PLANEJAMENTO INTEGRADO

DE SISTEMAS DE DRENAGEM URBANA

Ministrantes: Christopher Freire Souza1(IPH-UFRGS)

Lidiane Souza Gonçalves2(IPH-UFRGS)

Coordenador: Joel Avruch Goldenfum3(IPH-UFRGS)

Abril de 2007

1 Eng. Civil pela UFAL; Mestre pelo IPH/UFRGS; Doutorando do IPH/UFRGS

email: cfsouza@ppgiph.ufrgs.br 2 Enga. Civil pela FURG; Mestranda do IPH/UFRGS

email: lidiane.souza@ufrgs.br 3 Eng. Civil pela UFRGS; Mestre pelo IPH/UFRGS; Doutor pelo Imperial College, Londres

Professor Adjunto do IPH/UFRGS

email: joel@iph.ufrgs.br

IPH/UFRGS - Instituto de Pesquisas Hidráulicas / Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Av. Bento Gonçalves, 9500 - CEP 91501-970. Caixa Postal 15029 - Porto Alegre - RS – Brasil

SUMÁRIO

APRESENTAÇÃO ..................................................................................................... 3

1. CONCEITOS BÁSICOS DE HIDROLOGIA........................................................ 4

2. ÁGUA NO MEIO URBANO................................................................................. 8 2.1. Crescimento populacional e urbanização................................................ 9 2.2. Infra-estrutura de água no meio urbano ................................................ 11

3. GERENCIAMENTO DAS INUNDAÇÕES RIBEIRINHAS................................. 13 3.1. Previsão/Predição das inundações ........................................................ 13

3.1.1. Previsão de cheia.............................................................................. 13 3.1.2. Predição de cheia.............................................................................. 16

3.2. Medidas de controle................................................................................. 17 3.2.1. Medidas estruturais .......................................................................... 17 3.2.2. Medidas não-estruturais................................................................... 19

3.3. Estimativa econômica de prejuízos........................................................ 24

4. SISTEMAS DE DRENAGEM URBANA............................................................ 26 4.1. Evolução dos sistemas de drenagem urbana ....................................... 26

4.1.1. Sistemas higienistas......................................................................... 26 4.1.2. Métodos compensatórios................................................................. 27 4.1.3. Desenvolvimento urbano de baixo impacto ................................... 27

4.2. Medidas de controle................................................................................. 28 4.2.1. Na fonte.............................................................................................. 28 4.2.2. Na microdrenagem............................................................................ 32 4.2.3. Na macrodrenagem........................................................................... 33

4.3. Interfaces entre atividades urbanas e o sistema de drenagem............ 33 4.4. Impactos ambientais do sistema de drenagem urbana ........................ 34 4.5. Impactos na saúde da população........................................................... 36 4.6. Aspectos institucionais ........................................................................... 37

4.6.1. Espaço geográfico de gerenciamento ............................................ 37 4.6.2. Legislação.......................................................................................... 38 4.6.3. Gestão................................................................................................ 40

5. PLANO DIRETOR DE DRENAGEM URBANA ................................................ 44 5.1. Objetivos e justificativas ......................................................................... 44 5.2. Princípios.................................................................................................. 44 5.3. Estrutura ................................................................................................... 45

5.3.1. Dados de entrada: informações necessárias ................................. 45 5.3.2. Fundamentos do PDDrU................................................................... 46 5.3.3. Desenvolvimento do PDDrU............................................................. 47 5.3.4. Produtos do PDDrU .......................................................................... 48 5.3.5. Programas ......................................................................................... 48

6. BIBLIOGRAFIA ................................................................................................ 50

APRESENTAÇÃO

Esta apostila faz parte do material didático elaborado para o curso de capacitação da Rede Nacional de Capacitação e Extensão Tecnológica em Saneamento Ambiental (RECESA) - Núcleo Regional Sul

A apostila está estruturada em 5 capítulos, conforme descrito a seguir.

No primeiro capítulo, os conceitos básicos de hidrologia são elucidados com a finalidade de preparar a base conceitual dos capítulos seguintes.

Em seguida (capítulo dois), são apresentados os aspectos relacionados à água em meio urbano, sendo delineados o crescimento urbano e sua infra-estrutura de água, com a finalidade de situar o controle de águas pluviais no contexto de administração pública.

O gerenciamento de inundações ribeirinhas (capítulo três) se insere na administração da drenagem de águas pluviais, em razão dos rios urbanos serem meios de drenagem naturais. Como a gestão da drenagem visa atender às demandas da população, e dentre elas se encontra sua proteção ante a fenômenos naturais, mostra-se interessante apresentar as medidas de controle de inundações, a predição de sua magnitude e tempo de ocorrência, bem como os prejuízos econômicos que estas podem proporcionar.

No capítulo quatro, os sistemas de drenagem são detalhados, compreendendo sua evolução, as medidas de controle, suas interfaces com os demais sistemas urbanos, impactos na saúde do meio ambiente e da população, além dos aspectos institucionais que regem a política de drenagem.

O capítulo cinco arremata a apostila, explicando os objetivos, princípios e estrutura do plano diretor de drenagem urbana, meio pelo qual se implementa a política de drenagem nas municipalidades.

No capítulo 6 é apresentada a Bibliografia Básica utilizada como fonte para elaboração do presente texto e sugerida como material de consulta.

1. CONCEITOS BÁSICOS DE HIDROLOGIA

Hidrologia é a ciência que trata da água na Terra, sua ocorrência, circulação, distribuição espacial, suas propriedades físicas e químicas e sua relação com o ambiente, inclusive com os seres vivos. A Hidrologia é o estudo da água na superfície terrestre, no solo e no sub-solo. Assim a Hidrologia pode ser tanto uma ciência como um ramo da engenharia, que apresenta muitos aspectos em comum com a meteorologia, geologia, geografia, agronomia, engenharia ambiental e a ecologia, e utiliza como base os conhecimentos de hidráulica, física e estatística.

A Hidrologia Aplicada está voltada para os diferentes problemas que envolvem a utilização dos recursos hídricos, preservação do meio ambiente e ocupação da bacia.

No primeiro caso estão envolvidos os aspectos de disponibilidade hídrica, regularização de vazão, planejamento, operação e gerenciamento dos recursos hídricos. Dentro dessa visão, os principais projetos que normalmente são desenvolvidos com a participação significativa do hidrólogo são: aproveitamentos hidrelétricos, abastecimento d'água, irrigação e regularização para navegação.

Quanto à preservação do meio ambiente, modificações do uso do solo, regularização para controle de qualidade da água, impacto das obras hidráulicas sobre o meio ambiente aquático e terrestre, são exemplos de problemas que envolvem aspectos multidisciplinares em que a hidrologia tem uma parcela importante.

A ocupação da bacia pela população gera duas preocupações distintas: a) o impacto do meio sobre a população através das enchentes; e b) o impacto do homem sobre a bacia, mencionado na preservação do meio ambiente.

No entanto, para que se entenda melhor os diversos aspectos da aplicação da hidrologia relacionada à ocupação na bacia, é preciso estar familiarizado com alguns conceitos ambientais e hidrológicos na bacia hidrográfica. Tais conceitos constituem conhecimentos básicos e essenciais para a realização do planejamento e gerenciamento da drenagem urbana. A seguir alguns destes conceitos são esclarecidos.

Ciclo Hidrológico

O ciclo hidrológico é o conceito central da hidrologia, envolvendo os processos do ciclo hidrológico são: evapotranspiração, condensação precipitação, infiltração e escoamento, conforme ilustrados na Figura 1. O ciclo da água no globo é acionado pela energia solar que provoca o aquecimento do ar, do solo e da água superficial resultando na evaporação da água e no movimento das massas de ar. O vapor de água é transportado pelo ar e pode condensar na atmosfera formando nuvens. Em circunstâncias específicas, o vapor de água condensado nas nuvens pode voltar à superfície da Terra na forma de precipitação. A evaporação dos oceanos é a maior fonte de vapor para a atmosfera e para a posterior precipitação, mas a evaporação de água dos solos, dos rios e lagos e a transpiração da vegetação também contribuem. A precipitação que atinge a superfície pode infiltrar no solo ou escoar por sobre o solo até atingir um curso d’água. A água que infiltra umedece o solo, alimenta os aqüíferos e cria o fluxo de água subterrânea.

Em escala global, o ciclo hidrológico é fechado. Se considerado em escala regional, podem existir alguns sub-ciclos. Por exemplo, a água precipitada que está escoando em um rio pode evaporar, condensar e novamente precipitar antes de retornar ao oceano.

O ciclo hidrológico é normalmente estudado com maior interesse na fase terrestre, onde o elemento fundamental de análise é a bacia hidrográfica.

Figura 1. Ciclo Hidrológico. Extraída de United Nations World Water Development Report 2006.

Bacia hidrográfica

A bacia hidrográfica é a área de captação natural dos fluxos de água oriundos da precipitação, que faz convergir os escoamentos para um único ponto de saída, seu exutório. Compõe-se basicamente de um conjunto de superfícies vertentes e uma rede de drenagem formada por cursos d’água que confluem até resultar num leito único no exutório. As vertentes constituem os locais onde os escoamentos se produzem em função da precipitação, enquanto a rede de drenagem encarrega-se de transportá-los ao exutório.

A definição de uma bacia hidrográfica requer a definição de um curso d’água, de um ponto ou seção de referência ao longo deste curso d’água e de informações sobre o relevo da região.

Uma bacia hidrográfica pode ser dividida em sub-bacias e cada uma das sub-bacias pode ser considerada uma bacia hidrográfica.

As características principais da bacia hidrográfica são área de drenagem, comprimento do rio principal, declividade do rio e declividade da bacia. A área de uma bacia hidrográfica pode ser estimada a partir da delimitação dos divisores da bacia em um mapa topográfico.

Tempo de concentração

Tempo de concentração é o tempo idealizado de viagem que uma gota de chuva que precipita no ponto mais remoto da bacia leva para atingir seu exutório.

O comprimento e a declividade do curso d’água principal, e a declividade média da bacia são características que influem diretamente no tempo de viagem da água ao longo do sistema. O tempo de concentração de uma bacia diminui com o aumento da declividade e aumenta com o aumento da rugosidade e do comprimento do curso d’água principal.

Hidrograma

Hidrograma é a representação gráfica da variação da vazão na seção de saída (exutório) da bacia hidrográfica ao longo do tempo, em razão da precipitação ocorrida sobre a bacia.

Na Figura 2, observa-se a dinâmica de escoamento de água ao corpo hídrico receptor por superfícies vertentes e sistema subterrâneo de drenagem na bacia. No ponto mais à jusante (mais baixo), encontra-se o exutório da bacia por onde passa todo o escoamento (precipitação efetiva). O hietograma (gráfico de cima) consiste na representação gráfica da precipitação com relação ao tempo. O hidrograma (gráfico de baixo) apresenta a quantidade de água que passou por uma seção do rio (por exemplo o exultório) ao longo do tempo.

Figura 2. Dinâmica de escoamento na bacia, hietograma e hidrograma. Extraída de <http://web.usal.es>

No período chuvoso, o escoamento superficial representa a maior parte do volume escoado, esgotando-se pouco depois (período do tempo de concentração) do final da precipitação. O escoamento subterrâneo é o que garante a vazão no rio durante o período de estiagem. Com isto, o hidrograma corresponde à integração de todos os processos do ciclo hidrológico entre a precipitação e vazão na bacia hidrográfica.

Probabilidade e Tempo de retorno

A freqüência (f) de excedência de um determinado evento corresponde ao número de vezes em que o valor da variável de interesse (vazão, precipitação, ou outra) deste evento foi igualado ou ultrapassado, em uma série histórica de observações.

Admitindo-se estacionariedade nos processos que controlam as variáveis em estudo (ou seja, admitindo que as características do sistema não se modificam ao longo do tempo), a probabilidade (P) de excedência de um determinado valor é estimada a partir de sua freqüência de excedência. Assim, aceita-se que a freqüência com que um determinado evento foi excedido no passado corresponde à sua probabilidade de excedência no futuro. Desta forma:

P = f = (no de vezes com que um evento foi igualado ou ultrapassado) / (n + 1),

onde: P = probabilidade de excedência; f = freqüência (f) de excedência n = tamanho total da série analisada

O tempo de retorno é o inverso dessa probabilidade:

T = 1/P

onde T é o tempo de retorno.

De forma ilustrativa, o tempo de retorno de 10 anos significa que, em média, a cheia pode se repetir a cada 10 anos ou em cada ano tem 10% de chance de ocorrer.

A outra probabilidade desejada é a seguinte: Qual a chance da cheia de 10 anos ocorrer nos próximos 5 anos? Ou seja, deseja-se conhecer qual a probabilidade de ocorrência para um período e não apenas para um ano qualquer. A equação para essa estimativa é a seguinte:

Pn = 1- (1- 1/T)n

onde n é o número de anos onde se deseja a probabilidade; Pn é a probabilidade desejada. Para a pergunta acima fica:

Pn = 1- (1- 1/10)5 = 0,41 ou 41%.

2. ÁGUA NO MEIO URBANO

O ciclo hidrológico natural é constituído por vários processos físicos, químicos e biológicos. A presença do homem e sua concentração em comunidade produzem grandes alterações neste ciclo, com impactos significativos (muitas vezes de forma irreversível) no próprio homem e na natureza. Nos próximos itens serão explicitados os principais aspectos da água em meio urbano.

A queda de qualidade de vida nas cidades de países em desenvolvimento e, mesmo em países desenvolvidos é um processo dominante no final do século XX e início do século XXI. Os principais impactos relacionados à água em meio urbano são:

• Proliferação de doenças e inviabilização de atividades humanas pela contaminação do solo e mananciais superficiais e subterrâneos;

• Perdas econômicas, materiais e de vidas pelo aumento da freqüência de inundações, principalmente em comunidades que ocupam áreas ribeirinhas e de encostas, e de estiagens, pela dificuldade de acesso à água de boa qualidade e fragilidade de safras;

• Perda de saúde dos ecossistemas urbanos, em decorrência de alterações de qualidade e quantidade do regime hidrológico, da predação da fauna e flora e de intervenção humana nas características morfológicas dos corpos hídricos, como retificação de rios.

