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HIDROLOGIA – CCE 0218 Curso de Arquitetura e Urbanismo Prof. Lauro Pessoa – Geógrafo / Mestre em Geografia Aula 01 – Introdução à Hidrologia Etimologia (do grego): Água Hydrus Logos Estudo Definição: ciência que trata dos fenômenos relativos à água, em todos os seus estados, bem como da sua distribuição e ocorrência na atmosfera, nos oceanos e nos continentes, além da relação desses fenômenos com a vida e com todas as atividades do Homem. Hidrologia = estudo da água • Abastecimento humano e industrial (disponibilidade quantitativa, infraestruturas de tratamento e distribuição); • Saneamento básico e controle da poluição (sistema de esgotos – disposição e tratamento de resíduos domésticos e industriais); • Drenagem urbana e controle de inundações (uso / cobertura de solo, ocupação em áreas de risco e sistemas de drenagem); • Controle da erosão e do desmoronamento de encostas; Fim HIDROLOGIA – CCE 0218 Curso de Arquitetura e Urbanismo Prof. Lauro Pessoa – Geógrafo / Mestre em Geografia Aula 02 – Precipitação, Escoamento Superficial e Bacias Hidrográficas Modelo teórico que representa o movimento cíclico da água entre os diferentes reservatórios hídricos do planeta, a saber: os oceanos, os continentes e a atmosfera. Umidade atmosférica: água presente no ar sob a forma de vapor A quantidade de vapor d’água existente no ar pode ser expressa sob as seguintes formas: • Umidade absoluta: quantidade de vapor existente em um dado volume de ar (valores expressos em g/m3). • Umidade relativa: quantidade de vapor existente no ar em relação à capacidade máxima possível, para uma determinada temperatura (valores expressos em %). Instrumentos utilizados para a medição da umidade relativa: Higrômetro Termo-higrômetro Psicrômetro Precipitação: transferência da umidade atmosférica para a superfície do planeta • Orvalho: formação de gotículas de água pelo contato do ar úmido com superfícies frias. Tipos de precipitação: • Geada: Formação de gelo pelo contato do ar úmido com superfícies muito frias (abaixo de 0° C). • Nevoeiro: formação de nuvens próximas à superfície, devido ao resfriamento do ar úmido junto ao solo. • Neve: formação de gelo no interior de nuvens com temperaturas inferiores a 0° C. • Granizo: formação de blocos de gelo no interior de nuvens muito elevadas e com temperaturas muito inferiores a 0° C. • Chuva: formação de gotas de água em nuvens relativamente frias (temperaturas acima de 0° C). Processos de formação de chuvas • Ascensão do ar em células de convecção • Ascensão do ar devida a barreiras orográficas Instrumentos utilizados para a medição da precipitação pluvial: Pluviômetros Pluviógrafo 1 mm de chuva 1 L por m2 10.000 L ou 10 m3 por ha 1.000.000 L ou 1.000 m3 por Km2 A relação entre altura da precipitação, área de captação e volume precipitado resume-se no conteúdo da tabela apresentada a seguir: Portanto, se em uma área de 37 ha ocorre uma precipitação de 68 mm, o volume total precipitado nesta área será dado por: Se, 1 mm por ha é igual 10 m3, então: 68 mm por ha = 68 x 10 = 680 m3 680 m3 por ha x 37 ha = 25.160 m3. Fase do ciclo hidrológico correspondente ao deslocamento das águas sobre a superfície do planeta, por efeito da gravidade. No que concerne às formas das superfícies onde ocorra o escoamento superficial, este pode ser classificado conforme os seguintes tipos: Escoamento superficial Escoamento concentrado, canalizado, ou de águas sujeitas. É responsável pela promoção da erosão linear ou em sulcos. Escoamento difuso, não- -canalizado, laminar ou de águas livres. É responsável pela promoção da erosão laminar ou areolar. Corresponde ao volume de água escoado em um curso d’água durante uma determinada unidade de tempo. Seu valor é obtido mediante o produto da velocidade média da água (obtida com molinetes) pela área da seção transversal no local