PHA Hidrologia Ambiental. Hidrologia e Drenagem

Transcrição

1 Escola Politécnica da Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental PHA Hidrologia Ambiental Hidrologia e Drenagem Mario Thadeu Leme de Barros Renato Carlos Zambon 1

2 Ambiente natural Fontes: FISRWG / Dr. W. Collischonn / 2

3 Início da ocupação Fase 1 Fontes: FISRWG / Dr. W. Collischonn / 3

4 Início da ocupação Fase 2 Fontes: FISRWG / Dr. W. Collischonn / 4

5 Início da ocupação Fase 3 Fontes: FISRWG / Dr. W. Collischonn / 5

6 Início da ocupação Fase 4 Fontes: FISRWG / Dr. W. Collischonn / 6

7 Início da ocupação Fase 5 Fontes: FISRWG / Dr. W. Collischonn / 7

8 Início da ocupação Fase 6 Fontes: FISRWG / Dr. W. Collischonn / 8

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10 urbanização e seus impactos no ciclo hidrológico 10

11 População (milhões) Urbanização no Brasil Urbana Rural Ano Em 40 anos 107 mi passaram a viver nas cidades Não houve tempo para se formar uma cultura urbana A ocupação urbana é desordenada e não planejada Grande impacto sobre os Recursos Hídricos 11

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13 União da Vitória (PR) e Porto União (SC) Rio Iguaçu Normal

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18 Evolução da Mancha Urbana na BAT 1930 P O P U LA Ç Ã O : 0,9 m ilhões Á R E A U R B A N A : 180km ² 1980 P O P U LA Ç Ã O : 11,3 m ilhões Á R E A U R B A N A : 1710km ² 1960 P O P U LA Ç Ã O : 4,8 m ilhões Á R E A U R B A N A : 930km ² P O P U LA Ç Ã O : 15 m ilhões Á R E A U R B A N A : 1860km ²

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20 Mancha urbana atual da BAT 20

21 Crescimento Demográfico na RMSP (década de 1990) 21

22 Perda de Áreas Verdes Entre 1991 e 2000 São Paulo perdeu 5345 ha (53 km²) de áreas verdes 34 x Ibirapuera Atlas Ambiental de São Paulo,

23 Desenvolvimento Irregular Ocupação de áreas de risco e de mananciais Infra-estrutura não antecede a urbanização Valor da terra induz ocupações irregulares migração da população de baixa renda Plano Diretores com visão de previsão e não de planejamento Gestão por crises Cidade legal x cidade ilegal 23

24 Efeitos da Urbanização Desordenada sobre o Regime Hidrológico inundações erosão assoreamento poluição das águas recarga do aqüífero temperatura regime de chuvas disponibilidade aumentam aumenta aumenta aumenta diminui aumenta altera diminui

25 Várzeas do Rio Pinheiros, em São Paulo (1941) curiosidade: detalhe sobre a canalização do Rio Pinheiros 25

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27 Várzeas do Rio Pinheiros, em São Paulo (2007) 27

28 Inundações São cheias excepcionais, fazendo com que os rios extravasem, ocupando áreas maiores, formando os chamados leitos maiores. Se as margens foram ocupadas, as águas invadem ruas, avenidas, indústrias, residências, etc. mortes por afogamento, escorregamento de morros, contaminação (leptospirose e outras doenças) danos materiais (moradias, comércio, indústrias, etc) congestionamentos e perdas no trânsito (cargas, veículos, etc.) desvalorização comercial de áreas deterioração e contaminação de áreas diversos outros fatores que deterioram ainda mais o padrão de vida urbano e o meio ambiente urbano 28

29 Inundações Fatores que agravam as inundações urbanas: impermeabilização do solo; urbanização sem o devido cuidado com a drenagem; drenagem mal projetada ou com problemas de execução; canalização de córregos sem a devida análise de impactos a jusante (transferência de inundações de um ponto a outros); falta de planejamento urbano; ocupação das áreas marginais e morros; traçado de avenidas, ruas, etc.; grande produção de sedimentos (solos) provenientes de loteamentos e outros tipos de movimento de terra; grande quantidade de lixo (resíduos de todos os tamanhos); qualidade das águas (esgoto, poluição difusa, etc.); participação da sociedade (lixo, educação ambiental, etc.) 29

30 Inundações Inundação pela ocupação de várzeas Ocupação do leito natural de inundação Inundação pela urbanização da bacia Aumento das vazões pela impermeabilização Ambas as causas associadas 30

31 Inundações Ribeirinhas antes depois 31

32 Inundação pela ocupação ribeirinha Folha de S Paulo, 04/02/2004 Folha de S Paulo, 25/05/

33 Vale do Anhangabaú (1967) Marginal Tietê (1960) 33

34 Ocupação Ribeirinha N. Friburgo, RJ Manaus, AM S. Paulo, SP Ocupação pela pressão sobre a população pobre custo alto da terra 34

35 Ocupação Ribeirinha sem distinção de classe social... Rio Santo Antonio Nova Friburgo, RJ Ocupação pela falta de fiscalização Santo André, SP 35

36 Ocupação ribeirinha legal Recife, setembro de

37 Ocupação ribeirinha legal Posto de Saúde, Águas de Lindóia, setembro de

38 Paradoxo da Ocupação de Área de Preservação Permanente APP Faixa da LT Jacareí, abril/

39 Ocupação de áreas inundáveis Jacareí, abril/

40 Ocupação de áreas inundáveis Jacareí, abril/

41 Ocupação de várzeas Rio Tamanduateí Ocupação com privilégio ao sistema viário 41

42 Inundações pela Urbanização vazão Volume escoado: aumenta Pico de vazão: aumenta Velocidade da cheia: aumenta Tempo de concentração: diminui Tendencial Atual Pré-desenvolvimento tempo 42