Grande parte dos problemas destacados têm como origem os seguintes aspectos:

• falta de conhecimento generalizado sobre o assunto: a população e os profissionais de diferentes áreas não possuem informações adequadas sobre os problemas e suas causas, bem como das melhores alternativas para sua solução, concebendo planos e aplicando práticas ultrapassadas de alto custo ambiental, social e financeiro, onde algumas empresas se apóiam para aumentar seus lucros. Por exemplo, o uso de canalização para a drenagem é uma prática generalizada no Brasil, que apresenta custos muito altos e muitas vezes aumenta os problemas que pretendia resolver. A própria população, quando surge algum problema de inundação, solicita prontamente um canal, por ser a solução que tem observado;

• visão setorizada do planejamento urbano: O planejamento e o desenvolvimento das áreas urbanas são realizados sem considerar aspectos dos diferentes componentes da infra-estrutura de água (que não é somente abastecimento e coleta) e de outras pastas com relação clara, como o meio ambiente e transportes;

• falta de capacidade gerencial: os municípios não possuem estrutura para o planejamento e gerenciamento adequado dos diferentes aspectos da água no meio urbano.

A maioria destes problemas é conseqüência de uma visão distorcida do controle por parte da comunidade de engenharia que ainda prioriza a execução de obras de controle de águas. O paradoxo posto está no incentivo à execução de obras em países em desenvolvimento, enquanto os países desenvolvidos já abandonaram esta abordagem em virtude de sua inviabilidade econômica.

2.1. Crescimento populacional e urbanização

O crescimento urbano ocorrido em países em desenvolvimento, como o Brasil, tem sido significativo desde a década de 70. Na Figura 3 pode-se observar o crescimento urbano, dos países desenvolvidos e em desenvolvimento, além da sua projeção para o futuro. Nota-se que, enquanto nos países desenvolvidos o crescimento da população já estacionou, nos países em desenvolvimento isto está longe de ocorrer.

Figura 3. Crescimento urbano de países desenvolvidos e em desenvolvimento. Adaptada de Tucci &

Silveira (2001).

A expansão urbana fica bem caracterizada ao se observar que sua população passou de apenas 15% da população mundial em 1900 para mais da metade na virada do século. Atualmente, a população urbana na Ásia e na África ainda não é significativa quando comparada à sua população total, enquanto na América Latina, Europa e Estados Unidos a população urbana supera 75%. No Brasil, esta proporção já está em 82% e, em alguns estados como São Paulo, acima de 90%. A previsão é de que, em 2010, existirão cerca de 60 cidades acima de 5 milhões de habitantes, sendo a maioria em países em desenvolvimento. A Tabela 1 apresenta as cidades mais populosas do mundo, enquanto a Figura 4 mostra a distribuição espacial das grandes metrópoles pelo mundo.

No Brasil, o crescimento da população urbana foi acelerado nas últimas décadas (Tabela 2), gerando grandes metrópoles na capital dos estados, formadas por um núcleo principal e várias cidades circunvizinhas. Nos últimos anos, a tendência tem sido de redução do crescimento populacional do país, principalmente na cidade núcleo da região metropolitana (RM; O processo de urbanização observado nos países em desenvolvimento apresenta grande concentração populacional em pequenas áreas com deficiências no sistema de transporte, ausência de saneamento básico, poluição do ar e da água e um quadro crescente de eventos extremos (inundações e secas). O conjunto destas condições inadequadas prejudica a saúde e a qualidade de vida da população, amplifica impactos ao meio ambiente e apresentam-se como principais limitações ao desenvolvimento. Para dar dimensão da parcela da população que vive em favelas, em Caracas (Venezuela) e Nova Deli (Índia) cerca de 50% e 20%, respectivamente, da população habita neste tipo de moradia. Cabe salientar que além dos problemas comuns a áreas de grande densidade populacional (falta de saneamento, entre outros), as favelas ocupam áreas de risco, como áreas de grande declividade em morros ou áreas sujeitas a alagamentos.

Tabela 3) e aumento da sua periferia e de cidades que são pólos regionais de desenvolvimento. Para exemplificar esta afirmação, apresenta-se que cidades acima de 1 milhão de habitantes crescem a uma taxa média de 0,9% anual, enquanto os núcleos regionais como cidades entre 100 e 500 mil, crescem à taxa de 4,8%. Infelizmente, os

processos inadequados de urbanização e impacto ambiental que se observaram nas RM estão se reproduzindo nas cidades de médio porte.

Tabela 1. Cidades mais populosas do mundo

Figura 4. Distribuição espacial das grandes metrópoles do mundo. Extraída de Tucci & Silveira (2001).

Tabela 2. Crescimento da população brasileira e sua urbanização.

O processo de urbanização observado nos países em desenvolvimento apresenta grande concentração populacional em pequenas áreas com deficiências no sistema de transporte, ausência de saneamento básico, poluição do ar e da água e um quadro crescente de eventos extremos (inundações e secas). O conjunto destas condições inadequadas prejudica a saúde e a qualidade de vida da população, amplifica impactos ao meio ambiente

e apresentam-se como principais limitações ao desenvolvimento. Para dar dimensão da parcela da população que vive em favelas, em Caracas (Venezuela) e Nova Deli (Índia) cerca de 50% e 20%, respectivamente, da população habita neste tipo de moradia. Cabe salientar que além dos problemas comuns a áreas de grande densidade populacional (falta de saneamento, entre outros), as favelas ocupam áreas de risco, como áreas de grande declividade em morros ou áreas sujeitas a alagamentos.

Tabela 3. Estabilização e cidades-núcleo e aumento da periferia.

A ocupação irregular de áreas públicas por população de baixa renda dificulta o ordenamento das ações não-estruturais do controle ambiental urbano, sendo esta tendência decorrência do seguinte:

• Ausência de planejamento e de investimento público no direcionamento da expansão urbana. O custo da infra-estrutura exigida para o lote é superior ao seu valor de mercado, já que na periferia a maioria dos empreendimentos é de baixa renda. Desta forma, o processo ocorre sem a implementação da infra-estrutura adequada, ficando futuramente para o poder público o ônus da regularização;

• Medidas restritivas incompatíveis com a realidade brasileira. A proteção de mananciais gerou legislações restritivas que impedem o uso das áreas de mananciais sem que o poder público compre a propriedade. Com isto, o proprietário é duplamente penalizado por possuir a área e ser proibido de construir para preservar a área, e na maioria das vezes deve continuar pagando imposto. A desobediência das normas acaba seguindo o aumento do valor econômico das áreas circunvizinhas. Observou-se em algumas cidades a invasão destas áreas por população de baixa renda, até por convite dos proprietários, como um meio de negociar com o poder público.

Portanto, em virtude do insucesso do modelo atual de ordenamento urbano, duas cidades passam a existir num mesmo espaço: uma cidade legal, onde a norma funciona e; uma ilegal, que necessita de ordenamento e controle.

2.2. Infra-estrutura de água no meio urbano

Os principais sistemas hídricos em ambiente urbano são:

• Mananciais de águas;

• Abastecimento de água;

• Coleta e tratamento de águas servidas (efluentes domésticos e industriais);

• Controle da drenagem urbana;

• Controle de inundações ribeirinhas.

Os mananciais de água urbana são as fontes superficiais ou subterrâneas de água para abastecimento humano, animal e industrial. Os mananciais superficiais são os rios e lagos adjacentes às comunidades. Nestes sistemas, a quantidade de água disponível varia ao longo do tempo e, para atender a demanda, muitas vezes é necessário construir um reservatório para garantir o atendimento da demanda hídrica da comunidade ao longo do tempo. Os mananciais subterrâneos são os aqüíferos que armazenam água no subsolo e permitem o atendimento da demanda através de bombeamento. A água subterrânea geralmente é utilizada em cidades pequenas e médias, pois depende da capacidade do aqüífero de suportar a vazão que se deseja retirar sem comprometer seu balanço de entrada e saída de água.

O abastecimento de água envolve a utilização da água extraída de mananciais que é transportada até a estação de tratamento de água (ETA) e depois distribuída à população por uma rede de encanamentos. Este sistema depende de suntuosos investimentos, geralmente públicos, para garantir água em quantidade e qualidade adequada à população.

O sistema de coleta e tratamento de águas servidas é o sistema de coleta dos efluentes residenciais, comerciais e industriais, de transporte deste volume, tratamento numa estação de tratamento de esgoto (ETE) e despejo da água tratada de volta ao sistema hídrico natural.

O controle de inundações ribeirinhas consiste em evitar que a população seja atingida pelas inundações naturais. Os rios nos períodos chuvosos extravasam seu leito menor e ocupam o leito maior, dentro de um processo natural. Como isto ocorre de forma irregular ao longo do tempo, a população tende a ocupar o leito maior, ficando sujeita ao impacto das inundações.

A drenagem urbana envolve a rede de coleta de água precipitada sobre as superfícies urbanas, tratamento, que acaba acontecendo apenas nos casos em que é conduzida conjuntamente com as águas servidas, e o retorno aos rios. Como as cidades, geralmente, encontram-se assentadas em proximidades de corpos hídricos, o controle de inundações ribeirinhas passa a ser efetuada conjuntamente com o controle da drenagem.

Assim como inundações ribeirinhas impactam e influenciam o controle da drenagem de pluviais, outros setores apresentam interfaces que, num planejamento integrado, devem ser consideradas. No item “Interfaces entre atividades urbanas e o sistema de drenagem” serão elucidadas algumas destas interferências.

3. GERENCIAMENTO DAS INUNDAÇÕES RIBEIRINHAS

Um vale de inundação (Figura 5) é definido principalmente por dois leitos: O leito menor, que representa a seção de rio por onde as águas escoam na maior parte do tempo, e o leito maior, por onde o rio escoa durante as inundações. O leito menor é claramente definido pelas margens dos rios e o leito maior é delimitado pelo vale onde o rio meandra.

Figura 5. Vale de inundação.

As inundações ocorrem quando as águas dos rios, riachos ou galerias pluviais saem do leito menor de escoamento devido à falta de capacidade de transporte de um destes sistemas e ocupa áreas utilizadas pela população para moradia, transporte (ruas, rodovias e passeios), recreação, comércio, industria, e outras atividades humanas.

Quando a precipitação é intensa e o solo não tem capacidade de infiltrar, grande parte do volume escoa para o sistema de drenagem, superando sua capacidade natural de escoamento. O excesso do volume que não consegue ser drenado ocupa a várzea inundando-a de acordo com a topografia das áreas próximas aos rios. Estes eventos ocorrem de forma aleatória em função dos processos climáticos locais e regionais. Este tipo de inundação é aqui denominado inundação ribeirinha.

3.1. Previsão/Predição das inundações

A estimativa de valores de eventos extremos pode ser efetuada em duas condições distintas: a previsão de níveis ou vazões corresponde à estimativa do valor a ser observado no futuro; a predição é a estimativa estatística de uma determinada variável sem relação com o tempo em que ocorrerá. A previsão de vazões permite a prevenção e, conseqüente, minimização de efeitos negativos relacionados a eventos de extremos de inundação enquanto a predição apresenta-se importante para o dimensionamento de obras.

3.1.1. Previsão de cheia

A variação do nível ou de vazão de um rio depende das características climatológicas e físicas da bacia hidrográfica. As distribuições temporal e espacial da precipitação são as principais condições climatológicas. As mesmas somente podem ser previstas com antecedência de poucos dias ou horas, o que não permite a previsão dos níveis de enchente com antecipação muito grande. O tempo máximo possível de previsão da cheia, a partir da ocorrência da precipitação, é limitado pelo tempo médio de deslocamento da água na bacia até a seção de interesse.

A previsão dos níveis num rio pode ser realizada a curto ou em longo prazo.

A previsão de cheia em curto prazo ou em tempo real é a obtida com antecedência de algumas horas ou até 14 dias. Ela permite estabelecer o nível e seu tempo de ocorrência para a seção de um rio com antecedência que depende da previsão da precipitação e dos deslocamentos da cheia na bacia. Este tipo de previsão é utilizado para alertar a população ribeirinha e operadores de obras hidráulicas.

A previsão de longo prazo é a previsão com antecedência de 1 a 9 meses, normalmente utilizada pra gestão de energia, agricultura, entre outros

Para efetuar a previsão de cheia em curto prazo são necessários: sistemas de coleta e transmissão de dados e metodologia de estimativa. Os sistemas são utilizados para transmitir os dados de precipitação, nível e vazão, durante a ocorrência do evento. O processo de estimativa é realizado através do uso de modelos matemáticos que representam o comportamento das diferentes fases do ciclo hidrológico. Complementarmente é necessário um Plano de Defesa Civil, quando a enchente atinge uma área habitada, ou no caso de operação de reservatório um sistema de emergência e operação.

A previsão de níveis de enchentes pode ser realizada com base em:

(a) previsão da precipitação;

(b) precipitação observada (conhecida);

(c) vazão de montante;

(d) combinação dos dois últimos.

No primeiro caso é necessário estimar a precipitação que cairá sobre a bacia através do uso de equipamento como radar ou de sensoriamento remoto. A seguir, conhecida a precipitação sobre a bacia, é possível estimar a vazão e o nível por modelo matemático que simule a transformação de precipitação em vazão.

A previsão, quando é conhecida a precipitação na bacia, utiliza uma rede telemétrica de coleta e transmissão de dados (no caso anterior esta rede não é dispensável) e o referido modelo matemático de transformação de precipitação em vazão. A antecedência de previsão é menor neste caso e está limitada ao tempo médio de deslocamento da enchente (Figura 6a).

A previsão em curto prazo, com base em posto à montante da seção de interesse, depende das características do rio, ou seja, da área controlada da bacia. Neste caso, o tempo de antecedência é menor que os anteriores (Figura 6b).

Quando a bacia intermediária, da situação anterior, apresentar uma contribuição significativa, a combinação dos dois processos anteriores é utilizada na previsão em tempo atual (Figura 6c). A apresentação dos modelos de previsão em tempo atual foge do escopo desta apostila e pode ser encontrada na literatura especializada.