de medição. A vazão é normalmente expressa em l/s ou m3/s. Vazão Velocidade média: 1,3 m/s Área: 3 m x 8 m = 24 m2 Vazão: 1,3 m/s x 24 m2 31,2 m3 / s. Molinete Vazões normais e vazões de inundação • Vazões normais: associadas ao escoamento fluvial no interior do leito de vazante, do leito menor ou do leito maior. - Leito de vazante: associado a baixas vazões; - Leito menor: associado a vazões normais (médias) dos rios; - Leito maior: associado a vazões elevadas (cheias ou enchentes anuais dos rios); • Vazões de inundação: vazões de magnitudes extremamente elevadas, cuja ocorrência é irregular no tempo, variando do período de décadas a centenas de anos. Tais vazões excedem a capacidade de escoamento dos leitos maiores, acarretando a inundação dos terraços fluviais. Dado um ponto qualquer sobre a superfície, toda a área, cuja conformação topográfica promova a condução do escoamento superficial em direção ao referido ponto, corresponderá à sua bacia hidrográfica. A linha que atue na definição dos fluxos que escoarão para diferentes bacias hidrográficas é designada como divisor de drenagem, divisor de águas ou, ainda, linha de cumeada. Bacia hidrográfica Definição dos divisores de drenagem e dos cursos d’água a partir de cartas topográficas • Setores do terreno que apresentem conformação côncava promovem a convergência dos fluxos d’água, enquanto aqueles de conformação convexa promovem a divergência desses fluxos. Consequentemente... 70 m 60 m 50 m Definição dos divisores de drenagem e dos cursos d’água a partir de cartas topográficas 70 m 60 m 50 m C O N V ER G ÊN C IA N O S SE TO R ES C Ô N C A V O S D IV ER G ÊN C IA N O S SE TO R ES C O N V EX O S Definição dos divisores de drenagem e dos cursos d’água a partir de cartas topográficas • Os cursos d’água são gerados no interior dos setores côncavos, enquanto os divisores de drenagem são observados sobre os setores convexos. 70 m 60 m 50 m Curso d’água Divisor de drenagem Definição dos divisores de drenagem e dos cursos d’água a partir de cartas topográficas • Os cursos d’água e os divisores de drenagem sempre interceptam as curvas de nível de modo perpendicular. A ilustração exemplifica um erro na definição dos cursos d’água e divisores de drenagem. 70 m 60 m 50 m Curso d’água Divisor de drenagem Definição dos divisores de drenagem e dos cursos d’água a partir de cartas topográficas • Os cursos d’água e os divisores de drenagem jamais se interceptam. A ilustração exemplifica um erro na definição dos cursos d’água e divisores de drenagem. 70 m 60 m 50 m Curso d’água Divisor de drenagem Exercício: considerando os dois pontos destacados na seguinte carta topográfica, definir suas respectivas bacias hidrográficas e cursos d’água relacionados. Resolução: os divisores de drenagem das bacias estão destacados com a cor vermelha, enquanto os cursos d’água com a cor azul. HIDROLOGIA – CCE 0218 Curso de Arquitetura e Urbanismo Prof. Lauro Pessoa – Geógrafo / Mestre em Geografia Aula 03 – Escoamento Superficial e Bacias Hidrográficas 1 mm de chuva 1 L por m2 10.000 L ou 10 m3 por ha 1.000.000 L ou 1.000 m3 por Km2 A relação entre altura da precipitação, área de captação e volume precipitado resume-se no conteúdo da tabela apresentada a seguir:Portanto, se em uma área de 37 ha ocorre uma precipitação de 68 mm, o volume total precipitado nesta área será dado por: Se, 1 mm por ha é igual 10 m3, então: 68 mm por ha = 68 x 10 = 680 m3 680 m3 por ha x 37 ha = 25.160 m3. Relação precipitação - área - volume Fase do ciclo hidrológico correspondente ao deslocamento das águas sobre a superfície do planeta, por efeito da gravidade. No que concerne às formas das superfícies onde ocorra o escoamento superficial, este pode ser classificado conforme os seguintes tipos: Escoamento superficial Escoamento concentrado, canalizado, ou de águas sujeitas. É responsável pela promoção da erosão linear