16 - Hidrologia_Tucci (Cap16)

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Capítulo 16
CONTROLE DE ENCHENTES
Carlos E. M. Tuccl
,,,111 Ii precipitação é intensa a quantidade de água que chega
IttlltU~tlf![ltlIHIIIIlU') rio pode ser superior à sua capacidade de drenagem, ou
unlhu normal, resultando na inundação das áreas ribeirinhas. Os
I"M"llIllltcs da inundação dependem do grau de ocupação da várzea
IIllh,RIIo !l1Ifreqüência com a qual ocorrem as inundações. A ocupação
1"11111ser para habitação, recreação, uso agrícola, comercial ou
uvulvhncnto histórico da utilização de áreas livres explica os
IIIIIIII'IIIIIHurbanos hoje existentes. Devido à grande dificuldade de
li1111'1'11110no passado, utilizava-se o rio como a via principal. As
I" .1'llyolveram às margens dos rios ou no litoral. Pela própria
li tllIlI111111808moradores, a população procurou habitar as zonas mais
" 11 do dificilmente chegaria. Com o crescimento desordenado e
1111.cldudcs, principalmente na segunda metade deste século, as
1111 ~ollsldcrável, como as várzeas inundáveis, foram ocupadas,
1111111eunacqüõncla prejuízos humanos e materiais de grande monta.
nllll\'ntl de maior poder aquisitivo tende a habitar os locais seguros
11111111população carente que ocupa as áreas de alto risco de
IIIVUOIIUdoproblemas sociais que se repetem por ocasião de cada
Onnndo a freqüência das inundações é baixa, a população
despreza o risco, aumentando significativamemte o
IlolIslficaçrio nas áreas inundáveis. Geralmente a enchente
lI" '11.lI11llll catastróficas. As áreas hoje desocupadas devido a
IIhl!1II consldorãvcl pressão para serem ocupadas. A ocupação das
,,,I,,•....• IIIIJlI tilldM pode ser evitada através do planejamento do uso dos
I 11 qU1I1deve ser regulado no Plano Diretor Urbano do
622 Hidrologia
As condições meteoro16gica e hidrolégica propiciam a ocorrência do
inundação. O conhecimento do comportamento meteorol6gico de longo prazo ~
muito pequeno devido ao grande número de fatores envolvidos nos fenômeno
meteorol6gicos e à ínterdependêncía dos processos fisicos a que a atmosfera
terrestre está sujeita. As condições hidrol6gicas que produzem a inundação
podem ser naturais ou artificiais. As condições naturais são aquelas cuju
ocorrência é propiciada pela bacia em seu estado natural. Algumas dess
condições são: relevo, tipo de precipitação, cobertura vegetal. capacidade d
drenagem (capítulo 11).
'"o 10"CI•...
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21 100.000
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1900 1920 1940 1960 lo,l/l
Ano
Figura 16.1. Evolução dos prejuízos de inundação (Hudlow ct 11\,11)/1
Os rios normalmente drenam nas suas cabeceiras, árOM OOUI /(1111111
declividade produzindo escoamento de alta velocidade. A vnl'inQno (11) Illv
durante a enchente pode ser de vários metros em poucas horas. Quund« li •el
é acidentado as áreas mais propícias à ocupação silo 116 planna () 11I111.11111
justamente aquelas que apresentam alto risco de Illllm.la9Ro, A vil.
inundação de um rio cresce signlficútivmncntc nos 80U. OUl'lIUft lII~dl(j
onde u decllvidl\do RO redur. c aumcutu I1 IIlUld~lI(l11ldo ~n\lI"111111111..•.
('ontrole de Enchentes 623
As precipitações mais intensas atingem áreas localizadas e são em geral
,111Mtipos convectivo e orográfico. Essas formas de precipitação atuam, em
.'111,sobre pequenas áreas. A precipitação ocorrida em Porto Alegre, em 13
,li. fevereiro de 1981. com cerca de 100 mm em 1 hora é um exemplo. As
unolpítações frontais atuam sobre grandes áreas provocando as maiores
ItllludllÇões dos grandes rios.
A cobertura vegetal tem como efeito a interceptação de parte da
1'1I11.llpltaçãoque pode gerar escoamento e a proteção do solo contra a erosão.
Jlurda desta cobertura para uso agrícola tem produzido como conseqüência o
1II1l0nto da freqüência de inundações devido à falta de interceptação da
111I'llrltação e ao assoreamento dos rios.
As condições artificiais da bacia são aquelas provocadas pela ação do
luuuem. Alguns exemplos são: obras hidráulicas, urbanização. desmatamento,
I,I'IJl'i.lstamento e uso agrícola. A bacia rural possui maior interceptação
1111, maiores áreas permeáveis (infiltração do solo), menor escoamento na
"1'"'Neie do solo e drenagem fuais lenta. A bacia urbana possui superficies
1111l'unoáveis, tais como telhados, ruas e pisos, e produz aceleração no
"IUlmonto, através da canalização e da drenagem superficial. Os resultados
urhunização sobre o escoamento são: aumento da vazão máxima e do
1'llIlIllento superficial, redução do tempo de pico e diminuição do tempo de
1"1.'1, A urbanização e o desmatamento produzem um aumento da freqüência da
hllllllhWno nas cheias pequenas e médias. Nas grandes cheias o seu efeito é
Ir IIIU', pois a capacidade de saturação do solo e o armazenamento são atingidos
11 .,rQllo final pouco difere .
vnltação das enchentes
A variação do nível ou de vazão de um rio depende das características
IItW'I.,lt~alcns e ffsicas da bacia hidrográfica. As distribuições temporal e
1'11111111dn precipitação são as principais condições climatol6gicas. As
11I' 111111.somente podem ser previstas deterministicamente com antecedência de
iHflhllll dl1l5 Ou horas. o que não permite a previsão dos níveis de enchente com
-tI" '11Ih.,l\o multo grande. O tempo máximo possível de previsão da cheia. a
Itllh tlll ocorrência da precipitação. é limitado pelo tempo médio de
I IIII'l\llIl'lll() da ~gua na bacia até a seção de interesse.
r.. IllUvlllnO dos níveis num rio pode ser realizada a curto ou a longo
previsão de cheia. a CUlto prazo ou em tempo atual, também chamada
I. 11\1"1\'('111, pernilte cstabolccor O nível c seu tempo de ocorrência para a
11 .11-ruu rio OOm anteocdênola que depende da previsão da prcclpltação c
tl~ItIL'II'lIel1l11Sdll ohcln 1111bneln. llstc tipo do previsão é utlllz'ldll pllrn
1\ POI'Ulllçno .Ihola lnhn e oJ)el'IHloI'08do obras hldráulicl\9.
I'IIIV I"no <lu uhclll 1\ 11111110IH'llliCl (1"IIIIIIOou til'! cluutces de ()OOHÔIIOIIl !lu
11 ['lU lc'IIUq~ t1NIIII(",11I0,., Hnll\ IIINllMllr IJllluulo ()(l()fl'tm1 II !lholu. A
Hidrologi624
t'''"troJe de Enchentes 625
previsão a longo prazo se baseia na estatística de ocorrência de níveis n
passado e permite estabelecer os níveis de enchente para alguns ris
escolhidos. A metodologia para estimativa dos níveis para um determínadt
risco foi descrita no capítulo 14.
P(t)
Previsão de Cheia em Tempo Atual
1Para efetuar a previsão de cheia a curto prazo são necessários: sístem
de coleta e transmissão de dados e metodologia de estimativa. Os sistemas
utilizados para transmitir os dados de precipitação, nível e vazão, duranl
ocorrência do evento. O processo de estimativa é realizado através do uso 11
modelos matemáticos que representam o comportamento das diferentes faso. d••
ciclo hidrol6gico. Complementarmente é necessário um Plano de Defesa Civil,
quando a enchente atinge uma área habitada, ou no caso de operação I1
reservatório um sistema de emergência e operação.
A previsão de níveis de enchentes pode ser realizada com base em (1'11&111
16.2): a) previsão da precipitação; b) conhecida a precipitação; c) vazI'(o I1
montante; c) combinação dos dois últimos. No primeiro caso é nccoli~d,l"
estimar a precipitação que cairá sobre a bacia através do uso de equipnmeum
como radar ou de sensoriamento remoto. A seguir, conhecida a preciplhl~.If
sobre a bacia, é possível estimar a vazão e o nível por modelo matemãtlco 11"
simule a transformação de precipitação em vazão.