Figura 6. Tipos de previsão de cheia.

3.1.2. Predição de cheia

A predição de cheia considera as chances de ocorrência da inundação em termos estatísticos, sem precisar quando ocorrerá a cheia. A previsão em longo prazo se baseia na estatística de ocorrência de níveis no passado e permite estabelecer os níveis de enchente para alguns riscos escolhidos (vazão máxima).

A estimativa de inundação de um determinado local pode ser realizada com base em :

(a) série observada de vazões: série de vazões medidas no local de interesse por pelo menos 15 anos;

(b) regionalização de vazões;

(c) com base na precipitação e uso de modelo precipitação – vazão: quando a série de vazões reconhecidamente não é estacionária, pode-se lançar mão da série de precipitações e a partir dela estimam-se as vazões através de um modelo de transformação de precipitação em vazão.

Estas metodologias estimam o risco de inundação no local com base nos históricos ocorridos e consideram que as séries históricas de vazões são:

• Homogêneas ou estacionárias, ou seja, as suas estatísticas não se alteram com o tempo. Isto significa que a média das vazões ou seu desvio padrão não deveriam se alterar ao no longo do tempo. Por exemplo, ao ser construída uma barragem a montante de uma seção de um rio com volume importante para amortecimento de inundação, o risco da inundação deve mudar porque a série não é mais homogênea;

• As séries registradas de níveis de inundação são representativas da ocorrência no local. Poucos anos de dados podem não ser representativos do real risco de um local.

• Os valores são independentes entre si. Geralmente uma cheia máxima de um ano não guarda dependência com o ano seguinte se forem escolhidas dentro do chamado “ano hidrológico”, que é o período do início do mês chuvoso ao final do mês seco.

Os dois primeiros itens apresentam a maior quantidade de incertezas e a utilização de marcas de inundações é essencial para um ajuste confiável da curva de probabilidade de vazões nos locais de interesse. As metodologias para determinação da curva de probabilidade são descritas nos livros de hidrologia.

3.2. Medidas de controle

As medidas de controle de inundações se dividem em medidas estruturais e não-estruturais, conforme elas atuem modificando o sistema existente ou visando reduzir os danos através da convivência da população com as enchentes.

3.2.1. Medidas estruturais

As medidas estruturais são aquelas nas quais o homem modifica o sistema ribeirinho existente na

tentativa de minimizar inundações. Estas medidas podem ser extensivas ou intensivas. Na Tabela 4.

Medidas estruturais e suas características.

Medida Tipo Principal vantagem

Principal desvantagem

Aplicação

Medidas extensivas Alteração da

cobertura vegetal Difuso

Abatimento do pico e volume de cheia

Necessita de grande esforço

Todas as bacias

Controle de perda de solo

Difuso Reduz assoreamento Idem ao anterior Todas as bacias

Medidas intensivas

Diques e polders Local Competência na proteção para o tempo de retorno

de projeto

Danos significativos em caso de falha

Grandes rios e planície

Todos Controle à jusante Desapropriação para

sua implantação Bacias

intermediárias

Com comportas Maior eficiência hídrica Vulnerabilidade a

falhas de operação Usos múltiplos Reservatório

Controle de Cheias

Mínimo de perdas Custo não-partilhado Restrito ao controle de

cheias

Desobstrução de fluxo

Ampliação de capacidade de descarga com pouco

investimento Efeito localizado Pequenos rios

Alteração na calha

Retificação (corte de meandros)

Acelera o escoamento Efeito negativo em rio com fundo aluvionar

Área de inundação

estreita

Caminho da cheia Amortecimento de volume Depende da topografia

Grandes bacias Alteração da

calha Desvio

Reduz vazão do canal principal

Idem ao anterior Bacias médias e

grandes

Revitalização do rio

Local Controle de cheia,

melhoria estética e de saúde do ecossistema

Necessita de grande esforço

Rios alterados

Medidas extensivas

As medidas extensivas são aquelas que agem no contexto global da bacia, procurando modificar as relações entre precipitação e vazão, como a alteração da cobertura vegetal do solo, que reduz e retarda os picos de enchentes e controla a erosão da bacia.

Cobertura vegetal: a cobertura vegetal tem capacidade de armazenar parte do volume precipitado de água pela interceptação vegetal, aumentar a evapotranspiração e reduzir a velocidade do escoamento superficial pela bacia hidrográfica. Quando é retirada a cobertura vegetal, a tendência é de aumentar o volume escoado, as cheias, e reduzir as estiagens, aumentando a variabilidade das vazões. O aumento da cobertura é uma medida extensiva para redução das inundações, mas aplicável a pequenas bacias, onde tem mais efeito (< 10 km²). O efeito maior deste tipo de medida é sobre os eventos mais freqüentes de alto risco de ocorrência. Para eventos raros de baixo risco o efeito da cobertura vegetal tende a ser pequeno.

Controle da erosão do solo: o aumento da erosão tem implicações ambientais pelo transporte de sedimentos e seus agregados, podendo contaminar os rios a jusante e diminuir a sua seção, e alterando o balanço de carga e transporte dos rios. Um dos fatores é

a redução da seção dos rios e o aumento da freqüência das inundações em locais de maior sedimentação. O controle da erosão do solo pode ser realizado pelo reflorestamento, pequenos reservatórios, estabilização das margens e práticas agrícolas corretas. Esta medida contribui para a redução dos impactos das inundações.

são apresentadas as principais medidas estruturais e suas características.

Tabela 4. Medidas estruturais e suas características.

Medida Tipo Principal vantagem

Principal desvantagem

Aplicação

Medidas extensivas Alteração da

cobertura vegetal Difuso

Abatimento do pico e volume de cheia

Necessita de grande esforço

Todas as bacias

Controle de perda de solo

Difuso Reduz assoreamento Idem ao anterior Todas as bacias

Medidas intensivas

Diques e polders Local Competência na proteção para o tempo de retorno

de projeto

Danos significativos em caso de falha

Grandes rios e planície

Todos Controle à jusante Desapropriação para

sua implantação Bacias

intermediárias

Com comportas Maior eficiência hídrica Vulnerabilidade a

falhas de operação Usos múltiplos Reservatório

Controle de Cheias

Mínimo de perdas Custo não-partilhado Restrito ao controle de

cheias

Desobstrução de fluxo

Ampliação de capacidade de descarga com pouco

investimento Efeito localizado Pequenos rios

Alteração na calha

Retificação (corte de meandros)

Acelera o escoamento Efeito negativo em rio com fundo aluvionar

Área de inundação

estreita

Caminho da cheia Amortecimento de volume Depende da topografia

Grandes bacias Alteração da

calha Desvio

Reduz vazão do canal principal

Idem ao anterior Bacias médias e

grandes

Revitalização do rio

Local Controle de cheia,

melhoria estética e de saúde do ecossistema

Necessita de grande esforço

Rios alterados

Medidas extensivas

As medidas extensivas são aquelas que agem no contexto global da bacia, procurando modificar as relações entre precipitação e vazão, como a alteração da cobertura vegetal do solo, que reduz e retarda os picos de enchentes e controla a erosão da bacia.

Cobertura vegetal: a cobertura vegetal tem capacidade de armazenar parte do volume precipitado de água pela interceptação vegetal, aumentar a evapotranspiração e reduzir a velocidade do escoamento superficial pela bacia hidrográfica. Quando é retirada a cobertura vegetal, a tendência é de aumentar o volume escoado, as cheias, e reduzir as estiagens, aumentando a variabilidade das vazões. O aumento da cobertura é uma medida extensiva para redução das inundações, mas aplicável a pequenas bacias, onde tem mais efeito (< 10 km²). O efeito maior deste tipo de medida é sobre os eventos mais freqüentes de alto risco de ocorrência. Para eventos raros de baixo risco o efeito da cobertura vegetal tende a ser pequeno.

Controle da erosão do solo: o aumento da erosão tem implicações ambientais pelo transporte de sedimentos e seus agregados, podendo contaminar os rios a jusante e diminuir a sua seção, e alterando o balanço de carga e transporte dos rios. Um dos fatores é a redução da seção dos rios e o aumento da freqüência das inundações em locais de maior sedimentação. O controle da erosão do solo pode ser realizado pelo reflorestamento, pequenos reservatórios, estabilização das margens e práticas agrícolas corretas. Esta medida contribui para a redução dos impactos das inundações.

Medidas intensivas

As medidas intensivas são aquelas que agem numa escala menor, nos cursos d’água e superfícies, e podem ser obras de (a) re-naturalização; (b) contenção, como diques e pôlderes; (c) aumento da capacidade de descarga, como retificações, ampliações de seção e corte de meandros de cursos d’água; (d) desvio do escoamento por canais e retardamento e infiltração, como reservatórios, bacias de amortecimento e dispositivos de infiltração no solo.

Diques ou polders: São muros laterais de terra ou concreto, inclinados ou retos, construídos a uma certa distância das margens, que protegem as áreas ribeirinhas contra o extravasamento. Os efeitos de redução da largura do escoamento confinando o fluxo são o aumento do nível de água na seção para a mesma vazão, aumento da velocidade e erosão das margens e da seção e redução do tempo de viagem da onda de cheia, agravando a situação dos outros locais a jusante. O maior risco existente na construção de um dique é a definição correta da enchente máxima provável, pois existirá sempre um risco de colapso, quando os danos serão piores que a não existência do mesmo.

O dique permite proteção localizada para uma região ribeirinha. Deve-se evitar diques de grandes alturas, pois existe sempre o risco de rompimento para uma enchente maior do que a de projeto. No caso de rompimento, o impacto é maior do que se o mesmo não existisse.

Na construção de diques para a proteção de áreas agrícolas, o risco de colapso adotado pode ser mais alto que em áreas urbanas, sempre que os danos potenciais sejam somente econômicos. Quando o colapso pode produzir danos humanos o risco deve ser menor e a obra complementada por um sistema de previsão e alerta em tempo atual. Tanto em bacias rurais como urbanas é necessário planejar o bombeamento das áreas laterais contribuintes ao dique, caso contrário, chuvas sobre estas bacias laterais ficam represadas pela maior cota do rio principal ou acumuladas no seu interior, se não existirem drenos com comportas.

Reservatório: O reservatório de controle de enchentes funciona retendo o volume do hidrograma durante as enchentes, reduzindo o pico e o impacto a jusante do barramento. Podem ser de uso exclusivo para esta finalidade ou podem ter usos múltiplos. O primeiro tem como objetivo somente minimizar as inundações, enquanto que o segundo tem mais de um objetivo, que são muitas vezes conflitantes.

Um reservatório sem controle de operação é aquele que não dispõe de comportas de vertedor ou de fundo e a cheia é regulada pelas condições do vertedor livre. Quando existem comportas é possível utilizar com mais eficiência o volume disponível para controle da enchente.

Modificações do rio: As modificações na morfologia do rio visam aumentar a vazão para um mesmo nível, reduzindo a sua freqüência de ocorrência. Isto pode ser obtido pelo aumento da seção transversal ou pelo aumento da velocidade. Para aumentar a velocidade é necessário reduzir a rugosidade, tirando obstruções ao escoamento, dragando o rio, aumentando a declividade pelo corte de meandros ou aprofundando o rio. Essas medidas, em geral, apresentam custos elevados.

Para a seção de um rio que escoa uma dada vazão, a cota resultante depende da área da seção, da rugosidade, raio hidráulico e da declividade. Para reduzir a cota devido a uma vazão pode-se atuar sobre as variáveis mencionadas. Para que a modificação seja efetiva é necessário modificar estas condições para o trecho que atua hidraulicamente sobre a área de interesse. Aprofundando o canal, a linha de água é rebaixada evitando inundação, mas as obras poderão envolver um trecho muito extenso para ser efetiva, o que aumenta o custo. A ampliação da seção de medição produz redução da declividade da linha de água e redução de níveis para montante. Estas obras devem ser examinadas quanto à alteração que podem provocar na energia do rio e na estabilidade do leito. Os trechos de montante e

jusante das obras podem sofrer sedimentação ou erosão de acordo com alteração produzida.

Revitalização do rio: Alterações do sistema ribeirinho modificado, como rios canalizados ou retificados, para sistemas com características naturais promovem efeitos significativos na proteção de cheias por infiltração e armazenamento providenciados por várzeas, meandros, substrato e taludes revitalizados, isto é, não-impermeabilizados e vegetados. Atividades de recuperação de rios têm recebido atenção especial recentemente em virtude da percepção mais acurada dos processos hidro-bio-geoquímicos realizados pelo sistema natural. Com isto, sistemas ribeirinhos artificiais têm sido reavaliados, como o do rio Cheonggyecheon, na cidade de Seul (Coréia do Sul, Figura 7), com custos aproximados de US$ 300 milhões, para a remoção de via expressa e uma avenida, com aproximadamente 6 km, com vistas à criação de um espaço mais ameno e convidativo à população.

Figura 7. Situação prévia e perspectiva da restauração do rio Cheonggyecheon (Seul, Coréia do Sul).

Extraída de www.streetsblog.org

É importante destacar que as medidas estruturais não são projetadas para dar uma proteção completa. Isto exigiria a proteção contra a maior enchente possível, o que é fisicamente e economicamente inviável na maioria das situações. Além disto, medidas estruturais podem criar uma falsa sensação de segurança, permitindo a ampliação da ocupação das áreas inundáveis, podendo futuramente resultar em danos significativos.

3.2.2. Medidas não-estruturais

As medidas não-estruturais são aquelas em que os prejuízos são reduzidos pela melhor convivência da população com as enchentes, por meio de medidas preventivas. As medidas não-estruturais, em conjunto ou não com as estruturais, podem minimizar significativamente os prejuízos com um custo menor. O custo de proteção de uma área inundável por medidas estruturais, em geral, é superior ao de medidas não-estruturais.

As principais medidas não-estruturais são do tipo preventiva como: previsão e alerta de inundação, zoneamento das áreas de risco de inundação, seguro e proteção individual contra inundação.