ou em sulcos. Escoamento difuso, não- -canalizado, laminar ou de águas livres. É responsável pela promoção da erosão laminar ou areolar. Corresponde ao volume de água escoado em um curso d’água durante uma determinada unidade de tempo. Seu valor é obtido mediante o produto da velocidade média da água (obtida com molinetes) pela área da seção transversal no local de medição. A vazão é normalmente expressa em l/s ou m3/s. Vazão Velocidade média: 1,3 m/s Área: 3 m x 8 m = 24 m2 Vazão: 1,3 m/s x 24 m2 31,2 m3 / s. Molinete Vazões normais e vazões de inundação • Vazões normais: associadas ao escoamento fluvial no interior do leito de vazante, do leito menor ou do leito maior. - Leito de vazante: associado a baixas vazões; - Leito menor: associado a vazões normais (médias) dos rios; - Leito maior: associado a vazões elevadas (cheias ou enchentes anuais dos rios); • Vazões de inundação: vazões de magnitudes extremamente elevadas, cuja ocorrência é irregular no tempo, variando do período de décadas a centenas de anos. Tais vazões excedem a capacidade de escoamento dos leitos maiores, acarretando a inundação dos terraços fluviais. Dado um ponto qualquer sobre a superfície, toda a área, cuja conformação topográfica promova a condução do escoamento superficial em direção ao referido ponto, corresponderá à sua bacia hidrográfica. A linha que atue na definição dos fluxos que escoarão para diferentes bacias hidrográficas é designada como divisor de drenagem, divisor de águas ou, ainda, linha de cumeada. Bacia hidrográfica Definição dos divisores de drenagem e dos cursos d’água a partir de cartas topográficas • Setores do terreno que apresentem conformação côncava promovem a convergência dos fluxos d’água, enquanto aqueles de conformação convexa promovem a divergência desses fluxos. Consequentemente... 70 m 60 m 50 m Definição dos divisores de drenagem e dos cursos d’água a partir de cartas topográficas 70 m 60 m 50 m C O N V ER G ÊN C IA N O S SE TO R ES C Ô N C A V O S D IV ER G ÊN C IA N O S SE TO R ES C O N V EX O S Definição dos divisores de drenagem e dos cursos d’água a partir de cartas topográficas • Os cursos d’água são gerados no interior dos setores côncavos, enquanto os divisores de drenagem são observados sobre os setores convexos. 70 m 60 m 50 m Curso d’água Divisor de drenagem Definição dos divisores de drenagem e dos cursos d’água a partir de cartas topográficas • Os cursos d’água e os divisores de drenagem sempre interceptam as curvas de nível de modo perpendicular. A ilustração exemplifica um erro na definição dos cursos d’água e divisores de drenagem. 70 m 60 m 50 m Curso d’água Divisor de drenagem Definição dos divisores de drenagem e dos cursos d’água a partir de cartas topográficas • Os cursos d’água e os divisores de drenagem jamais se interceptam. A ilustração exemplifica um erro na definição dos cursos d’água e divisores de drenagem. 70 m 60 m 50 m Curso d’água Divisor de drenagem Exercício: considerando os dois pontos destacados na seguinte carta topográfica, definir suas respectivas bacias hidrográficas e cursos d’água relacionados. Resolução: os divisores de drenagem das bacias estão destacados com a cor vermelha, enquanto os cursos d’água com a cor azul. HIDROLOGIA – CCE 0218 Curso de Arquitetura e Urbanismo Prof. Lauro Pessoa – Geógrafo / Mestre em Geografia Aula 03 – Comportamento Hidrológico das Bacias Hidrográficas A B Considerando exclusivamente o aspecto forma, e assumindo todos os demais aspectos como semelhantes, qual das duas bacias apresenta o maior risco para a ocorrência de inundações? A bacia A, pois, nas bacias que possuem um formato aproximadamente circular, os locais de confluência dos canais situam-se mais próximos uns dos outros, consequentemente, a totalidade do volume de água drenado pela bacia chega ao exultório* aproximadamente no mesmo momento. A B * Exultórios • Método para