Prefeitura do Município de Jacareí Secretaria de Infraestrutura Municipal Contrato nº 6.007.00/2010 Plano Diretor de Drenagem Relatório 2 – R2 Revisão 01 Formulação de Cenários; Diagnostico e Prognóstico das Inundações. AGOSTO/ 2011 SUMÁRIO 1 - INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 10 2 - FORMULAÇÃO DE CENÁRIOS .............................................................................. 11 2.1 - ANÁLISE DA INFLUÊNCIA SOBRE OS ESCOAMENTOS PLUVIAIS ................................... 11 2.1.1 - Modelo Matemático de Simulação – Modelo Hidrológico ............................ 12 2.1.1.2 - Preparação de Dados para o Modelo Hidrológico HEC-HMS............... 12 2.2 - CENÁRIO ATUAL - 2010 ....................................................................................... 28 2.2.1 – Resultados do Modelo Hidrológico ............................................................. 33 2.2.1.1 – Bacia do Córrego do Tanquinho .......................................................... 33 2.2.1.2 – Bacia do Córrego do Turi ..................................................................... 34 2.2.1.3 – Bacia do Rio Comprido ........................................................................ 38 2.2.1.4 – Bacia do Córrego Quatro Ribeiras ...................................................... 39 2.2.1.5 – Bacia do Córrego Seco ........................................................................ 41 2.3 – CENÁRIO TENDENCIAL - 2030............................................................................... 41 2.3.1 – Resultados do Modelo Hidrológico ............................................................. 46 2.3.1.1 – Bacia do Córrego do Tanquinho .......................................................... 46 2.3.1.2. Bacia do Córrego do Turi ....................................................................... 47 2.3.1.3 – Bacia do Rio Comprido ....................................................................... 52 2.3.1.4. Bacia do Córrego do Quatro Ribeira ...................................................... 53 2.3.1.5. Bacia do Córrego Seco .......................................................................... 54 2.4 - CENÁRIO DIRIGIDO ............................................................................................... 55 2.4.1 Diretrizes Regionais e Locais ........................................................................ 55 2.4.1.1 - Previsão de Adensamento de Uso e Ocupação ................................... 57 2.4.2 - Distribuição populacional para novo arranjo territorial................................. 61 2.4.2.1 Metodologia da estimativa de distribuição populacional ......................... 62 2.4.3 Resultados do Modelo Hidrológico ............................................................... 72 2.4.3.1 Bacia do Córrego do Tanquinho ............................................................ 72 2.4.3.2 Bacia do Córrego do Turi ....................................................................... 73 2.4.3.3 - Bacia do Rio Comprido ........................................................................ 76 2.4.3.4 Bacia do Córrego do Quatro Ribeira ...................................................... 77 2.4.3.5. Bacia do Córrego Seco .......................................................................... 78 3. - MODELAGEM HIDRÁULICA ................................................................................. 81 3.1 - ............................................................................................................................ 82 O MODELO HEC-RAS .................................................................................................. 82 3.2 SEÇÕES TRANSVERSAIS .......................................................................................... 83 3.3 VERIFICAÇÕES HIDRÁULICAS ................................................................................... 86 3.3.1 - Bacia hidrográfica do córrego Tanquinho .............................................. 86 3.3.1.1 - Preparação de dados ........................................................................... 86 3.4.1.2 Resultados das simulações hidráulicas ..... Erro! Indicador não definido. ANEXOS ......................................................................................................... 