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Gestão de Águas Pluviais Urbanas e Sistemas de Drenagem Pós-graduação em Engenharia de Saneamento Básico e Ambiental Profª: Monique de Faria Marins 08, 09 e 10 de março de 2024 Contato: mfmarins@gmail.com QUEM EU SOU • Graduação em Engenharia Agrícola e Ambiental pela UFF (2009), e em Engenharia Civil pela Anhanguera (2016); • Mestrado em Meio Ambiente pela COPPE/UFRJ (2013); • Doutorado no Programa de Pós-graduação em Dinâmica dos Oceanos e da Terra – DOT/UFF (2022); • Sócia-diretora da empresa Nascente Soluções Ambientais e de Recursos Hídricos; 2 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM • Professora PUC-Rio – Hidrologia; • Professora CCE PUC-Rio - Módulo Drenagem – Curso Novo Marco Regulatório do Saneamento Básico: Panorama Geral; • Experiência no desenvolvimento de projetos e planos voltados para o controle de inundações, recursos hídricos, saneamento ambiental, modelagem hidrodinâmica de rios e canais, estudos hidrológicos, hidráulica de canais, drenagem urbana, drenagem de rodovias, licenciamento ambiental e monitoramento hidrometeorológico. EMENTA ❑ Histórico da ocupação urbana e os desdobramentos para a drenagem urbana; ❑ Ciclo hidrológico; ❑ Impactos da urbanização no ciclo hidrológico; ❑ Tipos de drenagem: ▪ Drenagem clássica/tradicional; ▪ Drenagem alternativa/sustentável (SuDS); ▪ Soluções baseadas na natureza (SbN); ❑ Dispositivos de microdrenagem e macrodrenagem; ❑ Dimensionamento de dispositivos de drenagem: estudos hidrológicos e hidráulicos; ❑ Medidas estruturais e não estruturais para controle de inundações. 3 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM ESTRUTURA DO CURSO • Apresentação do módulo; • Histórico da urbanização e da drenagem; • Aspectos legais da drenagem; • Ciclo hidrológico e os impactos da urbanização (inundação, enchente, alagamento e enxurrada); • Hidrologia aplicada a projetos de drenagem; 4 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM Sexta-feira: Sábado: MANHÃ: • Tipos de drenagem: • Clássica/tradicional; • Alternativa/sustentável – SuDS; • Soluções baseadas na Natureza – SbN; • Microdrenagem – dispositivos e metodologias de dimensionamento; • Atividade 01. TARDE: • Macrodrenagem - dispositivos e metodologias de dimensionamento; • Atividade 02. • Controle de inundações; • Medidas estruturais e não estruturais; • Reservatórios de detenção/retenção; • HEC-RAS como ferramenta de simulação hidrodinâmica para projetos de macrodrenagem. • Atividade 03. Domingo: ❑ AZEVEDO NETO, M. F. Fernandez, R. Araujo, A. E. Ito. Manual de Hidráulica. São Paulo, Edigar Blucher, 8ª ed. 669p. 1998. ❑ BAPTISTA, M.; NASCIMENTO, N.; BARRAUD, S. Técnicas Compensatórias em Drenagem Urbana. ABRH, 266 p. Porto Alegre, 2005. ❑ BERTONI, J.C.; TUCCI, C. M. Hidrologia: Ciência e Aplicação. 4ª ed., Porto Alegre/ABRH, 2012. ❑ BRASIL. Lei Federal 6.766, de 19 de dezembro de 1979. Lei de Parcelamento do Solo Urbano. ❑ ___. Lei Federal 9.433, de 8 de janeiro de 1997. Lei das Águas. ❑ ___. Lei Federal 10.257, de 10 de julho de 2001. Estatuto da Cidade ❑ ___. Lei Federal 11.445, de 5 de janeiro de 2007. Lei Federal do Saneamento Básico. ❑ ___. Lei Federal 12.608, de 10 de abril de 2012. Política Nacional de Proteção e Defesa Civil – PNPDEC.. ❑ ___. Lei Federal 12.651, de 25 de maio de 2012. Proteção da Vegetação Nativa (Novo Código Florestal). ❑ ___. Lei Federal 14.285, de 29 de dezembro de 2021. Altera a Lei Federal 12.651 e dá outras providências. ❑ ___. Lei Federal 11.026, de 15 de julho de 2020. Novo Marco Regulatório do Saneamento Básico. ❑ ___. Ministério da Integração e do Desenvolvimento Regional. Manual para Apresentação de Propostas para Sistemas de Drenagem Urbana Sustentável e de Manejo de Águas Pluviais. Programa – 2218. Gestão de Riscos e Desastres, Brasília, DF, 2020. ❑ ___. Ministério do Desenvolvimento Regional. Guia para Elaboração e Revisão de Planos Diretores. Brasília, DF, 2022. ❑ CIRILO, J. A.; BAPTISTA, M. B.; COELHO, M. M. L. P.; MASCARENHAS, F. C. B. Hidráulica aplicada. 2. ed. Porto Alegre: ABRH, 2011. ❑ DNIT. IS-203: Estudos Hidrológicos - Anexo B3 - Diretrizes Básicas para Elaboração de Estudos e Projetos Rodoviários. Brasília, 2006. ❑ ___. Manual de Drenagem de Rodovias. 2ª Ed. - Publicação IPR – 724 - RJ, 2006. ❑ ___. Manual de Hidrologia Básica para Estruturas de Drenagem. 2ª Ed. - Publicação IPR – 715 - RJ, 2005. ❑ PFAFSTETTER, O. Chuvas Intensas no Brasil. 2ª edição. Rio de Janeiro, DNOS, 426p. 1982. 5 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM Referências Bibliográficas: ESTRUTURA DO CURSO GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 6 Conceituação ➢ Definição pela Lei 14.026/2020, Art. 3º, d): drenagem e manejo das águas pluviais urbanas: constituídos pelas atividades, pela infraestrutura e pelas instalações operacionais de drenagem de águas pluviais, transporte, detenção ou retenção para o amortecimento de vazões de cheias, tratamento e disposição final das águas pluviais drenadas, contempladas a limpeza e a fiscalização preventiva das redes. SDMAPU - Sistema de Drenagem e Manejo das Águas Pluviais Urbanas Fonte: https://www.deltares.nl/en/software/sobek/ GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 7 A DRENAGEM E O MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS DEVE pensar em uma gestão dos impactos causados pelo meio urbano nos sistemas hídricos, que transcende um simples receituário de obras padrão e remete a uma abordagem complexa que inclui aspectos técnicos de engenharia, aspectos sanitários, ambientais, legais e econômicos, e exige uma conexão muito estreita com a concepção e gestão dos espaços urbanos. Conceituação GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 8 Conceituação ➢ GESTÃO DO SDMAPU • Realizados pelas Prefeituras de forma direta, em geral, e descentralizada: secretaria de obras, de infraestrutura, de planejamento, dentre outras; • Serviços executados com foco na reparação dos danos, e de forma localizada: instalação de tubulações, canaletas, caixas, desobstrução dos dispositivos, etc; • Ausência de planejamento e de estudos hidrológicos e hidráulicos, bem como de projetos a fim de avaliar a capacidade dos dispositivos, os impactos de eventuais inundações e as transferências para jusante; • Ausência de cadastro das redes de drenagem e do mapeamento dos cursos d´água; • Ausência de planejamento (Plano Diretor, Plano de Drenagem, Plano de Saneamento). • Serviço com maior déficit e baixa arrecadação, não despertando interesse de empresas; • Necessidade de ações não só de operação, mas de planejamento e gestão integrada aos planos de bacias. Fonte: Diagnóstico Temático Drenagem e Manejo das Águas Pluviais Urbanas. Ano de referência: 2021 Total municípios Brasil: 5570 Conceituação ➢ COBRANÇA A sustentabilidade econômico-financeira dos serviços de DMAPU no Brasil deriva diretamente dos recursos do orçamento público local. GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 9 Nome do Município UF Setor Responsável Natureza Jurídica CB001 - Existe alguma forma de cobrança pelos serviços de Drenagem e Manejo das Águas Pluviais Urbanas? CB002 - Qual é a forma de cobrança adotada? CB004 - Valor cobrado pelos serviços de Drenagem e Manejo das Águas Pluviais Urbanas por imóvel urbano: Estrela de Alagoas AL Secretaria Municipal de Obras, Urbanismo, Serviço Público e Meio Ambiente Administração pública direta Sim Cobrança de tarifa ou preço público 0,75 Manaquiri AM SECRETARIA MUNICIPAL DE MEIO AMBIENTE E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL Administração pública direta Sim Cobrança de tarifa ou preço público 9,00 Marcionílio Souza BA marcionilio souza Administração pública direta Sim Cobrança de taxa específica 2,10 Bicas MG Secretaria Municipal de Obras Administração pública direta Sim Cobrança de taxa específica 18,00 Ipiaçu MG IpiacuAdministração pública direta Sim Cobrança de tarifa ou preço público 15,00 São João Nepomuceno MG SECRETARIA DE DESENVOLVIMENTO URBANO Administração pública direta Sim Cobrança de tarifa ou preço público 78,30 Confresa MT AGUAS DE CONFRESA S.A Sociedade de economia mista com administração privada Sim Cobrança de taxa específica 35,40 São José do Povo MT Gerente de Agua Administração pública direta Sim Cobrança de taxa específica 22,80 Antonina PR Secretaria Municipal de Obras e Planejamento. Administração pública direta Sim Cobrança de tarifa ou preço público 80,00 Bituruna PR Secretaria de Desenvolvimento Urbano Administração pública direta Sim Cobrança de tarifa ou preço público 40,00 Cândido de Abreu PR SECRETARIA MUNICIPAL DE OBRAS E DESENVOLVIMENTO Administração pública direta Sim Cobrança de taxa específica 45,00 Encanto RN secretaria de obras Administração pública direta Sim Cobrança de taxa específica 0,20 Tenente Ananias RN SECRETARIA MUNICIPAL DE AGRICULTURA RECURSOS HIDRICOS E MEIO AMBIENTE Administração pública direta Sim Cobrança de tarifa ou preço público 20,00 Estância Velha RS Secretaria de Obras, Viação e Serviços Urbanos Administração pública direta Sim Cobrança de tarifa ou preço público 10,00 Montenegro RS Secretaria Municipal de Viação e Serviços Urbanos e Secretaria Municipal de Gestão e Planejamento Administração pública direta Sim Cobrança de taxa específica 72,26 Nova Santa Rita RS secretaria municipal de transporte e serviços publicos Administração pública direta Sim Cobrança de tarifa ou preço público 87,00 Porto Alegre RS Departamento Municipal de Água e Esgotos Autarquia Sim Cobrança de tarifa ou preço público 32,25 São Leopoldo RS Serviço Municipal de Água e Esgoto Administração pública direta Sim Cobrança de taxa