Sistema de previsão e alerta: tem a finalidade de se antecipar à ocorrência da inundação, avisando a população e tomando as medidas necessárias para reduzir os prejuízos resultantes da inundação. Um sistema de alerta de previsão tempo real envolve os seguintes aspectos (Figura 8):

Figura 8. Estrutura para previsão em curto-prazo.

• Sistema de coleta e transmissão de informações de tempo e hidrológicas: sistema de monitoramento por rede telemétrica, satélite ou radar e transmissão destas informações para o centro de previsão;

• Centro de Previsão: recepção e processamento de informações; modelo de previsão; avaliação e alerta;

• Defesa Civil: programas preventivos: educação, mapa de alerta, locais críticos; alerta aos sistemas públicos: escolas, hospitais, infra-estrutura; alerta a população de risco, remoção e proteção à população atingida durante a emergência ou nas inundações.

Este sistema possui três fases distintas que são: prevenção, alerta e mitigação.

Na prevenção são desenvolvidas as atividades preventivas para minimizar as inundações quando as mesmas ocorrerem. Isto envolve o treinamento da equipe da Defesa Civil, da população através de informações, mapa de alerta que identifique as áreas alagadas durante a sua ocorrência, planejamento de áreas para receber a população flagelada, entre outros.

O alerta trata da fase de acompanhamento da ocorrência dos eventos chuvosos com base no (a) nível de acompanhamento, isto é, nível a partir do qual existe um acompanhamento da evolução da enchente, o alerta à Defesa Civil da eventualidade da chegada de uma enchente e a previsão de níveis em tempo real; (b) nível de alerta, isto é, nível a partir do qual as entidades prevêem o tempo em que será atingida a cota que pode produzir prejuízos e que a Defesa Civil e administrações municipais passam a receber regularmente as previsões para a cidade; (c) nível de emergência, isto é, nível no qual ocorrem prejuízos

materiais e humanos e a população passa a receber as informações de nível atual e previsto com antecedência e o intervalo provável dos erros, obtidos dos modelos.

A fase de mitigação trata das ações que devem ser realizadas para diminuir o prejuízo da população quando a inundação ocorre, como isolar ruas e áreas de risco, remoção da população, animais e proteção de locais de interesse público.

O mapa de alerta é preparado com valores de cotas em cada esquina da área de risco. Com base na cota absoluta das esquinas, deve-se transformar esse valor na cota referente a régua. Isto significa que, quando um determinado valor de nível de água estiver ocorrendo na régua, a população saberá quanto falta para inundar cada esquina. Isto auxilia a convivência com a inundação durante a sua ocorrência.

Zoneamento de áreas inundáveis: O zoneamento propriamente dito é a definição de um conjunto de regras para a ocupação das áreas de maior risco de inundação, visando à minimização futura das perdas materiais e humanas em face das grandes cheias. Conclui-se, daí, que o zoneamento urbano permitirá um desenvolvimento racional das áreas ribeirinhas. Esta atividade engloba as seguintes etapas: a) determinação do risco das enchentes; b) mapeamento das áreas de inundação; c) zoneamento. A seguir são descritos os aspectos do mapeamento e do zoneamento.

Os mapas de inundação podem ser de dois tipos: mapas de planejamento e mapas de alerta. O mapa de planejamento define as áreas atingidas por cheias de tempos de retorno escolhidos. O mapa de alerta foi descrito no item anterior.

Para a elaboração desses mapas são necessários os seguintes dados: a) nivelamento da régua a um zero absoluto; b) topografia da cidade no mesmo referencial absoluto da régua linimétrica. Cota da rua no meio de cada esquina das áreas de risco; c) estudo de probabilidade de inundações de níveis para uma seção na proximidade da cidade; d) níveis de enchentes, ou marcas ao longo da cidade que permita a definição da linha de água; e) seções batimétricas ao longo do rio no perímetro urbano. Caso a localização da seção de observação se encontre fora do perímetro urbano, a batimetria deve ir até a referida seção. O espaçamento das seções depende das modificações do leito e da declividade da linha de água, mas espaçamentos entre 500 e 1000 m são suficientes; f) cadastramento das obstruções ao escoamento ao longo do trecho urbano como pontes, edifícios e estradas, entre outros.

Quando a declividade da linha de água ao longo da cidade é muito pequena e não existem arroios significativos no perímetro urbano os ítens d, e e f são desnecessários. No caso das obstruções, essas podem ser importantes se reduzirem significativamente a seção transversal.

Na prática, é muito difícil a obtenção de todas as informações relacionadas acima, portanto, é conveniente dividir o estudo em duas fases. Na primeira fase, dita preliminar, seriam delimitadas com precisão reduzida às áreas de inundação com base em mapas topográficos existentes e marcas de enchentes. Na segunda fase, com a delimitação aproximada das áreas de inundação, seria determinada a topografia mais detalhada para esta área, juntamente com a batimetria do rio.

A seção de escoamento do rio pode ser dividida em três partes principais (Figura 9), descritas a seguir.

Figura 9. Zoneamento de áreas inundáveis.

Zona de passagem da enchente (faixa 1 em verde) - Esta parte da seção funciona hidraulicamente e permite o escoamento da enchente. Qualquer construção nessa área reduzirá a área de escoamento, elevando os níveis a montante desta seção. Portanto, em qualquer planejamento urbano, deve-se procurar manter esta zona desobstruída.

Zona com restrições (faixa 2 em cinza) - Esta é a área restante da superfície inundável que deve ser regulamentada. Esta zona fica inundada, mas, devido às pequenas profundidades e baixas velocidades, não contribui de forma significativa para a drenagem da enchente.

Esta zona pode ser subdividida em subáreas, mas essencialmente os seus usos podem ser:

(a) parques e atividades recreativas ou esportivas cuja manutenção, após cada cheia, seja simples e de baixo custo. Normalmente uma simples limpeza a reporá em condições de utilização, em curto espaço de tempo;

(b) uso agrícola;

(c) habitação com mais de um piso, onde o piso superior ficará situado, no mínimo, no nível do limite da enchente e estruturalmente protegida contra enchentes ;

(d) industrial, comercial, como áreas de carregamento, estacionamento, áreas de armazenamento de equipamentos ou maquinaria facilmente removível ou que não estejam sujeitos a danos de cheia. Neste caso, não deve ser permitido armazenamento de artigos perecíveis e principalmente tóxicos;

(e) serviços básicos: linhas de transmissão, estradas e pontes, desde que corretamente projetados.

Zona de baixo risco (faixa 3 em amarelo) - Esta zona possui pequena probabilidade de ocorrência de inundações, sendo atingida em anos excepcionais por pequenas lâminas de água e baixas velocidades. A definição dessa área é útil para informar a população sobre a grandeza do risco a que está sujeita. Esta área não necessita regulamentação, quanto às cheias.

Nesta área, delimitada por cheia de baixa freqüência, pode-se dispensar medidas individuais de proteção para as habitações, mas orientar a população para a eventual possibilidade de enchente e dos meios de proteger-se das perdas decorrentes, recomendando o uso de obras com, pelo menos, dois pisos, onde o segundo pode ser usado nos períodos críticos.

Regulamentação das zonas de inundação: Usualmente, nas cidades de países em desenvolvimento, a população de menor poder aquisitivo e marginalizada ocupa as áreas ribeirinhas de maior risco. A regulamentação da ocupação de áreas urbanas é um processo iterativo que passa por uma proposta técnica a ser discutida pela comunidade antes de sua incorporação ao Plano Diretor da cidade. Portanto, não existem critérios rígidos aplicáveis a todas as cidades, mas sim recomendações básicas que podem ser seguidas de acordo com o caso.

A regulamentação do uso das zonas de inundação apóia-se em mapas com demarcação de áreas de diferentes riscos e nos critérios de ocupação das mesmas, tanto quanto ao uso como quanto aos aspectos construtivos. Para que esta regulamentação seja utilizada, beneficiando as comunidades, a mesma deve ser integrada à legislação municipal sobre loteamentos, construções e habitações, a fim de garantir a sua observância.

Construção à prova de enchente: A construção à prova de enchente é definida como o conjunto de medidas projetadas para reduzir as perdas de prédios localizados nas várzeas de inundação durante a ocorrência das cheias. Dentre as medidas destacam-se:

• instalação de vedação temporária ou permanente nas aberturas das estruturas;

• elevação de estruturas existentes;

• construção de novas estruturas sob pilotis;

• construção de pequenas paredes ou diques circundando a estrutura, relocação ou proteção de artigos que possam ser danificados dentro da estrutura existente;

• relocação de estruturas para fora da área de inundação;

• uso de material resistente à água ou novas estruturas;

• regulamentação da ocupação da área de inundação por cercamento;

• regulamentação de subdivisão e código de construção, compra de áreas de inundação, seguro de inundação, instalação de serviço de previsão e de alerta de enchente com plano de evacuação, adoção de incentivos fiscais para um uso prudente da área de inundação; instalação de avisos de alerta na área e adoção de políticas de desenvolvimento. As medidas não-estruturais de inundação podem ser agrupadas em: regulamentação do uso da terra, construções à prova de enchentes, seguro de enchente, previsão e alerta de inundação.

Seguro de inundação: é um procedimento preventivo viável para empreendimentos com valor agregado importante e no qual os proprietários possuem capacidade econômica de pagar o prêmio do seguro. Além disso, nem todas as companhias estão dispostas a fazer o seguro de inundações se não houver um sistema de resseguros para distribuição do risco. Quando a população que ocupa a área de inundação é de baixa renda este tipo de solução torna-se inviável.

3.3. Estimativa econômica de prejuízos

Os prejuízos por inundação podem ser classificados em tangíveis e intangíveis. Os tangíveis são classificados em danos físicos, custos de emergência e prejuízos financeiros. Os custos intangíveis se referem aos danos de enchente que não têm valor de mercado ou valor monetário, como a perda de vida ou obras e prédios históricos.

Os danos físicos incluem os custos de separação e limpeza dos prédios, e as perdas de objetos, mobília, equipamentos, elementos decorativos, material armazenado e material em elaboração. Os custos emergenciais se referem à evacuação, reocupação, habitação provisório como acampamentos, alertas, entre outros. Os custos financeiros são aqueles devidos à interrupção do comércio, da fabricação de produtos industriais e aos lucros cessantes. Dentre os métodos utilizados para a avaliação dos danos causados pelas enchentes destaca-se o método da curva nível-prejuízo.

Curva nível-prejuízo

Consiste na determinação de curva que relaciona prejuízos e probabilidade ou tempo de retorno. Para determinar esta curva é necessário obter as seguintes relações: a) curva de descarga; b) curva de probabilidade de vazões máximas; c) curva de nível versus prejuízo.

A curva de descarga é a relação entre a vazão e o nível de água na seção de medição. A curva de freqüência de probabilidade de vazões relaciona o risco de ocorrência das inundações. Para obter a relação entre o nível na seção da régua e a probabilidade, basta efetuar a combinação das duas curvas. A grande dificuldade está na determinação da relação entre nível e prejuízo. Para tanto é necessário um cadastramento de ocupação da várzea e a estimativa do prejuízo para os diferentes componentes dessa ocupação. Esta estimativa pode ser realizada para construções-padrão como residências, ocupação industrial e comercial, quando for o caso, além de uso agro-pastoril. Nos Estados Unidos, as entidades Soil Conservation Service, Corps of Engineers e Administração Federal de Seguros procuram relacionar, para cada tipo básico de construção, a altura a partir do piso com a percentagem de dano do valor total do prédio. A composição dos custos por áreas da cidade, através de amostragem, permite uma avaliação global dos danos envolvidos. Individualmente, uma indústria ou um estabelecimento comercial pode levantar os seus prejuízos potenciais de acordo com o nível de água.

Conhecida a relação entre profundidade e prejuízo é possível estabelecer a relação entre prejuízo e probabilidade, pelo uso das duas últimas curvas (Figura 10). A curva prejuízo-probabilidade permite a estimativa do custo médio de inundação para uma cidade ou, individualmente, para uma indústria, sem estabelecimento comercial ou uma residência. Adicionalmente, ela permite informar os riscos econômicos envolvidos na instalação em área sujeita à inundação. O custo médio de inundação é obtido pela integração da curva prejuízo versus probabilidade.

Figura 10. Curva prejuízo-probabilidade.

4. SISTEMAS DE DRENAGEM URBANA

Sistemas de drenagem buscam a evacuação de águas pluviais, sendo analisados neste item a evolução dos sistemas de drenagem, suas medidas de controle, interfaces com outros sistemas urbanos, impactos na saúde humana e ambiental e os aspectos institucionais para sua implementação.

4.1. Evolução dos sistemas de drenagem urbana

A evolução dos sistemas de drenagem é caracterizada por três fases: higienista, compensatória e de sistemas de baixo impacto.

4.1.1. Sistemas higienistas

Os primeiros sistemas de drenagem de pluviais surgiram ainda na Idade Antiga, seguindo a reboque as técnicas de evacuação aplicadas no setor de esgotamento cloacal (controle e tratamento de águas servidas), com vistas a amenizar inconvenientes. Com a ausência de manutenção dos sistemas existentes, todos os tipos de resíduos e dejetos passaram a ser lançados em áreas abertas e corpos hídricos, configurando o conceito conhecido como “tout à la rue”. No século XVIII, constatou-se na Itália que as águas de banhado e zonas alagadiças influenciavam na mortalidade de pessoas e animais. Isto rapidamente foi considerado na Alemanha e na Inglaterra, e mais tarde na França, desencadeando um processo de extinção de banhados como medida de saúde pública. Com o aumento das aglomerações urbanas a partir do século XIX e o avanço no conhecimento das áreas de microbiologia e epidemiologia, evidenciou-se o papel sanitário de águas pluviais como transmissor de doenças, contribuindo para uma mudança de concepção das relações entre urbanismo e águas urbanas, levando ao “tout à l’égout”, também conhecido por conceito higienista, que preconizava a evacuação rápida das águas pluviais e servidas, por meio de impermeabilização de áreas e sistemas de condutos artificiais. A contaminação do meio ambiente receptor destes lançamentos levou à elaboração de técnicas para proteger tais áreas por meio de estações de tratamento das águas.