92 ANEXO I – CRONOGRAMA DE DESENVOLVIMENTO DAS ATIVIDADES ........................................................................... Erro! Indicador não definido. ANEXO II – HIDROGRAMAS DE CHEIAS NA FOZ – TR50- VERIFICAÇÃO DA DURAÇÃO CRÍTICA ................................................................................. 94 ANEXO III – RELATÓRIO DE TRANSPORTE DE RN.................................. 104 ÍNDICE DE TABELA TABELA 1 : DADOS PARA ELABORAÇÃO DO MODELO HIDROLÓGICO – BACIA DO CÓRREGO DO TANQUINHO ................................................................................. 18 TABELA 2: DADOS PARA ELABORAÇÃO DO MODELO HIDROLÓGICO – BACIA DO CÓRREGO DO TURI .............................................................................................. 19 TABELA 3: DADOS PARA ELABORAÇÃO DO MODELO HIDROLÓGICO – BACIA DO CÓRREGO RIO COMPRIDO .................................................................................. 20 TABELA 4: DADOS PARA ELABORAÇÃO DO MODELO HIDROLÓGICO – BACIA DO CÓRREGO QUATRO RIBEIRAS ........................................................................... 21 TABELA 05: DADOS PARA ELABORAÇÃO DO MODELO HIDROLÓGICO – BACIA DO CÓRREGO SECO .................................................................................................. 22 TABELA 6: DISTRIBUIÇÃO TEMPORAL DA CHUVA DE PROJETO ........................ 26 TABELA 7: RESULTADO DA DENSIDADE POPULACIONAL E DA PORCENTAGEM DE ÁREA IMPERMEÁVEL POR SUB-BACIA HIDROGRÁFICA NO CENÁRIO ATUAL – 2010. ............................................................................................ 30 TABELA 8: VAZÕES DE PICO NAS SUB-BACIAS DO CÓRREGO DO TANQUINHO33 TABELA 9 : CURVA COTA X DESCARGA DA BACIA DE DETENÇÃO VILA FORMOSA .................................................................................................................... 34 TABELA 10: CURVA COTA X DESCARGA DA BACIA DE DETENÇÃO JARDIM PITORESCO ................................................................................................................. 35 TABELA 11: VAZÕES DE PICO NAS SUB-BACIAS DO CÓRREGO DO TURI. ........ 35 TABELA 12: VAZÕES DE PICO NAS SUB-BACIAS DO RIO COMPRIDO. ............... 38 TABELA 13: VAZÕES DE PICO NAS SUB-BACIAS DO CÓRREGO QUATRO RIBEIRAS. .................................................................................................................... 39 TABELA 14: VAZÕES DE PICO NAS SUB-BACIAS DO CÓRREGO SECO.............. 41 TABELA 15: RESULTADO DA DENSIDADE POPULACIONAL E DA PORCENTAGEM DE ÁREA IMPERMEÁVEL POR SUB-BACIA HIDROGRÁFICA NO CENÁRIO TENDENCIAL. ............................................................................................. 43 TABELA 16: VAZÕES DE PICO NAS SUB-BACIAS DO CÓRREGO DO TANQUINHO. ................................................................................................................ 46 TABELA 17: CURVA COTA X DESCARGA – BACIA DE DETENÇÃO CHÁCARA COLEGINHO ................................................................................................................. 47 TABELA 18: CURVA COTA X DESCARGA- BACIA DE DETENÇÃO PARQUE DOS PRINCIPIES .................................................................................................................. 48 TABELA 19: VAZÕES DE PICO NAS SUB-BACIAS DO CÓRREGO DO TURI. ........ 48 TABELA 20 : VAZÕES DE PICO NAS SUB-BACIAS DO RIO COMPRIDO. .............. 52 TABELA 21: VAZÕES DE PICO NAS SUB-BACIAS DO CÓRREGO QUATRO RIBEIRAS. .................................................................................................................... 53 TABELA 22: VAZÕES DE PICO NAS SUB-BACIAS DO CÓRREGO SECO.............. 54 TABELA 23 : ESTIMATIVA DE DISTRIBUIÇÃO DA POPULAÇÃO 2030 POR MICROBACIA DE ESGOTAMENTO. ........................................................................... 64 TABELA 24 : RESULTADO DA DENSIDADE POPULACIONAL BEM COMO A PORCENTAGEM DE ÁREA IMPERMEÁVEL, POR SUB-BACIA HIDROGRÁFICA NO CENÁRIO DIRIGIDO. .................................................................................................... 69 TABELA 25: VAZÕES DE PICO NAS SUB-BACIAS DO CÓRREGO DO TANQUINHO72 TABELA 26 : VAZÕES DE PICO NAS SUB-BACIAS DO CÓRREGO DO TURI. ....... 