específica 13,56 Cafelândia SP Secretaria Municipal de Obras e Engenharia Administração pública direta Sim Cobrança de taxa específica 20,35 Colômbia SP PREFEITURA MUNICIPAL DE COLÔMBIA - SUPERINTENDÊNCIA DA AGRICULTURA E MEIO AMBIENTE Administração pública direta Sim Cobrança de taxa específica 50,00 Florínia SP Secretaria Municipal de Obras e Serviços Urbanos Administração pública direta Sim Cobrança de tarifa ou preço público 13,51 Pedro de Toledo SP Departamento de Obras e Engenharia Administração pública direta Sim Cobrança de tarifa ou preço público 35,00 Santo André SP Secretaria de Manutenção e Serviços Urbanos - SMSU Autarquia Sim Cobrança de taxa específica 2,29 Mateiros TO Secretaria Municipal de Saúde e Saneamento Administração pública direta Sim Cobrança de taxa específica 43,78 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 10 Conceituação ➢ COBRANÇA Lei 14.026/2020 - Art. 4º-A: A ANA instituirá normas de referência para a regulação dos serviços públicos de saneamento básico por seus titulares e suas entidades reguladoras e fiscalizadoras, observadas as diretrizes para a função de regulação estabelecidas na Lei nº11.445, de 5 de janeiro de 2007. § 1º Caberá à ANA estabelecer normas de referência sobre: XI - normas e metas de substituição do sistema unitário pelo sistema separador absoluto de tratamento de efluentes; XII - sistema de avaliação do cumprimento de metas de ampliação e universalização da cobertura dos serviços públicos de saneamento básico; XIII - conteúdo mínimo para a prestação universalizada e para a sustentabilidade econômico-financeira dos serviços públicos de saneamento básico; • Criação da Superintendência de Regulação de Serviços e Coordenação de Drenagem (DRU) na ANA com o Novo Marco. Conceituação ➢ REGULAÇÃO GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 11 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 12 Conceituação https://anais.abrhidro.org.br/events.php GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 13 https://www.youtube.com/watch?v=s9lrWYi1II4 https://www.youtube.com/watch?v=glmGdj5FZGA Conceituação GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 14 Conceituação https://www.youtube.com/playlist?list=PL69hbSPM3INsDktfaBf4BLXXRztaLjw0M 15 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM ❖ A ocupação urbana estabeleceu-se às margens dos rios, lagos e mares, pois a partir deles era possível extrair água para o consumo e higiene humana, alimento através da pesca, serviam como meios de navegação e como locais de despejo dos efluentes; ❖ Porém essa ocupação se deu, em geral, de forma não planejada e, com o aumento da população, do avanço da agricultura e das atividades industriais, os corpos hídricos começaram a perder a sua capacidade de autodepuração. Tornaram-se poluídos, deixando de ser os “mocinhos” e tornando-se os “vilões”; Histórico da ocupação urbana e os desdobramentos para a drenagem urbana Margem direita do rio Tamanduateí no fim do século XIX 16 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM ❖ Com o aumento das doenças e grandes epidemias de cólera e tifo que assolaram a Europa no século XIX, ocorreu uma alteração significativa do tratamento da drenagem urbana, com o advento dos princípios do “higienismo”; ❖ PRECEITOS HIGIENISTAS: rápida evacuação das águas das áreas urbanas através de condutos, de preferência subterrâneos, facilitando a circulação viária e o desenvolvimento urbano, sem a presença da água na superfície das ruas, prevenindo doenças de veiculação hídrica; Ruas de Paraty construídas como calhas para entrada da maré e limpeza das ruas Vídeo: https://www.instagram.com/p/CkT-7NAgKog/ 17 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM ❖ No Brasil, as inundações naturais das várzeas traziam doenças para a população que vivia perto do rio. Na década de 40 muitos canais artificiais foram construídos pelo extinto DNOS - Departamento Nacional de Obras e Saneamento, alterando áreas onde naturalmente existiam lagoas, brejos e canais naturais, além de retificações de rios; Projeto de Retificação do Rio Tietê elaborado em 1893 Fonte: Rosa, 2013 18 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM ❖ A implantação desses canais resultaram na modificação da dinâmica das águas dessas áreas e, com a falta de manutenção esses canais, outros problemas começaram a surgir, principalmente ligados à inundação; ❖ Foi então que, a partir da década de 60, ao perceber as deficiências e consequências negativas nos sistemas naturais de drenagem, começou-se a olhar com mais cuidado para as ações do homem sobre o meio e a se pensar em medidas mais integradas de drenagem e manejo das águas urbanas. 19 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM Consequências da retificação dos rios Fonte: Árvore Água (instagram: @arvoreagua) ➢ Constituição Federal de 1988: ➢ Título III - Capítulo II - Art. 21. XVIII - planejar e promover a defesa permanente contra as calamidades públicas, especialmente as secas e as inundações; ➢ Título III - Capítulo II - Art. 21. XX – instituir diretrizes para o desenvolvimento urbano, inclusive habitação, saneamento básico e transportes urbanos; ➢ Título III - Capítulo II - Art. 23. IX – promover programas de construção de moradias e a melhoria das condições habitacionais e de saneamento básico; ➢ Título VIII - Capítulo II - Art. 200. IV – participar da formulação da política e da execução das ações de saneamento básico; GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM Aspectos Legais da Drenagem Para um manejo eficiente das águas pluviais em áreas urbanas é necessário dispor de dois recursos principais: (1) legislações, para definir as exigências para o controle e incentivo da drenagem urbana sustentável; (2) gerenciamento municipal, para garantir a aplicabilidade das legislações. ➢ Parcelamento e Uso do Solo Urbano - Lei Federal nº 6.766/1979 – Faixa Não Edificável / Faixa Non Aedificandi (FNA) - Art. 3º - Não será permitido o parcelamento do solo: I - em terrenos alagadiços e sujeitos a inundações, antesde tomadas as providências para assegurar o escoamento das águas; 20 o Inciso II - mapeamento contendo as áreas suscetíveis à ocorrência de deslizamentos de grande impacto, inundações bruscas ou processos geológicos ou hidrológicos correlatos (Lei nº 12.608/2012); o Inciso IV - medidas de drenagem urbana necessárias à prevenção e à mitigação de impactos de desastres (Incluído pela Lei nº 12.608/2012); GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 21 ➢ Política Nacional de Recursos Hídricos (PNRH) - Lei Federal nº 9.433/1997: ➢ Capítulo II - art. 2º, inciso IV - incentivar e promover a captação, a preservação e o aproveitamento de águas pluviais (Incluído pela Lei nº 13.501, de 2017); ➢ Estatuto da Cidade - Lei Federal nº 10.257/2001 – Regulamenta os arts. 182 e 183 da Constituição Federal, estabelece diretrizes gerais da política urbana e dá outras providências: • Capítulo III - Art. 41. O Plano Diretor é obrigatório para cidades: o Inciso VI - incluídas no cadastro nacional de Municípios com áreas suscetíveis à ocorrência de deslizamentos de grande impacto, inundações bruscas ou processos geológicos ou hidrológicos correlatos (Incluído pela Lei nº 12.608/2012 - Política Nacional de Proteção e Defesa Civil – PNPDEC); ▪ Capítulo III - Art. 42-A. Além do conteúdo previsto no art. 42, o Plano Diretor dos Municípios incluídos no cadastro nacional de municípios com áreas suscetíveis à ocorrência de deslizamentos de grande impacto, inundações bruscas ou processos geológicos ou hidrológicos correlatos deverá conter: Aspectos Legais da Drenagem GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 22 ➢ Planos de Saneamento Básico - Lei Federal nº 11.445/2007; Lei nº 14.026/2020; • Universalização do acesso aos serviços de Saneamento Básico, do qual faz parte a drenagem urbana; • Descreve como parte do saneamento básico os serviços, infraestruturas e instalações operacionais de “[...] detenção ou retenção para o amortecimento de vazões de cheias, tratamento e disposição final das águas pluviais drenadas nas áreas urbanas [...]” ; • Possibilidade de cobrança pelos serviços de manejo de águas pluviais urbanas, a fim de manter a sustentabilidade econômico-financeira dos serviços prestados; • As cobranças devem considerar “[...] os percentuais de impermeabilização e a existência de dispositivos de amortecimento ou de retenção de água de chuva [...] Aspectos Legais da Drenagem GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 23 ➢ Áreas de Preservação Permanente – APP / Demarcação de Faixa Marginal de Proteção (FMP)* ➢ Lei Federal nº 12.651/2012 (Código Florestal); ➢ Lei Federal nº 14.285/2021 - alterou dispositivos do Código Florestal referentes à proteção de Áreas de Preservação Permanente (APPs) em áreas urbanas consolidadas. *no estado do Rio de Janeiro, a Faixa Marginal de Proteção (FMP) é um tipo específico de Área de Preservação Permanente (APP) - art. 268, inciso III, da Constituição Estadual Aspectos Legais da Drenagem GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 24 ➢ Áreas de Preservação Permanente – APP / Demarcação de Faixa Marginal de Proteção (FMP)* ➢ Lei Federal nº 12.651/2012 (Código Florestal) Aspectos Legais da Drenagem II - as áreas no entorno dos lagos e lagoas naturais, em faixa com largura mínima de: a) 100 (cem) metros, em zonas rurais, exceto para o corpo d’água com até 20 (vinte) hectares de superfície, cuja faixa marginal será de 50 (cinquenta) metros; b) 30 (trinta) metros, em zonas urbanas; III - as áreas no entorno dos reservatórios d’água artificiais, decorrentes de barramento ou represamento de cursos