Já no fim do século XIX, o Brasil vê surgir a grande figura do engenheiro Saturnino de Brito que revolucionou o conceito higienista apresentando argumentos sólidos em favor do sistema separador absoluto (redes de condutos separados para esgotos pluviais e cloacais), adequando técnicas importadas de drenagem ao comportamento da precipitação em regiões tropicais e inovando ao apresentar projeto - que infelizmente acabou não vigorando - para a cidade de Belo Horizonte, o qual ordenava a configuração da cidade respeitando o sistema natural de drenagem.

Atualmente, sistemas higienistas de drenagem são empregados em boa parte das municipalidades brasileiras, embora não trabalhem em sua plenitude de eficiência na depuração e provoquem alterações no ciclo hidrológico, acelerando e ampliando o pico de descarga superficial, além de aumentar o volume do escoamento superficial, a duração e a freqüência de inundações e diminuir a recarga subterrânea e a evaporação. Com esta abordagem, o que acaba por ocorrer é:

• a transferência do problema para áreas de jusante, implicando em novas obras de ampliação do sistema com custos incrementais crescentes;

• a falsa sensação de segurança na população com respeito às inundações, culminando em grandes prejuízos à sociedade, e;

• a limitação de outros usos presentes ou futuros da água em meio urbano.

4.1.2. Métodos compensatórios

Na tentativa de sanar boa parte das deficiências apresentadas pelos sistemas higienistas, métodos compensatórios de manejo de águas pluviais (também denominados Best Management Practices, BMPs) passaram a ser adotados pelo mundo a partir da década de 70 - em algumas municipalidades brasileiras, como Porto Alegre e São Paulo, isto passou a ocorrer na última década. Estas medidas buscam compensar efeitos da impermeabilização de superfícies. O método constitui-se de planejamento em escala de bacia e aplicação de dispositivos com finalidade de armazenamento e infiltração de águas pluviais como detenções, retenções, banhados, pavimentos permeáveis, microrreservatórios, valos e trincheiras de infiltração. Enfatiza-se, desta abordagem, a aplicação de dispositivos com objetivos múltiplos, como a utilização de detenções para área de lazer/recreação em Porto Alegre e pavimentos permeáveis que permitem a infiltração e tratamento de escoamento pluvial enquanto desempenha sua função essencial de veiculação de automóveis.

A abordagem apresenta alguns pontos que merecem melhor análise, relacionados à ausência de controle adequado de resíduos sólidos urbanos, dos esgotos cloacais e das cargas poluentes (na água e nos sedimentos) presentes no escoamento de pluviais, por estas continuarem a gerar inconvenientes no tocante à veiculação de doenças e odor oriundos da retenção da água próximo à população. Credita-se à poluição das águas em geral, metade das doenças do mundo e aproximadamente 25 milhões de mortes/ano. Além disso, a aplicação de dispositivos com objetivo único (controle de drenagem) pode ser interpretada como ônus adicional a empreendedores, que não possuíam a “obrigação” de projetá-los quando sistemas higienistas eram única abordagem, sendo todo o gerenciamento efetuado pelo poder público.

Além disto, diferenças sensíveis, quando comparadas à aplicação de sistemas higienistas, dizem respeito à implementação de detenções (prática compensatória estabelecida em norma de São Paulo, Porto Alegre, Guarulhos e Belo Horizonte, e que possivelmente seja a mais empregada no país) que:

• ameaçam a saúde da população – pela construção em meio urbano de uma área de acúmulo de resíduos sólidos, sedimentos e água pluvial de qualidade não-recomendável;

• acirram demandas por espaço físico com outros setores de interesse da sociedade (como recreação, transportes);

• demandam capacitação geral (profissionais e população) para projeto e convivência, e;

• podem ampliar inundações, quando a superposição de descargas acontece pela ausência de controle interligado da liberação de água de outras detenções (reservatórios), caso existam.

Cabe ressaltar, no entanto, a abertura que legislações elaboradas com fins de implementação de métodos compensatórios apresentam, fornecendo espaço interessante para a aplicação de estruturas que integrem áreas e satisfaçam múltiplos objetivos, como o fazem pavimentos permeáveis.

4.1.3. Desenvolvimento urbano de baixo impacto

Na década de 90, busca e avaliação de técnicas e dispositivos de manejo integrado foram aceleradas em virtude da demanda por soluções que apresentem maior respeito às questões ambientais, frente à ameaça a corpos hídricos de alto interesse de conservação ambiental, como Puget Sound (Washington) nos Estados Unidos e aqüífero de boa qualidade próximo a banhado semi-natural na região de Swan Coastal Plain na Austrália (Perth). Nestas regiões, iniciativas denominadas LID (Low Impact Development,

Desenvolvimento Urbano de Baixo Impacto) e WSUD (Water Sensitive Urban Design) têm sido aplicadas, apresentando abordagens bastante parecidas com foco em tratamento de escoamento pluvial em pequena escala, próximo à sua fonte. Dentre estas, as técnicas de LID foram estudadas de forma mais ampla, inclusive com a realização de congressos e elaboração de manuais específicos, merecendo observação especial quanto à sua viabilidade de aplicação no país, uma vez que tem apresentado melhores resultados quanto à preservação de áreas, manutenção de processos hidrológicos, eficiência de tratamento de águas pluviais, redução de despesas em sistemas de drenagem, integração com outras atividades de interesse da sociedade e aceitação popular de medidas. No Brasil, o Ministério das Cidades tem estimulado e posto como prática preferencial a utilização de LID para implantação e ampliação de sistemas de drenagem urbana com vistas à sustentabilidade, conforme apresentado em manual para apresentação de propostas.

O diferencial da estratégia de LID está na antecipação do planejamento da drenagem de pluviais ao projeto arquitetônico-estrutural de empreendimentos, técnica que apresenta máxima eficiência na manutenção de processos hidrológicos, respeitando caminhos naturais de drenagem e privilegiando a preservação de solos mais permeáveis, ou seja, incentivando a concentração da área construtiva em solos menos permeáveis e, na minimização de emprego de estruturas artificiais em sistemas de drenagem como impermeabilização de solos, encanamentos e detenções. Estimula-se, portanto, a aplicação de projetos locais específicos, em contraposição à padronização costumeiramente incentivada. Além disso, a aplicação de estruturas distribuídas de pequena-escala com objetivos diversificados, como paisagismo ou abastecimento, sugerem maior aceitação de empreendedores e usuários finais. Dentre as estruturas integradas, elaboradas ou reaproveitadas por LID, encontram-se: bio-retenções, telhados verdes, coletores de água de chuva, fundações verdes e pavimentos permeáveis. Nestas estruturas, enfatiza-se o aproveitamento de processos físicos, químicos e biológicos naturais, conferidos por vegetação diversificada, para o controle e tratamento da drenagem aliado a potenciais efeitos paisagísticos.

Cabe ressaltar que, mesmo em aplicações de LID, restrições locais como altura do freático/leito rochoso, espaço físico, características do solo, podem levar à aplicação combinada com práticas compensatórias ou mesmo higienistas, como detenções e condutos forçados, respectivamente. Prioridade, no entanto, deve ser dada a dispositivos de LID por sua característica integrada.

4.2. Medidas de controle

O gerenciamento da drenagem de águas pluviais pode ser realizado por medidas estruturais (aplicação de estruturas físicas de controle) ou não-estruturais (normas, incentivos fiscais) avaliadas freqüentemente em três escalas: na fonte, na microdrenagem ou na macrodrenagem. Ao órgão público responsável pelo controle de drenagem, cabe a ponderação quanto à seleção de capacitar e aplicar medidas difusas na fonte, melhor opção numa ótica global de médio e longo-prazo quando há disponibilidade de tempo, ou de empregar medidas estruturais na micro e na macrodrenagem, quando há urgência de remediação de problemas. O revés observado em políticas de controle da drenagem se encontra na predileção por obras hidráulicas, que, para o nível atual de conhecimento popular e em virtude da pressão do setor industrial construtivo, onde há demanda por trabalhos de maior porte (logo, maior lucro), aparenta ser a panacéia, embora não a seja.

4.2.1. Na fonte

Medidas de controle na fonte envolvem o emprego de dispositivos que regulam a drenagem o mais próximo possível da fonte de alteração de processos hidrológicos, como a aplicação de controles logo à jusante de áreas impermeáveis, minimizando os efeitos desta. Há que ser esclarecida uma confusão comum em publicações, incluindo regulamentações, as quais especificam o controle em escala de lote como sendo controle na fonte. Em estudos com métodos compensatórios, a aplicação de estruturas físicas era realizada apenas à saída de

lotes para minimizar o ônus da construção e manutenção de estruturas físicas que objetivavam apenas o controle da drenagem. Como técnicas de controle evoluíram para estruturas em escalas menores e integradas aos processos pré-existentes na localidade, bem como, seu custo e esforço para instalação e manutenção diminuíram, o emprego de várias medidas distribuídas passou a ser possível (e desejável). Assim, um único lote pode ter vários dispositivos operando concomitantemente na fonte, sendo o controle na fonte realizado em escala menor que o controle no lote, o qual normalmente se realizava apenas à saída deste.

A grande vantagem do controle na fonte está na concentração e tratamento em estruturas difusas em vez do tratamento por diluição que apenas “esconde” o destino real de muitos poluentes, podendo estes voltar a aparecer de forma indesejada. A concentração e tratamento de forma a isolar o escoamento possibilitam o seu aproveitamento e o fechamento de ciclos hidrológicos e de nutrientes.

As estruturas físicas que merecem maior estímulo em virtude do desempenho que apresentam são:

• Preparo do solo. A incorporação de matéria orgânica derivada de compostagem ou húmus (de solo local ou importado), quando adequadamente implementada e mantida, providenciam funções hidrológicas (por exemplo, redução de 50% de escoamento) e ambientais, incluindo: redução de erosão; aumento de filtragem de sedimentos, adsorção e biofiltragem de poluentes; aumento da taxa de crescimento de plantas, resistência a doenças e estética paisagística; melhoria da retenção de umidade do solo e redução de demanda por manutenção, isto é, irrigação, fertilizantes e pesticidas. A produção de compostagem – pela reciclagem de resíduos de comida, jardinagem e cultivo agrícola, de lodo de estações de tratamento e entulhos de construção – integra atividades, conduzindo ao desenvolvimento de ciclos;

• Bio-retenções. Bio-retenção (Figura 11) consiste em uma depressão rasa com solo preparado para o plantio (ver descrição do item anterior) de uma diversidade de espécies, sendo dimensionada para receber o escoamento de uma área pequena. Em bio-retenções, usualmente em formato de célula ou de valo, plantas, solo e micróbios realizam processos físicos, químicos e biológicos removendo poluentes e controlando águas pluviais. O emprego de uma faixa de vegetação no entorno deste dispositivo é aconselhado para a retenção de sedimentos. Drenos subjacentes para outros dispositivos são utilizados na proximidade de infra-estrutura sensível (por exemplo, fundação não-impermeabilizada), aplicação em áreas onde efluentes com alta carga de poluente é lançada (por exemplo, postos de combustível) ou solo subjacente apresenta baixa taxa de infiltração ou lençol freático alto;

• Telhados verdes. Dentre as vantagens apresentadas por estes dispositivos constam a melhoria de eficiência energética, da qualidade do ar (retenção de até 85% da poeira) e da estética, redução de temperatura e barulho, controle de águas pluviais e aumento da vida útil do telhado. A diversidade de opções de configuração de telhados verdes (como inclinação de até 40º) facilita a sua implantação em proporções crescentes (em 2003, 13,5 milhões de m² foram instalados na Alemanha, Figura 12a), podendo classificá-los em duas categorias: leves e pesados. Telhados pesados (Figura 12b) são dimensionados com perfil de solo profundo (≥ 15 cm), sendo plantados com arbustos e árvores e servindo ao público para caminhadas. Telhados leves são mais comumente empregados, contendo perfis de solo rasos (2,5 a 12,5 cm) e plantas adaptadas às condições de telhados. Com carga variando de 75 a 250 kg/m² para perfis de solo de 2,5 a 12,5 cm, telhados têm sido instalados em reformas nos E.U.A. com pouco ou nenhum reforço estrutural, mostrando ser o de 7,5 cm mais vantajoso numa avaliação custo-benefício ambiental e estético. Uma membrana impermeável (feita de PVC, por exemplo), uma cobertura de drenagem, meio de crescimento e vegetação são os componentes básicos (Figura 12c) deste dispositivo;

Figura 11. Bio-retenção.

Figura 12. Telhados Verdes.

• Pavimentos permeáveis. Este dispositivo consiste da utilização de (Figura 13a) concreto/pavimento poroso ou blocos vazados em sua camada superior, uma camada de base (normalmente brita) e uma manta geotêxtil para impedir a migração de material entre camadas. Áreas de tráfego de pedestres, ciclistas e veículos leves (como calçadas, estacionamentos e vias residenciais e internas a empreendimentos, Figura 13b) são preferencialmente escolhidas para implantação de pavimentos permeáveis, recomendando-se o controle apenas de sua área para que aporte de sedimentos de outras áreas venha colmatar o pavimento. No entanto, algumas aplicações com asfalto poroso em via expressa próximo à Phoenix (Arizona, E.U.A.) e concreto permeável/bloco vazado em áreas industriais sujeitas a tráfego de veículos pesados provaram ser estruturalmente eficientes. Além do controle quantitativo e qualitativo de águas pluviais, pavimentos permeáveis apresentam a vantagem de aumentar a segurança e conforto em vias pela diminuição de derrapagens e ruídos. Estudo em Porto Alegre com asfalto poroso e bloco vazado (Figura 13c) revelou a eficiência hidráulica (coeficiente de escoamento, isto é, relação entre precipitação média e vazão média, de 5% e 2,3%, respectivamente) dos pavimentos permeáveis. Verificou-se ainda a disponibilidade no mercado de todos os materiais envolvidos no estudo, com o asfalto poroso custando 21% a mais que o asfalto comum para uma área de 132 m²;

Figura 13. Pavimentos Permeáveis.

