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6 Noções básicas de irrigação e drenagem agrícola 1 AULA Fonte: http://upload.w ikim edia.org/ Caro (a) cursista, Estamos iniciando a aula de Noções básicas de irrigação e drenagem agrícola. Essa aula faz parte do conjunto de conceitos necessários ao planejamento e boa gestão dos recursos hídricos. Dentre as atividades humanas, a irrigação destaca-se pelo seu elevado consumo de água. Assim, faz-se necessário um bom planejamento para implantação de projetos, identificando a sua viabilidade, considerando as demandas necessárias para o seu funcionamento, sem comprometer os demais usos prioritários dos recursos hídricos. Em área agrícola, além de se estar atento à questão da disponibilidade hídrica, é de suma importância avaliar as características da drenagem local, de forma que se garantam as condições necessárias relacionadas à aeração e umidade do solo, lembrando que tanto o excesso, quanto o déficit hídrico pode ser prejudicial ao desenvolvimento da maioria das culturas. A drenagem agrícola visa resolver problemas que comprometam a área de cultivo, que podem ser áreas que apresentam solos rasos, alagadas por questões de relevos, bem como aspectos relativos à salinização do solo. O sistema de drenagem é uma ferramenta que viabilizará a utilização dessas áreas, desde que seja adotado um manejo correto. Objetiva-se neste estudo apresentar a você as noções básicas de irrigação e drenagem agrícola, as quais se fazem necessárias para uma análise da viabilidade técnica e econômica de projetos voltados para essas atividades. DRENAGEM URBANA E NOÇÕES BÁS ICAS DE IRR IGA ÇÃO E DR E NAG E M AG R ÍCOLA 7 Nessa aula apresentaremos uma contextualização da agricultura irrigada; as noções básicas de irrigação e drenagem; os parâmetros que interferem e auxiliam no dimensionamento desses sistemas, bem como as etapas de planejamento e dimensionamento; finalizaremos a disciplina com a avaliação da viabilidade de um projeto de irrigação e drenagem. Em cada tópico, apresentamos alternativas de leituras extras para que possam se aprofundar nos assuntos, bem como atividades que facilitarão a fixação dos conteúdos vistos. Desejamos um bom aproveitamento da disciplina. Objetivos • Compreender a importância da irrigação e drenagem para a agricultura. • Identificar as propriedades físico-hídricas de solos. • Avaliar a cultura a ser implantada, a disponibilidade hídrica e as condições climatológicas para implantação do projeto de irrigação. • Relacionar as etapas de um projeto de irrigação e drenagem. • Analisar a viabilidade de um projeto de irrigação e drenagem baseado na disponibilidade hídrica. 8 TÓPICO 1 Importância da agricultura agrícola irrigada OBJETIVO • Compreender importância da irrigação e drenagem para a agricultura Com o crescimento populacional, torna-se cada dia maior a preocupação com a produção de alimentos, dessa forma o desenvolvimento de novas tecnologias que visa otimizar a produção agrícola é crescente. Tais tecnologias envolvem desde cultivares mais produtivos, até a utilização de sistemas que otimizem o uso dos recursos hídricos, objetivando maximizar a produção com o menor desperdício possível do recurso. A tendência atual da irrigação é fazer-se mais automatizada, assim se tem um maior acompanhamento e controle das variáveis envolvidas na produção, otimização do uso dos recursos hídricos e redução dos riscos de produção. Por isso, o emprego de sistemas de irrigação de maior eficiência tem um papel fundamental nesse processo. A desvantagem da automatização da irrigação seria um alto investimento inicial tanto em equipamento como em treinamento de pessoal, o que logo pode ser amortizado com a economia dos recursos utilizados e o aumento da produtividade, isso se sua implantação for planejada e manejada adequadamente. DRENAGEM URBANA E NOÇÕES BÁS ICAS DE IRR IGA ÇÃO E DR E NAG E M AG R ÍCOLA 9 Dependendo das condições da área de plantio (topografia, tipo de solo, vegetação ou cultura, etc.), deve-se considerar também a drenagem agrícola objetivando a viabilidade do cultivo. Outro aspecto importante da drenagem é a disponibilização de novas áreas para a produção agrícola e/ou conservação das características necessárias ao cultivo em áreas susceptíveis a enchentes. De acordo com Mello (2008), em áreas destinadas à exploração agrícola, o solo deve possuir um teor de umidade apropriado à germinação e desenvolvimento das culturas. Assim, é importante se ter um ótimo equilíbrio da relação água-oxigênio-sais na zona radicular, objetivando promover as condições necessárias para o adequado desenvolvimento das culturas. Dessa forma, Mello (2008) analisa que se as chuvas da região não são suficientes, em épocas oportunas, para manter o solo com teores de umidade adequados, a irrigação é a técnica recomendada para suprir essa deficiência. Porém, se o solo se mantiver com teores excessivos de umidade durante longos períodos, a adoção de um sistema de drenagem é a solução para o problema. Como em regiões irrigadas, em que são utilizadas águas com teores de sais, a drenagem é utilizada para controlar a elevação do lençol freático bem como eliminar a água de lixiviação, de modo a evitar a salinização do solo. Nesse contexto, devemos pensar na agricultura irrigada como uma alternativa para a sustentabilidade da produção de alimentos, já que essa visa minimizar os desperdícios de água, que por sua vez é a base para essa atividade. Além do consumo de água, outros parâmetros devem ser avaliados antes da implantação de um projeto de irrigação. Na Figura 1, podemos observar a relação da agricultura irrigada com os diversos componentes envolvidos na produção de alimentos. Processo pelo qual os elementos químicos do solo migram, de forma passiva, das camadas mais superficiais de um solo para as camadas mais profundas, em decorrência de um processo de lavagem devido à ação da água da chuva ou de irrigação, tornando-se indisponíveis para as plantas. SAIBA MAIS! AU LA 1 - TÓP ICO 1 10 Figura 1: Fatores relacionados com a agricultura irrigada Fonte: DEaD/IFCE (2015) A seguir, podemos observar na Figura 2, a alta demanda de água pelo setor agrícola, assim destacamos a importância do adequado manejo do recurso, como alerta para redução de disperdicios no setor. Figura 2: Distribuição das vazões de retirada e de consumo para diferentes usos: 2006 versus 2010 Fonte: Adptado de ANA 2013 http://arquivos.ana.gov.br/institucional/spr/conjuntura/ANA_Conjuntura_Recursos_Hidricos_Brasil/ANA_Con- juntura_Recursos_Hidricos_Brasil_2013_Final.pdf DRENAGEM URBANA E NOÇÕES BÁS ICAS DE IRR IGA ÇÃO E DR E NAG E M AG R ÍCOLA 11 Vimos nesse tópico uma breve contextualização da importância da irrigação e drenagem na agricultura e seus aspectosque serão importantes quando considerarmos todos os fatores envolvidos para analisar a viabilidade de um projeto. No próximo tópico, conheceremos os sistemas de irrigação e drenagem. Fonte: http://www.revistatae.com.br/noticiaInt.asp?id=5813 SAIBA MAIS! AU LA 1 - TÓP ICO 1 12 DRENAGEM URBANA E NOÇÕES BÁS ICAS DE IRR IGA ÇÃO E DR E NAG E M AG R ÍCOLA TÓPICO 2 Sistemas de irrigação e drenagem agrícola OBJETIVO • Conhecer os sistemas de irrigação e drenagem agrícola A irrigação objetiva aplicar água ao solo visando atender as necessidades hídricas das diversas culturas, em que a água presente no solo não é capaz de satisfazer, para que possam atingir um bom potencial produtivo. Já a drenagem objetiva retirar o excesso de água da superfície do solo que pode ser prejudicial aodesenvolvimento da cultura, bem como evitar problemas de salinização do solo. Para atender os objetivos de cada uma dessas técnicas, utilizamos os sistemas de irrigação e sistemas de drenagem. SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO Para a aplicação de água às culturas, podemos utilizar diversos métodos de irrigação, dentre os quais temos irrigação por: • Aspersão • Localizada • Superfície (gravidade) e • Subterrânea (subsuperfície). O funcionamento desses métodos de irrigação pode ser por sistemas pressurizados (necessidade de energia de bombeamento) ou não pressurizados (ação da gravidade). Cada um desses sistemas apresenta suas características específicas, e a escolha econômica de um ou do outro depende de aspectos locais, como: clima, topografia, solo e cultura. 