A previsão, quando é conhecida a precipitação na bacia, utiliza UI1lU 11'1\
telemétrica de coleta e transmissão de dados (no caso anterior esta redu 111"
é dispensável) e o referido modelo matemático de transformaçãu 1\
precipitação em vazão. A antecedência de previsão é menor neste caso e 1111
limitada ao tempo médio de deslocamento da enchente (figura 16.?-1I)
previsão a curto prazo, com base em posto àmontante da seção do !nl('l'
depende das características do rio, ou seja da área controlada du hlll'l
Neste caso, o tempo de antecedência é menor que os anteriores (figum 1(, Jltl
Quando a bacia intermediária, da situação anterior, apreseotlll 11111
contribuição significativa, a combinação dos dois processos anterln ••'.
utilizada na previsão em tempo atual (figura 16.2c). A aprc800tnIJRII ,li.
modelos de previsão em tempo atual foge ao escopo deste livro e I
encontrado na literatura especializada.
Q (t)
t+'t'
TEMPO
a) previsão com base na precipitação
HI (t) ou l(t)
./
Q (t)
HQ(!) ou Q(t)
t+l"
TEMPO
b) previsão com base no nível ou vazão
P(t)
,
I
I
I
I,
l( t) : Q(t),
16.3 Medidas para controle da inundação
As medidas para o controle da inundacão podem
não-estrutural. As medidas estruturais são aquelas que modlflonm
fluvial evitando os prejuízos decorrentes das enchentes,
medidas não-estruturais silo aquelas em que 06 pr\.l}UfZ(J8 IIn" 1'('il,,~ldl
melhor oonvlvêncln du poplIh'çno com II~ oll..,hOl1lclI.II hlltl'lluldl"ln (\11 1111'"
111' Ilreolplt U VIIZ
1111.1111' rn fdll'PII "tllnl
626 Hidrologlll
imaginar que poderá controlar totalmente as inundações; as medidas sernpi
visam minimizar as suas conseqüências. Na década de 30, o projeto de control
de cheias e uso da terra para a agricultura do rio P6, na Itália era um
exemplo de projeto de recursos hídricos bem-sucedido. Em 1951, uma combinuçãu
de precipitações intensas e altos níveis da maré, destruíram os poldm.,
causaram 100 mortes e a perda de 30.000 cabeças de gado, além das pcrdll
agrícolas (Hoyt e Langbein,1955).
O controle da inundação, obtido por um conjunto de medidas estrutura
não-estruturais, permite à população ribeirinha minimizar suas perda
manter uma convivência harmônica com o rio. As ações incluem medidas .1
engenharia e de cunho social, econômico e administrativo. A pesquisa pnrn
combinação ótima dessas ações constitui o planejamento da proteção contra
inundação ou seus efeitos.
Em 1936, nos Estados Unidos, foi aprovada uma lei em nível fcdcrul
sobre controle de enchentes, que identificava a natureza pública dI!
programas de redução de enchentes e caracterizava a implantação de mcdldn
físicas ou estruturais como um meio de reduzir estes danos. Desta forma, uR"
era necessário verificar as relações de custo/benefício para justiflcm I
proteção das áreas sujeitas a inundações. Com isso, acelerou-se 1I
desenvolvimento e ocupação das várzeas, o que resultou em aumento dos <1111\11
ocasionados pelas enchentes. As perdas médias anuais, devido às cncheun
aumentaram e a disponibilidade dos fundos públicos foi insuficiente )1111
atender a esta tendência. Em 1966, o governo reconheceu que as n1~dld
anteriores não eram adequadas e deu ênfase a medidas não-estruturuls, tI"
permitiriam à população conviver com a cheia. O comitê criado pela Amt'ldllllll
Society of Civil Engineers sobre controle de enchentes, relatou, em 1%l, "
seguinte (Task, 1962): "As limitações da presente (em 1962) Política Nl\ollllllll
de Controle de Enchentes, a qual é baseada principalmente na consuuçlur 11
obras de controle de inundação, são reconhecidas neste relatório, tJ IIlhtl
enfatiza a necessidade para a regulamentação das várzeas de inundação 1.1111111
uma parte essencial de um plano racional de redução das perdas das ohdll_"
Em 1973, foi aprovada uma lei sobre proteção eontra dCSlISlIllM ti
enchentes, dando ênfase a medidas não-estruturais, encorajando c OX.l~IIIIII' "
seguro para enchentes e regulamentação do uso da terra e proteção dllN IIItVII
construções para enchentes de 100 anos tempo de retorno. Em 197~ IlIlItllI
aprovados, dentro da Legislação de Desenvolvimento de Recursos lICtltlll
artigos específicos sobre enchentes que previam mcdid as não-est J\lt 11111
distribuição de custos. como no artigo 73 da Lei de 1974: "11m PO"lJ
planejamento ou projeto de qualquer Agencia Federal, ou de Cluul<IIIC.' 1'11I
envolvendo a proteção contra. inundações, deve ser (\ndll 1)110111111I1
alternativas não-estruturais para redução cle pteJllr •••o~ de 11111111111
inc luindo, mas não limltnndo ~II t'Jolllltruçl1cfI l\ provn 111.' til \1 11"111
rcaulan1cnuWnn dl\~ droll/!di' hlllllllll9no; utl\l~l\tJ~o dllll 11rUII~ti" 11l1ll1l1111~~1I 1'11I
I'olllrole de Enchentes 627
1.09 recreacionais, pesca, vida animal e outras finalidades públicas e
IIloeação com vistas a formulação da solução economicamente, socialmente e de
IlIllo ambiente mais aceitável para redução dos danos de enchentes".
1(1,,',1 Medidas Estruturais
As medidas estruturais' são obras de engenharia implementadas para
l'!luzir o risco de enchentes. Essas medidas'. podem ser extensivas ou
uíeusíves. As medidas extensivas são aquelas que agem na bacia, procurando
IIlIllllficar as relações entre precipitação e vazão, como a alteração da
'I.horlura vegetal do solo, que reduz e retarda os picos de enchente e
1IIIIIrola a erosão da bacia. As medidas intensivas são aquelas que agem no
j podem ser de três tipos (Simons et aI., 1977): a) aceleram o
unmcnto: construção de diques e polders, aumento da capacidade de descarga
,I". rlos .e corte de meandros; b) retardam o escoamento: Reservatórios e as
hlh'luRde amortecimento; c) desvio do escoamento, são obras como canais de
Ih,.v
Na tabela 16.1 são resumidas as principais características das medidas
üuturais. Algumas dessas medidas são descritas a seguir:
IIlIh'olc da cobertura vegetal. A cobertura vegetal interfere no processo
1111.tllpllução-vazão,reduzindo as vazões máximas, devido ao amortecimento do
OIll1lonto. Além disso, reduz a erosão do solo que pode aumentar,
lI\lllllllrncnte, o nível dos rios e agravar as inundações. O reflorestamento de
HIiIIIlICenvolve um custo significativo, o que toma esta medida freqüentemente
IlIvhlvol;
h'lIlc da erosão do solo: o aumento da erosão implica a redução da área
1I1111'1Cn1Odos rios e conseqüente aumento de níveis. O controle da erosão
lil 1111111 pode ser realizado pelo reflorestamento, pequenos reservat6rios.
1I11111~acllodas margens e práticas agrícolas corretas;
nu polders: São muros laterais de terra ou concreto, inclinados ou
truídos a uma certa distância das margens, que protegem as áreas
ntra O extravasamento. Os efeitos de redução da larl:._ra do
,"HIII~l)t() conünando o fluxo são o aumento do nível de água na seção para a
'111_11111 VlI'l,nO,numcnto da vclocidudc e erosão das margens c da seção c
dlllnll tI() tempo do vlngcm du onda de cheia, agravando 11SltlHI91'1odos outro
, JIl~III'lo. O 1111do •. rlsoo existente nn construção do um dique é li
I. IIfll~l\u .0011<.111\ dll cnohemu lilItx.llIlIl provãvcl, pois OX!Stll'l{ ílOIlIPI() 11111 I
I, 11111111110, ljllllllllo 1)8 dlllllJiJ Ntll'nllIllolM se I) mONIII/) Ilnt) ('XINI
628 Hidrololll
Tabela 16.1. Medidas estruturais (Simons et alo 1977)
MEDIDA PRINCIPAL
VANTAGEM
PRINCIPAL
DESVANTAGEM
APLICAÇÃO
MEDIDAS EXTENSIV ASi
Cobertura vegetal Redução do pico de Impraticável pa-
cheia ra grandes áreas
controle de perda Reduz assoreamento Idem ao anterior
Pequenas baela
Pequenas baol
MEDIDAS INTENSIVAS:
Diques e polders Alto grau de pro- Danos significa-
teção de uma área tivos caso falhe
Grandes rio
Melhoria do canal:
- Redução da Aumento da vazão Efeito localizado Pequenos rio
rugosidade por com pouco
desobstrução investimento
- Corte de
meandro
Amplia a área pro- Impacto negativo Área do inuIIII
tegida e acelera em rio com fundo ção estrelt»
o escoamento. aluvionar
Reservatórios:
-Todos os
reserv at6rios
Controle a jusante Localização
Difícil
-Reserv atórios
com comportas
Mais eficiente com Vulnerável a
o mesmo volume erros humanos
-Reserv atórios
para cheias
Operação com o Custo não
núnimo de perdas partilhado.