a determinação do grau de circularidade da bacia: cálculo do coeficiente de compacidade (Kc). Corresponde à relação entre o perímetro da bacia (P) e a circunferência de um círculo de igual área (A). Este coeficiente é um número adimensional que varia na dependência exclusiva do formato da bacia. Quanto maior a irregularidade da bacia (ou seja, quanto mais o seu formato seja diferente do circular), maior será seu coeficiente de compacidade e, consequentemente, menor o risco para a ocorrência de inundações. De modo contrário, bacias com formatos regulares (ou seja, aproximadamente circulares), apresentarão coeficientes de compacidade reduzidos (tendentes ao valor 1), e, portanto, riscos elevados de inundação. Exercício: calcular os coeficientes de compacidade das bacias utilizadas no exemplo anterior. A B Perímetro (P): 94,298 km Perímetro (P): 120,949 km Área de ambas as bacias 630,542 km2 A B Maior risco de inundação Menor risco de inundação Considerando exclusivamente o aspecto densidade de drenagem, e assumindo todos os demais aspectos como semelhantes, qual das duas bacias apresenta o maior risco para a ocorrência de inundações? A B A B A bacia A, pois sua maior densidade de drenagem indica a predominância do processo de escoamento superficial, em detrimento do processo de infiltração. • Método para a determinação da densidade de drenagem (λ). Corresponde à relação entre o comprimento total (Ʌ) dos cursos d’água de uma bacia e área (A) da mesma. A densidade de drenagem varia diretamente com a extensão dos cursos d’água da bacia. Quanto maior esta densidade (ou seja, quanto maior a extensão resultante do somatório dos comprimentos dos canais), maior a proporção de águas que escoam superficialmente, em detrimento das águas que infiltram e, consequentemente, maior o risco para a ocorrência de inundações. De modo contrário, quanto menor esta densidade, menor a proporção de águas que escoam superficialmente, em relação àquelas que infiltram, e, portanto, menor o risco para a ocorrência de inundações. Exercício: calcular as densidades de drenagem das bacias utilizadas no exemplo anterior. A B Comprimento dos canais (Ʌ): 141,726 km Área (A) de ambas as bacias 630,542 km2 Comprimento dos canais (Ʌ): 66,877 km A B Maior risco de inundação Menor risco de inundação Considerando exclusivamente o aspecto declividade do leito fluvial, e assumindo todos os demais aspectos como semelhantes, qual dos dois leitos apresenta o maior risco para a geração de inundações em suas respectivas bacias? A B O leito A, pois superfíciesde maior inclinação não favorecem o processo de infiltração, e ainda contribuem para imprimir maior velocidade ao escoamento superficial, o que acelera a acumulação de água nos baixos-cursos das bacias. A B • Método para a determinação da declividade média dos leitos (d). Corresponde à relação entre a distância vertical (DV) e a distância horizontal (DH), compreendidas entre o ponto mais elevado e o mais rebaixado do leito. Para que o resultado seja apresentado em porcentagem, deve-se multiplicá-lo por 100. Exercício: calcular as declividades médias dos leitos apresentados no exemplo anterior. A B Distância horizontal (DH) do leito A: 70 km Distância vertical (DV) para ambos os leitos: 91 m Distância horizontal (DH) do leito B: 140 km A B Maior risco de inundação Menor risco de inundação Distância horizontal (DH) do leito A: 70 km Distância horizontal (DH) do leito B: 140 km Distância vertical (DV) para ambos os leitos: 91 m Um hidrograma corresponde a um gráfico que representa a variação da vazão em relação ao tempo, através do traçado de hidrógrafas (curvas de vazão). Quando um hidrograma encontra-se associado a um hietograma (gráfico que representa a variação temporal da precipitação) pode-se analisar os tempos de resposta do escoamento fluvial aos eventos pluviométricos. Análise do hidrograma Tempo V az