13AU LA 1 - TÓP ICO 2 Os sistemas de irrigações pressurizados caracterizam-se por necessitar da aplicação de pressões superiores à pressão atmosférica para o seu funcionamento, os sistemas não pressurizados funcionam apenas pela ação da força gravitacional. Destacamos, no sistema pressurizado, a irrigação por aspersão e localizada, enquanto no sistema não pressurizado incluímos a irrigação por superfície e subterrânea. Irrigação por Aspersão: É um método de aplicação água ao solo, simulando a chuva (Figura 3), no qual a água é aplicada sobre a superfície das culturas e sobre o solo ao mesmo tempo. Nesse método, podemos destacar os sistemas convencionais (fixos, móveis e semifixos), e os mecanizados (linhas laterais autopropelidas, aspersores, autopropelidos e montagem direta). Figura 3: Aspersão Fonte : http://wikipedia.com Irrigação Localizada: Visa a aplicação de água ao solo, nas quantidades necessárias para o desenvolvimento da cultura, sendo sua aplicação calculada para umedecer a zona efetiva do sistema radicular, otimizando a eficiência do sistema, com menores perdas de água. Apresentam-se os tipos de irrigação por microaspersão e gotejamento nessa classificação . Definições e detalhes de cada um desses sistemas e métodos de irrigação podem ser encontrados no livro de irrigação no seguinte link: http://www.feagri.unicamp.br/ irrigacao/livros SAIBA MAIS! 14 Irrigação Superficial: A aplicação de água à cultura ocorre com a utilização do sistema solo como condutor e armazenador da água a ser utilizada para a cultura. É um sistema de baixa eficiência, pois ocasiona grandes perdas. O solo pode ser umedecido totalmente ou parcialmente. Destacam-se os sistemas de irrigação por sulco e por inundação (Figura 4): Figura 4: Irrigação por alagamento Fonte : http://wikipedia.com Irrigação Subterrânea: A água é aplicada abaixo da superfície do solo, visando umedecer a zona onde se encontra o sistema radicular da cultura, utiliza-se do fenômeno de ascensão capilar, Figura 5. Figura 5: Irrigação subterrãnea Fonte : http://wikipedia.com Entre os sistemas de irrigação, o que apresenta maior eficiência é a irrigação localizada (apesar de maior custo), seguida da irrigação por aspersão e com menor eficiência está à irrigação superficial. Ressaltamos que a disponibilidade hídrica da região, bem como a disponibilidade energética, são fatores a serem avaliados para verificar a DRENAGEM URBANA E NOÇÕES BÁS ICAS DE IRR IGA ÇÃO E DR E NAG E M AG R ÍCOLA Os referidos sistemas de irrigação são constituídos por alguns elementos, que variam de acordo com o tipo selecionado. Vejamos alguns: unidade de bombeamento, de tratamento e/ou armazenamento de água, sistema de automação e controle de distribuição da água. SAIBA MAIS 15 viabilidade do projeto de irrigação. Ainda que não sejam os únicos fatores determinantes, sem essa disponibilidade, não se tem como pensar em executar o projeto. DRENAGEM AGRÍCOLA A drenagem agrícola tem como finalidade a incorporação de novas áreas à agricultura, por meio da recuperação de áreas alagadas ou com solos salinos ou sódicos. Para a solução dos problemas que envolvem a drenagem agrícola, podemos utilizar os sistemas de drenagem superficiais e/ou subterrâneos. De acordo com Bernardo, Soares e Mantovani (2008), nas regiões úmidas, em áreas baixas e com topografia plana (várzeas), o excesso de água na superfície e no perfil do solo (Figura 6), podem acumular-se, sendo um dos casos em que a drenagem superficial é indicada, o que viabiliza a exploração agrícola, melhorando a disponibilidade de oxigênio na zona radicular, já que a maioria das culturas são sensíveis ao excesso de umidade. Figura 6: Perfil de solo Fonte: Adaptado de http://meioambiente.culturamix.com/blog/wp-content/gallery/caracteristicas-do-solo-visao-geral-1/caracteristicas-do- solo-visao-geral-5.jpg Aprenda um pouco mais sobre disponibilidade hídrica, bombas, custo e fonte de energias em: http://www.abc.org.br/IMG/pdf/ doc-807.pdf http://wiki.sj.cefetsc.edu.br/wiki/ images/2/2c/Selecaobombas.pdf http://www.seagri.ba.gov.br/sites/ default/files/V6N1_socieconirrig.pdf h t t p : / / c a s c a v e l . u f s m . b r / t e d e / t d e _ b u s c a / a r q u i v o . php?codArquivo=2765 SAIBA MAIS! AU LA 1 - TÓP ICO 2 É a seção vertical do solo composta por uma sucessão de horizontes ou camadas. SAIBA MAIS! 16 Em regiões áridas e semi-áridas, os problemas de drenagem são normalmente oriundos do manejo impróprio das irrigações, como o uso de lâminas com excesso de água, que geram a elevação do lençol freático e o acúmulo de sais na camada de solo explorada pelo sistema radicular da cultura. Nesse caso, a drenagem artificial torna-se imprecindível para o controle do nível freático, bem como permitir a percolação e diluição dos sais trazidos nas águas de irrigação, a fim de evitar a salinização do solo (BERNARDO, SOARES E MANTOVANI, 2013). Já a drenagem superficial desloca o excesso de água acumulada na superfície do solo, enquanto que a drenagem subterrânea remove o excesso de água que se encontra abaixo da superfície do solo. A drenagem superficial é realizada utilizando-se de sistemas do tipo natural, em camalhão, interceptor, drenos rasos e paralelos ou por sistematização do terreno. Já a drenagem subterrânea é feita por meio de sistemas do tipo natural, interceptor, grade e espinha de peixe (ver Figura 7). Figura 7: Principais esquemas de implantação de rede de drenagem Fonte: Adaptado de Mello, 2008 (Apostila) É a quantidade de água será aplicada a cultura, objetivando suprir a necessidade hidrica das plantas num determinado espaço de tempo, que pode ser definido pelo turno de irrigação. SAIBA MAIS As águas das chuvas contêm sempre sais minerais dissolvidos, que se depositam no solo quando ele evapora. A drenagem deficiente das culturas aliada à elevação do lençol freático no nível do solo também pode gerar a salinização dos terrenos, tornando-os impróprios para agricultura. SAIBA MAIS DRENAGEM URBANA E NOÇÕES BÁS ICAS DE IRR IGA ÇÃO E DR E NAG E M AG R ÍCOLA 17 O sistema de drenagem pode ser constituído por drenos abertos e/ou fechados. A escolha de um tipo ou outro, bem como da combinação dos dois vai depender de algumas características do terreno (relevo, solo, cultivo instalado, bem como de questões econômicas). No sistema de drenagem subterrânea, podemos ter drenos classificados como: principal, lateral, coletor e emissário (Figura 8). De acordo com Bernardo, Soares e Mantovani (2013), os drenos laterais são utilizados para reduzir o potencial da água no solo e retirar a água armazenada nos poros drenáveis, controlando a profundidadedo lençol freático; já os coletores recebem a água oriunda dos drenos laterais e a conduzem até os drenos principais, que a transportam até o dreno emissário, que por sua vez transporta a água drenada para fora da área do projeto. Figura 8: Sistema de drenagem subterrânea Fonte: http://infraestruturaurbana.pini.com.br/solucoes-tecnicas/11/3-drenagem-de-campos-de-futebol-escoamento-da-agua-245179-1.aspx Ainda para sistemas de drenagem subterrânea, podemos usar diversos materiais, dentre os quais podemos citar: tubos de PVC, tubos cerâmicos, pedras, bambu, tubos plásticos corrigados, entre outros. Quando se pensa no dimensionamento de um sistema de drenagem deve se levar em consideração a profundidade e espaçamento dos drenos, bem como vários fatores que influenciam no seu projeto (topografia, características do solo, cultura a ser implantada, lençol freático, etc.), podemos determinar a profundidade e espaçamento, a partir de teste em campo, que permite obter esses a partir da determinação do lençol freático em poços de observação. AU LA 1 - TÓP ICO 2 18 De acordo com Mello (2008), a sequencia a seguir deve ser considerada na hora de se fazer um projeto de drenagem. 1. Reconhecimento geral da área • origem do excesso de água; • determinação das áreas críticas; • identificação dos locais de escoamento da água a ser drenada; • localização de possíveis construções necessárias à drenagem, tais como diques de contenção, comportas; e, • posição de pontos especiais que podem interferir no projeto. 2. Levantamento topográfico A planta topográfica deve ser a mais completa possível, em escala conveniente, de tal sorte a trazer informações seguras para a localização e dimensionamento da rede de drenagem. Essas escalas podem variar da relação 1:1.000 até 1:50.000, dependendo do nível da drenagem pretendida. Em áreas agrícolas, a nível de drenagem local, as escalas mais comuns são 1:1.000, 1:2.000 e 1:5.000. As curvas de nível devem ser traçadas em intervalos de 0,25 m, 0,50 m, até, no máximo, 1,00 m. Além disso, há necessidade do levantamento do perfil longitudinal do local de desaguamento final, com a identificação das cotas da margem e do nível da água deste local. Normalmente, o equipamento utilizado nesse trabalho é um nível topográfico. 3. Estudo de solos Um estudo detalhado dos solos que compõem a área a ser drenada, é de fundamental importância para a execução de um projeto bem elaborado. É imprescindível a determinação da profundidade da camada impermeável, bem como as características das camadas do perfil do solo. Além dessa sondagem, há necessidade da obtenção da condutividade hidráulica predominante nos solos da área e da macroporosidade. 4. Estudo da água subterrânea O estudo completo da água subterrânea nem sempre é possível, em função do tempo disponível para a execução do projeto. Quando se dispõe de tempo suficiente, as principais determinações são as seguintes: • determinação das variações da profundidade do lençol freático nos diferentes períodos do ano; • localização dos pontos de alimentação e descarga do lençol freático; • qualidade da água subterrânea, sob o aspecto de salinidade; e, • movimento horizontal e vertical do lençol freático. Para a determinação da profundidade do lençol freático e suas flutuações ao longo do ano, são instalados poços de observação em toda a área. Se houver necessidade DRENAGEM URBANA E NOÇÕES BÁS ICAS DE IRR IGA ÇÃO E DR E NAG E M AG R ÍCOLA 19 da determinação das pressões artesianas, deverão ser instalados piezômetros. 