43 Vazão Máxima (m3/s) Precipitação Diária Máxima (mm) Vazões Máximas no Tamanduateí incremento de 3,4 m³/(s.ano) VAZÕES máximas mensais CHUVAS Precipitação Máxima Tendência Ano Vazão Máxima Tendência y = 0,0092x - 209, Ano 43

44 Vazões médias mensais (m³/s) Aumento das Vazões pela Urbanização 450,0 Série Histórica de Vazões Médias Mensais em Edgard de Souza 400,0 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 dez/39 mai/45 nov/50 mai/56 out/61 abr/67 out/72 mar/78 set/83 mar/89 set/94 fev/00 ago/05 anos 44

45 Outros Problemas... 45

46 ILHAS DE CALOR 46

47 Precipitação do dia 26/10/2009 até as 19:30 mm/hora 47

48 EROSÃO E ASSOREAMENTO Inundações de alta energia Concentração do escoamento em poucos locais Energia = f (profundidade; velocidade 2 ) Volume maior + velocidade maior = alta capacidade de arraste Solos sensíveis desprotegidos Remoção da cobertura vegetal Movimento de terra sem controle 48

49 Erosão e Assoreamento Coletor-tronco Gregório S. Carlos, SP Rio Água Quente S. Carlos, SP 49

50 Erosão em área urbanizada Rondonópolis, MT 50

51 Erosão invisível Av. Nove de Julho Córrego Saracura Vale do Anhangabaú, S. Paulo 51

52 Nem sempre é possível perceber a POLUIÇÃO Poluição visível 52

53 Brasil Coleta e Tratamento de Esgotos (PNSB, 2008) Déficit de esgoto coletado 2000: 66% Déficit de esgoto coletado 2008: 56% dos 44% coletados, apenas 69% recebem algum tipo de tratamento Sudeste Déficit de esgoto coletado 2000: 47% Déficit de esgoto coletado 2008: 30% 53

54 Ligações Diretas R. Janeiro Rio Viegas S. Paulo Zona Leste Nova Friburgo - Córrego Cônego Lançamentos diretos de esgotos no sistema de drenagem 54

55 Ligações Cruzadas Investigação na Bacia do Córrego do Sapateiro SVMA, São Paulo,

56 DBO (mg/l) Índices de poluição na bacia do córrego do Sapateiro, SP Teoricamente 100% saneada (2,5 km 2 ) :00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 Hora DBO Média Prefeitura de S. Paulo, SVMA, outubro/

57 Ligações cruzadas Al. Campinas São Paulo L F Orsini,

58 Resíduos sólidos Lixoduto Rio = conduto de água, esgotos, lixo 58

59 Resíduos muito sólidos Rios urbanos = depósito de lixo 59

60 Resíduos sólidos da série Sofá no Rio (1) Rio de Janeiro Rio Viegas, 2003 Reservatório de amortecimento Limoeiro S. Paulo Maceió 60

61 Resíduos sólidos da série Sofá no Rio (2) S. André S. Paulo Manaus 61

62 Resíduo? Belo Horizonte, MG 62

63 Contaminação de mananciais Represa Billings São Paulo,

64 Vazão (m 3 /s) DBO 5 (mg/l) Chuva x Poluição RIO CABUÇU DE BAIXO, SÃO PAULO, SP - 28/03/ Vazão DBO :00 16:30 16:45 17:00 17:15 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 Hora 64 Escola Politécnica da USP, 2004

65 a água urbana e seu desenvolvimento no mundo 65

66 Modelo de Gestão Predominante Visão Geral Saneamento = água e esgoto Ampliar o abastecimento de água = explorar novos mananciais Esgoto = construir redes coletoras Manejo de Águas Pluviais = drenar = construir galerias e canais = afastar a água Controle de erosão = obras de contenção Resíduos sólidos = coleta e disposição 66

67 Modelo de Gestão Predominante Sistema Institucional Sistema separador absoluto Água e esgoto geridos por uma empresa estadual, municipal ou privada Águas pluviais geridas por um departamento municipal Secretaria de transportes, secretaria de obras, secretaria de vias públicas, etc Resíduos sólidos geridos por outro departamento municipal 67

68 Drenagem: medidas estruturais micro drenagem canalizações de grande, médio e pequeno porte (obras de macro drenagem): barragens galerias fechadas retificação de córregos e rios outras melhorias em córregos e rios dragagem (desassoreamento) obras de detenção (reservatórios/piscinões) drenagem forçada em áreas baixas estações de bombeamento, etc. 68

69 Drenagem: medidas não estruturais planejamento e gestão da macro e micro drenagem; leis de uso e ocupação do solo; integração com outras intervenções urbanas; adoção de pavimentos permeáveis; fiscalização intensa e educação ambiental; sistema de coleta de lixo adequado; manutenção eficiente de obras de drenagem sistema de ações civis para minimizar os impactos das inundações: defesa civil, polícia, trânsito, serviço social, abrigos, hospitais, engenharia, etc. mapeamento das áreas de risco sistemas de alerta... 69

70 Micro Drenagem Galerias Poço de Visita Trechos Bocas-de-lobo Tubos de ligação Meios-fios Sarjetas Sarjetões Condutos forçados Estações de bombeamento Vazão de projeto: o método racional (A < 2 km²) Q = C.I.A C: coeficiente de escoamento superficial I: intensidade da precipitação (mm/h) A: área da bacia (km 2 ) 70

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