ão / p re ci p it aç ão Precipitação Vazão na bacia A Vazão na bacia B No caso da figura abaixo, a bacia “A” apresenta uma ocupação do solo tipicamente urbana, resultando numa resposta mais rápida do escoamento superficial, em vazões mais intensas e em maiores riscos à ocorrência de inundações, devido à impermeabilização da superfície. De maneira oposta, a bacia “B”, por constituir-se numa área natural, ainda não-significativamente sujeita às intervenções humanas, apresenta um retardamento na resposta das vazões, valores mais moderados deste parâmetro e, consequentemente, menores riscos de inundação. Tempo V az ão / p re ci p it aç ão Precipitação Vazão na bacia A (urbana) Vazão na bacia B (natural) A variabilidade na configuração das hidrógrafas não ocorre apenas entre bacias distintas, na medida em que mesmo um evento pluviométrico simples (composto por apenas um pico de intensidade máxima) pode redundar em hidrógrafas compostas (que apresentam dois ou mais picos de vazão) em uma única bacia. Tempo V az ão / p re ci p it aç ão Precipitação Vazão A causa desse fenômeno está relacionada à diferença dos tempos de resposta entre o escoamento superficial (ou escoamento direto) e o escoamento de base (fluxo associado à água que infiltra no solo e posteriormente é exfiltrada para os rios, contribuindo, assim, com o escoamento fluvial). Na figura abaixo, o primeiro pico de vazão é decorrente da contribuição por parte do escoamento direto (que apresenta uma resposta mais imediata), enquanto o segundo está associado ao escoamento de base (cuja resposta é retardatária). Tempo V az ão / p re ci p it aç ão Precipitação Vazão A B A B A B A análise dos parâmetros fluviais e morfológicos deve ser acompanhada do estudo dos hidrogramas. Tempo V az ão Tempo V az ão Bacias / leitos tipo A Bacias / leitos tipo B Kc = 1,051 Kc = 1,349 Ʌ = 0,225 km/km2 Ʌ = 0,106 km/km2 d = 0,13 % d = 0,065 % Maior densidade no alto-curso Maior densidade no baixo-curso Qual o formato dos hidrogramas? Tempo V az ão Tempo V az ão Outras características que afetam o formato dos hidrogramas: variação na distribuição espacial da densidade de drenagem na bacia. Outras características que afetam o formato dos hidrogramas: variação na distribuição espacial da densidade de drenagem na bacia. Maior densidade no alto-curso Maior densidade no baixo-curso Qual o formato dos hidrogramas? Tempo V az ão Tempo V az ão Outras características que afetam o formato dos hidrogramas: variação na distribuição espacial da precipitação na bacia. Precipitação no baixo-curso Precipitação no alto-curso Qual o formato dos hidrogramas? Tempo V az ão Tempo V az ão Precipitação no baixo-curso Precipitação no alto-curso Qual o formato dos hidrogramas? Tempo V az ão Tempo V az ão Outras características que afetam o formato dos hidrogramas: variação na distribuição espacial da precipitação na bacia. Fim HIDROLOGIA – CCE 0218 Curso de Arquitetura e Urbanismo Prof. Lauro Pessoa – Geógrafo / Mestre em Geografia Aula 05 – Interceptação, evapotranspiração e infiltração - Efeito de barreira ao impacto direto das chuvas sobre o solo, causado pela presença da cobertura vegetal e da manta de detritos vegetais dispostos no solo (serrapilheira). - A interceptação promove a redução da energia cinética das gotas, oferecendo maior proteção do solo; - A serrapilheira apresenta um grande potencial de armazenamento de água (até 3 vezes o seu peso), favorecendo a infiltração e a regularização das vazões. Interceptação Interceptação urbana Impedimento da infiltração da água no solo, em função do armazenamento nas estruturas urbanas e, principalmente, da impermeabilização da superfície. Consequências: - Rebaixamento do lençol freático; - Aumento do escoamento superficial; - Ocorrência de inundações; - Geração de poluição hídrica. Evapotranspiração - Evaporação: passagem da água presente sobre a superfície