5. Informações gerais Estas informações estão relacionadas com a(s) cultura(s) e com a climatologia local. Podemos relacionar as seguintes: • determinação da intensidade máxima de chuva (i); • escolha do coeficiente de escoamento superficial (C) para a estimativa da vazão máxima a ser eliminada; • características da(s) cultura(s), tais como a taxa evapotranspirométrica e profundidade ideal do lençol freático; • necessidade de lixiviação de sais, caso exista; • definição prévia do comprimento dos drenos, baseado na planta plani- altimétrica da área, como também o diâmetro a ser adotado nos drenos subterrâneos; e, • se o terreno não for sistematizado, especial cuidado deve ser tomado com as declividades dos drenos, que devem ser compatibilizada com as diferentes declividades do terreno. Entre esses, ressaltamos que o ponto de partida para o início do projeto é a realização do levantamento topográfico e a análise do solo, sendo fundamental para tomadas de decisões o seu conhecimento. Nesse tópico, identificamos os diferentes tipos de sistemas de irrigação e drenagem, bem como verificamos que a sua escolha depende de vários fatores envolvidos, os quais terão influências diretas ou indiretas sobre a sua eficiência e adequação às condições locais. No próximo tópico, conheceremos os principais parâmetros físicos hídricos do solo, que terão influência na escolha dos sistemas de irrigação e no adequado manejo da irrigação e drenagem. AU LA 1 - TÓP ICO 2 20 O estudo do solo como um sistema complexo, suas principais características e propriedades físico hídricas são de fundamental importância para o seu significado agrícola. A física do solo é de grande valor em várias áreas, dentre essas, pode-se citar a irrigação, que tem como meta principal atender às necessidades hídricas da cultura de maneira econômica e sem promover a salinização do solo. O conhecimento dessas propriedades deve estar associado a dados da cultura, dados climáticos e aspectos econômicos, o que possibiliatará avaliar a viabilidade do projeto. A aplicação de água ao solo deve ser bem administrada, necessitando, para sua realização, certos estudos. Dentre estes, destaca-se a física do solo. Seu conhecimento permitirá tomar certos cuidados, de forma que a irrigação não venha a ocasionar perdas ao invés de ganhos, o que pode ocorrer caso haja um manejo inadequado por consequência do desconhecimento de certas características e propriedades do solo e da água utilizada. Destarte, faz-se necessário, conhecer as características e propriedades do solo, o qual é um material natural sólido e poroso. A parte sólida do solo é constituída de partículas minerais e substâncias orgânicas, já a parte porosa é constituída pelo espaço poroso do solo, no qual podemos encontrar substâncias aquosas, chamadas solução ou “água” do solo. Se o solo se encontrar saturado, todo o espaço poroso foi preenchido por essa solução. TÓPICO 3 Parâmetros físicos hídricos do solo OBJETIVO • Conhecer os principais parâmetros físicos hídricos do solo importantes para irrigação e drenagem agrícola DRENAGEM URBANA E NOÇÕES BÁS ICAS DE IRR IGA ÇÃO E DR E NAG E M AG R ÍCOLA 21 O solo é composto por partículas sólidas, água e ar. Quando somamos esses volumes que constituem o solo caracterizamos o parâmetro volume do solo (Figura 9 e Figura 10). Se somarmos as massas de sólidos do solo, com a massa de ar do solo e a massa de água do solo, teremos a massa úmida do solo. Como a massa do ar pode ser considerada desprezível, podemos então dizer que a massa úmida do solo é a soma da massa de sólidos do solo mais a massa de água no solo. Figura 9: Composição volumétrica do solo Fonte: Adaptado de http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=1924 Figura 10: Representação esquemática das fases constituintes de um solo Fonte: Adaptado de http://engenhafrank.blogspot.com.br/2012/06/propriedades-dos-solos-indices-fisicos.html AU LA 1 - TÓP ICO 3 22 Os processos que explicam a retenção de água pelo solo são a capilaridade e adsorção,que resultam nas forças matricas – força capilar + forças de adsorção – (Figura 11). A capalaridade é responsável por considerável parte das forças de retenção da água no solo e em outros materiais porosos, ocorrem devido à atuação das forças de adesão e coesão (Klar, 1984). Os fenômenos capilares surgem pelo contato dos líquidos com os sólidos que resultam das ações moleculares. A adsorção é um fenômeno interface resultante das forças que ocorrem entre moléculas de fases diferentes nas suas superfícies de contato. A adsorção da água por sólidos ocorre predominantemente por forças eletrostáticas. Figura 11: Processos de retenção da água no solo Fonte: DEaD/IFCE (2015) Dentro desse contexto, podemos destacar as principais características e parâmetros do solo que devem ser conhecidos e analisados para elaboração de um projeto de irrigação e drenagem, são eles: a densidade do solo; a densidade das partículas sólidas do solo; a porosidade do solo; a classe textural do solo; a porosidade de aeração; a umidade do solo; a saturação relativa; a capacidade total de água do solo; a água disponível; a capacidade de campo; o ponto de murcha permanente; a infiltração da água no solo; e a velocidade básica de infiltração. Vejamos, a seguir, a descrição de cada um. • Densidade do solo: é um parâmetro que relaciona a massa do solo com o volume ocupado pelo mesmo, considerando-se nesse caso o espaço DRENAGEM URBANA E NOÇÕES BÁS ICAS DE IRR IGA ÇÃO E DR E NAG E M AG R ÍCOLA 23 poroso. É uma função do arranjamento das partículas sólidas em um determinado volume, assim representa uma medida da sua compactação, pois a forma com a qual as partículas estão arranjadas nesse volume está correlacionada com a estrutura do solo. O seu conhecimento é de suma importância para a determinação da porosidade total do solo. • Densidade das partículas: correlaciona a massa do solo com o volume das partículas do solo. Nesse caso não considera o espaço poroso. Os valores variam de acordo com o tipo de solo, pois depende do tipo de mineral que compõe o solo, bem como da quantidade de matéria orgânica presente. • Porosidade do solo: a porcentagem de poros que estão ocupados pela água e pelo ar pode ser calculada por meio da densidade do solo e densidade das partículas, sendo uma propriedade física definida pela relação entre o volume de poros e o volume total de um certo material. • Textura do solo: denominado como classe textural do solo de acordo com a proporção relativa dos separados do solo (areia, silte e argila) numa determinada amostra. • Porosidade de aeração: caracteriza-se pela percentagem do volume do solo a qual não é ocupada por partículas sólidas. O espaço poroso envolve o volume ocupado por água e/ou ar. A porosidade total inclui a macroporosidade e a microporosidade. • Umidade do solo: é a percentagem de “água” presente no solo em relação à amostra total avaliada. • Saturação relativa: expressa uma relação entre o volume de água e o volume de vazios em uma amostra de solo. • Capacidade total de água do solo: é a máxima quantidade de água que um determinado solo pode reter disponível na zona efetiva do sistema radicular planta. AU LA 1 - TÓP ICO 3 24 • Água disponível: representa a água que pode ser utilizada pelas plantas, sendo considerada a água que se encontra no solo entre a capacidade de campo e o ponto de murcha permanente. • Capacidade de campo: refere-se a quantidade máxima de água que um solo pode reter contra o potencial gravitacional, em um solo bem drenado, ou seja a quantidade de água retida sob condições naturais. • Ponto de murcha permanente: é a quantidade de água no solo a partir da qual a planta não consegue extrair a água suficiente para atender suas demandas, pois o potencial com o qual a água está retida no solo não permite mais um gradiente entre este é a planta para a absorção da água. • Infiltração da água no solo: processo que permite a penetração da água no solo. Vai variar com o tipo de solo, cobertura do solo, intensidade de precipitação, relevo do terreno entre outros fatores. • Velocidade básica de infiltração (VBI): é representada pelo valor com o qual a taxa de infiltração da água no solo permanece praticamente constante com o tempo. Ressalta-se que esse tempo é diferente para solos distintos. A VBI deve ser considerada quando se pensa em administrar água ao solo por meio de irrigação. Nesse tópico, estudamos as características e os parâmetros envolvidos nas relações do sistema solo – água. No próximo tópico, apresentaremos as necessidades hídricas dos vegetais e sua correlação com os aspectos climáticos, conhecermos os fatores que devem ser levados em consideração na elaboração do projeto. Boa parte das metodologias utilizadas para determinação desses parâmetros pode ser encontradas em: http://www.agencia.cnptia. embrapa.br/Repositorio/Manual+de +Metodos_000fzvhotqk02wx5ok0q 43a0ram31wtr.pdf http://lab.iac.sp.gov.br/Publicacao/ BT_106_ANALISES%20FISICAS_ DE_SOLO%282009%29.pdf SAIBA MAIS DRENAGEM URBANA E NOÇÕES BÁS ICAS DE IRR IGA ÇÃO E DR E NAG E M AG R ÍCOLA 25 São inúmeras as plantas cultivadas, sendo que cada uma apresenta uma fisiologia diferenciada, com características diversas que fazem com que tenham necessidades distintas. O conhecimento desse mecanismo de funcionamento possibilita uma melhor resposta produtiva, econômica e saudável do cultivo. Assim, faz-se necessário o conhecimento da identificação da necessidade hídrica de cada cultura, bem como de questões climáticas e peculiaridades do solo, dentre outros fatores. Temos plantas que são mais exigentes em suas necessidades hídricas e outras mais tolerantes a sua escasez, sendo esse conhecimento um passo de extrema importância na elaboração de um projeto de irrigação, para ter noção se a disponibilidade hídrica local é capaz de atender a demanda daquela cultura, a qual se deseja implantar. Ressalta-se que além de cada cultura ter sua necessidade diferenciada, também essa necessidade hídrica é alterada de acordo com a fase de desenvolvimento da planta, bem como com as características climáticas da região, e do solo. Por isso, é importante lembrar que uma mesma cultura pode ter necessidades hídricas diferentes de acordo com as características do seu local e época de cultivo. TÓPICO 4 Necessidades hídricas dos vegetais e aspectos climáticos OBJETIVO • Identificar os aspectos climáticos envolvidos na análise das necessidades hidricas de diferentes culturas AU LA 1 - TÓP ICO 4 26 Dentre os aspectos climáticos, destacamos a evapotranspiração como um dos importantes parâmetros necessários a se conhecer quando se pensa em aplicar água às culturas, pois influenciará diretamente a demanda hídrica necessária ao projetoe permitira estabelecer o consumo de água pelas plantas. A evapotranspiração diz respeito à quantidade de água evaporada pela superfície do solo e transpirada pela planta, que varia em função da quantidade de energia radiante que atinge a área. O tempo e o volume a ser irrigado dependem dos fatores como o tipo de cultura, fase da cultura, valores de umidade do solo, condições climáticas (evapotranspiração, velocidade do vento, temperatura, umidade relativa), sistema de irrigação utilizado, manejo a ser adotado, além das questões operacionais (MANTOVANI, BERNARDO E PALERETTI, 2007). A Tabela 1 trás a quantidade de água aproximada para o cultivo de algumas culturas importantes. De acordo com Sentelhas (2001), os fatores climáticos são o principal condicionante da demanda atmosférica por vapor,pois possibilitam estimar corretamente a necessidade hídrica das culturas e a partir desta se determinar o volume de água a ser resposto ao solo, para a manutenção das condições ideias para o crescimento e desenvolvimento das plantas, tornando-se fundamental tanto ao planejamento (dimensionamento de projetos) quanto ao manejo da irrigação, visando a racionalização do uso da água, bem como a minimização, ao mesmo tempo, dos efeitos adversos do clima sobre as culturas e destas sobre o ambiente. Tabela1: Valores relativos a necessidade total de água para algumas culturas CULTURAS QUANTIDADE DE ÁGUA (mm) Algodão 550 - 1100 Milho 400 - 800 Soja 400 - 800 Feijão 300 - 600 Verduras em geral 250 - 500 Fonte: Adaptada de Mello e Silva (2009) O total de água transferida da superfície da Terra para a atmosfera. É composta por evaporação de água, originalmente em estado líquido ou sólido, acrescida da transpiração das plantas. SAIBA MAIS DRENAGEM URBANA E NOÇÕES BÁS ICAS DE IRR IGA ÇÃO E DR E NAG E M AG R ÍCOLA 27 Leia os itens relativos a esse tópico no link http://portais.ufg.br/uploads/68/ original_APOSTILA_-_RELA__ES_ SOLOS__GUA_PLANTA.pdf SAIBA MAIS! Nesse tópico, tivemos a oportunidade de ver que os fatores climáticos são os principais condicionantes do requerimento hídrico de uma cultura, bem como que cada planta tem suas características específicas que condicionam também sua necessidade hídrica. Temos culturas que são mais tolerantes ao estresse hídrico e outras menos. Desse modo, nota-se mais uma vez que todos os fatores envolvidos devem ser analisados conjuntamente para um adequado dimensionamento do projeto de irrigação. No próximo tópico, apresentaremos as etapas de planejamento e dimensionamento de um projeto. AU LA 1 - TÓP ICO 4 28 Ao se pensar em implantar um projeto de irrigação, deve-se ter em mente que é uma atividade que demanda um elevado volume de recursos hídricos, sendo necessário assim conhecer a disponibilidade hídrica para esse uso na bacia hidrográfica do projeto. Entre as distintas etapas que envolvem o planejamento, dimensionamento e implantação de um projeto, destacamos a seguinte sequencia: 1. Reconhecimento da área a ser implantada o projeto 2. Determinação da disponibilidade hídrica na bacia hidrográfica em questão; 3. Determinação das propriedades físico hídricas do solo; 4. Caracterização climatológica e topográfica, elaboração de um plano de cultivo e determinação da demanda de irrigação; 5. Dimensionamento otimizado de irrigação e obras hidráulicas; 6. Solicitação de outorgas, regularizações e licenças ambientais; 7. Implantação e adequação de sistemas de irrigação; 8. Monitoramento da irrigação. É importante lembrar que a implantação do projeto só deve ser realizada se a disponibilidade hidrológica da bacia for capaz de atender as demandas da(s) cultura(s) a ser cultivada nas suas diversas fases de desenvolvimento, bem como, no caso de se pretender expandir a área a ser cultivada. É necessário também que se avalie se o recurso disponível será suficiente para atender as necessidades ao longo do tempo. TÓPICO 5 Etapas de planejamento para um projeto de irrigação e drenagem e viabilidade técnica OBJETIVO • Conhecer a estrutura que envolve o planejamento e dimensionamento de um projeto e analisar sua viabilidade DRENAGEM URBANA E NOÇÕES BÁS ICAS DE IRR IGA ÇÃO E DR E NAG E M AG R ÍCOLA 29 Além desses aspectos, atentar para todas as questões de outorga do uso da água e os aspectos da legislação ambiental vigente. Os sistemas de drenagem deve ser implantados tendo por base o reconhecimento da área, a avaliação das propriedades físic-hídricas do solo, o estudo da água subterrânea, o sistema de irrigação utilizado e a qualidade da água e da cultura. Os problemas de drenagem, dependendo do objetivo, podem ser solucionados com projetos simples, tendo em vista o objetivo que se pretende alcançar com o mesmo, em algumas situações, apenas a sistematização do terreno resolve. O dimensionamento do projeto envolve cálculos que permitirão quantificar as necessidades de disponibilidade hídrica e avaliar se a fonte hídrica existente, de acordo com o disponível para o uso na região, tem capacidade de atender a curto, médio e longo prazo o projeto. De acordo com TESTEZLAF (2011), quando se objetiva implantar um modelo sustentável no uso das técnicas de irrigação, faz-se necessário visualizar três condições básicas que necessitam ser atendidas para satisfazer seus princípios norteadores, são eles: • Assegurar a qualidade das águas superficiais, subterrâneas e água de drenagem, que abastecem os sistemas de irrigação e manter o consumo de água dentro de níveis sustentáveis. • Usar, conservar e melhorar o solo, água e os outros recursos naturais (biota) nas áreas irrigadas e em outras associadas a ela, no presente e no futuro. Os principais sistemas de irrigação e drenagem a serem utilizados podem ser revistos no tópico 2, para uma melhor fixação do conteúdo visto até o momento. ATENÇÃO! É uma técnica que visa remover ou depositar aterrar da superficie do solo, uniformizando de acordo com o terreno, e com declividade necessária para uma boa drenagem da água. SAIBA MAIS! AU LA 1 - TÓP ICO 5 30 • Manter e otimizar os benefícios sociais e econômicos das comunidades urbana e rural relacionadas com a área irrigada, melhorando a qualidade de vida, no presente e no futuro. Ainda segundo o mesmo autor, para que esses requisitos básicos sejam atingidos, é preciso que os sistemas de irrigação tenham sido planejados e projetados corretamente, assim deve se estar atento para que sejam implantados de forma apropriada e operados atendendo às necessidades da propriedade e do cultivo. Dessa forma, as etapas técnicas existentes nas fases de implantação devem ser atendidas. Podemos classificar as etapas técnicas a serem observadas em quatro segmentos: o planejamento; seguido da elaboração do projeto; definição do melhor manejo a ser utilizado; e operação adequada. Assim, teremos: • Planejamento: o sistema de irrigação deve ser planejado e projetado de forma a atender às necessidades da cultura e às condições físicas e de infraestrutura da propriedade e da legislação vigente; • Projeto: o sistema deve ser projetado a partir de equipamentos e acessórios selecionados que atendam normas de qualidade de fabricação e adaptados às condições brasileiras; • Manejo: a aplicação da água da irrigação deve ser realizada racionalmente, atendendo às necessidades da cultura e às limitações do solo da propriedade; • Operação: a operação e a manutenção dos equipamentos devem atender às especificações de projeto e as técnicas de cultivo devem ser apropriadas à cultura irrigada. Destacamos também ser de grande importância para a elaboração de um projeto a adequada seleção dos acessórios e equipamentos a serem utilizados no sistema de irrigação, devendo apresentar boa qualidade, além de oferecer facilidade de manuseio, confiabilidade e uma apropriada vida útil (TESTEZLAF, 2011). A viabilidade de um projeto envolve além dos aspectos técnicos também questões econômicas e ambientais. Para maiores aprofundar a avaliação sobre a a implantação de um projeto de irrigação. Solicitamos, então, a leitura do material, com destaque para o item 1.6, o qual se encontra no seguinte link: http:// www.leb.esalq.usp.br/disciplinas/ Frizzone/LEB_1571/Texto%20 complementar-Metodos%20de%20 Irrigacao.pdf SAIBA MAIS DRENAGEM URBANA E NOÇÕES BÁSICAS DE IRR IGA ÇÃO E DR E NAG E M AG R ÍCOLA 31 Em relação à elaboração do projeto de irrigação, é necessário, de acordo com Tangerino (1999), seguir os seguintes critérios: • Definição da precipitação ou lâmina a ser aplicada na área: principalmente em função da cultura (cada cultura apresenta uma evapotranspiração e, portanto, um consumo de água) e da região geográfica em que a área se situa (de região para região as condições climáticas variam - chuvas, evaporação, ventos, etc. ). • Seleção do equipamento mais adequado ou das alternativas dos equipamentos para a área. Essa seleção leva em consideração a cultura plantada ou a ser plantada, a topografia da área, o tamanho da área e a disponibilidade de água. • Cálculo do turno de rega e tempo de funcionamento por posição. Para fazer esses cálculos, leva-se em conta, principalmente, o consumo diário de água que a cultura necessita, a profundidade do sistema radicular, a resistência que a planta apresenta ao “déficit” de água e as características físicas do solo, principalmente, quanto à sua capacidade de armazenamento de água. • Cálculo da vazão. Esse cálculo refere-se à vazão total do equipamento e baseia-se na área a ser irrigada, na precipitação definida e o número de horas de trabalho diário. • Dimensionamento hidráulico. O dimensionamento das tubulações e dos acessórios, tais como: válvulas, hidrantes, cotovelos de derivação e outros, baseiam-se na vazão total, na altura manométrica necessária e na velocidade da água no interior dos tubos. Uma vez selecionadas as tubulações e acessórios, procede-se a locação dos mesmos na área, locando-se, inclusive, as posições necessárias para o equipamento escolhido. • Dimensionamento do conjunto moto bomba. O dimensionamento desse conjunto também se baseia na vazão, na altura manométrica e na potência necessária. Na escolha da bomba, além dos itens anteriormente citados, deve-se atentar para que a bomba escolhida trabalhe no ponto de máximo rendimento ou próximo possível dele, e para a sua altura máxima de sucção. • Elaboração de planta ou croqui. Efetuados os cálculos, deve ser elaborada uma planta ou croqui, onde são locados o ponto de captação, a linha mestra, as linhas laterais, os acessórios e o posicionamento do equipamento. • O roteiro prossegue com a análise econômica do projeto e outros itens, tais como custos, receitas, fluxo de caixa, comercialização, etc., conforme a exigência da situação. AU LA 1 - TÓP ICO 5 32 Ressaltamos que tão quanto importante é a elaboração de um projeto de irrigação e/ou drenagem, visando a sua viabilidade em todos os aspectos, é também, após a sua implantação, o adequado manejo do sistema e a periódica avaliação do sistema de irrigação e/ou drenagem. De acordo com Frizzone e Dourado Neto (2003), alguns sistemas, por terem sido mal projetados apresentam baixa eficácia, bem como alguns que a eficácia nunca foi avaliada. Podemos incluir, ainda, os que com o tempo vão perdendo a eficácia. Todos esse devem ser avaliados periodicamente, visando a tomada de decisões. Destarte,os autores sugerem a avaliação do desempenho, com os seguintes objetivos: • definir a eficiência atual do sistema de irrigação. • definir como efetivamente o sistema pode ser operado. • adquirir informações que auxiliem no projeto de outros sistemas. • adquirir informações que permitam comparar vários métodos de irrigação, sistemas e formas de operação, tendo como base a tomada de decisão. Ainda de acordo com os autores, o ensaio dos equipamentos de irrigação tem como objetivos definidos determinação dos atributos funcionais, de resistência, ou durabilidade, normalmente especificados em normas técnicas e/ou métodos de ensaio. Relatam que para analisar a qualidade da irrigação em campo são utilizados alguns parâmetros, que são basicamente a uniformidade, eficiência e grau de adequação. Já a avaliação do desempenho em sistema de Irrigação localizada h t t p s : / / w w w . y o u t u b e . c o m / watch?v=HOY5nCo12qw Irrigação salinização h t t p s : / / w w w . y o u t u b e . c o m / watch?v=f1omoaBjRgs Irrigação por aspersão mecanizada https://www.youtube.com/watch?v=HFI_r_Jx6sI Diferentes métodos irrigação h t t p s : / / w w w . y o u t u b e . c o m / watch?v=lLwp7ZRIcKU https://www.youtube.com/watch?v=EIh_zZ-sMBk Irrigação gotejamento h t t p s : / / w w w . y o u t u b e . c o m / watch?v=LaYDmiqvcUI Irrigação por superfície h t t p s : / / w w w . y o u t u b e . c o m / watch?v=fC7_3uHfW9c Manejo agua irrigação h t t p s : / / w w w . y o u t u b e . c o m / watch?v=o5o0SETDYbQ Irrigação adequada aumenta produtividade no campo h t t p s : / / w w w . y o u t u b e . c o m / watch?v=lZxtxiEMb9c Sensores de baixo custo para o manejo da irrigação h t t p s : / / w w w . y o u t u b e . c o m / watch?v=iPGqyyHgDIc Quando e quanto irrigar h t t p s : / / w w w . y o u t u b e . c o m / watch?v=FXcqzpLpCEs Drenagem h t t p s : / / w w w . y o u t u b e . c o m / watch?v=qP04mEpPmR8 Necessidade de drenagem h t t p s : / / w w w . y o u t u b e . c o m / watch?v=Jin6ZSkKD54 NAVEGUE DRENAGEM URBANA E NOÇÕES BÁS ICAS DE IRR IGA ÇÃO E DR E NAG E M AG R ÍCOLA 33 GLOSSÁRIO Drenagem agrícola – Processo de remoção do excesso de água e sais dos solos objetivando permitir o crescimento natural das culturas. Evapotranspiração – O total de água transferida da superfície da Terra para a atmosfera. É composta por evaporação de água, originalmente em estado líquido ou sólido, acrescida da transpiração das plantas. Lâminas de água É a quantidade de água será aplicada a cultura, objetivando suprir a necessidade hidrica das plantas num determinado espaço de tempo, que pode ser definido pelo turno de irrigação. Lixiviação – Processo pelo qual os elementos químicos do solo migram, de forma passiva, das camadas mais superficiais de um solo para as camadas mais profundas, em decorrência de um processo de lavagem devido à ação da água da chuva ou de irrigação, tornando-se indisponíveis para as plantas. Perfil do solo – É a seção vertical do solo composta por uma sucessão de horizontes ou camadas. Salinização – Aumento do teor de substâncias salinas no solo, que resulta geralmente da má aplicação das tecnologias de irrigação. Conseqüência da irrigação em zonas áridas e semi-áridas. As águas das chuvas contêm sem- pre sais minerais dissolvidos, que se depositam no solo quando ele evapora. A drenagem deficiente das culturas aliada à elevação do lençol freático no nível do solo também pode gerar a salinização dos terrenos, tornando-os im- próprios para agricultura. Sistematização – É uma técnica que visa remover ou depositar aterrar da superficie do solo, uniformizando de acordo com o terreno, e com declividade necessária para uma boa drenagem da água. drenagem subterrânea é realizada efetuando-se medições de profundidades, formas e flutuações do lençol freático, medições de descargas de drenos e de avaliações dos níveis de salinidade da água e solo. Assim, o desempenho de um sistema de drenagem subterrânea depende da exatidão dos dados e da concepção utilizada no preparo do projeto e dos critérios técnicos utilizados em sua implantação (BATISTA et.al. 2002). AU LA 1 - TÓP ICO 5 34 REFERÊNCIAS AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS – ANA. Conjuntura dos recursos hídri- cos no Brasil. Brasília, 2013. 432p. BATISTA, M. de J.; NOVAES, F. de; SANTOS, D. G. dos et.al. Drenagem como instrumento de dessalinização e prevenção da salinização de solos. 2ª ed., rev. e ampliada. Brasília: CODEVASF, 2002 216 p. il. BERNARDO, S; SOARES, A.A.; MANTOVANI, E.C. Manualde Irrigação.Ed. UFV: Viçosa-MG. 8ª Ed. 2008. 625 p. FRIZZONE, J. A.; DOURADO NETO, D. Avaliação de sistemas de irrigação. In: MIRANDA, J. H de.; PIRES, R. C. de M. Irrigação (Série Engenharia Agrícola). Piracicaba: FUNEP, 2003. p. 573- 651. KLAR, .S.R Transpiração. In: KLAR, .S.R. A água no sistema solo-planta- atmosfera. São Paulo: Nobel, 1984. p. 347-385. MANTOVANI, E. C.; BERNARDO, S.; PALARETTI, L. F. Irrigação: princípios e métodos. 2 ed., atual. e ampl. Viçosa, MG: UFV, 2007. 358p MELLO, Jorge Luiz Pimenta, Apostila.doc. agosto 2008, Apostila drenagem agrícola. Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro/Instituto de Tecnolo- gia - Departamento de Engenharia. 98p. Disponível em: http://www.ufrrj.br/ institutos/it/deng/jorge/downloads/APOSTILA/IT134%20Drenagem/drena- gem_versao2.9.pdf Acesso em: 4 dezembro 2014 MELLO, Jorge Luiz Pimenta; SILVA, Leonardo Duarte Batista da, Apostila.doc. Rio de Janeiro, setembro 2009, Irrigação, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro/Instituto de Tecnologia - Departamento de Engenharia 190p. Dis- ponível em: http://www.ufrrj.br/institutos/it/deng/leonardo/downloads/APOS- TILA/IRRIGACAO_V.%204.0.doc Acesso em: 8 dezembro 2014. SENTELHAS, P.C. Agrometeorologia aplicada à irrigação. In: MIRANDA, J.H. & PIRES, R.C.M. Irrigação – Série Engenharia Agrícola. Piracicaba, SP: FUNEP, 2001. 410 p. TESTEZLAF, Roberto. Irrigação: Métodos, Sistemas e Aplicações. Campinas, 2011. Faculdade de Engenharia Agrícola, Universidade Estadual de Campinas. Disponivel em: http://www.feagri.unicamp.br/irrigacao/component/attach- ments/download/18 Acesso em: 9 janeiro 2015 DRENAGEM URBANA E NOÇÕES BÁS ICAS DE IRR IGA ÇÃO E DR E NAG E M AG R ÍCOLA Drenagem Urbana 2 AULA Fonte: https://dow nload.unsplash.com / Caro (a) cursista, Nesta aula de Drenagem Urbana, você conhecerá os componentes que fazem parte de um projeto de drenagem urbana, tais como: drenagem na fonte, sistema de macrodrenagem, sistema de microdrenagem, princípios de controle de drenagem urbana, estudos hidrológicos e critérios para dimensionamento hidráulico. No último tópico, abordaremos medidas de controle de drenagem pluvial e de inundações. Ao final desta aula, você poderá fazer uso dessas informações para avaliar sistemas urbanos de drenagem urbana. Vamos á aula! Objetivos • Conhecer os fundamentos teóricos, construtivos de projetos para obras de drenagem urbana • Estimar vazões máximas de projetos de microdrenagem, utilizando o Método Racional • Estimar principais parâmetros para projetos de sistemas de macrodrenagem • Identificar as principais medidas de controle de enchentes AU LA 2 168 TÓPICO 1 Enchentes Urbanas OBJETIVO • Conhecer os conceitos de drenagem urbana e enchentes urbanas Drenagem é o conjunto de medidas que tenha como objetivo diminuir os prejuízos causados por inundações. É o termo empregado na designação das instalações destinadas a escoar o excesso de água, seja em rodovias, na zona rural ou na malha urbana (CARDOSO NETO, 1998). ATENÇÃO! DRENAGEM URBANA E NOÇÕES BÁS ICAS DE IRR IGA ÇÃO E DR E NAG E M AG R ÍCOLA O crescimento urbano das cidades brasileiras tem provocado impactos significativos na população e no meio ambiente. Esses impactos vêm influenciando de forma negativa na qualidade de vida da população devido ao aumento na frequência das inundações, prejudicando a qualidade das águas e aumentando a presença de materiais sólidos no escoamento pluvial. As enchentes provocadas pela urbanização estão ligadas a diversos fatores, dentre os quais, Pompeo (2000) destaca: • o excessivo parcelamento do solo e a consequente impermeabilização de grandes superfícies, • a ocupação de áreas ribeirinhas tais como várzeas, áreas de inundações frequentes e zonas alagadiças, • a obstrução de canalizações por detritos e sedimentos, e • obras de drenagem inadequadas. 169AU LA 1 - TÓP ICO 1 Todos esses fatores têm origem ou são agravados pela falta de um planejamento consequente do crescimento urbano. Do ponto de vista da Drenagem Urbana, trataremos como enchente/ inundação quando as águas dos rios, riachos e galerias pluviais saem do leito de escoamento devido à falta de capacidade de transporte de um desses sistemas e ocupam áreas onde a população utiliza para moradia, transporte (ruas, avenidas e rodovias), recreação, comércio, indústria, entre outros. Esses tipos de eventos podem ocorrer devido ao comportamento natural dos rios ou ampliados pelo efeito de alteração produzida pelo homem na urbanização pela impermeabilização das superfícies e a canalização dos rios (CANHOLI, 2005), observe exemplo de inudação na Figura 1. Portanto, as enchentes são fenômenos naturais, mas podem ser intensificadas pelas práticas humanas como veremos a seguir. ENCHENTES DEVIDO À URBANIZAÇÃO O desmatamento e impermeabilização são dois dos principais fatores que provocam enchentes e inundações com origem no processo de urbanização. Ao deixar o solo exposto, sem vegetação para fixá-lo, seus sedimentos passam a ser carreados com grande facilidade pelos eventos de chuva e pelo consequente escoamento superficial, indo se depositar em pontos críticos do sistema de drenagem causando obstruções e diminuição das seções de escoamento. Já as impermeabilizações ocasionadas pela construção de edificações e vias de acesso provocam aumento substancial do escoamento superficial em um evento pluviométrico, aumentando consideravelmente as vazões máximas no sistema de drenagem. Outra questão é a ocupação irregular ou desordenada do espaço geográfico. A ocupação irregular de áreas de preservação, muitas vezes causada pela ausência de planejamento urbano, aumenta consideravelmente o risco de inundações. A população que se fixou nessas áreas acaba ficando exposta aos transtornos ocasionados pelo ciclo de enchentes com consequências muitas vezes dramáticas. 170 DRENAGEM URBANA E NOÇÕES BÁS ICAS DE IRR IGA ÇÃO E DR E NAG E M AG R ÍCOLA Figura 12: Ocorrência de enchente urbana Fonte: DEaD/IFCE (2015) ENCHENTES EM ÁREAS RIBEIRINHAS Em geral, os rios perenes, isto é, aqueles que nunca secam durante o ano, costumam ter dois tipos de leito: um menor e principal, por onde a água corre durante a maior parte do tempo; e um maior e complementar, que é inundado apenas em períodos de cheias, essa formação de leitos é mais comum em áreas planas, também chamadas de planícies de inundação (DEP, 2005). Figura 13: Características das alterações de uma área rural para urbana Fonte: Adaptado de Plano Diretor de Drenagem Urbana - Prefeitura Municipal de Porto Alegre, 2005 Na representação da Figura13, temos um corte transversal do curso de um rio em que estão representados os seus leitos maior e menor. Dependendo do curso d’água e das condições meteorológicas e locais, o leito maior é inundado, provocando as cheias em sua área. O período e, consequentemente, a frequência com que isso ocorre varia de rio para rio. As principais causas das inundações em áreas ribeirinhas estão diretamente ligadas à ocupação irregular do leito dos rios e riachos, ou seja, quanto 171AU LA 1 - TÓP ICO 1 mais próximos do leito menor do rio estiverem as habitações, maior será a probabilidade de ocorrem inundações. Além disso, processos de desmatamentos de áreas ribeirinhas podem intensificar o processo, pois ela teria a função de reter parte dos sedimentos carreados pela chuva que acabam indo para o leito do rio/córrego e aumentam o nível das águas. ENCHENTES LOCALIZADAS As enchentes localizadas podem ser provocadas por: estrangulamento da seção do rio, remanso, erros de execução e projeto de drenagemde rodovias e avenidas, entre outros. Dentre esses fatores, pode-se destacar a obstrução parcial ou total da seção de escoamento, a construção de aterros no leito do rio e o assoreamento por sedimentos e/ou lixo. O aumento de sedimentos e de material sólido carreados pela enchente provoca assoreamento e redução da capacidade de escoamento dos cursos de drenagem, potencializando o fenômeno das inundações. OBRAS INADEQUADAS A ocupação desordenada e o consequente processo de impermeabilização podem elevar consideravelmente a vazão das enchentes, sobrecarregando os sistemas de drenagem existentes. Ao longo do tempo, o sistema de drenagem se torna ineficaz. As inundações em pontos específicos da área urbana podem ter origem em sistemas de drenagens mal projetados ou executados. Importante lembrar que como obras típicas de saneamento são geralmente enterradas e uma vez executadas, seus parâmetros de projeto são de difícil conferência. O processo de fiscalização tem fundamental importância na correta execução de uma obra de drenagem. Parâmetros como dimensionamento da tubulação ou galeria, inclinação do conduto e tamanho das captações estabelecem pontos sensíveis ao projeto e que, se não forem cumpridos, conforme planejado podem provocar inundações. 172 A escolha do destino final das águas pluviais deve ser realizada conforme critérios ambientais e econômicos, após análise minuciosa e criteriosa das opções existentes. Normalmente, procura-se respeitar o sentido natural do escoamento. Entretanto, devido à ocupação urbana, a trajetória e destino do escoamento podem ser alterados significativamente. ATENÇÃO! DRENAGEM URBANA E NOÇÕES BÁS ICAS DE IRR IGA ÇÃO E DR E NAG E M AG R ÍCOLA Após um evento de chuva, as águas pluviais coletadas nas vias públicas através das bocas de lobo e descarregadas em condutos subterrâneos são lançadas em cursos d’água naturais, nos rios, lagos, oceanos e também em solos permeáveis. ELEMENTOS DE UM SISTEMA PLUVIAL Os principais elementos utilizados no dimensionamento de um sistema pluvial são (TUCCI et al., 1995): Meios fios ou guias: Os meios fios são elementos utilizados entre o passeio e a calçada, dispostos paralelamente ao eixo da rua, construídos geralmente de pedra ou concreto pré-moldados, e que formam um conjunto com as sarjetas. São limitadores físicos das plataformas das vias, desempanham importante função de segurança na orientação do tráfego além de orientar a drenagem superficial , Figura 14. Figura 14: Meio Fio Fonte: www.dtvb.ibilce.unesp.br Galerias: São canalizações públicas destinadas ao escoamento das águas pluviais oriundas das ligações privadas e das bocas de lobo. São projetadas tendo em vista a condução de águas pluviais desde a sua captação, nas ruas, até sua disposição no sistema de macrodrenagem. 173AU LA 1 - TÓP ICO 1 Bocas coletoras: Também denominadas de bocas de lobo, são estruturas hidráulicas para captação das águas superficiais transportadas pelas sarjetas e sarjetões, Figura 15. Figura 15: Bocas de lobo Fonte: http://wikimedia.org Sarjetas: É o canal longitudinal, em geral triangular, situado entre o meio-fio e a pista de rolamento, destinado a coletar e conduzir as águas de escoamento superficial até os pontos de coleta, Figura 16. Figura 16: Sarjetas Fonte: http://wikimedia.org 174 DRENAGEM URBANA E NOÇÕES BÁS ICAS DE IRR IGA ÇÃO E DR E NAG E M AG R ÍCOLA Poços de visita: São câmaras visitáveis situadas em pontos previamente determinados, destinados a permitir a inspeção e limpeza dos condutos subterrâneos. A locação dos poços de visitas deve atender às mudanças de direção, de diâmetro, de declividade, ligação das bocas de lobo e ao afastamento máximo admissível, Figura 17. Figura 17: Poços de visita Trecho de galeria: É uma porção da galeria situada entre dois poços de visita. Estações de bombeamento: Conjunto de obras e equipamentos destinados a retirar água de um canal de drenagem, quando este não tiver mais condições de escoamento por gravidade, para outro canal em nível mais elevado ou receptor final da drenagem em estudo. Condutos forçados: Quando os condutos funcionam com sua seção transversal completamente tomada passam a trabalhar como condutos forçados visto que a pressão interna é maior que a atmosférica na superfície livre em uma seção parcialmente tomada. Sarjetões: São dispositivos formados pela própria pavimentação nos cruzamentos das vias públicas, formando calhas que servem para orientar o fluxo das águas que escoam pelas sarjetas, Figura 18. 175AU LA 1 - TÓP ICO 1 Figura 18: Sarjetões Fonte: http://wikimedia.org Tubos de ligação: São canalizações destinadas a transportar as águas pluviais captadas nas bocas de lobo para a galeria ou para os poços de visita, Figura 19. Figura 19: Tubos de Ligação Fonte: http://wikimedia.org Para galerias Circulares, o diâmetro mínimo da seção circular dos tubos deve ser de 0,30 m. Os diâmetros comerciais correntes são: 0,30; 0,40; 0,50; 0,60; 0,80; 1,00; 1,20 e 1,50 m. SAIBA MAIS! 176 TÓPICO 2 Sistemas de microdrenagem OBJETIVO • Estimar vazões máximas de projetos de microdrenagem utilizando o Método Racional DRENAGEM URBANA E NOÇÕES BÁS ICAS DE IRR IGA ÇÃO E DR E NAG E M AG R ÍCOLA A microdrenagem urbana é definida pelo sistema de condutos pluviais no loteamento ou na rede primária urbana. O sistema de drenagem inicial ou de microdrenagem é aquele composto pelos pavimentos das ruas, guias e sarjetas, bocas de lobo, galerias de águas pluviais e também canais de pequenas dimensões. Esse sistema é dimensionado para o escoamento de águas pluviais cuja ocorrência tem um período de retorno de até 10 anos. Quando bem projetado, elimina praticamente os alagamentos na área urbana, evitando as interferências entre as enxurradas e o tráfego de pedestres e de veículos, e danos às propriedades (PMSP; 1999). Para funcionamento adequado, um sistema de microderenagem precisa de um projeto criterioso, execução cuidadosa e de uma manutenção permanente, com a desobstrução das bocas de lobo e das galerias antes dos períodos de cheias. Na fase de execução das obras de microdrenagem, é importante ressaltar o papel da fiscalização e acompanhamento. Como geralmente a obra se dá no período em que as enchentes são menos frequentes e considerando o tempo de retorno envolvido, o sistema poderá ser solicitado em sua vazão de projeto em um momento muito posterior à sua execução, dificultando a identificação de trechos em desacordo com o projeto e a consequente correção. REDE HIDRÁULICA DE UM SISTEMA DE MICRODRENAGEM Os principais componentes da rede hidráulica de um projeto de microdrenagem 177AU LA 1 - TÓP ICO 2 são: as sarjetas e valas, as bocas coletoras, caixas de passagens e postos de visitas, e a tubulação coletora. Esses dispositivos são interligados em uma rede de coletora de águas pluviais, essa rede se encontra em grande parte locada (Figura 20): i. sob o meio-fio e ii. sob o eixo da via pública (mais adotada). Figura 20: Exemplo de sistema de microdrenagem sob o eixo da via pública Fonte: Tucci et al. (1995) BL – Boca de Lobo (Bocas Coletoras) PV – Posto de Visita CL – Caixa de Ligação Bocas de coletoras As bocas de captação devem ser locadas nos pontos mais baixos do sistema viário, assim, evitam-se alagamentos e águas paradas ao longo da via. Devem estar em número adequado para conduzirem as vazões oriundas do escoamento nas sarjetas, valas e demais elementos coletores do escoamento superficial. Podemos destacardois tipos de bocas coletores: • Bocas de Leão Caixa para captação de águas pluviais por abertura na sarjeta, dotada de grade. • Bocas de Lobo. Caixa para captação de águas pluviais por abertura na guia. http://www.recife.pe.gov.br/emlurb/ cadernoencargos/ http://www.prefeitura.sp.gov. br/cidade/secretarias/upload/ desenvolvimento_urbano/arquivos/ manual-drenagem_v1.pdf NAVEGUE 178 DRENAGEM URBANA E NOÇÕES BÁS ICAS DE IRR IGA ÇÃO E DR E NAG E M AG R ÍCOLA Os principais tipos de bocas de lobo são apresentados na Figura 21 a seguir. Figura 21: Bocas de Lobo Fonte: Adaptado de Cardoso Neto (1998) Segundo Tucci et al, 1995, o funcionamento da boca de lobo pode ser tratado como de um vertedor cuja capacidade de vazão (retirada da água da via) pode ser estimada por: Qr = 1,7 x L x y 3/2 Onde: Qr = vazão de retirada (m³/s); y = altura de água próxima à abertura da guia (m); L = comprimento da soleira (m). CÁLCULO DA VAZÃO MÁXIMA DE PROJETOS DE MICRODRENAGEM Método racional Na disciplina de Princípios de Hidrologia, utilizamos o método racional para exemplificar o uso o parâmetro de intensidade de chuva. Aqui veremos que, devido sua simplicidade, o método racional é largamente utilizado na determinação da vazão máxima de projeto de drenagem para pequenas bacias. Deve ser aplicado somente em pequenas bacias com áreas de drenagem inferior a 3 km² ou quando o tempo de concentração for inferior a uma hora (TUCCI, 2004). Observe que, para considerarmos a boca de lobo como vertedor, a lâmina gerada pelo escoamento deve ter altura menor que abertura da guia. ATENÇÃO! 179AU LA 1 - TÓP ICO 2 Q = 0,278 C i A Onde: Q = Vazão (m³/s); C = Coeficiente de escoamento superficial (adimensional); i = Intensidade da precipitação (mm/h); A = Área da bacia hidrográfica (km²). DETERMINAÇÃO DO PERÍODO DE RETORNO Período de retorno (T) é o período de tempo médio que um determinado evento hidrológico é igualado ou superado pelo menos uma vez. (TUCCI et al., 1995). O tempo de retorno utilizado em projetos de microdrenagem tem variação de dois a dez anos. Para áreas pouco densas e residenciais, o mais utilizado são dois anos, e para áreas comerciais, utilizam-se dez anos, conforme demonstrado na tabela 2. Tabela 2: Período de retorno para diferentes ocupações (DAEE/CETESB, 1990) Tipo de obra Tipo de ocupação da área Tempo de retorno Microdrenagem Residencial 2 Comercial 5 Áreas com edifícios de serviço público 5 Aeroportos 2 – 5 Áreas comerciais e arteriais de tráfego 5 – 10 Macrodrenagem Áreas comerciais e residenciais 50 - 100 Áreas de importâncias especiais 500 Fonte: Adaptado de Tucci et al. (1995) Conforme Tucci (2004), os princípios básicos do Método racional são: • a duração da precipitação máxima de projeto é igual ao tempo de concentração da bacia; • adota-se um coeficiente único de perdas, denominado C, estimado com base nas características da bacia; • não avalia o volume da cheia e a distribuição temporal das vazões, portanto não pode ser utilizado para o dimensionamento de reservatórios de amortecimento. ATENÇÃO! 180 DRENAGEM URBANA E NOÇÕES BÁS ICAS DE IRR IGA ÇÃO E DR E NAG E M AG R ÍCOLA DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE ESCOAMENTO SUPERFICIAL O estudo do coeficiente de escoamento superficial (C) considera vários fatores físicos da bacia hidrográfica, tais como: o grau de impermeabilização da região; o tipo de solo e sua ocupação; a intensidade da chuva incidente na bacia, entre outros. Para maior facilidade de uso, esse coeficiente foi convencionado de acordo com o tipo de utilização do solo (TUCCI et al. 1995). Conforme Tucci et al. (1995), o coeficiente de escoamento superficial é usualmente determinado em função do tipo de ocupação do solo, conforme tabela 2, que fornece os valores de C para períodos de retorno da ordem de cinco a de anos. Para períodos maiores, há necessidade de fazer a correção do valor de C, que pode ser feito através da equação: Ct = 0,8 x T 0,1 x C10 Onde: Ct = coeficiente de escoamento superficial para período de retorno T em anos; C10 = coeficiente de escoamento superficial para período de retorno de 10 anos (obtida da tabela 2, por exemplo); T = período de retorno em anos. Para a bacia que possui áreas com diferentes coeficientes de escoamento superficial, podemos calcular o valor de C pela média ponderada – considerando as respectivas áreas como peso: ∑=C A C A 1 i i Onde: C = coeficiente médio de escoamento superficial; A = área de drenagem da bacia; Ci = coeficiente de escoamento superficial correspondente à ocupação “i”; Ai = área da bacia correspondente à ocupação “i”. 