73 TABELA 27: COMPARAÇÃO DA VAZÃO MÁXIMA NA FOZ DA BACIA DO CÓRREGO TURI EM DIFERENTES TEMPOS DE RETORNO. ................................... 75 TABELA 28: VAZÕES DE PICO NAS SUB-BACIAS DO RIO COMPRIDO. ............... 76 TABELA 29 : VAZÕES DE PICO NAS SUB-BACIAS DO CÓRREGO QUATRO RIBEIRAS. .................................................................................................................... 77 TABELA 30: VAZÕES DE PICO NAS SUB-BACIAS DO CÓRREGO SECO.............. 78 TABELA 31: APRESENTAÇÃO DO RESUMO DAS VAZÕES MÁXIMAS NA FOZ EM CADA BACIA HIDROGRÁFICA. .................................................................................. 80 TABELA 32: VAZÕES MÁXIMAS OBTIDAS NO HEC- HMS PARA CÓRREGO TANQUINHO – LEITO PRINCIPAL. ............................................................................. 89 TABELA 33: VAZÕES MÁXIMAS OBTIDAS NO HEC- HMS PARA CÓRREGO TANQUINHO – AFLUENTES. ...................................................................................... 90 ÍNDICE DE QUADRO QUADRO 01: ZONEAMENTO DA ÁREA DE ADENSAMENTO ................................. 59 QUADRO 02: ESTIMATIVA DE INCREMENTO POPULACIONAL ............................. 61 QUADRO 03: TIPOLOGIA DE OCUPAÇÃO E POPULAÇÃO 2010. ........................... 62 QUADRO 04: TIPOLOGIA DE OCUPAÇÃO E POPULAÇÃO 2030. ........................... 63 QUADRO 5:GLOSSÁRIO DE TEREMOS TÉCNICOS DO MODELO HEC-RAS ......... 82 ÍNDICE DE FIGURAS FIGURA 1: BACIAS HIDROGRÁFICAS DO MUNICÍPIO DE JACAREÍ ...................... 13 FIGURA 2: BACIA DO CÓRREGO TANQUINHO - DELIMITAÇÃO DAS SUB-BACIAS14 FIGURA 3: BACIA DO CÓRREGO TURI- DELIMITAÇÃO DAS SUB-BACIAS .......... 15 FIGURA 4: BACIA DO RIO COMPRIDO - DELIMITAÇÃO DAS SUB-BACIAS .......... 15 FIGURA 5: BACIA DO CÓRREGO QUATRO RIBEIRA - DELIMITAÇÃO DAS SUBBACIAS ......................................................................................................................... 16 FIGURA 6: BACIA DO CÓRREGO SECO - DELIMITAÇÃO DAS SUB-BACIAS ....... 17 FIGURA 7: DIAGRAMA UNIFILAR DA BACIA DO CÓRREGO TANQUINHO ........... 23 FIGURA 8: DIAGRAMA UNIFILAR DA BACIA DO CÓRREGO TURI ......................... 23 FIGURA 9: DIAGRAMA UNIFILAR DA BACIA DO RIO COMPRIDO ......................... 24 FIGURA 10: DIAGRAMA UNIFILAR DA BACIA DO CÓRREGO QUATRO RIBEIRA 24 FIGURA 11: DIAGRAMA UNIFILAR DA BACIA DO CÓRREGO SECO ..................... 25 FIGURA 12: VARIAÇÃO DO GRAU DE IMPERMEABILIZAÇÃO COM A DENSIDADE DEMOGRÁFICA ........................................................................................................... 29 FIGURA 13: APRESENTAÇÃO DA DENSIDADE POPULACIONAL (HAB/HA) NO CENÁRIO ATUAL. ........................................................................................................ 32 FIGURA 14: APRESENTAÇÃO DA PORCENTAGEM DE ÁREA IMPERMEÁVEL NO CENÁRIO ATUAL. ........................................................................................................ 32 FIGURA 15 HIDROGRAMA DE VAZÃO – FOZ– TR 50 ANOS – DURAÇÃO 3 HORAS34 FIGURA 16: HIDROGRAMA DE VAZÃO – FOZ– TR 50 ANOS – DURAÇÃO 2 HORAS.......................................................................................................................... 36 FIGURA 17: HIDROGRAMA AFLUENTE E EFLUENTE DA BACIA DE DETENÇÃO VILA FORMOSA PARA TR DE 50 ANOS E DURAÇÃO CRÍTICA DE 2 HORAS. ...... 37 FIGURA 18: HIDROGRAMA AFLUENTE E EFLUENTE DA BACIA DE DETENÇÃO JARDIM PITORESCO PARA TR DE 50 ANOS E DURAÇÃO CRÍTICA DE 2 HORAS.37 FIGURA 19: HIDROGRAMA DE VAZÃO – FOZ– TR 50 ANOS – DURAÇÃO 2 HORAS.......................................................................................................................... 38 FIGURA 20: HIDROGRAMA DE VAZÃO – FOZ– TR 50 ANOS – DURAÇÃO 2 HORAS.......................................................................................................................... 40 FIGURA 21: HIDROGRAMA DE VAZÃO – FOZ– TR 50 ANOS – DURAÇÃO 2 HORAS.......................................................................................................................... 41 FIGURA 22: APRESENTAÇÃO DA DENSIDADE POPULACIONAL (HAB/HA) NO CENÁRIO TENDENCIAL. ............................................................................................. 