• Coletores de água de chuva. O aproveitamento de água de chuva providencia oportunidade para aumentar a eficiência hídrica no empreendimento, exonerando o poder público ou a concessionária pelo serviço de abastecimento do volume captado. Dentre as alternativas para coleta e armazenamento de água de chuva encontram-se cisternas, barris de chuva (Figura 14) e adaptações de pavimentos permeáveis, telhados verdes e bio-retenções (as que apresentam drenos subjacentes). O uso de cisternas, especialmente na região Nordeste do país, apresenta-se bastante difundido em virtude da escassez de água na região e de políticas de instalação massiva empregadas nos últimos anos, como o Programa 1 milhão de cisternas no Piauí, premiado pela Agência Nacional de Águas e incentivado pelo Ministério do Desenvolvimento Social e Combate à Fome.

Figura 14. Aproveitamento de água de chuva (Brasil, Austrália e E.U.A).

Para o controle efetivo na fonte, planejamento de empreendimentos com minimização de práticas artificiais de manejo de águas pluviais e incentivo à manutenção de processos hidrológicos naturais devem ser estimulados, por meio das seguintes medidas:

• elaboração de normas que conduzam à aplicação de práticas integradas, por exemplo, pela exigência de atendimento a critérios de preservação de áreas verdes e ciclos naturais;

• desenvolvimento de incentivos fiscais para abatimento do efeito da urbanização na drenagem urbana, podendo ser realizado por meio de cobrança de uma taxa, caso haja alteração do hidrograma de escoamento superficial ou do volume de recarga subterrânea, ou por meio da valorização do empreendimento via certificação ou

Crédito: Adriana Menezes

Crédito: Gary Anderson

premiação, por ter atendido exigências de manutenção do hidrograma do escoamento superficial ou volume de recarga.

O atendimento de tais exigências se mostra possibilitado mediante a aplicação de tecnologias verdes, planejadas para a máxima eficiência de manejo de águas pluviais.

Políticas locais podem ser trabalhadas como projeto-piloto, em escala de bairro ou sub-bacia, por exemplo. Uma iniciativa interessante é o estímulo à reformulação massiva de empreendimentos com implantação de dispositivos na fonte, como telhados verdes (Figura 15) em alguns condados americanos.

Figura 15. Washington, D.C. (E.U.A) pré(2002) e pós (2025) implementação de programa de instalação de

telhados verdes em 20% das edificações (mais de 900 m²). Crédito: Casey Trees Endowment Fund.

Sugestão de uso: Sempre que possível, otimizados pelo planejamento do empreendimento e seleção de estruturas físicas adequadas para cada situação, respeitando restrições como nível do lençol freático/leito rochoso, espaço físico e características de permeabilidade do solo.

Limitações de uso: Urgência de remediação do sistema de drenagem em virtude do alto risco de novas ameaças à população, como inundações. Desenvolvimento de políticas de reformulação do sistema de drenagem deve ser retardado, caso seja clara a necessidade de capacitar o corpo técnico para a implementação de medidas.

4.2.2. Na microdrenagem

Medidas de controle na microdrenagem consistem no manejo de águas pluviais provenientes de loteamentos ou conjunto de lotes. Práticas mais comumente empregadas visam restaurar aspectos hidrológicos, como a utilização de bacias de detenção (Figura 16) e banhados artificiais para controle do pico de cheia, ou viabilizar o escoamento mais rápido para jusante pela ampliação/reparo de dutos pluviais.

Figura 16. Detenções em Porto Alegre.

Sugestão de uso: Emprego de estruturas físicas, sempre que o controle na fonte não for suficiente para recuperar ou manter processos hidrológicos naturais, com predileção por banhados artificiais a detenções em razão de ganhos ambientais (absorção de nutrientes e contaminantes) e térmicos.

Limitações de uso: A instalação de estruturas físicas, como detenções, em razão da manutenção necessária para sua operação apropriada. Caso esta manutenção não aconteça, riscos à saúde da população passam a existir devido à sujeição da população à próximidade/contato com efluentes contaminados por resíduo sólido urbano (Figura 17) ou esgoto doméstico.

Figura 17. Resíduo sólido urbano extraído de sistemas de drenagem (Austrália e Porto Alegre).

4.2.3. Na macrodrenagem

Normalmente, refere-se à aplicação de medidas em cursos d’água urbanos como sendo a escala de macrodrenagem. Cabe ressaltar, no entanto, que a drenagem pode ser realizada por meio alternativo ao controle via alterações físicas de riachos para minimizar inundações, como a utilização de técnicas de convivência com eventos extremos. Algumas das medidas nesta escala podem ser: (a) o planejamento de uso e ocupação do solo, com definição de áreas de preservação e de desenvolvimento residencial, comercial ou industrial, embasado em características de solo, vegetação, topografia e hidrografia da região e (b) a implantação de políticas em nível municipal ou de bacia com vistas à aquisição pelo poder público de áreas pertencentes às várzeas de inundação, para implantação de áreas de lazer/recreação, diminuindo prejuízos à população e ao ecossistema ribeirinho após cada evento. Costumeiramente, canalização e aprofundamento de riachos urbanos com a finalidade de escoar mais rapidamente a água para jusante são medidas mais aplicadas em continuidade ao emprego de técnicas higienistas.

Sugestão de uso: Aconselha-se empregar estruturas físicas (como detenções, canalização ou estações de tratamento de água) em último caso, quando o controle na fonte e na microdrenagem não for suficiente para recuperar ou manter processos hidrológicos naturais, devendo se privilegiar a recuperação da mata ciliar, vegetação ripária e aquática e várzeas de inundação.

Limitações de uso: Cidades construídas “dentro” da várzea de inundação dificultam a aplicação de dispositivos desejáveis para minimização de impactos à saúde da população e do meio ambiente.

4.3. Interfaces entre atividades urbanas e o sistema de drenagem

O sistema de drenagem de pluviais apresenta interfaces com outras atividades urbanas, impactando e sofrendo impacto de cada uma destas. Em seguida serão descritas algumas destas relações entre o setor de drenagem urbana e demais pastas da gestão de cidades.

Planejamento urbano – o ordenamento de uso do solo impacta diretamente os processos hidrológicos. O aumento de volume de água que aporta sistemas de drenagem se dá por alterações de uso do solo, com efeitos negativos maiores para alteração de solos mais permeáveis.

Transportes – o projeto da malha viária é realizado com impermeabilização do solo onde esta se assenta, antecipando e ampliando o pico e o volume de escoamento superficial. Usualmente seu sistema de drenagem segue a filosofia higienista, conduzindo água de qualidade indesejável, em decorrência de vazamento de fluídos automotivos e de borracha de pneus. Além disto, a malha viária condiciona o trajeto da rede drenagem, uma vez que o a condução de águas pluviais segue o encanamento subjacente às vias. Por outro lado, inundações urbanas inviabilizam o tráfego de vias em áreas localizadas em regiões mais baixas.

Limpeza urbana – lixo oriundo de deposição indevida por residentes e transeuntes, rejeitos de jardinagem, limpeza e construções entope condutos e detenções que não foram dimensionados considerando seu aporte. Inundações urbanas espalham lixo que seria coletado, dificultando a operação do setor de limpeza urbana.

Esgoto sanitário – Mesmo em sistemas separadores, esgoto doméstico acaba sendo conduzido por sistemas de drenagem de águas pluviais em virtude de conexões residenciais inadequadas. Isto ocorre pela forma como sistemas de esgotamento são projetados, conectando coletores de vias até estações de tratamento, ficando a cargo do residente estabelecer a conexão de sua moradia ao coletor. Com isto, a qualidade da água, bem como a quantidade, são alteradas, podendo haver sobrecarga no sistema de drenagem.

Abastecimento de água – Indisponibilidade de recursos hídricos em uma bacia para satisfazer as necessidades da população e de suas atividades, seja por questões de qualidade ou de quantidade, podem conduzir à transferência entre bacias ou extração de aqüíferos. Com isto, o sistema de drenagem pode estar manejando quantidades para os quais não foi dimensionado, em virtude das interfaces entre o sistema de esgotamento sanitário e o de drenagem de pluviais. Em contrapartida, sistemas de drenagem podem auxiliar na captação e abastecimento de água à população, exonerando a entidade responsável pela redução de esforços.

Inundações ribeirinhas – eventos críticos que extravasam a várzea aportam sistemas de drenagem, sobrecarregando-os. A forma como se processa o controle da drenagem pode contribuir para a ampliação de inundações ribeirinhas, pela diminuição de infiltração e evaporação de águas pluviais via impermeabilização de áreas.

Setor construtivo – Atividades construtivas usualmente produzem sedimentos e lança-nos juntamente à água oriunda do rebaixamento do lençol freático para instalação de edificações em sistemas de drenagem de pluviais. Com isto, sedimentação pode provocar a diminuição da vida útil de sistemas, a deterioração de qualidade de água e o assoreamento do corpo receptor.

4.4. Impactos ambientais do sistema de drenagem urbana

O desenvolvimento urbano tem produzido um ciclo de contaminação (Figura 18) que ocorre em função de:

• Despejo de esgoto sanitário sem tratamento nos rios, contaminando-os por estes possuírem capacidade limitada de diluição. Isto ocorre em razão da falta de investimentos no sistema de esgotamento sanitário, que, quando existem, apresentam baixa eficiência;

• Despejo de águas pluviais, que transportam grande quantidade de poluição orgânica e de metais aos rios nos períodos chuvosos. Esta é uma das maiores fontes de poluições difusa;

• Contaminação das águas subterrâneas por despejos industriais e domésticos, através das fossas sépticas, vazamento dos sistemas de esgoto sanitário e pluvial;

• Depósitos de resíduos sólidos urbanos, contaminando águas superficiais e subterrâneas de forma permanente;

• Ocupação do solo urbano sem controle do seu impacto sobre o sistema hídrico.

Figura 18. Ciclo de contaminação.

Em conseqüência da falta de tratamento dos esgotos, a carga poluidora que aporta corpos hídricos, como lagos artificiais, aumenta a probabilidade de eutrofização (riqueza em nutrientes). Com a eutrofização, existe a tendência de produção de algas que (consomem os nutrientes e) podem produzir toxinas que ficam solúveis na água e se acumulam no fundo dos lagos, dos quais alguns peixes também se alimentam.

A contaminação dos aqüíferos urbanos também ocorre com freqüência, tendo como principais fontes:

• Aterros sanitários, pelo processo natural de precipitação e infiltração. Deve-se evitar que sejam construídos aterros sanitários em áreas de recarga e deve-se procurar escolher as áreas com baixa permeabilidade. Os efeitos da contaminação nas águas subterrâneas devem ser examinados quando da escolha do local do aterro;

• Fossas sépticas, utilizadas em grande parte das cidades brasileiras como destino final do esgoto. Esse sistema tende a contaminar a parte superior do aqüífero, podendo comprometer o abastecimento de água urbana quando existe comunicação entre diferentes camadas dos aqüíferos por meio de percolação e perfuração inadequada dos poços artesianos;

• Rede de drenagem pluvial, por meio de perdas de volume no seu transporte, por entupimento de trechos da rede que pressionam a água contaminada para fora do sistema de condutos ou pelo direcionamento de efluentes de qualidade agressiva à infiltração.

Alterações de quantidade de água que aportam corpos hídricos podem influenciar na distribuição das espécies existentes no seu ecossistema. Isto se deve à adaptação das espécies para as condições prévias à instalação das cidades. Com a alteração das condições hídricas, espécies melhor adaptadas às novas condições apresentam aumento populacional, enquanto outras melhor adaptadas às condições prévias tendem a ter sua população diminuída.

Alterações na morfologia de corpos hídricos, como sua canalização ou construção de diques, barragens ou dissipadores de energia por quebra de nível (Arroio Dilúvio), podem afetar a sobrevivência de espécies dependentes do substrato do rio, da conectividade longitudinal (montante-jusante) ou transversal (calha-várzeas) para sua reprodução. Espécies vegetais podem necessitar de inundações periódicas da várzea para sua sobrevivência, uma vez que estas auxiliam no espalhamento de sementes depositadas no solo. Aprofundamento e aceleração do escoamento podem rebaixar a altura do freático, dificultando a captura de água por plantas existentes nas várzeas. Estas relações deveriam ser consideradas quando da proposição de alternativas para a drenagem urbana e de inundações ribeirinhas.

O conjunto de alterações de qualidade e quantidade do efluente pluvial, bem como da morfologia do corpo hídrico receptor pode conduzir à morte de muitas das espécies e com isso diminuição dos bens e serviços que estas e o restante do ecossistema provém ao homem, como a depuração de água.

4.5. Impactos na saúde da população

As doenças relacionadas à água podem ser classificadas em:

Doenças com fonte na água (water borne diseases): dependem da água para sua transmissão como cólera, salmonela, diarréia, leptospirose (desenvolvida durante as inundações pela mistura da água à urina do rato), entre outras. A água age como veículo passivo para o agente de infecção.

Doenças devido à falta de higiene (water-washed diseases): dependem da educação da população e da disponibilidade de água segura. Estas doenças estão relacionadas com a infecção do ouvido, pele e os olhos.

Doenças relacionadas à água (water-related): o agente utiliza a água para se desenvolver, como malária e esquistossomose.

Muitas destas doenças estão relacionadas com a baixa cobertura de água tratada e saneamento, como a diarréia e a cólera; outras estão relacionadas com a inundação, como a leptospirose, malária e dengue. Na Tabela 5 são apresentadas a taxa de mortalidade infantil e as doenças de veiculação hídrica no Brasil. Na Tabela 6 é apresentada a proporção de cobertura de serviços de água e saneamento no Brasil de acordo com o grupo de renda. Fica evidente nestas tabelas a pequena proporção de atendimento para a população de menor renda. Na Tabela 7 são apresentados números totais de ocorrências de algumas doenças de veiculação hídrica no Brasil.

Tabela 5. Mortalidade relacionada a doenças de veiculação hídrica no Brasil

Tabela 6. Proporção de cobertura de serviços por nível de renda no Brasil (%)

Tabela 7. Número de ocorrências de doenças de veiculação hídrica no Brasil

Dados do Sistema de Informações Hospitalares do Sistema Único de Saúde – SIH/SUS demonstram que no período de 1995 a 2000, ocorreram a cada ano, cerca de 700.000 internações hospitalares em todo país provocadas por doenças relacionadas com a água e com a falta de saneamento básico.