d’água naturais, na faixa definida na licença ambiental do empreendimento; (Incluído pela Lei nº 12.727, de 2012). § 1º Não será exigida Área de Preservação Permanente no entorno de reservatórios artificiais de água que não decorram de barramento ou represamento de cursos d’água naturais § 4º Nas acumulações naturais ou artificiais de água com superfície inferior a 1 (um) hectare, fica dispensada a reserva da faixa de proteção prevista nos incisos II e III do caput , vedada nova supressão de áreas de vegetação nativa, salvo autorização do órgão ambiental competente do Sistema Nacional do Meio Ambiente - Sisnama. Art. 5º Na implantação de reservatório d’água artificial destinado a geração de energia ou abastecimento público, é obrigatória a aquisição, desapropriação ou instituição de servidão administrativa pelo empreendedor das Áreas de Preservação Permanente criadas em seu entorno, conforme estabelecido no licenciamento ambiental, observando-se a faixa mínima de 30 (trinta) metros e máxima de 100 (cem) metros em área rural, e a faixa mínima de 15 (quinze) metros e máxima de 30 (trinta) metros em área urbana. Art. 62. Para os reservatórios artificiais de água destinados a geração de energia ou abastecimento público que foram registrados ou tiveram seus contratos de concessão ou autorização assinados anteriormente à Medida Provisória nº 2.166-67, de 24 de agosto de 2001, a faixa da Área de Preservação Permanente será a distância entre o nível máximo operativo normal e a cota máxima maximorum . LAGOS, LAGOAS E RESERVATÓRIOS ➢ Áreas de Preservação Permanente – APP / Demarcação de Faixa Marginal de Proteção (FMP)* ➢ Lei Federal nº 12.651/2012 (Código Florestal) Aspectos Legais da Drenagem LAGOS, LAGOAS E RESERVATÓRIOS Tipo Zona Área de Superfície FMP (m) Reservatórios artificiais de água que não decorram de barramento ou represamento de cursos d’água naturais - - Dispensada Acumulações naturais ou artificiais de água com superfície inferior a 1 (um) hectare - < 1 ha Dispensada < 20 ha 50 > 20 ha 100 Urbana - 30 Rural - 30 - 100 Urbana - 15 - 30 - Medida Provisória nº 2.166-67/2001 Distância entre o nível máximo operativo normal e a cota máxima maximorum Reservatório d’água artificial destinado a geração de energia ou abastecimento público Lagos e Lagoas Naturais Rural GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 25reservatórios artificiais de água destinados a geração de energia ou abastecimento público que foram registrados ou tiveram seus contratos de concessão ou autorização assinados anteriormente à Medida Provisória nº 2.166-67, de 24 de agosto de 2001 * * GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 26 Ciclo Hidrológico • Evapotranspiração da água do solo, do mar, das água continentais e da vegetação; • Condensação em forma de nuvens; • Precipitação; • Degelo; • Acumulação no solo ou em corpos d’água; • Escoamento superficial; • Infiltração no solo. Ciclo Hidrológico: 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 (ANA, 2015). Ciclo Hidrológico Fonte: MMA, 2017 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 27E fe it o s d a u rb a n iz a ç ã o n o b a la n ç o h íd ri c o F o n te : A d a p ta d o d e F IS R W G , 2 0 0 1 Impactos da Urbanização no Ciclo Hidrológico GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 28 ➢ Redução das taxas de infiltração no solo e da evapotranspiração; ➢ Aumento das taxas de escoamento superficial; ➢ Redução da recarga dos lençóis freáticos e do escoamento subterrâneo; ➢ Aumento da temperatura devido à produção das ilhas de calor, principalmente nos centros urbanos; ➢ Aumento da produção de sedimentos e consequente assoreamento da rede de drenagem e redução da capacidade hidráulica; ➢ Aumento da poluição devido ao transporte de poluentes agregados aos sedimentos; ➢ Redução da qualidade da água das redes pluviais e dos corpos hídricos. Dica de documentário: ENTRE RIOS. Conta a história da cidade de São Paulo sob a perspectiva de seus rios e córregos, abordando o processo de transformaçãosofrido pelos cursos d’água paulistanos e as motivações sociais, políticas e econômicas que orientaram a cidade a se moldar como se eles não existissem. Link: https://www.youtube.com/watch?v=Xi9c_N8uFvY Impactos da Urbanização no Ciclo Hidrológico 29 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM ENCHENTE INUNDAÇÃO ALAGAMENTO Como você Classificaria esses Impactos? ENXURRADA Link quiz https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSe sLGiZ9mA7ZAwNcCVMF0wrtkm0j5knM8Zp6- Q-ZTRa0d1IWw/viewform?usp=sf_link 30 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM Principais Impactos ENCHENTE 1 Elevação do nível d’água no rio, atingindo sua capacidade máxima, sem extravasamento. INUNDAÇÃO 2 Transbordamento do rio atingindo as planícies de inundação ou várzea. Diferença entre inundação, enchente e alagamento. Fonte: Defesa Civil de São Bernardo do Campo, 2015 Fonte: Marchezini, et. al, 2020 Diferença entre inundação, enchente e alagamento. Fonte: Defesa Civil de São Bernardo do Campo, 2015 31 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM Principais Impactos Fonte: Marchezini, et. al, 2020 ALAGAMENTO ENXURRADA 3 4 Acúmulo momentâneo da água por deficiência do sistema de drenagem. Escoamento superficial concentrado e com alta energia de transporte, que pode estar ou não associado aos rios. GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 32 Principais Impactos Condado de Yanjin, Província de Yunnan/China - construído às margens do rio Nanxi. A cidade mais estreita do mundo (400m de largura) https://www.linkedin.com/posts/monique-marins_recebi-esse- v%C3%ADdeo-do-raphael-lima-um-v%C3%ADdeo-activity- 6728800965819944960-Ixcv Província de Yunnan/China Província de Yunnan/China Afonso Cláudio, ES GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 33 Principais Impactos GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 34 Principais Impactos Resíduos sólidos x drenagem: https://www.linkedin.com/posts/monique- marins_engenhariaambiental-engenharia-sustentabilidade-activity- 6701672278687662080-zePj https://www.linkedin.com/posts/monique-marins_engenhariaambiental-engenharia-sustentabilidade-activity-6701672278687662080-zePj https://www.linkedin.com/posts/monique-marins_engenhariaambiental-engenharia-sustentabilidade-activity-6701672278687662080-zePj https://www.linkedin.com/posts/monique-marins_engenhariaambiental-engenharia-sustentabilidade-activity-6701672278687662080-zePj 35 Principais Impactos GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 35 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 36 Principais Impactos "Dispositivo" desenvolvido por morador para que a água do rio, nas cheias, não entre na sua casa. Situação corriqueira no nosso país - residências às margens de rios, despejando efluentes domésticos e sendo afetadas pelas elevações de níveis dos rios. GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 37 Principais Impactos Principais Impactos 38 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 39 Principais Impactos PERCEPÇÃO DE RISCO Os mais impactados são os mais vulneráveis. GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 40 Hidrologia aplicada a projetos de drenagem Hidrologia é a ciência que trata da água na Terra, sua ocorrência, circulação e distribuição, suas propriedades físicas e químicas, e suas reações com o meio ambiente, incluindo suas relações com as formas vivas. (U.S. Federal Council for Science and Technology) Aplicações: ▪ Gestão de recursos hídricos; ▪ Irrigação; ▪ Dimensionamento de dispositivos de drenagem urbana; ▪ Estudos de inundações; ▪ Drenagem de rodovias; ▪ Geração de energia; ▪ Obras hidráulicas; ▪ Saneamento. ➢ Estudos hidrológicos: quantificação dos volumes de água. GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 41 Hidrologia aplicada a projetos de drenagem ➢ Objetivo dos Estudos Hidrológicos • Determinação das chuvas de projeto e das vazões de contribuição dos dispositivos de drenagem; • Vazões de projeto associadas a um determinado tempo de recorrência, a ser definido em função do tipo de obra a ser executada; • Fornecer subsídios e informações necessárias para a avaliação adequada do regime pluviométrico da região estudada, visando estabelecer a influência das condições climáticas sobre o terreno natural, a terraplenagem, a pavimentação e sobre a concepção e dimensionamento das estruturas de drenagem, bem como sobre o estabelecimento do cronograma físico correspondente às etapas construtivas do projeto. GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 42 Hidrologia aplicada a projetos de drenagem ➢ Etapas 43 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 43 Hidrologia aplicada a projetos de drenagem ➢ Etapas GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 44 Conceitos Importantes Elementos de uma bacia hidrográfica 44 Bacia Hidrográfica GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 45 Forma da Bacia GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 46 Rede de Drenagem • Ordem dos cursos d’água: grau de ramificação ou bifurcação dentro de uma bacia. • Densidade de drenagem (Dd): relação entre o comprimento total dos cursos d’água de uma bacia (L) e a sua área total (A). • Extensão média do escoamento superficial: distância média de escoamento da água considerando uma linha reta desde o ponto de incidência da chuva até o curso d’água. • Sinuosidade do curso d’água principal (IS): relação entre o comprimento do rio principal (Lc) e a distância entre a nascente e a foz (Dc) medida em linha reta. IS = Lc/Dv Fonte: https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4641489/mod_resource/c ontent/1/aula%203_LOB1233.pdf GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 47 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 48 Dados Topográficos da Bacia Definição: Modelo Digital de Elevação (MDE) é um modelo digital que representa as altitudes da superfície topográfica agregada aos elementos geográficos existentes sobre ela, como cobertura vegetal e edificações. Fonte: CAMPOS (2019) MDE – Modelo Digital de Elevação GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 49 Dados Topográficos da Bacia IBGE: Disponível nos formatos TIF e ASCII Disponível em: https://www.ibge.gov.br/geociencias/modelos- digitais-de-superficie/modelos-digitais-de-superficie/10856-mde- modelo-digital-de-elevacao.html?