do planeta (oceanos, rios, solos, etc.) para o estado gasoso. - Transpiração: processo fisiológico vegetal no qual a atividade biológica das plantas libera vapor d’água para a atmosfera. - Evapotranspiração: conjunto resultante da combinação dos dois processos anteriores. O papel da evapotranspiração no balanço hidrológico A diferença entre o total precipitado e a evapotranspiração em uma área resultará na quantidade de água disponível para o escoamento superficial e para a infiltração, portanto, resultará na quantidade de água disponível para o consumo humano. Evapotranspiração potencial: quantidade total de água que seria evapotranspirada caso houvesse disponibilidade hídrica constante para alimentar o processo de forma ininterrupta. No semiárido brasileiro, enquanto a precipitação média gira em torno dos 800 mm anuais, evapotranspiração potencial assume valores próximos a 2000 mm anuais, em algumas regiões. Fatores intervenientes na evapotranspiração - Estação do ano; - Hora do dia; - Nebulosidade; - Umidade atmosférica; - Vento; - Disponibilidade de água no solo; - Profundidade da água e das raízes. OBS.: o processo de evapotranspiração consome grandes quantidades de calor do ambiente. Infiltração Transferência da água presente na superfície para o interior do solo. Formas de contribuição da cobertura vegetal para a infiltração: - Diminuição da compactação gerada pelo impacto direto das chuvas; - Retenção de água principalmente pela serrapilheira, e progressiva liberação para o solo; - Favorecimento à geração de porosidade no solo (decomposição de raízes e atividade de animais escavadores, como formigas e minhocas). Fatores intervenientes na infiltração - Topografia do local Fatores intervenientes na infiltração - Profundidade dos solos Fatores intervenientes na infiltração- Porosidade: razão entre o volume dos poros e o volume total de uma amostra de solos (grandeza expressa em porcentagem); - Permeabilidade: propriedade de um meio de permitir o deslocamento de um fluído em seu interior (diretamente proporcional ao grau de comunicabilidade entre os poros). Fatores intervenientes na infiltração - Percolação: diz respeito ao movimento da água no interior do solo; - Drenagem: propriedade associada à capacidade dos percolação dos solos. Solos bem drenados atingem o estado de saturação somente durante chuvas intensas, enquanto aqueles mal drenados o fazem mesmo em eventos pluviométricos de baixa intensidade. Fatores intervenientes na infiltração - Composição (tamanho dos grãos – granulometria) Material Tamanho das partículas (mm) Permeabilidade Cascalho 7 a 20 Muito alta Areia grossa 1 a 2 Alta Areia fina 0,3 Alta a média Silte e argila 0,04 a 0,006 Baixa a muito baixa Fatores intervenientes na infiltração - Quantidade de umidade antecedente; Fatores intervenientes na infiltração - Quantidade de matéria orgânica presente no solo Fatores intervenientes na infiltração - Quantidade de material argiloso presente no solo Capacidade de infiltração Taxa de infiltração da água no solo, dependente do inter- -relacionamento entre os mecanismos de entrada, estocagem e transmissão de água. Tempo Escoamento superficial Infiltração V o lu m e Precipitação Capacidade de infiltração Exemplo: Precipitação: 20 mm / h Capacidade de infiltração: 20 mm / h Precipitação: 30 mm / h Capacidade de infiltração: 20 mm / h Escoamento: 10 mm / h O processo de infiltração O processo de infiltração ocorre em função da atuação de três fenômenos: gravidade, capilaridade e osmose. Capilaridade: preenchimento de orifícios que apresentam pequenas dimensões (capilares), devido à força de atração molecular entre a água e a superfície dos orifícios. Sua intensidade é inversamente proporcional ao tamanho dos orifícios. Osmose (no solo): absorção de água por parte dos sais presentes no solo. Sentido de atuação da capilaridade Sentido de atuação da gravidade