweb, 2014), optou-se utilizar o posto pluviométrico de Arroio Grande, com o código de , pois esse posto tem uma série histórica bem completa desde janeiro de 1967 até agosto de Com isso foi gerada uma tabela e um gráfico no Excel com a precipitação anual (mm), a máxima precipitação diária encontrada no ano (mm) e a máxima precipitação mensal encontrada no ano (mm). A partir do relatório de Ação Emergencial para Delimitação de Áreas em Alto e Muito Alto Risco a Enchentes, Inundações e Movimentos de Massa, feito pelo Serviço Geológico do Brasil CPRM e o Departamento de Gestão Territorial DEGET, realizado em março de 2014, foi desenvolvido com a visita de campo às áreas com histórico de desastres naturais ou naqueles locais onde já foram identificadas situações de risco, ainda que sem registro de acidentes, levando em consideração o relato de moradores antigos. Através de rotinas feitas em um software de SIG (Sistema de informações geográficas) Quantum Gis Wien versão 2.8.1, foram definidos mapas de Bacias Hidrológicas de Arroio Grande e Rede de drenagem com o acumulo do fluxo, de das bacias localizadas dentro do limite urbano. As bacias hidrográficas urbanas foram divididas em cinco bacias, tendo delimitas essas bacias foram obtidas no mesmo software as características básicas das bacias, tais como: área perímetro, comprimento do talvegue e comprimento axial. Tendo essas variáveis podemos realizar os cálculos para encontrar as características físicas das bacias, usando equações matemáticas e interpretando cada resultado. 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os valores de máximas precipitações são definidos como chuvas críticas cujas intensidades estão associadas a uma probabilidade de ocorrência e um tempo de duração, sendo assim com a análise de precipitação intensa, os dados foram separados em precipitação anual em milímetros por ano, máxima precipitação diária encontrada no ano em milímetros e máxima precipitação mensal encontrada no ano em milímetro. Portanto, podemos observar que o ano de 1977 ocorreu a máxima precipitação mensal com o valor de 475,40 (mm) encontrada uuna série seguido do ano de 1990 com valor de 425,60 (mm). A precipitação máxima diária encontrada na série de dados aconteceu no dia 13 de abril de 1992 com valor de 145,40 (mm) 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 4

5 Gráfico 1. Análise de precipitação intensa Os resultados obtidos com o Relatório De Ação Emergencial Para Delimitação De Áreas Em Alto E Muito Alto Risco A Enchentes, Inundações E Movimentos De Massa, foram que devido aos frequentes eventos de inundação no município, se faz necessário à implantação de um sistema de alerta para a remoção temporária durante os eventos de intensa precipitação. Foram registrados dois setores de risco alto de inundação. A Rua Senador Salgado Filho faz parte da planície de inundação do Rio Arroio Grande. O setor está ocupado por moradias de alvenaria e madeira, com grau de vulnerabilidade de médio a alto, as quais são frequentemente atingidas por eventos de inundação. As ruas não são pavimentadas, e não têm drenagem pluvial, em vermelho os setores de risco alto. Figura 2. Setor 1 de risco alto no município de Arroio Grande. (Fonte: Serviço Geológico do Brasil CPRM Departamento de Gestão Territorial DEGET). A figura 2 apresenta a área do O Distrito Santa Izabel localiza-se na margem do canal de São Gonçalo com canais de irrigações no entorno. A região situa-se na planície costeira do Rio Grande do Sul, local caracterizado por terrenos planos de cotas baixas. O canal de São Gonçalo sofre interferência das Lagoas Mirim e dos Patos. Quando as lagoas ficam 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 5

6 represadas e/ou ocorrem eventos extremos (chuvas torrenciais na região), o canal de São Gonçalo e os canais de irrigação extravasam atingindo as moradias. Essa área foi definida pelo relatório sendo uma área de grau de risco alto. Figura 3. Setor 2 de risco alto no município de Arroio Grande. (Fonte: Serviço Geológico do Brasil CPRM Departamento de Gestão Territorial DEGET). O munícipio apresenta problemas de alagamentos devido ao crescimento urbano desordenado e o mau dimensionamento da rede de drenagem pluvial. Os alagamentos ocorrem em períodos de fortes chuvas principalmente nos bairros Centro, Vidal e São Gabriel, atingindo a região central da cidade, como podemos ver na figura abaixo. Figura 4. Av. Visconde de Mauá, principal avenida do município de Arroio Grande Rs. Fonte: Acervo pessoal. O município de Arroio Grande RS foi dividido em cinco bacias hidrográficas urbanas estas estão apresentadas no mapa a seguir com o acumulo de fluxo. 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 6