Bacias,
intermcdbtrls
Projetos d
usos n1\.11111110
Resrrno 1\(
controlo d
enchentMudança de Canal:
-Caminho da Amortecimento de
cheia volume
Depende da topo- Oruol108 hlU
grafia
-Dcsvios Reduz vazão do
cannl prlnclpnl
Idem lIO untorro IlUOIIlIf 1"~lh ••
rlllul
, uutrole de Enchentes 629
l"Illncações do rio: As modificações na morfologia do rio visam aumentar a
I) para um mesmo nível, reduzindo a sua freqüência de ocorrência. Isto
1",,11, ser obtido pelo aumento da seção transversal ou pelo aumento da
hioldade. Para aumentar a velocidade é necessário reduzir a rugosidade,
1IIIIIuloobstruções ao escoamento, dragando o rio, aumentando a declividade
",!tI corte de meandros ou aprofundando o rio. Essas medidas, em geral,)
II\ll.cntam custos elevados.
vatõrlos: O reservatório retém parte do volume da enchente, reduzindo a
I' nu natural, procurando manter no rio uma vazão inferior àquela que
l'I'IVIIIll\Vaestravasamento do leito. O volume retido no período de vazões altas
uudo após a redução da vazão natural. O reservatório pode ser utilizado
1IIIIIuloexiste relevo conveniente a montante da área atingida, mas exige altos
"llll' de construção e desapropriações.
Medidas não-estruturais
o rcscrvntério d
1l1(1I'()~1'II111l1dlll'l\lita 1\
flll)olnllll I (\ I !'I I! 10 ti VIII lUI1
I1 1''''11 II II IlIlpllt'I!I li I"''''li 1
t iI(\tlnlc de Enchentes 631630
Construção à prova de enchente: é definida como o conjunto de mcc!\11
projetadas para reduzir as perdas de prédios localizados nas várzoM II
inundação durante a ocorrência das cheias.
hlltllllllt;nto. Na figura 16.3 observa-se o hidrograma natural de um rio.
I IIII.hlllrando um volume V do hidrograma capaz de ser retido por um
Iv utério, pode-se observar a redução da vazão máxima e o hidrograma
I ,.,,111\1110.
11m reservatório sem controle de operação é aquele que não dispõe de
11111"111118 de vertedor ou de fundo e a cheia é regulada pelas condições do
1I"lllIr livre. Quando existem comportas é possível utilizar com mais
1\1 1~1\1.1111 o volume disponível para controle da enchente. No período chuvoso
1IIIIIIolr05hidrogramas tendem a ser de menor porte até que as perdas sejam
I·illlldli' e o solo saturado. Estes hidrogramas podem ocupar o volume
1Il'IIIIIvol no reservatório, resultando pouco espaço para reduzir o pico das
11111\. mnlores subseqüentes (figura 16.4a).
regra operacional pode ser a seguinte: a) o reservat6rio deve procurar
I de tal forma a escoar a vazão natural até que a jus ante sejam
11"1111111as cotas limites (Qerít); b) a partir deste momento utilize o
11111111tio reservat6rio para manter ou reduzir a vazão (figura 16.4b). Estas
1"II~nnft operacionais dependem do projeto do reservat6rio e de seus órgãos
em: regulamentação do uso da terra, construções à prova de enchentes, se
de enchente, previsão e alerta de inundação.
Regulamentação do uso da terra ou zoneamento de áreas ínundávels: PI"
regulamentar é necessário estabelecer o risco de inundação das difcronl
cotas das áreas ribeirinhas.' Nas áreas de maior risco não é permitid ••
habitação e pode ser utilizada para recreação desde que o investimento ,ti/
baixo e não se danifique, como parques e campos de esportes. Para cotas 1'0111
menos riscos são permitidas construções com precauções especiais. Além dl.'II,
são efetuadas recomendações quanto aos sistemas de esgoto cloacal, pluvlal
viário. Esta regulamentação deve ficar contida dentro do Plano Diretor II
cidade.
Seguro de enchente permite aos indivíduos ou empresas a obtenção de 11I11
proteção econômica para as perdas eventuais.
Previsão e alerta: é um sistema composto de aquisição de dados em tempo .1'••1
transmissão de informação para um centro de análise, previsão em tempo IIIIIMI
com modelo matemático, e Plano de Defesa Civil que envolve todas IIN 1\
individuais ou de comunidade para reduzir as perdas durante as enohem
A combinação destas medidas permite reduzir os impactos das ohOll1
melhorar o planejamento da ocupação da várzea. Como o Zoneamento do 11l1U1I1u~' RII
pressupõe a ocupação com risco, toma-se necessário que exista um RI-,ql~HlU I1
alerta para avisar a população sobre os riscos durante a enchente. O ~oHlltI
a proteção individual contra enchente são medidas complementares, nO(.lOH~~1
para minimizar impactos sobre a economia da população.
Hior o çr cmo natural
N(yel mlnimo
TEMPO
16.4 Controle de Inundação com obras hidráulicas: medidas InlcuIII
Figura 16.3. Efeito do Reservat6rio
As principais obras de controle de inundação no leito d
reservat6rios, diques ou polders, ampliação da seção do rio.
meandros e redução da rugosidade. As vazões e o hidrcgramu du 111111
utilizados para a avaliação do funcionamento das obras prOlcltllll1
determinados segundo métodos descritos no capítulo l~.
l das melhores condições de projeto e operação é necessário
1111110nlOno rcserv atório, identificando qual é a operação mais
1111 t'l\pCtulo 12 foi descrito um método de propagação em
11\1111 11m' pCllllllC estudnr flS diferentes alternativas de opcrnçãn d
Reservatório
632 Hidrologia
270 m3/s. Estime a altura e a largura do vertedor do reservatório para que na
cheia o rio não extravase a jusante. Considere como condições iniciais a cot
de 2m. O coeficiente de descarga previsto para o vertedor é 2,00.
hidrograma de entrada é apresentado na figura 16.5.
Tabela 16.2.Curva cota x volume
cota S/flt
m m3/s
flt=3600 s
0,0 O
1,0 1736
3,5 5000
7,0 6666
10,0 8680
11,0 10416
12,5 14166
14,0 19000
17,0 35000
Hidrogramo
natural
Q
(m3,.)
Q
(m3,,)
HldrogrortHI
notural
\
\rvazao
\ amortecida-,,
'..
Vota
limortfolllll
Q"",' VIIZÃO OR(TIOA 011OlmA..
TEMPO Tl!MP
liII~
a - sem controle b • com oontrul
Fi~url\ 16.4. (10 r, VIIIÓIIf/
lc de Enchentes 633
1111I1IftO: O hidrograma de saída depende da curva cota versus vazão do
IIJ'tlor. O vertedor depende de duas variáveis: largura e altura da crista.
111I1t" ouso deve-se pesquisar combinações dessas variáveis para obter-se o
1IIIIIIIIr custo e a vazão máxima desejada a jusante. Na prática, são considerados
I'f IltOI locais de geologia e construção que no enunciado não foram
i"ul\hl\~os. Para efeito de exemplo foi adotada uma larglJI'a de 20m e
1""III\I~lIdl1s alturas da crista que permitam obter a vazão máxima a jus ante
1111 11111' ou igual a 270m3/s. O modelo utilizado foi o de Pulz, descrito no
1U1\) 12, e a curva cota vazão foi obtida com base na equação 12.18. Os
h"""~nllnl\S resultantes são apresentados na figura 16.5. Pode-se observar que
III.tll projetada é de 7,8 m.
Crista vertedor = 5m
Crista ver tedo r = 10 m
Crista vertedor = 7,8 m
H idrograma de entrada
"S2.'" ", ,, ,
I ,
I ":'...,
I .' '1", ••••••
I 0,0 ••••••••••••••••••
/ 0,° • - • - • - • _. _ !-•••. z:
~ o' ,..,.-
11 10 21 26
INTERVALO DE TEMPO Ilhl
31 3e
Figuro 16.5. Resultados do Exemplo 16.1
ti
Ir
!)
~
A' ->.,..."'"
.,...".,... .--.,...--.,...
634 Hidrologla
superdimensionada. Para tanto deve-se utilizar um modelo hidrodinâmico.
Os diques são normalmente construídos de terra com enrocamento c ti
concreto, dependendo das condições locais.
/11I'--- .... , ,.,...,.
I .,...
I v-I _ \
/ -
/ -/ »>: \A
/" '\ delimitoçi5o do or eo
de inundaçllo
nível natural
L ~ V t ~
SEÇÃO AA'
Figura 16.6. Impacto da construção do dique
Na construção de diques para a proteção de áreas agrícolas. o .IHl'lI 111
colapso adotado pode ser mais alto que em áreas urbanas, sempre que 011 1\1\11I1
potenciais sejam somente econômicos. Quando o colapso pode prod U:J: 1 I' 11111I11
humanos o risco deve ser menor e a obra complementada por um SISI\'III11 11,
previsão e alerta em tempo atual. Tanto em bacias rurais como U;'hllllll
necessário planejar o bombeamento das áreas laterais contribuintes no 111'111
caso contrário, chuvas sobre estas bacias laterais ficam rcprcsndns 1" I
maior cota do rio principal ou acumuladas noseu interior, sc não {'Xllllfl!)il
drenas com comportas (figura 16.7).