=&t=downloads SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) EMBRAPA: https://www.cnpm.embrapa.br/projetos/relevobr/ EMBRAPA: feita com imagens do satélite Landsat 7 de 2000/2001 MDE – Modelo Digital de Elevação http://srtm.usgs.gov/ http://www.sat.cnpm.embrapa.br/satelite/landsat.html GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 50 Dados Topográficos da Bacia Levantamento de seções topobatimétricas • Dois receptores GNSS – um fixo e um móvel (RTK); • Estação total; • Drone. GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM VIDEO DRONE – LINKEDIN: https://www.linkedin.com/posts/monique-marins_star-wars-que-nada-e-voc%C3%AA- j%C3%A1-activity-6927352280392323073-i-T8?utm_source=linkedin_share&utm_medium=member_desktop_web Dados Topográficos da Bacia 51 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 52 Dados Topográficos da Bacia GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 53 Análise do lençol freático Dados Geotécnicos GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 54 ▪ Dados registrados em estações de monitoramento: chuva e vazão; ▪ Fontes: ANA, INEA, INMET. HIDROWEB/ANA: http://www.snirh.gov.br/hidroweb/ INMET: • https://bdmep.inmet.gov.br • https://portal.inmet.gov.br/normais HIDROWEB/ANA INMETDados Hidrológicos http://www.snirh.gov.br/hidroweb/ https://bdmep.inmet.gov.br/ https://portal.inmet.gov.br/normais GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM Dados Hidrológicos 55 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 56 Dados de Uso e Cobertura do Solo GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 57 Delimitação da Bacia Hidrográfica • Cartas Topográficas (IBGE); • Levantamento Planialtimétrico; • Shapes de curvas de nível; • Arquivos raster (MDE). • GOOGLE EARTH PRO • AUTOCAD • ARCGIS/QGIS GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM ARCGIS/QGIS Delimitação da Bacia Hidrográfica 58 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 59 GOOGLE EARTH PRO Delimitação da Bacia Hidrográfica GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM AUTOCAD/MANUAL Delimitação da Bacia Hidrográfica 60 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 61 GOOGLE EARTH PRO ARCGIS AUTOCAD Delimitação da Bacia Hidrográfica 61 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM Delimitação da Bacia Hidrográfica 62 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 63 Exemplo: Delimitação de bacia hidrográfica GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 64 • Também chamado de Tempo de Recorrência; • Representado pela sigla “TR”; • Significa o intervalo de tempo (geralmente em anos) esperado para que um determinado evento seja igualado ou superado; • Ocorrência de eventos naturais como chuvas, secas, furacões não seguem um periodicidade; • Os eventos são cíclicos – vão acontecer, mas não sabe-se quando; • Uma forma de estimar a ocorrência de um evento natural é através do uso de estatísticas aplicadas a dados de eventos passados; Período de Retorno Representa o risco a ser assumido no dimensionamento de um dispositivo hidráulico, considerando a frequência com que a chuva de projeto será igualada ou ultrapassada num ano qualquer. GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 65 PROBABILIDADE Período de Retorno GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 66 • Sendo p a probabilidade de ocorrência do evento num ano e q a probabilidade de não-ocorrência do evento, então (q = 1- p); • Logo, a probabilidade de não ocorrer em um ano qualquer será q = 1-p = 1- 1/TR; • Os eventos são independentes, então a probabilidade de não ocorrência em n anos seguidos = q = (1-p).(1-p). ... .(1-p) = (1-p)n • Logo, a probabilidade de não-ocorrência em n anos seguidos é q = (1-1/TR)n PROBABILIDADE Período de Retorno GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 67 RISCO DE FALHA Período de Retorno Aula sobre Tempo de Recorrência: https://www.youtube.com/watch?v=U0jYErVqYX8&t=18s GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 68 Período de Retorno Drenagem/Dispositivo TR (anos) Fonte Aproveitamento de rede existente - microdrenagem 5 RIO-ÁGUAS (RJ) Microdrenagem - dispositivos de drenagem superficial, galerias de águas pluviais 10 ISF-208 (DNIT) / RIO-ÁGUAS (RJ) Drenagem Subsuperficial 10 IS-203 (DNIT) Canais de macrodrenagem não revestidos 10 RIO-ÁGUAS (RJ) Canais de macrodrenagem revestidos, com verificação para TR = 50 anos sem considerar borda livre 25 RIO-ÁGUAS (RJ) Canais abertos 25 INEA-RJ Bueiros (dimens. como canal), com verificação para TR = 50 anos 25 ISF-208 (DNIT) Canais fechados/Bueiros 50 INEA-RJ Pontilhão 50 IS-203 (DNIT) Ponte 100 ISF-208 (DNIT) / INEA-RJ Microdrenagem Macrodrenagem GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 69 Tempo necessário para a água precipitada no ponto mais distante da bacia deslocar-se até a seção principal (exutório). Tc = tempo de concentração, em minutos; L = comprimento do curso d’água, em km; S = declividade do curso d’água, em m/m. 385,0 2 989,3 = S L TcKIRPICH Tempo de Concentração ▪ Fatores que influenciam o tempo de concentração ➢ Características da Bacia: Forma, área, declividade...; ➢ Características do curso d'água principal: Comprimento e declividade; ➢ Tipo de cobertura vegetal e rugosidade das superfícies; ➢ Distância entre o ponto mais afastado da bacia e o exutório. GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 70 tp = tempo de percurso, em minutos; Li = comprimento do dispositivo/talvegue, em km; Vi = velocidade no trecho considerado, em m/s. MÉTODO CINEMÁTICO A aplicação do método cinemático deve ser realizada com base na velocidade correspondente ao escoamento em regime permanente e uniforme. As velocidades poderão ser estimadas pela fórmula de Manning, adotando-se o valor de 0,50 para o raio hidráulico em canais retangulares, 0,61 para canais trapezoidais e 1/4 do diâmetro para seções circulares, conforme a seguinte equação: Tempo de Percurso ➢ Tempo decorrido entre o início e o fim da precipitação; ➢ Para o dimensionamento de estruturas de microdrenagem, onde as vazões são determinadas pelo Método Racional ou Racional Modificado, o tempo de duração da chuva é igual ao tempo de concentração; GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 71 Duração da Chuva GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 72 Resumo GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM Chuva de Projeto 73 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM c a bt TRK i )( + = )1log(. ctbatTP T ++ = + ➢ Abrangência Nacional: • Software Pluvio, GPRH (UFV) - http://www.gprh.ufv.br/?area=softwares • Estudo de Chuvas Intensas do Otto Pfafstetter, 1957 • Chuvas Intensas e Equações IDF - Produtos por Estado (CPRM) http://www.cprm.gov.br/publique/Hidrologia/Estudos- Hidrologicos-e-Hidrogeologicos/Produtos-por-Estado--- Chuvas-Intensas-e-Equacoes-IDF-6605.html Equação de Chuva Intensa https://www.abder.org.br/wp-content/uploads/2020/07/apostila_2019.pdf; Quantidade de chuva que ocorre na unidade de tempo adotada (mm/h), para uma dada frequência (TR) e para um determinado tempo de concentração. 74 http://www.gprh.ufv.br/?area=softwares http://www.cprm.gov.br/publique/Hidrologia/Estudos-Hidrologicos-e-Hidrogeologicos/Produtos-por-Estado---Chuvas-Intensas-e-Equacoes-IDF-6605.html http://www.cprm.gov.br/publique/Hidrologia/Estudos-Hidrologicos-e-Hidrogeologicos/Produtos-por-Estado---Chuvas-Intensas-e-Equacoes-IDF-6605.html http://www.cprm.gov.br/publique/Hidrologia/Estudos-Hidrologicos-e-Hidrogeologicos/Produtos-por-Estado---Chuvas-Intensas-e-Equacoes-IDF-6605.html https://www.abder.org.br/wp-content/uploads/2020/07/apostila_2019.pdf GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 75 Equação de Chuva Intensa PLUVIO OTTO PFAFSTETTER c a bt TRK i )( + = )1log(. ctbatTP T ++ = + GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 76 Equação de Chuva Intensa IDF - CPRM GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 77 ➢ Estado do Rio de Janeiro: • Estudo de Chuvas Intensas – CPRM, 2001 http://cprm.gov.br/publique///Projetos/Projeto-Rio-de-Janeiro-315.html ➢ Estado de São Paulo: • DAEE/SP, 2016 http://www.daee.sp.gov.br/index.php?option=com_content&view=article&id=743%3Aplu viografia&catid=43%3Ahidrometeorologia&Itemid=30 ➢ Cidade do Rio: • Manual Rio-Águas, 2019 (para a cidade do Rio) http://www.rio.rj.gov.br/dlstatic/10112/8940582/4244719/InstrucaoTecnicaREVISAO1.pdf Equação de Chuva Intensa http://cprm.gov.br/publique/Projetos/Projeto-Rio-de-Janeiro-315.html http://www.daee.sp.gov.br/index.php?option=com_content&view=article&id=743%3Apluviografia&catid=43%3Ahidrometeorologia&Itemid=30 http://www.daee.sp.gov.br/index.php?option=com_content&view=article&id=743%3Apluviografia&catid=43%3Ahidrometeorologia&Itemid=30 http://www.rio.rj.gov.br/dlstatic/10112/8940582/4244719/InstrucaoTecnicaREVISAO1.pdf GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAISURBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 78 Equação de Chuva Intensa 2 10 25 50 2 10 25 50 5 min 77,36 112,32 129,43 142,82 6,45 9,36 10,79 11,90 10 min 66,54 96,61 111,32 122,84 11,09 16,10 18,55 20,47 15 min 58,90 85,51 98,54 108,73 14,72 21,38 24,63 27,18 30 min 45,02 65,37 75,32 83,11 22,51 32,68 37,66 41,56 1 h 32,21 46,77 53,90 59,47 32,21 46,77 53,90 59,47 2 h 21,99 31,93 36,79 40,60 43,98 63,85 73,58 81,19 4 h 14,58 21,17 24,40 26,92 58,33 84,69 97,59 107,68 8 h 9,52 13,82 15,92 17,57 76,13 110,54 127,38 140,56 14 h 6,70 9,73 11,21 12,37 93,82 136,22 156,96 173,20 24 h 4,77 6,92 7,98 8,80 114,40 166,10 191,40 211,20 P x D X F mm TR (ANOS)TR (ANOS) I x D X F mm/h Duração 0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 4 8 12 16 20 24 In te n s id a d e ( m m /h ) Tempo (h) Posto 2242012 - Represa do Paraíso TR 2 TR 10 TR 25 TR 50 mm hh mm p 36,9 min/ min 60 5 32,112 == GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 79 ▪ Fatores que determinam a escolha da metodologia a ser utilizada: ➢ Disponibilidade de dados fluviométricos e do número de anos de observação; ➢ Tamanho da bacia. Fonte: NOP33 (INEA-RJ) Vazões Máximas GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 80 ▪ Ausência de dados fluviométricos → Modelos chuva-vazão Método Racional: • INEA-RJ: A ≤ 1 km² • DER/SP: A ≤ 2 km² • DNIT: A ≤ 4km² Método Racional Corrigido/Modificado: • INEA-RJ: 1 km² < A ≤ 2 km² • DNIT: 4 km² < A ≤ 10 km² Método Hidrograma Unitário (HUT): • INEA-RJ: A > 2 km² • DNIT: A > 10 km² Vazões Máximas GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 81 Método Racional Método Racional Corrigido/Modificado • Q = Vazão, em m3/s; • C = Coeficiente de escoamento superficial (runoff) (adimensional); • i = Intensidade pluviométrica, em mm/h; • A = Área de drenagem, em Km²; • n = Coeficiente de distribuição RIO-ÁGUAS: Para A ≤ 1 km² → n=1 Para A > 1km² → n=A-0,15 DNIT: Para projetos rodoviários → n=A-0,10 Para obras urbanas (Coeficiente definido por Burkli-Ziegler) → n=A-0,15 Vazões Máximas GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM Vazões Máximas Valores de Coeficiente de Runoff (C) • C = 1: escoamento total • C = 0: infiltração total [...] coeficiente de escoamento superficial chamado de coeficiente de runoff que é o quociente entre a água que escoa superficialmente pelo total da água precipitada. Usa-se a letra C para o coeficiente de runoff (Tomaz, 2009). Coeficiente de Escoamento Superficial (Runoff) VALOR MÉDIO 82 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 83 Vazões Máximas Valores de Coeficiente de Runoff (C) GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 84 • Procedimento desenvolvido pelo SCS, no qual a lâmina escoada (isto é, a altura de precipitação efetiva) é uma função da altura total de chuva e de um parâmetro de abstração denominado CN (Curva Número); • Determina a descarga de uma bacia hidrográfica através do hidrograma triangular composto = resultado da somatória das ordenadas de histogramas unitários, para cada intervalo temporal de discretização da chuva; • Para cada intervalo temporal obtém-se o escoamento correspondente à chuva excedente neste período, em função das curvas de deflúvio – CN. A partir dos escoamentos obtidos, são definidos os hidrogramas para cada intervalo. Da composição dos hidrogramas, por convolução, resulta o hidrograma final de cheia, cujo pico corresponde ao valor da vazão de projeto. Método Hidrograma Unitário do U. S. Soil Conservation (atual NRCS) Vazões Máximas GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 85 Método Hidrograma Unitário do U. S. Soil Conservation (atual NRCS) Vazões Máximas GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 86 Método Hidrograma Unitário do U. S. Soil Conservation (atual NRCS) Vazões Máximas GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 87 ❖ Curva Número (CN): parâmetro de abstração relacionado ao tipo de solo e cobertura vegetal da bacia; ❖ Tabelado e varia de 1 a 100; ❖ Os tipos de solos foram classificados em quatro grupos hidrológicos (A, B, C e D) de acordo com sua taxa de infiltração, conforme descritos a seguir: • Grupo A: solos com alta infiltração e que produzem baixo escoamento superficial são solos arenosos profundos, com pouco silte e argila; • Grupo B: solos menos permeáveis que o anterior, arenosos e menos profundos que o solo tipo A, com permeabilidade superior à média; • Grupo C: solos com capacidade de infiltração abaixo da média e que geram escoamento superficial acima da média, contendo considerável percentagem de argila e são pouco profundos; • Grupo D: solos contendo argilas expansivas e pouco profundos com baixa capacidade de infiltração, gerando a maior proporção de escoamento superficial do grupo de solos. Método Hidrograma Unitário do U. S. Soil Conservation (atual NRCS) Vazões Máximas GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 88 Método Hidrograma Unitário do U. S. Soil Conservation (atual NRCS) Vazões Máximas Valores de CN (Tucci, 2004) GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM Método Hidrograma Unitário do U. S. Soil Conservation (atual NRCS) Vazões Máximas 89 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 90 Método Hidrograma Unitário do U. S. Soil Conservation (atual NRCS) Vazões Máximas GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM Método Hidrograma Unitário do U. S. Soil Conservation (atual NRCS) Vazões Máximas 91 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM Método Hidrograma Unitário do U. S. Soil Conservation (atual NRCS) Vazões Máximas 92 SOFTWARES HIDROLOGIA/HIDRÁULICA GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 93 Software Hidro (ANA) http://www.gprh.ufv.br/?area=softwares https://www.pimentadeavila.com.br/sisccoh/Software SisCCoH (UFMG) GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 94 Download de Softwares GRATUITOS Softwares Canal e Pluvio (UFV) http://www.gprh.ufv.br/?area=softwares GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 95 Download de Softwares GRATUITOS Software HEC-RAS (U.S. Army Corps of Engineers - USACE) https://www.hec.usace.army.mil/software/h ec-ras/download.aspx GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 96 Download de Softwares GRATUITOS Google Earth Pro https://support.google.com/earth/ answer/21955?hl=pt-BR GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 97 Download de Softwares AutoCad Free Student https://www.autodesk.com.br/content/autodesk/global/en/education/ edu-software/overview.html?sorting=featured&filters=individual QGis https://www.qgis.org/pt_BR/sit e/forusers/download.html GRATUITOS GEOSETTER https://geosetter.de/en/download-en/ Download de Softwares GRATUITOS GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 98 WINDY Download de Softwares https://www.windy.com/ GRATUITO GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 99 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM MACRODRENAGEM cursos d’água naturais (hidrografia), canais abertos, grandes galerias MICRODRENAGEM vias locais, pequenos lotes, praças, estacionamentos Drenagem Clássica/ Tradicional Drenagem Alternativa/ Sustentável (SuDS) Soluções Baseadas na Natureza (SbN) Tipos de Drenagem SDMAPU GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 103 Tipos de Drenagem - Microdrenagem GALERIA CAIXAS COLETORAS / MEIO-FIO GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 104 Tipos de Drenagem - Microdrenagem • Sarjeta • Faixas formadas pelo limite da via pública com a guia ou meio-fio, formando uma calha que coleta as águas pluviais oriundas da via; • Podem estar conjugadas com meio-fio ou independentes, e devem apresentar declividade de 20%. GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAISURBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 105 Tipos de Drenagem - Microdrenagem GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 106 Tipos de Drenagem - Microdrenagem GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 107 Tipos de Drenagem - Microdrenagem GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 108 Tipos de Drenagem - Microdrenagem GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM Tipos de Drenagem - Microdrenagem • Boca de Lobo • Dispositivo utilizado nas vias com meio-fio e passeio, cuja finalidade é captar as águas pluviais que escoam pelas sarjetas e conduzi-las às galerias subterrâneas (bueiros de greide ou rede coletora). 109 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 110 Tipos de Drenagem - Microdrenagem GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 111 Tipos de Drenagem - Microdrenagem GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM Tipos de Drenagem - Microdrenagem • Valetas • Evitar a erosão no pé dos taludes através da captação e condução das águas que escoam pelo terreno a montante e pelas áreas adjacentes; • Geometria: retangulares, trapezoidas ou triangulares; • Revestimento: grama, solo compactado*, pedra arrumada, pedra argamassada, concreto, solo-cimento, alvenaria de tijolo e pedra, etc. Adotado com base na velocidade de erosão. 