As doenças transmitidas através do consumo da água preocupam, devido principalmente ao seguinte:

Cargas domésticas: o excesso de nutrientes tem produzido eutrofização dos lagos, aumentam as algas, que geram toxicidade. Esta toxicidade pode ficar solúvel na água ou se depositar no fundo dos rios e lagos. A ação da toxidade é de atacar o fígado das pessoas gerando doenças degenerativas como câncer e cirrose. O tratamento de água da forma tradicional não remove toxinas produzidas por algas, quando da eutrofização de corpos hídricos. Quando estas toxinas são absorvidas pelo homem, atuam de forma cumulativa sobre o fígado, gerando doenças que podem levar à morte, como no caso de pacientes que fazem diálise (em Caruaru morreram vários pacientes de uma clínica de diálise).

Cargas industriais: os efluentes industriais apresentam os mais diferentes compostos e, com as evoluções tecnológicas das indústrias, novos componentes são produzidos diariamente. Dificilmente as equipes de fiscalização possuem condições de acompanhar este processo;

Cargas difusas: as cargas difusas provenientes de áreas agrícolas trazem compostos de pesticidas, que apresentam novos compostos anualmente. A carga difusa de área urbana foi mencionada nos itens anteriores e podem atuar de forma cumulativa sobre o organismo das pessoas.

4.6. Aspectos institucionais

Os aspectos institucionais relativos aos sistemas de drenagem abordados neste item se referem ao espaço geográfico de gestão, à sua legilação e gestão.

4.6.1. Espaço geográfico de gerenciamento

O gerenciamento de águas pluviais e seus impactos pode ser analisado dentro de dois contextos espaciais diferentes, discutidos a seguir:

Gerenciamento estadual ou federal: este tipo de manejo é realizado por bacia hidrográfica ou consórcio de cidades, buscando controlar os impactos de ações que extrapolam o limite da cidade. Sua gestão é usualmente realizada via comitês e agências, assistidos por conselhos estaduais e federais, por meio de padrões estabelecidos em legislação ambiental e de recursos hídricos.

Gerenciamento municipal: O controle neste caso é estabelecido por medidas elaboradas dentro do município através de legislação municipal e ações estruturais específicas, as quais devem estar de acordo com metas e legislações de esferas superiores. Aconselha-se a utilização de bacia hidrográfica como unidade de gerenciamento.

4.6.2. Legislação

As legislações que envolvem as águas urbanas estão relacionadas com: recursos hídricos, uso do solo e licenciamento ambiental. A seguir é apresentada uma análise dentro do cenário brasileiro onde existem os níveis: Federal, Estadual e Municipal (Figura 19).

Figura 19. Espaços do gerenciamento (Tucci).

Quanto aos Recursos Hídricos: A Constituição Federal define o domínio dos rios (estadual ou federal) e a legislação de recursos hídricos em nível federal (Lei 9433/97, também conhecida como lei das águas, que institui a política nacional e o sistema nacional de gerenciamento de recursos hídricos) estabelece os princípios básicos da gestão através de bacias hidrográficas. Na lei das águas são estabelecidos os instrumentos da política de recursos hídricos, sendo eles:

(a) plano de recursos hídricos, consiste em planos diretores que visam a fundamentar e orientar a implementação da Política;

(b) enquadramento dos corpos de água em classes de uso, envolvendo a definição de metas de gerenciamento que visa a assegurar às águas qualidade compatível com os usos mais exigentes a que forem destinadas;

(c) outorga de direitos de uso, tendo como objetivos assegurar o controle quantitativo e qualitativo dos usos da água e o efetivo exercício dos direitos de acesso à água, estando condicionada às prioridades de uso estabelecidas nos Planos de Recursos Hídricos e respeitando a classe em que o corpo de água estiver enquadrado e a manutenção de condições adequadas ao transporte aquaviário, quando for o caso;

(d) cobrança do uso de recursos hídricos, objetivando racionalizar o uso e obter recursos financeiros para o financiamento dos programas e intervenções contemplados nos planos de recursos hídricos para aplicação prioritária na bacia em que foram gerados;

(e) compensação a municípios, financeira ou de outro tipo, àqueles que tenham áreas inundadas por reservatórios ou sujeitas a restrições de uso do solo com finalidade de proteção de recursos hídricos, e;

(f) sistema de informações de recursos hídricos, fornecendo subsídio para a elaboração de planos de recursos hídricos.

Algumas legislações estaduais de recursos hídricos estabelecem critérios para a outorga do uso da água, mas não legislam sobre a outorga relativa ao despejo de efluentes de drenagem. A legislação ambiental estabelece normas e padrões de qualidade da água dos rios através de classes, mas não define restrições com relação aos efluentes urbanos lançados nos rios. A ação dos órgãos estaduais de controle ambiental é limitada em razão da falta de capacidade dos municípios em investir neste controle. Portanto, não existe exigência e não existe pressão para investimentos no setor. Dentro deste contexto, o escoamento pluvial resultante das cidades deve ser objeto de outorga ou de controle a ser previsto nos Planos de Bacia. Como estes procedimentos ainda não estão sendo cobrados pelos Estados, não existe no momento uma pressão direta para a redução dos impactos resultantes da urbanização.

Quanto a uso do solo: Na constituição Federal, artigo 30, é definido que o uso do solo é municipal. Porém, os Estados e a União podem estabelecer normas para o disciplinamento do uso do solo visando a proteção ambiental, controle da poluição, saúde pública e da segurança. Desta forma, observa-se que no caso da drenagem urbana, que envolve o meio ambiente e o controle da poluição a matéria é de competência concorrente entre Município, Estado e Federação. A tendência é dos municípios introduzirem diretrizes de macrozoneamento urbano nos Planos Diretores de Desenvolvimento Urbano, incentivados pelos estados e obrigados pelo estatuto das cidades (Lei nº 10.257/2001, que estabelece diretrizes gerais da política urbana) para cidades com mais de 20.000 habitantes.

Observa-se que, no zoneamento relativo ao uso do solo, os aspectos de águas urbanas como esgotamento sanitário, resíduo sólido, drenagem e inundações não têm sido contemplados pelos municípios. O que tem sido observado são legislações restritivas quanto à proteção de mananciais e ocupação de áreas ambientais. A legislação muito restritiva somente produz reações negativas e desobediência. Portanto, não atingem os objetivos de controle ambiental. Isto ocorre na forma de invasão das áreas, loteamentos irregulares, entre outros. Um exemplo feliz foi o introduzido pelo município de Estrela (RS) Brasil, que permitiu a troca de áreas de inundação (proibida para uso) por solo criado1 ou índice de aproveitamento urbano acima do previsto no Plano Diretor de Desenvolvimento Urbano nas áreas mais valorizadas da cidade.

Ao introduzir restrições do uso do solo é necessário que a legislação dê alternativa econômica ao proprietário da terra ou o município deve comprar a propriedade. Numa sociedade democrática o impedimento do uso do espaço privado para o bem público deve ser compensado pelo público beneficiado, caso contrário torna-se um confisco. Atualmente 1 O Solo Criado é a permissão onerosa do Poder Público ao empreendedor para fins de edificação em Área de Ocupação Intensiva, utilizando-se de estoques construtivos públicos.

as legislações do uso do solo se apropriam da propriedade privada e ainda exigem o pagamento de impostos pelo proprietário, que não possui alternativa econômica. A conseqüência imediata na maioria das situações é a desobediência legal.

Quanto ao licenciamento ambiental: este licenciamento estabelece os limites para construção e operação de canais de drenagem, regulado pela Lei 6938/81 e resolução CONAMA n. 237/97. Da mesma forma, a resolução CONAMA 1/86 art 2o , VII estabelece a necessidade de licença ambiental para “obras hidráulicas para drenagem”.

4.6.3. Gestão

A gestão das ações dentro do ambiente urbano pode ser definida de acordo com a relação de dependência da água através da bacia hidrográfica ou da jurisdição administrativa do município, Estado ou nação. A tendência da gestão dos recursos hídricos tem sido realizada através da bacia hidrográfica, no entanto a gestão do uso do solo é realizada pelo município ou grupo de municípios numa região Metropolitana. A gestão pode ser realizada de acordo com a definição do espaço geográfico externo e interno a cidade.

Os Planos de Recursos Hídricos ou planos das bacias hidrográfica têm sido desenvolvidos para bacias grandes (>3.000 km²). Neste cenário existem várias cidades que interferem umas nas outras transferindo impactos. O plano da bacia dificilmente poderá desenvolver todas as medidas em cada cidade, mas deve estabelecer os condicionantes externos às cidades como a qualidade de seus efluentes, as alterações de sua quantidade.

A gestão no ambiente interno às cidades envolve o gerenciamento para atender aos condicionantes externos previstos no plano de bacia com vistas a minimizar os impactos e a buscar a melhoria da quantidade e qualidade da água no conjunto da bacia e à população da própria cidade.

Estes dois espaços principais definem os gestores, os instrumentos e as metas de gestão destes instrumentos como descrito na Tabela 8. A construção global desta estrutura de gestão esbarra em algumas dificuldades:

• Limitada capacidade dos municípios para desenvolverem a gestão;

• O sistema de gestão das bacias ainda não é uma realidade consolidada;

• Reduzida capacidade de financiamento das ações pelos municípios e o alto nível de endividamento.

No primeiro caso, a solução passa pelo apoio estadual e federal através de escritórios técnicos que apóiem as cidades de menor porte no desenvolvimento de suas ações de planejamento e implementação. O segundo dependerá da transição e evolução do desenvolvimento da gestão no país. O terceiro dependerá fundamentalmente do desenvolvimento de um programa a nível federal e mesmo estadual com um fundo de financiamento para viabilizar as ações.

Gerenciamento de bacias urbanas compartilhadas entre dois ou mais municípios: grande parte das cidades possui bacia hidrográfica comum com outros municípios. Geralmente existem os seguintes cenários: (a) um município está a montante de outro; (b) o rio divide os municípios.

Tabela 8. Espaço de gestão das águas urbanas.

O controle institucional das águas urbanas, que envolve pelo menos dois municípios, pode ser realizado por meio de:

• legislação municipal adequada para cada município;

• legislação estadual que estabeleça os padrões a serem mantidos nos municípios de tal forma a não serem transferidos os impactos;

• uso dos dois procedimentos anteriores.

Portanto, quando forem desenvolvidos os Planos das Bacias que envolvam mais de um município, deve-se buscar acordar ações conjuntas com estes municípios para se obter o planejamento de toda a bacia.

Potenciais medidas de controle externo às áreas urbanas: O mecanismo previsto na legislação brasileira para o gerenciamento externo das cidades é o Plano de Recursos Hídricos da Bacia. No entanto, no referido Plano dificilmente será possível elaborar os Planos de Drenagem, Esgotamento Sanitário e Resíduo Sólido de cada cidade contida na bacia. O Plano deveria estabelecer as metas que as cidades devem atingir para que o rio principal e seus afluentes atinjam níveis ambientalmente adequados de qualidade da água. O Plano Integrado de Drenagem Urbana, Esgotamento Sanitários e Resíduos Sólidos deve obedecer aos controles estabelecidos no Plano da bacia no qual estiver inserido.

Os mecanismos de indução básicos para este processo são: (a) institucional e (b) econômico financeiros.

A legislação: Atualmente a legislação prevê a outorga para efluentes. Desta forma, poderiam ser estabelecidos dois mecanismos básicos:

(a) definição de normas e critérios para outorga de efluentes que alterem a qualidade e quantidade de águas provenientes de áreas urbanas;

(b) Elaboração de um Plano Integrado de Esgotamento Sanitário, Drenagem Urbana e Resíduo Sólido para atender às normas e critérios. Não é possível imaginar um planejamento setorial já que os aspectos citados estão intimamente ligados. Por exemplo,

Financiamento: Na Figura 20 é apresentado um exemplo da configuração de interação entre os agentes da bacia e dos municípios previsto no plano diretor de drenagem urbana da região metropolitana de Curitiba.

Figura 20. Exemplo de interação técnico-financeira (SUDERHSA).

Os potenciais elementos de indução para os municípios seriam os seguintes:

• O comitê de bacia subsidiaria parte dos recursos para elaboração dos Planos;

• Criar um fundo econômico para financiar as ações do Plano previsto para as cidades. O ressarcimento dos investimentos seriam através das taxas municipais específicas para esgotamento sanitário, resíduo sólido e drenagem urbana, este último baseado na área impermeável das propriedades. O Plano deveria induzir a transparência destes mecanismos dentro do município visando a sustentabilidade de longo período do sistema de cobrança, com a fiscalização adequada.

Potenciais medidas de controle interno às áreas urbanas: As medidas adotadas para a gestão das águas urbanas são contempladas no Plano Integrado de Saneamento Ambiental. Este Plano pode ser desenvolvido totalmente integrado para cidades menores e de acordo com seus componentes, observadas as interfaces nos municípios maiores.

Plano de Águas Pluviais do Brasil: O Ministério das Cidades está desenvolvendo um programa nacional de águas pluviais, com objetivo de reduzir a vulnerabilidade a inundações e minimizar impactos ambientais por meio de uma política institucional econômica e técnica e um plano de ação para gestão das águas pluviais em conjunto com

outros elementos do desenvolvimento urbano. Por meio deste, busca-se regular a atuação de municípios quanto ao lançamento de efluentes via (a) legislação que levará os municípios a desenvolver um Plano de Saneamento Ambiental, onde estão incluídos abastecimento de águas, esgotamento sanitário, drenagem urbana e resíduos sólidos, associado aos planos diretores das cidades e à sua implementação ao longo do tempo; (b) emissão de outorgas provisórias e renováveis de acordo com o cumprimento de prazos estabelecidos na regulamentação. O programa propõe prazos diferenciados com relação ao tamanho da população com vistas a viabilizar sua execução em razão da quantidade de outorgas a ser emitidas e da existência de recursos para financiamento do planejamento e controle. A Tabela 9 e a Tabela 10 sintetizam a proposta apresenta pelo programa.