Exemplo 16.2. Num trecho de rio com a seção composta scmclhnntr I1 11/1 IIjtli!
12.4 com largura total de 600 m, c largura do leito menor é igulIl 11 ·1~ 111
profundidade do leito menor é de 4 m. Calcule as cotas dll linha do OJl,II/I1I/IIf
após a construção do dique, A declividadc no rio é ele I () crn/km, li !lI/tO/li""". I1
leito menor 0,035 e a do leito maior 0,10. Considere 0:-; <liquuN l'()IIIII1IIIt111
uma distância de 30 m das margens c a rugosidado i/>,,111l1 1\ d!) 101111 1111111"
vazão de projeto é de 273 J1l3/s. O trecho que deve Sl'j pml(w.ldo 10UI 1111111
jusante o rio tem seção nproximudtuucute ICluilglll/lr HI'II1 tlXll'JlVllNJllllIllll1 11 I",
guru de 55rn, l\~tjmIHK\ 1\ ('()III til' 6,H 111 plllll 11 clu-lu ruruuul 1111 11\11111 dll tli ~ 1i
11('111 OXIIIIVJIHl\llll\lIt11 (1lfllllll I(I,H), 1)0111'11'/0111111\111111111' 1Idl'l"l\ I' 1IIIIIIIIiitl
j'llIllro!e de Enchentes 635
./
A
Figura 16.7. Dique - Drenagem da bacia lateral
'·01 inundo d cRegiar------ -..----/- -- '- - --:_~r
1
lU" I (I H I1 ~l'll1plo fi;,"
bom beamento
Seção AA'
~' ;. ,-',.,'
m
636 Hidrologia
Solução: Inicialmente é necessário calcular a linha de água para a situação
natural. Considerando a condição de jusante com vazão de 273 m3/s e nível d
6,8m são calculadas as cotas a montante para seções espaçadas de lkm. Nu
tabela 16.3 são apresentados os principais valores. A metodologia utilizada
foi o cálculo de remanso descrito no capítulo 12. Considerando as novu
seções (figura 16.8) com o dique e calculando a nova linha de água obtém-
os valores da tabela 16.3: Na figura 16.9 pode-se observar os resultados.
Tabela 16.3. Resultados do exemplo 16.2
\
seção dist. decliv. natural natural natural e/dique e/dique e/dique
área K cota área K cota
m mim mZ m3/s m mZ m3/s m
1 1000 0.0001 1400.0 46066.6 7.13 326,5 28749,4 7.75
2 1000 0.0001 1439.6 47383.8 7.10 326,5 28749.4 7.66
3 1000 0.0001 1480,2 48533.1 7.07 327.0 28808,4 7,57
4 1000 0.0001 1521.8 49812.6 7.04 327.6 28870.0 7,48
5 1000 0.0001 1564.3 51120.8 7.01 328,2 28933.9 7.39
6 1000 0.0001 1607.7 52456.1 6.98 328.8 29000.1 7.31
7 1000 0.0001 1651.9 53817.0 6.95 329,5 29068.8 7.22
8 1000 0.0001 1696.9 55202.0 6.93 330.1 29140.0 7.13
9 1000 0.0001 1742.7 56609.8 6.90 330.8 29213.8 7.04
10 1000 0.0001 1789.1 58038.9 6.88 331.6 29290.2 6.96
11 1000 0.0001 1836,2 59486.8 6.86 332,3 29369,3 6.87
12 O 0.סס00 374,0 33114,2 6,80 374,0 33114,2 6,80
6
CURVA DE REMANSO
10
,., .•• Linha d'água natural
9 _ Linha d'água com dique
< ar ~.._
• •••••••••••••••• o;; ~i,••••-.-. __ ...
••...8 7 ~•.....•.... _.. _...•....
5
f)
4 ' , I I ! , I
12:5 4567
U~~Q
"rll 16.9. 1.1111111 dI." I\lollll\
('nntrole de Enchentes 637
mplíação da calha e redução da rugosidade
Para a seção de um rio que escoa uma vazão Q, a cota resultante depende
111,Itrca da seção, da rugosidade, raio hidráulico e da declividade. Para
wtlllzir a cota devido a uma vazão pode-se atuar sobre as variáveis
1l11'lIclonadas.Para que a modificação seja efetiva é necessário modificar estas
1IIIIIIIçôes para o trecho que atua hidraulicamente sobre a área de interesse.
I'lIlfundando o canal, a linha de água é rebaixada evitando inundação, mas as
11111M poderão envolver um trecho muito extenso para ser efetiva, o que
uucnta o custo (figura 16.10a). A ampliação da seção de medição produz
li d,,~l'Io da declividade da linha de água e redução de níveis para montante
111"111'11 16.lOb). Estas obras devem ser examinadas quanto à alteração que
1'1It11l1llprovocar na energia do rio e na estabilidade do leito. Os trechos de
11IIIIIIIII1tce jusante das obras podem sofrer sedimentação ou erosão de acordo
111111 nlteração produzida.
í
~nneamento de áreas de inundação
() zoneamento das áreas de inundação engloba as seguintes etapas: a)
I~II1IIIIIInçãodo risco das enchentes; b) mapeamento das áreas de inundação; c)
011I 111110/1tO. O primeiro item foi apresentado no capítulo 14. A seguir são
1111,,11111' os aspectos do mapeamento e do zoneamento.
I Mnpa de Inundação de cidade
638 Hidrologlll
urbano como pontes, edifícios e estradas, entre outros.
Quando a declividade da linha de água ao longo da cidade ~ muito pequcn
e não existem arroios significativos no perímetro urbano os Itens d, e
são desnecessários. No caso das obstruções, essas podem ser importantes
reduzirem significativamente a seção transversal.
# coto do margem
-- -- ...... ...... ...... ......
<,
•••........•..• ..•.•. .
tunda
do rio
linho d'o'ouO
......linha d'douo--.._-----~--- -.... ...•......... -. ---
aprofundamen;: <:
da seçãoL DATUM
0- Aprofundomen to da seção
coto do morçe m-~~------~----------~\" alteracõo da
\I \ linha' d água _ linha d'óouo d. 01\••111
fundo
do rio
b-Ampliação lateral da eeçeo do r\luo~I!I!I"t
Phtnm 16.10. Anll)lIl1~ln" 111\
11_I.hl
I 'untrole de Enchentes 639
Na prática, é muito difícil a obtenção de todas as informações
1.IJlIlIMadas acima, portanto, é conveniente dividir o estudo em duas fases.
1111 primeira fase, dita preliminar, seriam delimitadas com precisão reduzida
HllIS de inundação com base em mapas topográficos existentes e marcas de
lIi1hf.llllcs.Na segunda fase, com a delimitação aproximada das áreas de
1IIIIUIIlÇi'ío,a topografia com maior detalhe seria realizada nas áreas
1I1I1<1us, juntamente com a batimetria do rio, e calculados com precisão os
h.l. 1\lIIpaSreferidos.
1IIIIIIllcnto preliminar
NM cidades de porte superior a 10.000 habitantes existem projetos de
luwtl'lmcnto de água. Para esses projetos é realizada uma topografia com
1"1\llIIlcnto de Sm em Sm. Estes mapas não possuem a precisão desejada para
" IIpo de estudo, mas podem ser utilizados preliminarmente. Os erros podem
I utlnlmlzados com visitas in loco, fotografias aéreas e verificação de
'"lill ouracterístícos do levantamento. Nem sempre estes mapas se referem à
.111IlhNoluta desejada; nesse caso é necessário procurar o RN desejado e
111111 leocr a referência com o mapa disponível. A seguir pode-se estabelecer
dll\,no entre o zero da régua linimétrica e o RN escolhido, utilizado na
1'lll'"II~n() do mapa topográfico.
I'UllIlldcrando que os níveis de enchentes são conhecidos na seção da
11\1, \lnl'll transportã-lo para as seções ao longo do trecho urbano é
do conhecer a declividade da linha de água. Esta declividade pode ser
1I1I'IIVés das marcas de enchentes ou medindo a mesma durante a estiagem.
11111I0 procedimento pode apresentar erros, já que se existirem
111I~l'\n" ItO escoamento durante as enchentes, a declividade pode-se
, uIIII,uiI' tll~niflcativamente.