Zonas de acumulação de água no solo Água gravitacional Água capilar Aquífero Qualquer formação geológica que permita o armazenamento e a circulação de água em volumes passíveis de exploração pela sociedade. Por apresentarem estas características, as formações sedimentares (originadas pela deposição de sedimentos em ambiente aquático) normalmente constituem-se em excelentes aquíferos, os quais são classificados como aquíferos de porosidade. Planícies fluviais Planícies costeiras Bacias sedimentares Aquífero Já as formações cristalinas, originadas pelo resfriamento do magma, ou pela transformação das formações sedimentares, dão origem aos aquíferos de fraturas, normalmente caracterizados pela baixa capacidade de armazenamento e circulação. Impactos causados às águas subterrâneas Poluição: causada pelo contato do lençol subterrâneo com águas provenientes do escoamento urbano e rural, esgotos, lixões, fossas, dentre outras fontes poluidoras. Impactos causados às águas subterrâneas Zonas de conflito entre poços: desabastecimento de poços menos profundos, em decorrência do excesso de extração em poços mais profundos. Impactos causados às águas subterrâneas Salinização de aquíferos costeiros: penetração da água salgada do mar em aquíferos de água doce, em função do excesso de exploração dessas reservas. A água subterrânea e a estabilidade dos solos - Rebaixamento do solo: extração excessiva de água subterrânea, promovendo a perda da fração da força de sustentação que é exercida pela água. A água subterrânea e a estabilidade dos solos - Solifluxão: escorregamento das encostas, em decorrência da perda do atrito entre as partículas do solo, quando este atinge o estado de saturação. A água subterrânea e a estabilidade dos solos - Boçorocas (voçorocas): resultam da intensificação da erosão, quando o processo de incisão linear atinge o solo abaixo do nível freático, naturalmente menos estável devido à sua saturação. Fim HIDROLOGIA – CCE 0218 Curso de Arquitetura e Urbanismo Prof. Lauro Pessoa – Geógrafo / Mestre em Geografia Aula 06 – Drenagem urbana • Ignorância dos gestores públicos acerca das formas de prevenção e controle das inundações; • Desinteresse dos gestores municipais pela adoção de medidas de controle, diante das “vantagens” obtidas com a declaração do estado de calamidade pública (gastos realizados sem concorrência pública); • Segregação socioespacial, com a ocupação das áreas nobres pela população economicamente privilegiada, e das áreas de risco pela população de baixa renda; • Falta de educação da população (em termo gerais, e em termos de educação ambiental); • Dissipação da memória histórica em relação à recorrência das inundações; • Desgaste político associado à adoção de medidas de controle não- -estruturais (caráter impopular), em detrimento das medidas estruturais (caráter populista). Fundamentos sociais do problema das inundações Conjunto de medidas estruturais e não-estruturais que visam à atenuação dos riscos e prejuízos decorrentes das inundações urbanas. As medidas estruturais correspondem à implantação da infraestrutura de drenagem, enquanto as não-estruturais relacionam-se às ações de caráter social e administrativo. Drenagem urbana Medidas não-estruturais Conjunto de diretrizes que definem a gestão do espaço e das diversas infraestruturas urbanas, no que diz respeito à relação desses elementos com o sistema de drenagem de uma cidade. O objetivo básico de um PDDU corresponde ao planejamento da coleta e distribuição da água no espaço e no tempo, visando minimizar ou evitar os prejuízos sociais, econômicos e ambientais acarretados pelas inundações. Plano diretor de drenagem urbana (PDDU) • ser parte integrante ou estar estreitamente relacionado ao Plano Diretor Municipal, na medida em que: - apresenta interfaces com as demais políticas de ordenamento do espaço; - o sistema de drenagem vincula-se