Tabela 9. Distribuição dos municípios brasileiros com relação à população. Extraída de IBGE (2000).

Tabela 10. Fases e critérios para a outorga de lançamento de efluentes. Extraída de Tucci (2005).

5. PLANO DIRETOR DE DRENAGEM URBANA

5.1. Objetivos e justificativas

O Plano Diretor de Drenagem Urbana (PDDrU) é um instrumento de planejamento que tem como objetivo criar os mecanismos de gestão da infra-estrutura urbana relacionados com o escoamento das águas pluviais e dos cursos d’água na área urbana. Com isso, visa evitar perdas econômicas e melhorar as condições de saúde e meio ambiente da cidade.

5.2. Princípios

Os princípios essenciais para o bom desenvolvimento de um programa consistente de drenagem urbana são:

1. O PDDrU faz parte do Plano de Desenvolvimento Urbano e Ambiental (PDDUA) da cidade. A drenagem faz parte da infra-estrutura urbana, portanto deve ser planejada em conjunto com os outros sistemas, principalmente o plano de controle ambiental, esgotamento sanitário, disposição de resíduos sólidos e tráfego.

2. O escoamento durante os eventos chuvosos não pode ser ampliado pela ocupação da bacia, tanto num simples loteamento como nas obras de macrodrenagem existentes no ambiente urbano. Isto se aplica tanto a um simples aterro urbano como também se aplica à construção de pontes, rodovias e impermeabilização dos espaços urbanos. O princípio é de que cada usuário urbano não deve ampliar a cheio natural.

3. O plano de controle da drenagem urbana deve contemplar as bacias hidrográficas sobre as quais a urbanização se desenvolve. As medidas não podem reduzir o impacto de uma área em detrimento de outra, ou seja, os impactos de quaisquer medidas não devem ser transferidos. Caso isso ocorra deve-se prever medidas mitigadoras.

4. O plano deve prever a minimização do impacto ambiental devido ao escoamento pluvial, através da compatibilização com o planejamento do saneamento ambiental, controle de materiais sólidos e a redução da carga poluente das águas pluviais que escoam para o sistema fluvial externo à cidade.

5. A regulamentação do PDDrU deve contemplar o planejamento das áreas a serem desenvolvidas e a densificação das áreas atualmente loteadas. Depois que a bacia ou parte dela estiver ocupada, dificilmente o poder público terá condições de responsabilizar aqueles que estiverem ampliando a cheia, portanto se a ação pública não for realizada preventivamente através do gerenciamento, as conseqüências econômicas e sociais futuras serão muito maiores para o município.

6. O controle de enchentes é realizado através de medidas estruturais e não estruturais, que dificilmente estão dissociadas. As medidas estruturais envolvem grande quantidade de recursos e resolvem somente problemas específicos e localizados, o que não significa que este tipo de medida seja totalmente descartada. A política de controle de enchentes certamente poderá chegar a soluções estruturais para alguns locais, mas dentro da visão de conjunto de toda a bacia, onde estas estão racionalmente integradas com outras medidas preventivas (não–estruturais) e compatibilizadas com o esperado desenvolvimento urbano. O controle deve ser realizado considerando a bacia como um todo e não trechos isolados.

7. Valorização dos mecanismos naturais de escoamento na bacia hidrográfica, preservando, quando possível, os canais naturais.

8. Integrar o planejamento setorial de drenagem urbana, esgotamento sanitário e resíduo sólido. A palavra-chave é a integração da drenagem com outros aspectos dos recursos hídricos urbanos.

9. Os meios de implantação do controle de enchentes são o Plano Diretor Urbano, as Legislações Municipal/Estadual e o Manual de Drenagem. O primeiro estabelece as linhas principais, as legislações controlam e o Manual orienta.

10. Controle permanente: o controle de enchentes é um processo permanente; não basta que se estabeleçam regulamentos e que se construam obras de proteção; é necessário estar atento às potenciais violações da legislação na expansão da ocupação do solo das áreas de risco; nenhum espaço de risco seja desapropriado se não houver uma imediata ocupação pública que evite a sua invasão; a comunidade deve ter uma participação nos anseios, nos planos, na sua execução e na contínua obediência das medidas de controle de enchentes.

11. A educação de engenheiros, arquitetos, agrônomos e geólogos, entre outros profissionais, da população e de administradores públicos é vista como essencial para que as decisões públicas sejam tomadas conscientemente por todos.

12. O custo da implantação das medidas estruturais e da operação e manutenção da drenagem urbana deve ser transferido aos proprietários dos lotes, proporcionalmente a sua área impermeável, que é a geradora de volume adicional, com relação as condições naturais.

13. O conjunto destes princípios prioriza o controle do escoamento urbano na fonte, distribuindo as medidas para aqueles que produzem o aumento do escoamento e a contaminação das águas pluviais.

5.3. Estrutura

A estrutura do Plano Diretor de Drenagem Urbana pode ser vista na Figura 21. Os grandes grupos são: dados de entrada, fundamentos, desenvolvimento, produtos e programas. Cada uma destas etapas é explicada a seguir.

5.3.1. Dados de entrada: informações necessárias

São as informações básicas necessárias para a elaboração do Plano Diretor. Estas informações abrangem os Planos de Gerenciamento e aspectos institucionais; cadastros físicos e dados hidrológicos.

Planos de Gerenciamento: Plano de Desenvolvimento urbano da cidade, Plano de Saneamento ou esgotamento sanitário, Plano de Controle dos Resíduos Sólidos e Plano Viário. São Planos que apresentam interface importante com a Drenagem Urbana. Quando os planos de Água e Saneamento e Resíduos sólidos são desenvolvidos de forma integradas as interfaces entre estes elementos devem ser destacadas;

Aspectos Institucionais: Legislação municipal relacionada com o Plano Diretor Urbano e meio ambiente; Legislação estadual de recursos hídricos e Legislação federal; Gestão da drenagem dentro do município;

Cadastro Físico: Cadastro da rede pluvial, bacias hidrográficas, uso e tipo de solo das bacias, entre outros dados físicos;

Dados hidrológicos: precipitação, vazão, sedimentos e qualidade da água do sistema de drenagem.

O ideal é que este conjunto de informações esteja informatizado através de um SIG (Sistema Geográfico de Informações) e banco de dados georreferenciados.

Figura 21. Estrutura do Plano Diretor de Drenagem Urbana.

5.3.2. Fundamentos do PDDrU

São os elementos definidores do Plano, englobam os princípios, objetivos, estratégias e cenários; subdivisão da cidade em sub-bacias e sua compatibilização com o sistema de administração da mesma para a gestão da drenagem; e um diagnóstico do conjunto da drenagem urbana da cidade e suas interfaces. A seguir são descritos estes elementos.

Princípios: visam minimizar os impactos decorrentes da urbanização, conforme apresentados no item 6.2.

Objetivos: um PDDrU deve buscar: (i) planejar a distribuição da água no tempo e no espaço, com base na tendência de ocupação urbana compatibilizando esse desenvolvimento e a infra-estrutura para evitar prejuízos econômicos e ambientais; (ii) controlar a ocupação de área de risco de inundação através de restrições em áreas de alto risco e (iii) convivência com as enchentes nas áreas de baixo risco.

Estratégias: podem ser estabelecidas considerando o desenvolvimento do Plano Diretor de Desenvolvimento Urbano e outros planos e a infra-estrutura existente na cidade. Assim, o PDDru pode adotar estratégias quanto ao desenvolvimento do Plano, quanto ao controle ambiental, ou outros aspectos.

O PDDrU precisa apresentar medidas para remediar os problemas já existentes em decorrência da urbanização, como também deve apresentar medidas para prevenção da ocorrência de enchentes e inundações em áreas que futuramente venham a ser urbanizadas. Neste sentido, um Plano Diretor de Drenagem Urbana pode ser desenvolvido segundo duas estratégias básicas:

• Para áreas não ocupadas: desenvolvimento de medidas não-estruturais relacionadas com a regulamentação da drenagem urbana e ocupação dos espaços de risco visando conter os impactos de futuros desenvolvimentos. Estas medidas buscam transferir o ônus do controle das alterações hidrológicas decorrentes da urbanização para quem efetivamente produz tais alterações.

• Para as áreas que estão ocupadas: definição de medidas estruturais visando o controle dos impactos dentro destas bacias, por exemplo, a implantação de armazenamentos temporários, através de detenções.

Quanto ao controle ambiental a estratégia deve observar os seguintes aspectos. Para as áreas onde não existe rede de esgoto cloacal ou existe grande quantidade de ligações de efluentes cloacais na rede pluvial, as medidas de controle devem priorizar o controle quantitativo, mas apenas o volume excedente da capacidade de drenagem atual. Assim evita-se que o escoamento em estiagem e o volume da primeira parte do hidrograma contamine as detenções. Estas áreas de armazenamento são mantidas a seco durante o ano e somente nos eventos com tempo de retorno acima de 2 anos são utilizadas. Após implementação adequada da rede cloacal é possível modificar a distribuição da vazão junto às detenções, retendo o início do escoamento superficial, que transporta a maior carga poluente. Desta forma a detenção passa a contribuir também para a redução da carga para jusante do sistema de drenagem.

Para o controle da contaminação dos aqüíferos e o controle de material sólido deverão ser criados programas de médio prazo visando a redução desta contaminação através de medidas distribuídas pela cidade.

Cenários: Devem-se considerar dois aspectos nos cenários de desenvolvimento do plano: (a) cenário de desenvolvimento urbano; (b) medidas de controle adotadas nos cenários. Os principais cenários identificados quanto ao desenvolvimento urbano neste estudo são os seguintes:

I. Atual: Condições de urbanização atual, obtida de acordo com estimativas demográficas e imagens de satélite;

II. Cenário atual + PDDUA: Este cenário envolve a ocupação atual para as partes da bacia onde o Plano foi superado na sua previsão, enquanto que utiliza-se a previsão do Plano para as áreas em que este não foi superado.

III. Cenário de ocupação máxima: Este cenário envolve a ocupação máxima de acordo com o que vem sendo observado em diferentes partes da cidade que se encontram neste estágio. Este cenário representa a situação que ocorrerá se o disciplinamento do uso do solo não for obedecido.

O primeiro cenário representa o estágio próximo do atual, o segundo é o cenário previsto pelo PDUA da cidade. O terceiro cenário representa a situação mais realista, pois aceita o desenvolvimento realizado fora do Plano Diretor e para o restante das áreas ainda em desenvolvimento o Plano previsto.

5.3.3. Desenvolvimento do PDDrU

Inclui medidas estruturais e não-estruturais. As principais medidas não-estruturais envolvem legislação e regulamentação sobre o aumento da vazão devido à urbanização e a ocupação de áreas de risco em regiões ribeirinhas, além da gestão dos serviços urbanos relacionados com as águas pluviais. O próprio Plano de Drenagem configura uma medida não estrutural de controle das enchentes urbanas, pois através de nova legislação ou da regulamentação da legislação existente busca-se introduzir os seus princípios.

As medidas estruturais envolvem a determinação dos locais onde a drenagem não tem capacidade de escoamento e produz inundações para o cenário e risco escolhido. O Plano deve apresentar solução para evitar que eventos deste tipo ocorram.

As etapas usuais são as seguintes:

(a) avaliação da capacidade de drenagem existente;

(b) identificação dos locais críticos, onde ocorrem inundações para o cenário e riscos definidos;

(c) estudo de alternativas para controle destas inundações;

(d) avaliação econômica;

(e) avaliação ambiental.

5.3.4. Produtos do PDDrU

São os elementos gerados pelo PDDrU. Os principais produtos são legislação e/ou regulamentação que compõem as medidas não-estruturais; proposta de gestão da drenagem urbana dentro da estrutura municipal de administração; mecanismo financeiro e econômico para viabilizar as diferentes medidas; plano de controle das bacias hidrográficas urbanas; Plano de Ações; e o Manual de Drenagem, o qual deve dar as bases do Plano e os elementos necessários ao preparo dos projetos na cidade.

A experiência internacional de países como Austrália, Estados Unidos e Canadá mostra que é possível a utilização de um manual nacional, com o objetivo de fornecer diretrizes para elaboração de manuais locais, para cada município, bacia ou condado. Estes manuais servem apenas de apoio ao projeto dos dispositivos para controle do escoamento, pois na realidade são as normas estabelecidas em legislações locais que prescrevem quais elementos devem ser observados no dimensionamento dos dispositivos.

5.3.5. Programas

São os estudos complementares de médio e longo prazo recomendados dentro do PDDrU visando a melhoria do planejamento da drenagem urbana de cada cidade. Dentro deste contexto podem ser previstos programas relacionados com o monitoramento de dados necessários ao planejamento e estudos complementares, manutenção e educação. A fiscalização deve ser incorporada na gestão.

Alguns dos programas geralmente desenvolvidos são:

• Programa de monitoramento

- Monitoramento de bacias representativas da cidade

- Monitoramento de áreas impermeáveis

- Monitoramento de resíduos sólidos na drenagem

- Revisão do Cadastro do sistema de drenagem

• Estudos complementares necessários ao aprimoramento do Plano

- Avaliação econômica dos riscos;

- Revisão dos parâmetros hidrológicos;

- Metodologia para estimativa da qualidade da água pluvial;

- Dispositivos para retenção do material sólido nas detenções;

- Verificação das condições de projeto dos dispositivos de controle da fonte;

• Programa de Manutenção devido ao uso de dispositivos de controle distribuídos pela cidade o programa de manutenção deverá ser eficiente para manter as condições de controle ao longo do tempo;

• Programa de Fiscalização;

• Programa de Educação:

- Atualização dos engenheiros de drenagem urbana;

- Atualização dos arquitetos e engenheiros que projetam obras na cidade;

- Atualização dos Gestores urbanos;

- Educação à população.

6. BIBLIOGRAFIA

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TUCCI, C.E.M. & SILVEIRA, A.L.L. da – Gerenciamento da drenagem urbana – Apostila IPH 01.