I'UIII Il determinação da declividade da linha de água deve-se recomendar,
1111I1~"'Ir(), o seguinte: a) nivelar todas as mareas de enchente existentes
,llll1rl; h) medir o nível de água com espaçamento entre 500m e 1000 m ao
dll trecho urbano, anotando a cota da régua para o momento do
111111111'11ftl,
1'11111vorlflonr o trabalho do top6grafo pode-se utilizar o seguinte: a)
I .,. Ii dccllvídnde é decrescente na direção do fluxo; b) para
11 ulvolamcnto das marcas na vizinhança da seção da r61t1l1\
,iWIOII nIlU\(,) 110 zero da régua os valores observados no I1llfgl'lI
11!tIIlI' ., IJ"II cllpondoOl ~s 0I0fOll8 niveladas. Deve-se considerar «UO" IlIIlrOll
11111'111111 11110l'OlI'clIJlOndo 110 nível máximo ocorrido, Jlt que o rlt'l IIIIIIHIIIII11.
11l~1I111111111("('1 NU Il1l11ktt'!U\por 1I1&\lnl tempo, No 01190 ti" 110 flUiU' 111111111
"11111"' 1m pl~(J. I1 nlllmll deve IIjlllf<lCCr 1)I\I'U nlv
1111'1111•• 11III'u dtll!lllllhll\,,~11 du 111111" í1n ~ltlll\ II lil IIfvcllll 111' l'I\IIIl~1I11
illIlln ~"II 011 11'11'11.111":
640 Hidrologi
Mapa de Planejamento: a) conhecida a curva de freqüência de níveis d
inundação na seção da régua linimétrica, obtenha os níveisabsoluto
correspondentes aos tempos de retomo desejados; b) defina as seções ao lonau
do rio. Essas seções são escolhidas com base nas marcas existentes e/ou no
níveis medidos a cada 500m e 1000 m; c) calcule a declividade da linha ti
água para os diferentes trechos definidos pelas seções referenciadas. A
declividade é calculada com a 'distância medida ao longo do rio. Deve-se tom
cuidado quando existirem pontes e/ou estradas que obstruam o escoamento; d)
para os níveis calculados nas seções do posto, obtenha as coí
correspondentes para as outras seções, utilizando a declividade da linha ct
água obtida.
Mapa de alerta - No estudo preliminar, as informações disponíveis nem 5011111'
permitem a elaboração do mapa de operação.
Mapeamento definitivo
Neste caso é necessário o levantamento detalhado da topograflu I1
áreas de risco com o tempo de retomo menor ou igual a 100 anos. A esoolhn d••
tempo de retomo é arbitrária e depende da definição do futuro zoneumoutn
Caso tenha ocorrido uma enchente com tempo de retomo superior a 100 IUIII
deve-se escolher o maior valor ocorrido.
O levantamento detalhado engloba a determinação das curvas de nívoll'lllll
espaçamento de O,5m ou 1,Om,dependendo das condições do terreno. Em ulHlU1I
cidades o espaçamento pode ser muito detalhado. Nesse levantamento (I,,~
constar o nível do meio da rua de cada esquina das áreas de risco.
Além da topografia é necessário o levantamento das obstruç
escoamento, como pilares e encostos de pontes, estradas com 1,111111
ediffcios, caracterizando em planta e, em seção, o tipo de cob~IIi1111
obstrução.
Com a batimetria ao longo da cidade é possível determinar os oulll. li
inundação, de acordo com o seguinte procedimento: a) um modelo de c.lSCOIIII''',,1
permanente, para cálculo da linha de água, deve ser utilizado. No 01111(111111I
é descrita a metodologia. O método é utilizado, inicialmente, para '~1I.1r I
rugosidades, com base nas marcas de enchentes e na curva de dC801l1~1I ,I
posto fIuviométrico. Para tanto, a linha de água é determinada pnrn 1\ V
máxima registrada, no posto fluviométrico, e o nível corrospomlout
sentido de jusante para montante. A rugosidadc correta sord 1\(III~h
linha de água se aproximar das marcas de enchente; b) CUnh\'v!111I
rugosidades pode-se estabelecer a linha de d~lIu puro IIN V
correspondentes aos difcrcrucs tempos do retorno o, cru conseqüênr "" &11111",
o mnpeurnonto dns 111'01161\11r\gidll/l.
No OIWI do lI\1ljl()jlnltJllj()p,IrII IIltlltU.li 11I't)(cdllJlolllllli II\'IIIIJIIIIIII\I.,
641I'm\trole de Enchentes
'1lINle também é necessário. As linhas de água serão determinadas para
rlllercntes níveis na seção do posto. Com a declividade da linha de água é
llllU(vcl obter a cota correspondente a inundação em cada esquina.
fl(liIlIplo 16.3 - No estudo das cidades do Vale do Itajaí foi realizado um
1I111pOlllncntOpreliminar de planejamento. A seguir são descritos os
I'llIlll'llimentos adotados.
Mapas topográficos das cidades: para as diferentes cidades foram obtidos
IIBIIHIN topográficos dos mais variados níveis de qualidade. Em geral esses
"1I11"1~foram preparados para a elaboração de projetos de abastecimento de água
IltlUlIcm curvas de níveis espaçadas de 5m. Com a finalidade de minimizar o
1'llIhl~'lllllforam realizadas. em todas as localidades, visitas com o objetivo de
'11I1111111'os mapas disponíveis através da comparação de detalhes topográficos
I fi 1I1~ com aerofotos e com a própria verificação de pontos caracterfsticos
111I)~RNs do IBGE. Esses mapas devem ser considerados como preliminares e,
1"11'\ I\~ áreas com maior risco de inundação, poderão ser elaborados
nUI" 1111\(;11te mapas topográficos mais detalhados;
Nlvclamento das réguas linimétricas: nas cidades foram niveladas as
IIIU, ndctando-se também a referência IBGE;
J 11ll'Uvidade da linha de água: o rio Itajaí-Açu e seus afluentes (
1'111.1'1111101declividades da linha de água muito altas sendo, portanto,
1IIInconhecer esse parâmetro para melhor estimar as cotas de enchentes
I I IIl\Ildm' das cidades. Adotou-se como critério o nivelamento das marcas das
1111illlltlA, 1\ cada quilômetro, ao longo do rio nas áreas urbanas e a
1,li 'IIIIH"~'~Oda declividade da linha de água no perfodo de visita, que
! '1111\ om um período de estiagem. A análise dessas decli vidades permitiu
111111111111cotas de inundação para diferentes valores ocorridos na régua.
I"IIIIIlho estendeu-se, também, junto aos principais arroios que escoam
" 11" principal;
I ~I 1IIII\IIVll das cotas de inundação: para as cidades com dados foi
If 111111111111\II curva de probabilidade de vazões. Os tempos de retomo de 5,
/I I 100 unos foram escolhidos e obtidas as vazões correspondentes. As
11111\11Iccnvcnldas em níveis pela curva-chave. A transferência deste
., lunao du cidade foi realizada com base nos desníveis das
Ijl 1,1,11111,dllA 1llt\loros enchentes.
1'1111I '1IIIIpllriclll', 11segulr dcscrcvornos os procodimonlox puru 1\cldu
W IIhl 1IIISul. 1\ I clcrldu cldudc l()cHli~ll-I,o na Ç()lIrtUlJllclu dUM tlOI! !tll.l"
j iru I. " ""1,11 dI! Sul. AM 1I](lIt'/I/Ide clll~h()IIIO/ldC/HII eldndo 10111111ulve
I1 1111'1'0111111111Ilhltll 11M tI«.H'llvldud\lRt1o/'ll1rvuls <111M \'11\11(1/11""11I'11"I
111I \ I1 HII, 'IllI'IlHIlllllllln,. .11'I'IHIIIII It), 11. A l'llIVII dto pllll1l111111dlldll/11
"'IIJ!''''"VII 111 K1l'Ilp11\ 1.1.\ ("llllrlldlJ 1,1), IJ IIHIIlI/lH 11111111'1/11~1I11\V~"dll
iIIlIVI). Glllll1ldllllllldl. '1\11 111\11"') 111111'1111dlJ "111.r1\l" 11111111"1)1
16.5.2 Zoneamento
642 Hidrolog
para o cálculo de remanso, adotou-se como declividade aquela ocorrida 011
1983. Na figura 16.12 são delimitadas as cheias de 5 e 100 anos.
.•..",_,/cheia 84
..•.•........... -,
341
E
c(~
o
u cheia
340
o 1 2 3 4
DISTÃNCIA DE MONTANTE PARA JUSANTE (km)
Figura 16.11. Níveis de água no rio Itajaí-açú em Rio do Sul
o zoneamento pr6priamente dito é a definição de um conjunto dl' 11 jjl
para a ocupação das áreas de maior risco de inundação, visando à 11111111111111
futrra das perdas materiais e humanas em face das grandes chcins, ('011111
daí, que o zoneamento urbano pernútirá um desenvolvimento rnclcnnl di
ribeirinhas.