7 Figura 5. Bacias Hidrológicas de Arroio Grande e Rede de drenagem com o acumulo do fluxo A bacia 1 tem uma área total de 4,09 km², com perímetro 9,77 km, o comprimento do talvegue 4,02 km, com um comprimento axial de 3,725 km, a bacia 2 tem uma área total de 13,1 km², com perímetro 19,95 km, o comprimento do talvegue 8,30 km, com um comprimento axial de 7,623 km, a bacia 3 tem uma área total de 115,59 km², com perímetro 62,77 km, o comprimento do talvegue 24,17 km, com um comprimento axial de 21,67 km, a bacia 4 tem uma área total de 127,5 km², com perímetro 66,2 km, o comprimento do talvegue 4,90 km, com um comprimento axial de 17,06 km e a bacia 5 tem uma área total de 14,44 km², com perímetro 21,48 km, o comprimento do talvegue 5,13 km, com um comprimento axial de 6,5 km. Coeficiente de Compacidade (Kc) é um número adimensional que varia com a forma da bacia independente do seu tamanho, assim quanto mais irregular ela for, maior será o coeficiente de compacidade, ou seja, quanto mais próxima da unidade, mais circular será a bacia e será mais sujeita a enchentes (Villela & Mattos, 1975). Se os resultados encontrados forem em uma faixa de 1,00 a 1,25 existe alta propensão a grandes enchentes, se forem de 1,25 a 1,50 esta tendência é mediana e se forem maiores que 1,50 a bacia não é propensa a grandes enchentes. Foi feito o cálculo do coeficiente de compacidade para cada bacia, utilizando o seguinte cálculo, que teve como resultado a tabela 1: Tabela 1. Coeficiente de compacidade de cada bacia. Bacias Kc Bacia 1 1,35 Bacia 2 1,54 Bacia 3 1,63 Bacia 4 1,64 Bacia 5 1,58 (1) 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 7

8 Os resultados apresentados na tabela acima que a bacia 1 tem tendência mediana a enchentes com o menor valor encontrado para o coeficiente de compacidade já as demais bacias apresentaram valores acima de 1,50 portanto não estão sujeitas a enchentes. Tempo de concentração (Tc) é definido como sendo o tempo, a partir do início da precipitação, necessário para que toda a bacia contribua com a vazão na seção de controle. Para as bacias de Arroio Grande utilizamos a equação a seguir para calcular o tempo de concentração delas, pois nenhuma superava a área de 1000 há: Tabela 2. Tempo de concentração de cada bacia. Bacias Tc (min) Bacia 1 62,57 Bacia 2 109,12 Bacia 3 321,18 Bacia 4 44,20 57,18 Bacia 5 Através da tabela 2 podemos perceber que o maior tempo de concentração é da bacia 3 portanto é a que tem um maior tempo de percurso da água do que as demais e a que tem menor tempo de concentração é a bacia 4 mesmo ela sendo a que tem maior área em km². Índice de conformação (Ic) Representa a relação entre a área da bacia e um quadrado de lado igual ao comprimento axial da bacia. Este índice pode ser calculado por: (2) Tabela 3. Índice de conformação de cada bacia. (3) Bacia Ic Bacia 1 0,29 Bacia 2 0,23 Bacia 3 0,25 Bacia 4 0,44 Bacia 5 0,34 Este índice também expressa a capacidade da bacia em gerar enchentes. Quando menor que 1 menor propensão a enchentes na bacia e quando maior que 1 mais propensa a picos de cheia é essa bacia, pois a bacia fica cada vez mais próxima de um quadrado e com maior concentração de fluxo. No caso de uma bacia estreita e longa, a possibilidade de ocorrência de chuvas intensas cobrindo, ao mesmo tempo, toda sua extensão, é menor do que em bacias largas e curtas. A declividade da bacia é um fator de extrema importância, pois influencia diretamente a velocidade do escoamento superficial que determina o tempo de concentração da bacia e define a magnitude dos picos de enchente. Para se determinar a declividade é observado o distanciamento entre curvas de nível de diferentes cotas. "Declividade" do terreno é o grau de variação da altimetria. Vertentes mais inclinadas possuem uma maior declividade quanto mais inclinada uma vertente, maiores são os riscos de processos erosivos se acentuarem. Por isso foi criado um mapa da declividade das bacias hidrográficas de Arroio Grande para que possamos analisar onde são os pontos mais baixos das bacias. 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 8

9 Figura 4. Declividade das Bacias Hidrográficas Urbanas de Arroio Grande- RS 5. CONCLUSÕES Através desta análise das bacias hidrográficas urbanas do município de Arroio Grande RS, conclui-se que estas por sua vez a partir das suas características fisiográficas não apresentam propensão a cheias e enchentes, porém o uso e ocupação de áreas ribeirinhas é uma das causa dos problemas de inundação no município. O munícipio apresenta problemas de alagamentos devido ao mau dimensionamento da rede de drenagem pluvial. Com isso então podemos ver que sim o crescimento acelerado e desordenado das cidades juntamente com a ausência de planejamento urbano tem tido como uma das principais consequências os alagamentos, em diversas cidades e de diferentes intensidades. 6. REFERÊNCIAS ANA - Agência Nacional das Águas. Disponível em: < Acesso em: 25 novembro CANHOLI, A.P. Drenagem Urbana e Controle de Enchentes. São Paulo: Oficina de Textos, IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Disponível em: <http://www.ibge.gov.br>. Acesso em: 10 dezembro MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA Secretaria de Geologia, Mineração Transformação Mineral Serviço Geológico do Brasil CPRM Departamento de Gestão Territorial DEGET. Ação Emergencial para Delimitação de Áreas em Alto e Muito Alto Risco a Enchentes, Inundações e Movimentos de Massa. PLANO DIRETOR DE DRENAGEM URBANA. Manual de Drenagem Urbana. Volume VI. Instituto de Pesquisas Hidráulicas Universidade Federal do Rio Grande do Sul. TUCCI, C.E.M., Controle de Enchentes, in: Tucci, C. (org). Hidrologia ciência e aplicação. Porto Alegre: Ed. da Universidade: ABRH. 15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 9

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