112 Tipos de Drenagem - Microdrenagem GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 113 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 114 Tipos de Drenagem - Microdrenagem • Sarjetão • Utilizados em vias dentro da área urbana; • Canais auxiliares utilizados para guiar o fluxo de água na travessia de ruas transversais ou desviar o fluxo de um lado para outro da rua. GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 115 Tipos de Drenagem - Microdrenagem • Caixas • Caixa Coletora: coletar águas provenientes de outros dispositivos; • Caixa de Inspeção e Limpeza: permitir a inspeção das tubulações e limpeza de uma determinada rede de drenagem; • Caixa de Passagem: possibilitar mudanças de direção de bueiros, declividade e dimensão, bem como o recebimento de mais de um bueiro na mesma caixa. GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 116 Tipos de Drenagem - Microdrenagem Brasília, nov/2022 Fonte: @water.eau.agua_urbana GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 117 Tipos de Drenagem - Microdrenagem • Galerias • As galerias de drenagem pluvial são condutos destinados aos transporte das águas captadas nas bocas de lobo, conduzindo-as até o ponto de lançamento determinados em projeto (deságue final). GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 118 Tipos de Drenagem - Microdrenagem • Travessias • Transpor um corpo hídrico (córrego, lagos, açudes, entre outros), permitindo que o escoamento ocorra naturalmente, sem comprometer a estrutura da estrada e o curso d’água em questão. GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 119 Tipos de Drenagem - Microdrenagem • Travessias • A travessia nos cursos d’água pode ser realizada com a introdução de uma ou mais linhas de bueiros sob os aterros ou com a implantação de pontilhões ou pontes, que irão transpor os cursos d’água. GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 120 Tipos de Drenagem - Microdrenagem • Travessias GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 121 Tipos de Drenagem - Microdrenagem • Travessias GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 122 Tipos de Drenagem - Microdrenagem • Travessias GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 123 Tipos de Drenagem - Microdrenagem • Travessias GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 124 Tipos de Drenagem - Microdrenagem • Travessias GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 125 Tipos de Drenagem - Microdrenagem • Travessias GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 126 Tipos de Drenagem - Microdrenagem • Descidas d’água • Conduzir as águas captadas por dispositivos de drenagem como valeta, sarjeta, entre outros, pelos talude até o ponto de deságue; • Dispositivos instalados em taludes com desníveis acentuados e que tem a função de coletar e conduzir a água para pontos mais baixos, dissipando a energia do fluxo e reduzindo a velocidade de escoamento. VÍDEO DESCIDA D’ÁGUA EM DEGRAUS: https://www.youtube.com/watch?v=SIHIP8hsExI GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 127 Tipos de Drenagem - Microdrenagem Fonte: Prof. José Costa https://www.linkedin.com/in/engjosecosta/ GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 128 Tipos de Drenagem - Microdrenagem GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 129 Tipos de Drenagem - Microdrenagem • Dissipadores de energia • Tem como objetivo reduzir a energia do fluxo d’água concentrado por outros dispositivos, reduzindo sua velocidade de escoamento tanto no deságue para o terreno natural, quanto ao longo de dispositivos de drenagem; • Com o uso do dissipador, os efeitos erosivos são minimizados, principalmente na disposição final junto ao terreno natural. GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM Tipos de Drenagem - Microdrenagem Má conservação dos dispositivos de microdrenagem 130 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 133 Tipos de Drenagem - Macrodrenagem • Rede de drenagem natural • Formada por cursos d’água (córrego, riachos e rios) que não sofreram a intervenção humana; • Tem a função de realizar o escoamento superficial e a condução das águas dentro de uma bacia hidrográfica. Rio Muriaé, RJ GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 134 Tipos de Drenagem - Macrodrenagem • Rede de drenagem artificial/modificada • Canais de drenagem artificiais construídos, ou naturais que tiveram que ser modificados para atender aos parâmetros de projeto/necessidade local. Córrego Ermitage, Teresópolis, em fase de obra para exceção de canalização Obra de canalização em Magé GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM Fonte: https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4641489/mod_resource/content/1/ aula%203_LOB1233.pdf Tipos de Drenagem - Macrodrenagem • Rede de drenagem artificial/modificada GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 135 Tipos de Drenagem - Macrodrenagem • Rede de drenagem artificial/modificada Má conservação dos dispositivos de macrodrenagem GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 136 DIMENSIONAMENTO (Estudos Hidráulicos) Capacidade de Vazão do Dispositivo mh AIR n Q 2/13/21 = Onde, Q - vazão, em m³/s; V – velocidade, em m/s; n - coeficiente de rugosidade de Manning; RH - raio hidráulico (Am /Pm ), em m; Am – área molhada Pm – perímetro molhado I - declividade longitudinal do dispositivos, em m/m. Velocidade 𝑉 = 1 𝑛 𝑅ℎ 2/3𝐼1/2 mAVQ .=e FÓRMULA DE MANNING EQUAÇÃO DA CONTINUIDADE Manning: n = 0,015 dispositivos em concreto n = 0,030 dispositivos em grama GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 137 DIMENSIONAMENTO (Estudos Hidráulicos) Capacidade de Vazão do Dispositivo GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 138 • REVESTIMENTO X VELOCIDADE Tabela 31 do Manual de Drenagem de Rodovias do DNIT DIMENSIONAMENTO (Estudos Hidráulicos) GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 139 DIMENSIONAMENTO (Estudos Hidráulicos) Coeficiente de Manning • Ou Coeficiente de Rugosidade: Representa a rugosidade da superfície e é um dos principais parâmetros para descrição da vazão sobre uma superfície; • Reflete os fatores de atrito, que traduzem a perda de carga de um escoamento; • Está relacionado com o revestimento utilizado (concreto, grama, pedra arrumada, etc.) GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANASE SISTEMAS DE DRENAGEM 140 DIMENSIONAMENTO (Estudos Hidráulicos) GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 141 DIMENSIONAMENTO (Estudos Hidráulicos) GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 142 DIMENSIONAMENTO (Estudos Hidráulicos) GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 143 DIMENSIONAMENTO (Estudos Hidráulicos) GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 144 Para dimensionamento das sarjetas deve ser considerada as mesmas fórmulas utilizadas para canais, tendo como base um escoamento em conduto livre, a equação de Manning é as mais utilizadas para este dimensionamento. Ou ainda, para uma sarjeta triangular, quando se tem todos os dados sobre declividade, rugosidade e comprimento de uma sarjeta, calcula-se a capacidade máxima que a sarjeta pode transportar para esta lâmina. Este cálculo pode ser feito com a fórmula de Izzard, é uma adaptação da fórmula de manning para sarjetas com forma triangular, conforme figura abaixo: Logo, para obter a área da sarjeta, vazão, velocidade, tempo de percurso e declividade do trecho pode-se calcular por: Ɵ DIMENSIONAMENTO (Estudos Hidráulicos) GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 145 Área da sarjeta Vazão = inverso da declividade transversal (S0) S0 = declividade transversal (S0) (m/m) Ɵ DIMENSIONAMENTO (Estudos Hidráulicos) GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 146 Velocidade Tempo de Percurso Declividade do trecho DIMENSIONAMENTO (Estudos Hidráulicos) GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 147 Qproj = Q0 x FR *usar declividade longitudinal da sarjeta DIMENSIONAMENTO (Estudos Hidráulicos) GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 148 • No dimensionamento hidráulico, a capacidade de vazão do dispositivo deverá ser maior que a vazão de contribuição; • Em terrenos de baixa declividade, muito planos, os dispositivos devem ser projetados com declividade mínima de 0,50%; • Os dispositivos devem ser projetadas com a declividade adaptada ao terreno natural; • Quando a declividade longitudinal não puder acompanhar a declividade natural do terreno, porque a velocidade do escoamento seria superior à permissível, ela deverá ser escalonada em trechos de menor declividade (2%, no máximo); • A velocidade não deve superar o limite máximo estabelecido em função do revestimento. Critérios Gerais DIMENSIONAMENTO (Estudos Hidráulicos) GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 149 • Lâmina d’água máxima no dispositivo (y/D) ou (y/H) entre 0,80 e 0,95; • Diâmetro mínimo igual a 300 mm para ligação entre a Boca de Lobo e a Galeria; • Diâmetro mínimo igual a 400 mm para tubulações da Galeria; • Altura de recobrimento mínimo da tubulação igual a 0,6 m; • Profundidade máxima igual a 1,2 m acima do nível do lençol freático; • Velocidade máxima igual a 4,5 m/s em tubos de concreto; • Velocidade mínima igual a 0,6 m/s. Critérios Gerais GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 151 Etapas para Elaboração do Projeto de Drenagem ➢ ETAPA 1: Levantamento e análise de dados; ➢ ETAPA 2: Definição de critérios técnicos; ➢ ETAPA 3: Projeto Básico do Sistema de Drenagem; ➢ ETAPA 4: Definição de ações estruturais; ➢ ETAPA 5: Projeto Executivo do Sistema de Drenagem. GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 152 Etapas para Elaboração do Projeto de Drenagem ▪ ETAPA 1: Levantamento e análise de dados; LEVANTAMENTO: a) Bases cartográficas contendo hidrografia, curvas de nível, uso e cobertura do solo, geologia, pedologia, dentre outros, na menor escala possível (1:25.000, 1:10.000); b) Bases cartográficas regionais (1:5.000); c) Planos diretores, de drenagem e de saneamento do(s) município(s); d) Projeto urbano e mapas de zoneamento municipal; e) Cadastro da rede de drenagem da área estudada, se houver; f) Levantamento topográfico planialtimétrico (1:2.000; 1:1.000); g) Levantamento aerofotogramétrico (ortofotomosaico); h) Levantamento topobatimétrico (seções transversais aos cursos d’água, quando houver). GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 153 Etapas para Elaboração do Projeto de Drenagem ▪ ETAPA 1: Levantamento e análise de dados; ANÁLISE: a) Definição da poligonal da área a ser implantado o projeto; b) Identificação dos lotes de uso privativo e seus tipos de ocupação; c) Identificação das áreas verdes públicas; d) Identificação conjunta de ruas e calçadas; e) Delimitar as bacias hidrográficas que contenham toda a área urbana a ser implantada e definir na bacia hidrográfica: • área urbanizada de projeto; • área de expansão urbana; • áreas de proteção e conservação ambiental; • áreas rurais; • áreas antropizadas e drenadas para outras bacias. f) Definir os canais de escoamento das águas, perenes ou intermitentes; g) Dividir a bacia hidrográfica em sub-bacias com área aproximada de 2 km²; h) Calcular para cada sub-bacia a área e a declividade média; GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 154 Etapas para Elaboração do Projeto de Drenagem ▪ ETAPA 2: Definição dos critérios técnicos; a) Definição da Tempo de Retorno (TR) - definidos considerando os tipos de ocupações e os riscos a serem assumidos pela sociedade; b) Cálculo dos coeficientes de escoamento superficial (runoff) considerando todos os usos dentro da bacia; Lotes privativos: • taxa de interceptação vegetal; • taxa de infiltração e percolação; • taxa de reuso de águas pluviais; • taxa de detenção. Áreas verdes públicas: • coeficiente de escoamento superficial considerando o tipo de cobertura/vegetação; Estacionamentos públicos para veículos leves: • taxa de detenção por utilização de pavimento permeável; • taxa de interceptação vegetal. Ruas e calçadas: • coeficiente de escoamento superficial de acordo com o pavimento utilizado. Importância da participação social nesse processo GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 155 Etapas para Elaboração do Projeto de Drenagem ▪ ETAPA 3: Projeto Básico; a) Definição da equação de chuva intensa que melhor representa as condições pluviométricas da região; b) Cálculo das vazões pelo Método Racional, considerando: • as sub-bacias hidrográficas definidas na Etapa 1; • tempo de concentração médio inicial igual a 5 ou 10 minutos (valor inicial para a iteração); • o valor médio do coeficiente de escoamento superficial da bacia de drenagem; • o índice de retardamento da vazão (n), quando necessário, com base na declividade e na área da bacia de drenagem; • o tempo de retorno (TR) definido na Etapa 1; • a equação de chuva intensa c) Definição dos diâmetros da rede com base nas vazões a serem escoadas e nas características topográficas do terreno (declividade). GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 156 Etapas para Elaboração do Projeto de Drenagem ▪ ETAPA 3: Projeto Básico; d) Dimensionamento das estruturas hidráulicas a serem utilizadas na rede (boca de lobo, sarjeta, sarjetão, galerias e dissipadores): e) Elaboração de um Memorial Descritivo contendo todas as metodologias e critérios adotados no projeto. GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 157 Etapas para Elaboração do Projeto de Drenagem ▪ ETAPA 4: Definição das ações estruturais; Avaliação das vazões resultantes do sistema de drenagem implantado, e dos pontos de lançamento da rede nos corpos d’água locais, considerando: a) O cálculo da vazão máxima para a sub-bacia do lançamento, com base no uso e cobertura do solo e o tempo de concentração calculado; b) O cálculo da vazão máxima para a sub-bacia do lançamento, considerando a cobertura anterior à urbanização e o tempo de concentração calculado; c) O cálculo da área de contribuição para o lançamento; d) O cálculo da vazão a ser adicionada ao ponto de lançamento em função de áreas nãoatendidas pela microdrenagem (áreas rurais ou de preservação permanente). GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 158 Etapas para Elaboração do Projeto de Drenagem ▪ ETAPA 4: Definição das ações estruturais; a) Alternativa 1: Dimensionamento de Reservatórios de Detenção, com elaboração de um mapa para a localização dos reservatórios de detenção na bacia hidrográfica. b) Alternativa 2: Aceitação dos valores excedentes como não degradadores ambientais e não propositura de reservatórios de detenção; c) Alternativa 3: Alteração dos parâmetros e revisão do projeto. GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 159 Etapas para Elaboração do Projeto de Drenagem ▪ ETAPA 5: Projeto Executivo; Fase de detalhamento técnico do Projeto Básico, considerando: a) Plantas contendo: • Traçado dos perfis das redes de microdrenagem, garantindo que as profundidades estabelecidas no Projeto Básico sejam respeitadas, tanto com relação ao mínimo recobrimento da rede como com relação ao nível de água do lençol freático; • Detalhamento dos dispositivos hidráulicos do sistema: bocas de lobo, galerias, poços de visita, caixas de ligação, dissipadores de energia e reservatórios de detenção; b) Planilhas de dimensionamento dos dispositivos projetados, de quantidades e de custos; c) Memorial Descritivo contendo todas as metodologias e critérios adotados no projeto. GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 160 Etapas para Elaboração do Projeto de Drenagem GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 161 Etapas para Elaboração do Projeto de Drenagem Metodologia convencional para elaboração de projetos de drenagem Fonte: Projeto de Sistemas de Drenagem Urbana - Uma Metodologia com Participação Social (Wilde Cardoso Gontijo Júnior) ➢ A partir de 1970, especialmente na Europa e na América do Norte, surgiu o conceito de “tecnologias alternativas” ou “compensatórias”; ➢ Principal objetivo: neutralizar os efeitos de urbanização sobre os processos hidrológicos, com benefícios para a qualidade de vida e preservação ambiental; ➢ Uso de técnicas que facilitam a infiltração das águas pluviais, contribuem para a redução dos volumes de escoamento superficial, compensando as perdas de recarga das reservas de água subterrânea decorrentes da impermeabilização do solo decorrente da urbanização. GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 162 Tipos de Drenagem – Drenagem Alternativa / Sustentável GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 163 Tipos de Drenagem – Drenagem Alternativa / Sustentável 164 DRENAGEM URBANA CLÁSSICA Fonte: https://www.thames21.org.uk/sustainable-drainage-systems/ 165 DRENAGEM URBANADRENAGEM URBANA SUSTENTÁVEL Fonte: https://www.thames21.org.uk/sustainable-drainage-systems/ GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 166 BIORRETENÇÃO URBANA • Não se destina a grandes áreas comerciais, nem deve ser utilizada para tratar pequenas subáreas de uma grande área de drenagem, como um estacionamento; • Deve ser incorporada em pequenas áreas de drenagem fragmentadas, como shopping ou praças de pedestres dentro de um desenvolvimento urbano maior; • Devem ser construídas em fundo natural, para permitir a infiltração do escoamento no subleito, mas geralmente são instalados drenos subterrâneos. • Instalada dentro de uma paisagem urbana ou via urbana, canteiros de paisagismo urbano, praças, ou outros locais dentro de uma área urbana; Tipos de Drenagem – Drenagem Alternativa / Sustentável GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 167 • Construções que têm o objetivo de ampliar a permeabilidade urbana e minimizar os efeitos do escoamento superficial; • Captação e retenção das águas, contribuindo para a minimização dos efeitos de enchentes e alagamentos; Jardins de Chuva BIORRETENÇÃO URBANA • Filtragem dos poluentes da água da chuva por meio da vegetação, evitando, assim, que entre nos bueiros sem tratamento; • Instalados nas calçadas para gerenciar o escoamento; • Gerenciam as águas pluviais fornecendo armazenamento, infiltração e evapotranspiração do escoamento; • O excesso de escoamento é direcionado para um tubo de transbordamento conectado ao tubo de esgoto combinado existente. Tipos de Drenagem – Drenagem Alternativa / Sustentável GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM Fonte: https://water.phila.go v/gsi/tools/stormwat er-planter/ Link para vídeo: https://www.linkedin.com/posts/city-of-vancouver_raincitystrategy- parksvancouver-parkrenewal-ugcPost-6935363931968270336-Hsx- ?utm_source=linkedin_share&utm_medium=member_desktop_web Jardins de Chuva BIORRETENÇÃO URBANA 168 Tipos de Drenagem – Drenagem Alternativa / Sustentável GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 169 • Depressões lineares que absorvem a água da chuva; • A água pode ser encaminhada ao sistema urbano de drenagem ou a jardins de chuva; • Promovem uma limpeza da água da chuva e, em simultâneo, aumentam seu tempo de escoamento. Biovaletas Fonte: https://www.ugreen.com.br/ BIORRETENÇÃO URBANA Tipos de Drenagem – Drenagem Alternativa / Sustentável GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 170 • Transformação de vagas de estacionamento de veículos em espaços com jardins, bancos, mesas e estacionamentos para bicicletas; • Nestes espaços, são plantadas árvores, inseridas em um jardim de chuva para armazenar as águas na cidade e minimizar os efeitos de alagamentos e poluição nas vias públicas. Vagas Verdes BIORRETENÇÃO URBANA Tipos de Drenagem – Drenagem Alternativa / Sustentável Exemplo mundial de Projeto de Restauração de Rios Urbanos, trouxe de volta à superfície o rio Cheonggyecheon e mais qualidade de vida à área urbana em Seul, na Coréia do Sul. Tipos de Drenagem – Drenagem Alternativa / Sustentável GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 171 Tipos de Drenagem – Drenagem Alternativa / Sustentável GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 172 "Nós não podemos reconstruir completamente os rios naturais, não importa o quanto tentemos. Por isso é melhor não danificá-los em primeiro lugar." (Rutherfurd et al., 2000) Tipos de Drenagem – Drenagem Alternativa / Sustentável GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 173 Tipos de Drenagem – Drenagem Alternativa / Sustentável GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 174 Tipos de Drenagem – Drenagem Alternativa / Sustentável GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 175 Tipos de Drenagem – Drenagem Alternativa / Sustentável Os pavimentos permeáveis são técnicas compensatórias em drenagem urbana que podem ser utilizadas principalmente em estacionamentos e ruas de tráfego leve (condomínios residenciais), bem como em armazéns e arenas de esporte, por exemplo (PINTO, 2011). PAVIMENTOS PERMEÁVEIS GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 176 Vantagem: pavimento permeável age como dois elementos em um só: elemento de pavimentação e de drenagem. Tipos de Drenagem – Drenagem Alternativa / Sustentável PAVIMENTOS PERMEÁVEIS – BLOCOS DE CONCRETO INTERTRAVADOS GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 177 • A verificação do nível da água é de grande importância, pois pode afetar a capacidade de suporte do subleito; • O projeto de pavimentação deve considerar um estudo de tráfego nos pátios do estacionamento. Solo natural; reforço: mistura de solo argiloso com 50% de areia brita graduada simples; sub-base: saibro arenoso assentamento revestimento Tipos de Drenagem – Drenagem Alternativa / Sustentável PAVIMENTOS PERMEÁVEIS – BLOCOS DE CONCRETO INTERTRAVADOS 178 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM Tipos de Drenagem – Drenagem Alternativa / SustentávelCOLCHÃO DRENANTE / DRENOS SUBSUPERFCIAIS GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 179 Tipos de Drenagem – Drenagem Alternativa / Sustentável GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 180 Tipos de Drenagem – Soluções Baseadas na Natureza Fonte: Soluções baseadas na Natureza: elementos para a tradução do conceito às políticas públicas brasileiras (Fraga, 2020) Conceito: GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 181 Tipos de Drenagem – Soluções Baseadas na Natureza Fonte: https://www.cgee.org.br/documents/10195/6240679/CGEE_III_Sem_Int_SBN_P02_Dial_Set_Lana.pdf Soluções intersetoriais e multidisciplinares. GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 182 Tipos de Drenagem – Soluções Baseadas na Natureza GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 183 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 186 Controle de Inundações As inundações em área urbanas são consequência de dois processos, que podem ocorrer de forma isolada ou integrada (TUCCI, 2005): • Inundações de áreas ribeirinhas: Os rios, em geral, são formados por dois leitos: o leito menor e o leito maior. O espaço por onde o fluxo ocorre na maior parte do tempo é chamado de leito menor. Quando a precipitação é intensa e o solo não tem capacidade de infiltrar, grande parte do volume escoa para os rios, superando Fonte: https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4641489/ mod_resource/content/1/aula%203_LOB1233.pdf sua capacidade natural de escoamento. O volume de água excedente, que não consegue ser drenado, ocupa a o leito maior, atingindo, eventualmente, a planície de inundação, de acordo com a topografia das áreas próximas aos rios. GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 187 Controle de Inundações As inundações em área urbanas são consequência de dois processos, que podem ocorrer de forma isolada ou integrada (TUCCI, 2005): • Inundações devido à urbanização: O desenvolvimento urbano resulta na impermeabilização do solo, acelerando o escoamento através de condutos e canais, e aumentando a quantidade de água que chega na rede de drenagem. Os sistemas de drenagem, muitas vezes ineficientes, não conseguem escoar o volume de água recebido, resultando em inundações. Nessa condições, as inundações ocorrem com maior frequência e magnitude. Impactos do desenvolvimento urbano sobre os rios e inundações: resposta da geometria do rio. (Modificado de SCHUELER, 1995). Controle de Inundações GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 188 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 189 Controle de Inundações OBJETIVOS • Redução da probabilidade de inundação; • Retenção na bacia e infiltração de água no solo; • Diminuição do volume escoado superficialmente; • Melhorias na qualidade da água. APLICAÇÃO • Pequenas parcelas – microescala (microdrenagem); • Grandes áreas (bacias) – meso e macroescala (macrodrenagem). CARACTERÍSTICAS • Medidas estruturais; • Medidas não estruturais. GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 190 Controle de Inundações Comparação entre o volume e a duração do escoamento de águas pluviais, antes e depois do desenvolvimento. (Adaptado de SCHUELER, 1987). GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 191 CORONAVÍRUS DRENAGEM GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 193 Controle de Inundações PROJETO MOSE - VENEZA • Veneza é composta pela união de mais de 100 ilhas, e fica localizada em uma lagoa de água doce, à beira do mar Adriático. • Pela cidade é comum sentir o mau cheiro devido à poluição dos canais em diversos pontos, além da grande quantidade de insetos. • Por não possuir ruas que permitam a passagem de caminhões de coleta de lixo, estes são recolhidos por trabalhadores através de carrinhos, e depois são destinados ao tratamento através de barcaças. • O sistema de esgoto é composto por galerias subterrâneas de alvenaria chamadas "gatoli", e por fossas sépticas que realizam o tratamento antes do despejo nos canais. Porém as fossas não abrangem toda a cidade, e o que faz com as águas do canais sejam renovadas e fiquem menos poluídas é a subida da maré, que ocorre duas vezes ao dia. • Outro grande problema são as inundações. Atualmente há um sistema de diques em construção chamado Mose (Modulo Sperimentale Elettromeccanico = Módulo Experimental Eletromecânico), com 78 comportas projetadas para proteger a cidade das marés altas. As comportas localizam-se nos três acessos da lagoa ao mar Adriático, e têm como função proteger a cidade de inundações de até 3 metros. GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 194 Controle de Inundações PROJETO MOSE - VENEZA • Outro grande problema são as inundações. Atualmente há um sistema de diques em construção chamado Mose (Modulo Sperimentale Elettromeccanico = Módulo Experimental Eletromecânico), com 78 comportas projetadas para proteger a cidade das marés altas. As comportas localizam-se nos três acessos da lagoa ao mar Adriático, e têm como função proteger a cidade de inundações de até 3 metros. Vídeo Projeto Mose: https://www.youtube.com/watch?v=bYAysXU0r7o GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 195 Controle de Inundações PROJETO MOSE - VENEZA a - A altura das marés em Veneza é influenciada principalmente pela intensidade dos ventos e pelas fases da Lua, além do volume das chuvas e dos rios que deságuam na lagoa b - A maré acima de 1 metro iniciará o alerta para a elevação das barreiras c - Todas as barreiras terão 20 metros de largura, com altura variando de 18,5 a 29,6 m e espessura de 3,6 a 5 m, dependendo das dimensões de cada uma das bocas da lagoa d - Em repouso no fundo do mar, os escudos pesarão de 250 a 300 toneladas GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 196 Controle de Inundações MEDIDAS NÃO ESTRUTURAIS • Planos de Drenagem e Planos de Bacias Hidrográficas; • Sistema de alerta e plano de emergência, junto à Defesa Civil; • Educação ambiental, junto às escolas, universidades, agentes comunitários, dentre outros; • Mapeamento das áreas de risco, com base em estudos hidrológicos e hidráulicos; • Medidas de prevenção contra inundações; • Demarcação de Faixa Marginal de Proteção (FMP), junto ao órgão licenciador; • Autorizações ambientais/outorgas para intervenção em cursos d’água, junto ao órgão licenciador. GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 197 Controle de Inundações MEDIDAS NÃO ESTRUTURAIS SACE-CRPM SISTEMA DE ALERTA DE EVENTOS CRÍTICOS https://www.cprm.gov.br/sace/ GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM Controle de Inundações MEDIDAS NÃO ESTRUTURAIS 198 • Acompanhamento de cotas no rio Negro: https://cotadorionegro.herokuapp.com/ Meteorologista e professor: https://www.linkedin.com/in/willyhagi/ GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 199 Controle de Inundações MEDIDAS ESTRUTURAIS • Controle na fonte (pontuais): • Armazenamento próximo à formação do escoamento direto, disposição local, controle de entrada e detenção local. Ex.: poços de infiltração, valas, valetas de armazenamento e ou infiltração, microrreservatórios, telhados verdes; • Técnicas lineares: • Implantados junto aos sistemas viários – pátios, estacionamento e arruamentos: pavimentos porosos, valas de detenção e/ou infiltração, trincheiras de infiltração; • Controle centralizado (bacias): • Bacias de retenção, detenção e infiltração, geralmente associadas a bacias de porte mais significativo. 200Medidas de controle de inundação. (Adaptado de WILSON, et al., 2004). GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 200 GESTÃO DE ÁGUAS PLUVIAIS URBANAS E SISTEMAS DE DRENAGEM 201 Controle de Inundações MEDIDAS ESTRUTURAIS RJ: Lei Estadual nº 9.164 ,de 28/12/2020: