Avaliação das cheias em bacia urbana com diferentes graus de impermeabilização

Título:

Avaliação das cheias em bacia urbana com diferentes graus de impermeabilização

Resumo:

O processo de urbanização causa preocupação devido à falta de planejamento nas cidades de países em desenvolvimento, onde o crescimento ocorre de maneira desordenada e sem um estudo planejado de sua infra-estrutura. A falta de planejamento na ocupação das áreas urbanas têm-se causado alterações significativas nas taxas de impermeabilização das bacias, ocasionando transtornos e prejuízos em razão do aumento significativo das inundações, devido o aumento das vazões máximas e a redução no tempo de concentração e do volume escoado. O volume que escoava lentamente no solo e ficava retido pela vegetação e em depressões, passa a escoar em canais, exigindo maior capacidade de escoamento das seções. Este trabalho tem o objetivo de avaliar o impacto que o processo de urbanização causa nos eventos de cheia em uma bacia urbana. No estudo foi analisada a bacia hidrográfica do Arroio Cancela, com área de 4,95 km², com monitoramento hidrológico, na cidade de Santa Maria, RS, Brasil. O monitoramento consiste em duas estações, uma fluviográfica e a outra pluviográfica. Para análise do uso do solo foi adquirida, em maio de 2004, uma imagem do satélite Ikonos com resolução de 1 metro. O modelo SWMM foi utilizado nas simulações, sendo a área subdividida em 18 sub-bacias e 23 trechos utilizando módulo hidrodinâmico para a propagação no rio, de forma a obter discretização adequada ao grau de crescimento populacional previsto. Para a situação atual da bacia o modelo SWMM foi calibrado para os eventos de cheia monitorados, entre dezembro de 2003 e outubro de 2004, obtendo um coeficiente de correlação médio de 0,96. Para avaliar o comportamento da bacia, em condições diversas de urbanização, foram avaliados três cenários. Estes foram determinados com base nos dados obtidos do zoneamento especificados no Plano Diretor Urbano de Santa Maria (1980), no Projeto de Lei do Plano Diretor de Desenvolvimento Urbano Ambiental (PDDUA) e nos valores de taxas de impermeabilização obtidos para uma área real da bacia, sendo denominados cenários 1, 2 e 3, respectivamente. Os valores das porcentagens de áreas impermeáveis, para o cenário atual e os cenários futuros podem ser visualizados no quadro 1.

Quadro 1 – Valores das porcentagens de área impermeáveis para a bacia nos diferentes cenários futuros de expansão urbana

A simulação dos cenários futuros apresenta grande importância para o entendimento da influência do processo de urbanização no sistema de drenagem. Para a análise das condições diversas de urbanização quatro eventos foram selecionados, 15/12/2003, 13/03/2004, 10/06/2004 e 09/11/2004, os quais forneceram dados importantes para o entendimento da dinâmica das cheias no local do estudo. Os cenários 1, 2 e 3 apresentaram aumento na vazão de pico e no volume escoado de 31,8% e 31,9%, 20,8% e 21,4%, 60% e 59%, respectivamente. Os aumentos, na vazão de pico e no volume escoado, verificados nos cenários mostram a necessidade de legislações rígidas e bem elaboradas que conduzam a urbanização a um crescimento sustentável. Os cenários 1 e 2 mostram que a redução da ocupação da bacia, determinados pelo zoneamento, conduzem a uma diminuição da vazão de pico e do volume escoado. A redução do cenário 1 para o cenário 2 foi, aproximadamente, 10% na vazão e no volume. O cenário 3 foi simulado com base no índice de impermeabilização existente, em uma área da bacia, apresentando um aumento de, aproximadamente, 60% na vazão de pico e no volume escoado. Este aumento significativo alerta sobre os problemas provocados pela urbanização desordenada nos sistemas de drenagem. A simulação dos cenários futuros apresenta grande importância para o entendimento da influência do processo de urbanização no sistema de drenagem. Os aumentos, na vazão de pico e no volume escoado, verificados nos cenários mostram a necessidade de legislações rígidas e bem elaboradas que conduzam a urbanização a um crescimento sustentável, pois os planos diretores atuais preocupam-se em estabelecer índices de ocupação não restringindo a impermeabilização total dos lotes. Os modelos hidrológicos e hidráulicos servem como ferramenta indispensável para o gerenciamento e planejamento da drenagem pluvial no ambiente urbano, possibilitando a verificação e antecipação dos impactos produzidos pela urbanização.

Autores:

Joaquin I. Bonnecarrère Garcia, Eloiza Maria Cauduro Dias de Paiva