às demais infraestruturas urbanas (abastecimento de água, esgotamento sanitário, sistema viário, etc.); • considerar a realidade de toda a bacia hidrográfica; • possibilitar a participação da sociedade nos processos decisórios, e promover conscientização sobre a importância da implementação do plano; • prever o controle e a fiscalização permanentes. Princípios fundamentais de um PDDU: O planejamento da ordenação do espaço e da infraestrutura do sistema de drenagem requer a previsão das rotas de expansão urbana. Identificação das tendências de expansão urbana O mapeamento prévio das várzeas de inundação e das demais áreas de risco deve orientar a definição dos espaços de ocupação restrita. Zoneamento prévio das várzeas de inundação Integração das várzeas de inundação ao tecido urbano como áreas de lazer. As áreas de risco, previamente identificadas, devem ser adquiridas pelo poder público, antes que venham a ser loteadas, ocupadas e tenham seus valores imobiliários incrementados. Aquisição pública das áreas de risco Os proprietários responsáveis pela impermeabilização do solo devem ressarcir o poder público e a sociedade pelo fato de contribuírem para o aumento do escoamento superficial urbano. Imposto sobre a área impermeabilizada Sistema composto por mecanismos de coleta de dados hidrológicos,um centro de análise das informações e um plano de ações emergenciais da Defesa Civil. Sistema de previsão e alerta de inundações Medidas estruturais Conjunto das infraestruturas que objetivam favorecer a infiltração das águas pluviais, bem como coletar, transportar e realizar o lançamento final dos volumes excedentes. Sistema ou rede de drenagem Corresponde aos dispositivos de controle do escoamento que ocorre no interior dos lotes ou dos empreendimentos individualizados. • Planos de infiltração: Controle de drenagem na fonte • Valas de infiltração: • Bacias de percolação: • Bacias de armazenamento: • Pavimentos permeáveis: - Coeficiente de escoamento superficial para diferentes tipos de pavimentos*: * Com base em simulação de chuva com intensidade igual a 110 mm / h. Pavimento Coeficiente Concreto 0,95 Solo compactado 0,66 Paralelepípedo 0,60 Bloco vazado 0,03 Concreto permeável 0,03 - Reservatórios de detenção de uso combinado (utilização múltipla do espaço): Estacionamento com nível rebaixado e pavimento permeável. Corresponde à infraestrutura de pequeno porte, normalmente associada às vias públicas e quadras, sendo responsável pela captação direta do escoamento superficial oriundo dessas áreas. • Dispositivos convencionais: Microdrenagem Sarjetas Bocas de lobo Galerias primárias • Dispositivos de controle de jusante - Controle no sistema viário: Valas de detenção - Controle no sistema viário: Trincheiras de infiltração - Controle no sistema viário: Vias com pavimentos permeáveis Via impermeável e a necessidade de drenagem lateral Via permeável e a não-necessidade de drenagem lateral - Pequenos reservatórios de detenção: - Reservatórios de detenção de uso combinado (utilização múltipla do espaço): Quadras esportivas - Reservatórios de detenção de uso combinado (utilização múltipla do espaço): Poços de infiltração Corresponde aos elementos responsáveis pela coleta das águas pluviais provenientes do sistema de microdrenagem. Tais elementos são constituídos tanto pelos escoadouros naturais (cursos d’água e fundos de vales em geral), quanto pelas infraestruturas de drenagem de grande porte. • Galerias de drenagem secundárias: Macrodrenagem • Escoadouros “naturais” ou não-canalizados (rios e riachos urbanos): • Dragagem do fundo do leito: • Diques de contensão: Diques • Escoadouros canalizados (canalização dos rios e riachos): Retificação dos canais e revestimento das margens - Leitos naturais X canalização: • Reservatórios de detenção de grande porte (“piscinões”): Fim
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