A regulamentação do uso das zonas de inundação apela-
demarcação de áreas de diferentes riscos e nos critérios de oouu
mesmas, tanto quanto ao uso como quanto aos aspectos C01181J11llvu_. 1'1111' Ili
esta regulamentação seja utilizada, beneficiando as comunldadcs, 1\ IIH11111111 I1
ser integrada à legislação municipal sobre lotcumontos, 1.'011"'111
habitações, a fim de garantir a sua obscrvãncla. Sendo UIIH11II, 11 ~ 11111
deste rapítulo tem 11 finalidudc de scrvlr (\0 bnse purn í\ l'f.l~1I1j1l1l11lilU~.1
várzea de inundaçãc, Il.lrnvós dos plnllos cJllc!()Il). lIllllll\O", Ilrlllllllllllll
preHtllrll/l li vltlhlll~IIlJn() do IlOlllrolo d'nllvo. () IlL'PIIIIIIIIINIIII IIt'I Auu
I'ontrole de Enchentes
+~
g•
a:
li)
r·_.TEMPO DE RETORNOE LINHAS LIMITE____ 5 ano......... 100 anosL __..__
O, 500...•....
!IIUIIII\ 1<1,I:!, nt\lIll1lll\~m IUO 111101 1~1l1 1'111 dn ~IHI
643
lo..J
644 Hidrologl
Energia Elétrica do Estado de São Paulo (OAEE), apresentou uma proposta plU
os artigos da seção de Recursos Hídricos das Leis Orgânicas municipais d,
referido Estado, onde o zoneamento era recomendado nos seguintes term
"Art. 2° Caberá ao município, no campo dos recursos hídricos:
IV - proceder ao zoneamento das áreas sujeitas a riscos de inunda
erosão e escorregamentos de solo, estabelecendo restrições e proibições 1\11
uso, parcelamento e a edificação, nas áreas impr6prias ou críticas de form
preservar a segurança e a saúde pública".
O Water Resources Council (1971) definiu Zoneamento por: "Zoneameuu
envolve a divisão de unidades governamentais em distritos e a regulamcntnç
dentro desses distritos de : a) usos de estruturas eda terra; b) aluu
volume das estruturas; c)o tamanho dos lotes e densidade de uso.
características do Zoneamento, que o distingue de outros controles é <1"
regulamentação varia de distrito para distrito. Por essa razão, o Zoncnmouu
pode ser usado, para estabelecer padrões especiais para uso da terra em dll'll
sujeitas à inundação. A divisão em distritos de terras, através da comunklmí
é usualmente baseada em planos globais de uso, que orientam o crescimento II
comunidade".
Condições técnicas do zoneamento
o risco de ocorrência de inundação varia com a respectiva eUIII iJ
várzea. As áreas mais baixas obviamente estão sujeitas a maior freqMuoh. II
ocorrência de enchentes. Assim sendo. a delimitação das áreas do zoncumnuu
depende das cotas altimétricas das áreas urbanas.
O rio possui normalmente um ou mais leitos. O leito menor corrcll1ll1ll1l
seção de escoamento em regime de estiagem, ou de níveis médios. O lcltu hllllilj
pode ter diferentes lances, de acordo com a seção transversal consldcnuln
topografia da várzea inundável. Esse leito, o rio costuma ocupar cl'II'IIIlh
enchentes. Quando o tempo de retomo de extravasamento do leito l\IIlIIlIl
superior a 2 anos, existe a tendência da população em ocupar a V~III'11. 11
mais diversas e significativas formas socioeconômicas. Essa ocupuçlu. 111"
por ocasião das cheias. danos de grande monta aos ocupantes dC$$1I
também. às populações a montante. que são afetadas pelas clcvuç
decorrentes da obstrução ao escoamento natural causada pcl
ocupantes (figura 16.14).
A seção de escoamento do rio pode ser divididu em trOs 1)1111
(figura 16.13), descritas a seguir.
• I1lala 1111110 di. Im~l\()
hOIlI(,).O\llllqnr r \lnn~11I
Zona de passagem do
hídraullcumcntc b pcnult
(~ontrolede Enchentes 645
'f!\ 16,' \, I(nll!l"'IlH~IIII\t;nll 111\ '1,0111I hlllt\llI~vcl (tl.H.WA'IHH IW:J(lUIH 'I
'1)tINI '11,1 1)"/1
646 Hidrolog 1'lIlllrole de Enchentes 647
área reduzirá a área de escoamento, elevando os níveis a montante desta 8
(figura 16.14). Portanto, em qualquer planejamento urbano, deve-se procu
manter esta zona desobstruída.
AUMENTO
,/
NíVEL DA ENCIIIINI
11I11,ortantede áreas planas em patamares intermediários devido, também, aos
1I1t'llllvcnientesdo restante do relevo acidentado das cidades.
A regulamentação da ocupação de áreas urbanas é um processo iterativo,
'111I'passa por uma proposta técnica que é discutida pela comunidade antes de
I Incorporada ao Plano Diretor da cidade. Portanto, não existem critérios
"Mlllo, aplicáveis a todas as cidades, mas sim recomendações básicas que
1,,111,,111ser seguidas em cada caso.
Water Resources Council (1971) orienta a regulamentação com base em
111111105,definido-se em cada um o seguinte: a) um texto que apresente os
. ~IIIIII\lCntos que se aplicam a cada distrito, junto com as providências
,Iuilnlstrativas; b) um mapa delineando os limites dos vários usos nos
hltllos.
) zoneamento é complementado com a subdivisão das regulamentações, onde
" orientadas as divisões de grandes parcelas de terra em pequenos lotes,
111111 objetivo de desenvolvimento e venda de prédios. Portanto, essa é a fase
uulrolc sobre os loteamentos. O C6digo de Construção orienta a construção
1'1l<t1losquanto a aspectos estruturais, hidráulicos, de material e vedação,
11~\llllmentação das construções permite evitar futuros danos. A seguir
l'Ii,ltllllunos alguns indicadores gerais que podem ser usados no zoneamento .
/
I'IIJ'fi passagem das enchentes: essa faixa do rio deve ficar desobstruída
III nvltnr danos de monta e represamentos. Nessa faixa não deve ser
11111111111nenhuma nova construção e a Prefeitura poderá, paulatinamente,
1111\1M habitações existentes.
tll\ construção de obras como rodovias e pontes deve ser verificado se as
11111.produzem obstruções ao escoamento. Naquelas já existentes deve-se
111111fI efeito da obstrução e verificar as medidas que podem ser tomadas
mreção. Não deve ser permitida a construção de aterro que obstrua o
IIIIIII!!II\(),Essa área poderia ter seu uso destinado a agricultura ou outro
111111111n~ condições da natureza. Adicionalmente, seria permitido a
I,IIIII\~I\IIdo linhas de transmissão e condutos hidráulicos.
1111I1uumas cidades poderão ser necessárias construções próximas aos
r lll.III\ clrcunstância, deve ser avaliado o efeito da obstrução e as obras
111"'1111'estruturalmente protegidas contra inundações.
Zona com restrições (faixa 2) - Esta é a área restante da superílel
inundável que deve ser regulamentada. Esta zona fica inundada mas, devldu
pequenas profundidades e baixas velocidades, não contribuem muito plll
drenagem da enchente.
Zona de baixo risco (faixa 3) - Esta zona possui pequena probabilidade .1
ocorrência de inundações, sendo atingida em anos excepcionais por pequen
lâminas de água e baixas velocidades. A definição dessa área é útil I'
informar a população sobre a grandeza do risco a que está sujeita. Eslt\ 11.
não necessita regulamentação, quanto às cheias.
A primeira faixa depende das condições hidráulicas do escoameutn II
enchentes, as demais são escolhidas com base no risco que se deseja 11
na convivência com as enchentes.
A zona utilizada para a passagem de enchente é delimitada atrnv
cálculo de remanso para uma vazão, correspondente à cota que defino II "I
sujeita a inundação. Utilizando a referida vazão, a cota, a partir du 11111I1
obstruções provocam acréscimos de níveis menores que h*, é aquela (1110 111'1111
esta zona. O valor de h* pode ser definido como um valor suficicnronu-n
pequeno para não agravar as condições existentes.
ANTES DO DE81!NVOLVIMICNl'fI
Figura 16.14. Invasões da várzea
Regulamentação das zonas de Inundação
a populnç
d
648 Hidrologla
de equipamentos ou maquinaria facilmente removível ou não sujeitos a danos d,
cheia. Neste caso, não deve ser permitido armazenamento de artigos perecível
e principalmente tóxicos; e) serviços básicos: linhas de transmissão,
estradas e pontes, desde que corretamente projetados.
Zonas de baixo risco: nesta área, delimitada por cheia de baixa freqüência,
pode-se dispensar medidas individuais de proteção para as habitações, IUII
orientar a população para a eventual possibilidade de enchente e dos meios d
proteger-se das perdas decorrentes, recomendando o uso de obras com, Jl~11I
menos, dois pisos, onde o segundo pode ser usado nos períodos críticos.