181AU LA 1 - TÓP ICO 2 Tabela 3: Valores de C adotados pela Prefeitura de São Paulo (Wilken, 1978) Zonas C Edificação muito densa: 0,70 - 0,95Partes centrais, densamente construídas, de uma cidade com ruas e calçadas pavimentadas Edificação não muito densa: 0,60 - 0,70Partes adjacentes ao centro, de menor densidade de habitações, mas com ruas e calçadas pavimentadas Edificações com poucas superfícies livres: 0,50 - 0,60 Partes residenciais com ruas macadamizadas ou pavimentadas Edificações com muitas superfícies livres: 0,25 - 0,50 Partes residenciais com ruas macadamizadas ou pavimentadas Subúrbios com alguma edificação: 0,10 - 0,25 Partes de arrabaldes e subúrbios com pequena densidade de contrução Matas, parques e campos de esporte: 0,05 - 0,20Partes rurais, áreas verdes, superfícies arborizadas, parques ajardinados, campos de esporte sem pavimentação Fonte: Adaptado de Tucci et al. (1995) DETERMINAÇÃO DO TEMPO DE CONCENTRAÇÃO O tempo de concentração é o tempo que leva uma gota de água que cai no ponto mais distante da bacia até o ponto estudado. Nesse trajeto, a água pode escoar (TOMAZ, 2013): i. superficialmente, ii. por tubos e iii. por canais, (considerando inclusive as sarjetas e valas) FórMula de Kirpich É uma fórmula empírica muito usada, sobretudo para pequenas bacias rurais. tc = 3,989 x L 0,77 x S-0,385 Onde: tc = tempo de concentração, em minutos; L = comprimento do talvegue, em km; S = declvidade do talvegue, em m/m. A fórmula de Kirpich é uma das mais utilizadas A Fórmula de Kirpich foi desenvolvida em 1940, a partir de dados de sete pequenas bacias rurais do Temesse, com declividades de 3% a 10% e áreas de até 0,50 km². SAIBA MAIS! 182 DRENAGEM URBANA E NOÇÕES BÁS ICAS DE IRR IGA ÇÃO E DR E NAG E M AG R ÍCOLA Método caliFórnia culverts practice (e.u.a.) Apresentada em 1942 pelo Departamento de Estradas de Rodagem da Califórnia, é a mesma fórmula de Kirpich, substituindo S por L/H, como pode ser observado na equação a seguir. Aplicam-se as mesmas limitações, ou seja, declividades de 3% a 10% e áreas de no máximo 0,50 km², embora seja mais usada para áreas maiores dentro da aplicabilidade do método racional. = × t L H 57c 3 0,385 Onde: tc = tempo de concentração, em minutos; L = comprimento do talvegue, em km; H = desnível total do talvegue, emm m. Método cineMático do soil conservation service – scs (e.u.a.) Apresentado em 1975, estabelece o tempo de concentração como a somatória dos tempos de trânsito dos diversos trechos que compõem o talvegue: Onde: Li = distância percorrida no trecho considerado, km; Vi = velocidade média no trecho considerado, m/s. Método de carter (1961) Silveira (2005) realizou um estudo de 23 fórmulas de tempo de concentração (tc) e observou que as fórmulas de tempo de concentração para bacias urbanastinham menor adequação do que aquelas desenvolvidas para bacias rurais, sendo a formulação desenvolvida por Carter (1961) a que apresentou os melhores resultados em bacias urbanas. tc = 0,0997 x L 0,6 x I-0,3 Onde: tc = tempo de concentração (h); L = comprimento do talvegue (km); I = declividade média (m/m). 183AU LA 1 - TÓP ICO 2 Calcule a vazão de projeto (Q) para os períodos de retorno de 10, 20 e 50 anos (conforme os prejuízos potenciais), utilizando os métodos de Kirpich, Cinemático e Carter de uma bacia hidrográfica urbana do município de São Paulo/SP. Dados: Q = 0,278 x C x i x A Área da bacia: 1,0 km² L: 0,960 km H: 4,85 m Perímetro: 4.221,75 m Equação da Chuva de São Paulo: i T t 1747,90 ( 15) r 0,181 0,89= + . C10 = 0,83; C20 = 0,90; C50 = 0,98 PRATIQUE 184 TÓPICO 3 Sistemas de macrodrenagem OBJETIVO • Estimar principais parâmetros para projetos de sistemas de macrodrenagem DRENAGEM URBANA E NOÇÕES BÁS ICAS DE IRR IGA ÇÃO E DR E NAG E M AG R ÍCOLA A macrodrenagem envolve grandes bacias em que o escoamento é composto pela drenagem de áreas urbanizadas e não urbanizadas. A abordagem da drenagem urbana na macrodrenagem, geralmente, envolve várias etapas, como a definição de cenários, medidas de planejamento do controle de macrodrenagem e estudos de alternativas de projeto. PLANEJAMENTO De acordo com o Manual de Drenagem Urbana, desenvolvido pelo Departamento de Esgotos Pluviais da Prefeitura Municipal de Porto Alegre (DEP, 2005), no estudo de planejamento do controle da drenagem urbana de uma bacia, são recomendadas as seguintes etapas de desenvolvimento: a) Caracterização da bacia: (i) avaliação da geologia, tipo de solo, hidrogeologia, relevo, ocupação urbana, população caracterizada por sub-bacia para os cenários de interesse. (ii) drenagem: definição da bacia e sub-bacias, sistema de drenagem natural e construído, seção de escoamento, cota, comprimento e bacias contribuintes a drenagem. (iii) dados hidrológicos: precipitação, sua caracterização pontual, espacial e temporal; verificar a existência de dados de chuva e vazão que permitam ajustar os parâmetros dos modelos utilizados; dados de qualidade da água e produção de material sólido. 185AU LA 1 - TÓP ICO 3 b) Definição dos cenários de planejamento: os cenários de planejamento são definidos de acordo com o desenvolvimento previsto para a cidade, bem como as áreas ocupadas que não foram previstas, áreas desocupadas parceladas e áreas que deverão ser parceladas no futuro. c) Escolha do risco da precipitação de projetos: fornecido o tempo de retorno a ser utilizado no dimensionamento (usualmente 10 anos). d) Determinação da precipitação de projeto: com base nos registros de precipitação deve-se escolher a curva de IDF e determinar a precipitação com duração igual ou maior que o tempo de concentração da bacia. e) Simulação dos cenários de planejamento com modelo hidrológico: os cenários são simulados para as redes de drenagem existentes ou projetadas. d) Seleção de alternativas para Controle: considerando as condições simuladasdevem ser identificadas as limitações existentes no sistema e os locais onde ocorrem.. Deve-se buscar analisar as alternativas de controle, priorizando medidas de detenção ou retenção, que não transfiram para jusante os acréscimos de vazão máxima. No caso de dimensionamento, a alternativa de controle deve prever a utilização de estruturas de amortecimento da cheia para não ampliar a enchente a jusante, e deve-se verificar se a rede projetada tem capacidade para escoar a atual vazão. e) Simulação das alternativas de controle: definidas as alternativas na fase anterior, as mesmas devem ser simuladas para o risco e cenário definido como meta. Nas simulações, é verificado se a alternativa de controle também evita as inundações das ruas para riscos menores ou iguais ao de projeto. Nessa análise, também deve ser examinado o impacto para riscos superiores ao de projeto (até 100 anos), com a finalidade de alertar a Defesa Civil, tráfego e outros elementos urbanos, sobre os riscos à população envolvidos quando ocorra esta situação. f) Avaliação qualidade da água: as etapas da avaliação da qualidade da água são: (i) determinação da carga proveniente do cloacal que não é coletada pela rede de esgotamento sanitário; (ii) determinação da carga de resíduo sólido; determinação da carga produzida pelo pluvial; (iii) avaliação da capacidade de redução das cargas em função das medidas de controle previstas nas alternativas. g) Avaliação econômica: os custos das alternativas devem ser quantificados, permitindo analisar a alternativa mais econômica para controle da drenagem. 186 DRENAGEM URBANA E NOÇÕES BÁS ICAS DE IRR IGA ÇÃO E DR E NAG E M AG R ÍCOLA h) Seleção da alternativa: em função dos condicionantes econômicos, sociais e ambientais, deve ser recomendada uma das alternativas de controle para o sistema estudado, estabelecendo etapas para projeto executivo, sequência de implementação das obras e programas que sejam considerados necessários. SIMULAÇÃO PRECIPITAÇÃO-VAZÃO A estimativa da precipitação e o quanto desta deverá ser transportada pelo sistema de drenagem constitui em um parâmetro de extrema relevância para um projeto de drenagem. A partir do dado de precipitação, são determinados: a transformação de chuva em vazão, os hidrogramas, dimensionamento de condutos e reservatórios. Os principais processos hidrológicos que ocorrem na bacia são: precipitação, perdas iniciais, infiltração e escoamento superficial. Observe que todas as etapas dependem diretamente da precipitação, portanto o modelo utilizado para representar o escoamento na bacia deve partir de basicamente das etapas: • Estiamtiva da precipitação; • Simulação da transformação de precipitação em vazão de escoamento. Nesse caso, é necessário identificar com clareza qual a parcela da vazão precipitada de fato irá escoar superficialmente. precipitação oBservada e precipitação de projeto A precipitação é a principal informação hidrológica de entrada utilizada no cálculo das vazões de projeto das obras de drenagem pluvial. A expressão precipitação de projeto identifica a precipitação utilizada na geração do hidrograma ou vazão de projeto (DEP; 2005). A precipitação observada diz respeito a eventos reais de chuva que podem ser caracterizados, pelas variáveis em unidades mais usuais: • lâmina precipitada P (mm); • duração D (min); • De posse desses dados medidos podemos ainda calcular: • intensidade média precipitada iméd = P/D (mm/h); • lâmina máxima Pmáx (mm) da sequência de intervalos de tempo Δt que discretizam D; 187AU LA 1 - TÓP ICO 3 • intensidade máxima imáx = Pmáx / Δt (mm/h) • posição de Pmáx ou imáx dentro da duração D (entre o início e fim de D). A precipitação de projeto é, por sua vez, um evento crítico de chuva construído artificialmente com base em características estatísticas da chuva natural e em parâmetros da bacia hidrográfica. Estas características estatísticas são consideradas a partir de dos parâmetrosbásicos (unidades usuais entre parêntesis) (DEP, 2005): • período de retorno Tr da precipitação de projeto (anos); • duração crítica Dcr do evento (min). precipitação MáxiMa pontual: idF A IDF (Intensidade- Duração – Frequência) de um determinado local é obtida a partir de uma série histórica de precipitação de pluviógrafos e é definida considerando uma dada duração e um período de retorno. A precipitação máxima pontual possui abrangência espacial reduzida e está intimamente ligada ao ciclo de chuvas local. 188 TÓPICO 4 Medidas
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