Regulamentação das construções: a proteção das habitações com relação
enchentes depende da capacidade econômica do proprietário em realizá-lu.
Com a implantação de um plano, a municipalidade poderá permiti
construções nessas áreas, desde que atendam condições como as segulnt
(Tuccí e Simões Lopes, 1985): a) estabelecimento de, pelo menos, um piso 011I11
nível superior à cheia que limita a zona de baixo risco; b) uso de materlsl
resistentes à submersão ou contato com a água; c) proibição de armazenumeum
ou manipulação e processamento de materiais inflamáveis, que possam pt\r' 1'111
perigo a vida humana ou animal durante as enchentes. Os equipII1I10llIII
elétricos devem ficar em cota segura; d) proteção dos aterros contra (lli)~n
através de cobertura vegetal, gabiões ou outros dispositivos; e) prever 11
efeitos das enchentes nos projetos de esgotos pluvial e CIOllOll1;n
estruturalmente, as construções devem ser projetadas para resistir à "1
hidrostática, que pode causar problemas de vazamento, entre outros,
empuxos e momentos que podem exigir ancoragem, bem como às Or0l10011 'I"
podem minar as fundações; g) fechamento de aberturas como portas, jtlllt\'
dispositivos de ventilação; h) estanqueidade e reforço das paredes do' )I(lln,'"
i) reforço ou drenagem da Iage do piso; j) válvulas em conduto; k) prol/I"I.II
de equipamentos fixos; I) ancoragem de paredes contra deslízamcntos,
A decisão sobre a obrigatoriedade de proteção das novas const,r'Il~\nl1l,
zona de inundação é um processo que deve passar por uma dlscussão 111I11'111
comunidade envolvida.No entanto, deve-se ter presente que, logo li 111
últimas enchentes, houve desvalorização imobiliária das áreas de r1800. ('IUII tt
passar do tempo, essas áreas adquirirão gradualmente: valor 11111 111 1IIIIt111
devido ao natural espaçamento no tempo das cheias e assim, a implem()lltll~,nllI
um plano de zoneamento poderá trazer custos maiores de deIJllpropdl\~'lk. I
forem necessárias) ou dificuldades no processo ele obedl~1I
regulamentação. Essa situação somente sofrerá modlflcaçãc com IIóO()1I~III
nova enchente, com mais danos, Essas condições sno 11\11111 grnv(). 11I\ ~ 11I
passagem da cheia, na qual a muníclpalldadc 11000881111a,rLldUllluH.mtc "Imlll
obras que obstruem o cscosrncnto.
Ounnto bd OOn8Ir\l9r1~8 Jd oxlulcnto$ 1111!! dl0l111 do Il1l1l1dll\'
j'lHltrole de Enchentes 649
nllzado um cadastramento completo das mesmas e estabelecido um plano para
"Ihlzlr as perdas no local, bem como àquelas provocadas pelo remanso,
nltante da obstrução do escoamento. Várias são as condições existentes que
Ih'vertio ser analisadas caso a caso. Algumas situações podem ser: a) para as
IIIH 1\11 públicas como escolas, hospitais, e prédios administrativos deve-se
Ill10ar a viabilidade de protegê-los ou rernovê-los para áreas seguras, a
tI~!lI() prazo; b) as subabitações como favelas e habitações de população de
hlll~1irenda, devem ter sua transferência negociada para áreas mais seguras;
I 11IIfll áreas industriais e comerciais pode-se incentivar as medidas de
111I"n91\0 às construções e, se for o caso, de toda a área, às expensas dos
IfI unllclados,
Ouando ocorrem remoções ou transferências, o poder público deve estar
1 "IHu'ndo com planos urbanos para destinar estas áreas para outros usos ou
Ihllllldlldes de lazer, parques, evitando que venham a ser ocupadas novamente
1'11.uhllbitações.
11'11116.4· Os resultados obtidos de cotas de inundação para as cidades
Vul.o do Itajaí não permitem ainda um detalhamento completo do zoneamento
i••~ IllQ"mnS, mas permitem desde já fornecer orientação sobre as áreas de
I1I I'rocurou-se delimitar a área de inundação de baixo risco pela cota
1I111.)1ondentea 100 anos de tempo de retomo ou pela maior cheia ocorrida,
""1111110-110a maior das duas.
!lua mapas dessas cidades são apresentadas as áreas atingidas pelas
III". dI) 5 c 25 anos de tempo de retomo. A seguir, são apresentados alguns
1IIIII0ld09 sobre as condições de enchentes na cidade de Rio do Sul.
ondíções de inundação mais críticas ocorrem na confluência dos rios
1111Sul c Itajaí do Oeste e a jusante deste ponto. As cheias de 25 e
11'" pouco diferem devido à topografia local. As áreas de maior risco <,
• 1111111111.-.0 Junto à confluência, na margem esquerda do rio Itajaí do Oeste e
111111)11'111dlrolta, apõs a confluência. A profundidade nas margens pode ser
I IIr II II ~H1, o que provoca velocidades consideráveis, principalmente onde
"IUl mulores obstruções, como nas ruas.
tllllIlll de 5 11.1108 de tempo de retomo apresenta superfícies maiores
111\/1\ <10 rio, logo após a confluência. Essas áreas devem ter cuidados
I. IlItht Iam 1\ chancc de ser atingidas, em média, a cada 5 anos e 50%
1,141111\11011 \l"óxill1oS três unos,
Il dtllllllitt\dn pela cheia de 25 anos é muito extensa e preocupante,
hll\lUtl dl,l 34% do ocorrer nos pr6ximos 10 anos e abrange um setor
IlIjli1lll1ult) ~m eldudc, A população devo ser orlentndu pflfll o dseo
11\lIIM t~COIlOllllooprotegor os pr6dios ou rrl\ld~·lolI .1111'1I Ju(ml 1111'
'lnrNloJ'CII 110d(1lftll, IIUlII plllllll
lJllI"'"O 1'11I1\ 1\ (HlIII,,\~'1\1l III'ltllll
650 Hídrolosl
Para definição das faixas e estabelecimento da regulamentação é necessário '
seguinte: a) levantamento de seções batimétricas ao longo dos rios, dentro d,
perímetro urbano de interesse; b) levantamento topográfico da área li
inundação, com curvas de nível de O,5m em O,5m; c) cadastramento e defml~all,
em planta e perfil, de todas as habitações, estradas, pontes e condutos n
área de inundação.
Exemplo 16.5· Rezende e Tucci (1979) avaliaram as condições de inundação 11
cidade de Estrela às margens do rio Taquari e recomendaram ao Plano Dlrcíu
da cidade duas faixas de regulamentação. Na primeira faixa entre a ch
normal e a cota correspondente a 10 anos de tempo de retomo (26,00 m) ru1
recomendado que fosse preservada e mantida livre de obstruções, devido
condições de escoamento do trecho do rio Taquari. Na faixa entre o rMo.!ll••
nível e a cheia de 100 anos foram recomendados usos e construções 111111I
proteção contra inundação. Na legislação urbana foi definido que as CIlIV
abaixo da cota de 26,00 m são de preservação permanente e paisagfstlca.
16.6 Avaliação dos prejuízos das enchentes
Segundo o U.S. Army Corps of Engineers (1976), os prejuízo. I'tI
inundação podem ser classificados em tangíveis e intangíveis. Os proJIIIIII
tangíveis são classificados em danos físicos, custos de emerzõm
prejuízos financeiros.
Os danos físicos incluem os custos de separação e limpeza dos pr«(I!II.,
as perdas de objetos, mobília, equipamentos, elementos decorativos, 1111111"
armazenado e material em elaboração. Os custos emergenciais se rorOU1111
evacuação, reocupação, habitação provisório como acampamentos, alcrtna, rUI!
outros. Os custos financeiros são aqueles devidos à interrupção do ÓOIlI~II,I,
da fabricação de produtos industriais e aos lucros cessantes. Os ('11li"
intangíveis se referem aos danos de enchente que não têm valor de mCIUllt li , ,,'
valor monetário, como a perda de vida ou obras e prédios histõrlcos.
Os métodos utilizados para a avaliação dos danos CUIlSII(!UII 1",1
enchentes são (Simons et al., 1977): a) curva nível-prejuízo; b) nHSIOIl1I (I
curva de prejuízo hist6rico; e) equação de dano-agregado.
16.6.1 Curva nível-prejuízo
o desenvolvimento deste método é citado em U.S. Arrny
(1976). Consiste na determinação de curva que rolncl
probabilidade ou tempo de retorno. Para cctcrmtnur oSI,. O\lrVI
obter as seguintes relações: n) curva de dClloRrgLl; b) curvu ti
de vazões máximas; o) curva de nível Vorllllll prúJuCr,(),
A CllrVII de (IOSC'lIrnu é 1\ ft.lIIlÇnO ~1Il11'(J 11 vw"no o li llrv~1 d
í 'untrcle de Enchentes 651
.1, medição. A curva de freqüência de probabilidade de vazões é obtida com
"'1_11 nos procedimentos descritos no capítulo 14. Para obter a relação entre
li uívcl na seção da régua e a probabilidade, basta efetuar a combinação das
,IIIU. curvas.
A grande dificuldade está na determinação da relação entre nível e
1'IIIII1r~,O. Para tanto é necessário um cadastramento de ocupação da várzea e a
tllllllllva do prejuízo para os diferentes componentes dessa ocupação. Esta
tlnuulva pode ser realizada para construções-padrão como residências,
,,"p'\~'1I0 industrial e comercial, quando for o caso, além de uso agro-
11111111111. Nos Estados Unidos as entidades como Soil Conservation Service,
• '''\1. nf Engineers e Administração Federal de Seguros procuram relacionar,
\""11 onda tipo básico de construção, a altura a partir do piso com a
i![II:I'I\lllgcm de dano do valor total do prédio. Nas figuras 16.15 e 16.16 são
utudos, respectivamente, exemplos da comparação das curvas propostas
i!!lh\- lteS organizações para os casos de uma casa de um e de dois pisos,
!"luII N~nl porão. A composição dos custos por áreas da cidade, através de
111111" "!lem, permite uma avaliação global dos danos envolvidos.
IItllvldlllllmcnte, uma indústria ou um estabelecimento comercial podem levantarI" prejuízos potenciais de acordo com o nível de água.
('lIllhccida a relação entre profundidade e prejuízo é possível estabelecer
II 11\~l\n entre prejuízo e probabilidade, pelo uso das duas últimas curvas
tlMIIHI1(1,17). A curva prejuízo-probabilidade permite a estimativa do custo
",,1111 rln Inundação pata uma cidade ou, individualmente, para uma indústria,
IlIholccimcnto comercial ou uma residência. Adicionalmente, ela permite
1111111111111 llN riscoseconômicos envolvidos na instalação em área sujeita à
"III1II,\IJl\o, O custo médio de inundação é obtido pela integração da curva
vnrsus probabilidade (figura 16.18).
III(lu da curva de prejuízo histórico
652 Hidroloal I 1111111110 de Enchentes 653
s
~01\ de inundação desenvolvida pela área total inundada; A = área total de
IlIhWnO.
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O 8010 20 30 40 6050 70
% de danos do valor total (estrutura e bens)
Figura 16.15. Curvas de profundidade-dano para uma casa de UIII
pavimento sem .porão- (Simons et al.,1977) ,
16.6.3 Equação do prejuízo agregado
James (1972) apresentou a equação de dano agregado, que se hJl1I1
crescimento linear entre o dano e o nível médio de inundação dll vII.
equação é a seguinte:
CD = KD h M U A
onde CD = dano total, devido a enchente para um cvcnt
dano de enchente, em unidades monetárias por unldlldcs
mercado de desenvolvimento dn ~rclIde Inundnç
unidades de dcscnvclvlmcntc: U n 11 1)"Olll)I'~~O d
" 1111111
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~o de danos do valor total (estrutura e bens)
111" 1{'.16. Curva de profundidade-dano para uma casa de dois
pavimentos sem porão (Simons et al., 1977)
definido por:
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(16.2)
654
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Hidrologill
Kates (1965) apresentou uma seqüência de procedimentos para a avaliaç
dos prejuízos de áreas de inundação com crescimento, ou modificações de dan
potenciais, com o tempo. A seqüência é a seguinte: a) utilize um modelo
regional de economia para projetar o crescimento urbano regional através dn
período de análise; b) defina os limites das áreas de inundação com base 011I
análise hidrol6gica e aloque o crescimento urbano nesta área; c) específiqn
cada estrutura na área de inundação por localização, tipo, conteúdo e vukn
econômico, como função do tempo; d) desenvolva curvas apropriadra,
relacionando danos na estrutura com nível como função do tempo; e) agregue II
curvas individuais de dano para permitir a avaliação de toda a enchente,
refletindo a mudança no tempo.
CURVA DE DESCARGA
VAZÃO (m3/,)
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P PREJuízo
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CURVA DE PREJuízo PROOAnlllllAII''''~'~':r:""'''''õ'' I
Og: r///'///h..
I >
Q"' VAZÃO (m~,)
CUlto médio d. InUIII!I',
PROBLEMAS
Figura 16.17. Método Nível-Prejuízo
1 . Por que as medidas estruturais são mais caras que IIS 010(11<1111'1 Ilnl
estruturais?
2 . Quais os principais impactos que cnvol vc o COI'I C de lIlCIUllh ti. tíiij
controle de inundação de um trecho de rio?
- Quando ó vlilvl.ll II OlllJIIIIZIII;nO de 11111 rio 11111'1\ conuulu (lu (111l'\lllIIlU', IJI
() ()N hOlHlnC'IO" r
IlIlft'Ole de Enchentes 655
( 'orno você definiria um plano de determinação dos níveis de inundação para
11111 local sem dados?
Ouuls as medidas complementares ao zonearnento da planície de inundação?
I'ura as vazões máximas anuais da seção da figura 16.18: a) determine a
I\lVI' de probabilidade de vazões máximas (tabela 16.4); b) determine as
máximas de 5, 20 e 100 anos de tempo de retomo da curva obtida do
IfoIll anterior; c) determine as cotas de inundação correspondente às cheias
'111 uclonadas, com base na curva-chave da tabela 16.5; d) determine em planta
Tabela 16.4. Vazões máximas da seção A
N Q(m3/s) N Q(m3fs) N Q(m3/s)
1 1380,0 12 5750,0 23 9000,0
2 310.0,0 13 5200,0 24 23000,0
6850,0 14 14100,0 25 2500,0
1\ 9600,0 15 4300,0 26 8100:0
19200,0 16 3800,0 27 9000,0
8300,0 17 11200,0 28 5800,0
7 14300,0 18 5900,0 29 3300,0
8 4680,0 19 9900,0 30 11050,0
8100,0 20 9500,0 31 4400,0
to 7180,0 21 5100,0 32 6100,0
ti 9100,0 22 7000,0 33 7950,0
Tabela 16.5. Curva chave na seção A
ota (m) Q(m3fs) Cota (m) Q(m3fs) \--
2400,0 8,00 1סס00,0
3100,0 8.50 11000,0
3800,0 9,00 12000,0
4600,0 9,50 13000,0
5450,0 10,00 14000,0
300,0 10.50 15000,0
7150,0 13,00 20()()() ,O
HClOO,O t~"o 21 ()()()t<l
I)()()() ,O 14,00 ?~)(l()1) ,I)
656 Hidrologl
as linhas de igual probabilidade de inundação. Considere que a declividadc !I
linha de água ao longo da cidade seja de 50cm/km
7 - Quais são as medidas que poderiam ser estudadas para controle d
enchentes para um local onde a bacia tem de cerca de 3000 km2 com declividud
média do rio de 1 m/km. A cidade possui cerca de 30.000 habitantes onde oor,
de 5% encontra-se na área de inundação.
25
20
6 10 15 20 2e
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-:-:::- A 10
• "0110
FIIí\Il'11 11),1H.l'I'()hl()lIl1\ (I,
I uutrolc de Enchentes 657
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'od,I'I//I f Ir Ilr" 11I \fI \
IlIdll do ciclo da água, tanto nos aspectos hidrol6gicos como nos da
1111 .IUIHI, ns inferências estatísticas mais freqüentes sobre seqüências
l!1ili 1I111.lNlfndas,em intervalos discretos de tempo, são ilustradas a
Ih til 1/.1 sno apresentadas duas seqüências de cheias anuais (vazão
11,11111do pcríodc de 1934-1984) para dois locais da bacia do rio
111/1 ,',,!lu 11111, Brasil). Estes dados são dos postos do rio Hercílio
11 Ihlll11u de 3314 kmz) e no pr6prio Itajaf em Apiúna (9242 km2).
11j1l1\1IollI, um fato comum nas séries hidrol6gicas, interrompem a
lill IlId~lIol' semelhante das duas séries é que as cheias extremas
ItI 1111111 dOR dois anos de registro (1983 e 1984).
658
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reduction. Sacramento.
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reduce f100d losses. Washington. Não paginado.
Capítulo 17
HIDROLOGIA ESTATÍSTICA
Robin T. Clarke
IIIIH de Hldrologia Estatística
I1 ~ " 17.3 silo apresentadas as vazões médias mensais para os
111ft n purll OS últimos 5 anos de registro da série, para um posto111111 11Ihllt,{r!o do rio Uruguai, rio Lavatudo em Fazenda Mineira
I1 I1 ~,III». Hnqunnto existe alguma evidência de um ciclo anual, com
INIIII"lIIlmtdo pura ser menor nos meses de novembro a janeiro, existe
IlIliilldwln (10 uno para ano. O abastecimento de água que utiliza
til considerar esta grande variabilidade, para evitar
1I1III1I'olll\(,lIlIO.
\