45 FIGURA 23: APRESENTAÇÃO DA PORCENTAGEM DE ÁREA IMPERMEÁVEL NO CENÁRIO TENDENCIAL. ............................................................................................. 45 FIGURA 24: HIDROGRAMA DE VAZÃO – FOZ– TR 50 ANOS – DURAÇÃO 3 HORAS.......................................................................................................................... 47 FIGURA 25: HIDROGRAMA DE VAZÃO – FOZ– TR 50 ANOS – DURAÇÃO 2 HORAS.......................................................................................................................... 49 FIGURA 26: HIDROGRAMA AFLUENTE E EFLUENTE DA BACIA DE DETENÇÃO VILA FORMOSA PARA DE TR DE 50 ANOS E DURAÇÃO CRÍTICA DE 2 HORAS. 49 FIGURA 27: HIDROGRAMA AFLUENTE E EFLUENTE DA BACIA DE DETENÇÃO JARDIM PITORESCO PARA TR DE 50 ANOS E DURAÇÃO CRÍTICA DE 2 HORAS.50 FIGURA 28: HIDROGRAMA AFLUENTE E EFLUENTE DA BACIA DE DETENÇÃO CHÁCARA COLEGINHO PARA TR DE 50 ANOS E DURAÇÃO CRÍTICA DE 2 HORAS.......................................................................................................................... 50 FIGURA 29: HIDROGRAMA AFLUENTE E EFLUENTE DA BACIA DE DETENÇÃO PARQUE DOS PRINCIPIES PARA TR DE 50 ANOS E DURAÇÃO CRÍTICA DE 2 HORAS.......................................................................................................................... 51 FIGURA 30: HIDROGRAMA DE VAZÃO – FOZ– TR 50 ANOS – DURAÇÃO 2 HORAS.......................................................................................................................... 52 FIGURA 31: HIDROGRAMA DE VAZÃO – FOZ– TR 50 ANOS – DURAÇÃO 2 HORAS.......................................................................................................................... 54 FIGURA 32: HIDROGRAMA DE VAZÃO – FOZ– TR 50 ANOS – DURAÇÃO 2 HORAS.......................................................................................................................... 55 FIGURA 33: MACROMETRÓPOLE LOGÍSTICA PROJETADA .................................. 56 FIGURA 34: DIRETRIZES REGIONAIS E LOCAIS ..................................................... 57 FIGURA 35: PREVISÃO DE ADENSAMENTO DE USO E OCUPAÇÃO .................... 58 FIGURA 36: URBANIZAÇÃO CONSOLIDADA JACAREÍ E SÃO JOSÉ DOS CAMPOS ....................................................................................................................... 60 FIGURA 37: CONDICIONANTES AMBIENTAIS .......................................................... 61 FIGURA 38 : CRUZAMENTO ENTRE AS DENSIDADES 2030 PARA O CENÁRIO DIRIGIDO E AS DENSIDADES ESTABELECIDAS PELO PDOT................................ 68 FIGURA 39: APRESENTAÇÃO DA DENSIDADE POPULACIONAL (HAB/HA) NO CENÁRIO DIRIGIDO. .................................................................................................... 71 FIGURA 40: APRESENTAÇÃO DA PORCENTAGEM DE ÁREA IMPERMEÁVEL NO CENÁRIO DIRIGIDO. .................................................................................................... 71 FIGURA 41: HIDROGRAMA DE VAZÃO – FOZ– TR 50 ANOS – DURAÇÃO 3 HORAS.......................................................................................................................... 73 FIGURA 42: HIDROGRAMA DE VAZÃO – FOZ– TR 50 ANOS – DURAÇÃO 2 HORAS.......................................................................................................................... 74 FIGURA 43: HIDROGRAMA DE VAZÃO – FOZ– TR 50 ANOS – DURAÇÃO 2 HORAS.......................................................................................................................... 76 FIGURA 44: HIDROGRAMA DE VAZÃO – FOZ– TR 50 ANOS – DURAÇÃO 2 HORAS.......................................................................................................................... 78 FIGURA 45: HIDROGRAMA DE VAZÃO – FOZ– TR 50 ANOS – DURAÇÃO 2 HORAS.......................................................................................................................... 79 FIGURA 46: FLUVIOGRAMA OBSERVADO NA ESTAÇÃO FLUVIOMÉTRICA DO SAAE NO PERÍODO DE JANEIRO 1999 A JULHO DE 2010. .................................... 87 FIGURA 47: BACIA DO CÓRREGO TANQUINHO – LOCALIZAÇÃO DOS TRECHOS QUE FORAM REALIZADAS AS SIMULAÇÕES HIDRÁULICAS. ............................... 88 FIGURA 48: PERFIL HIDRÁULICO DO CÓRREGO TANQUINHO – TRECHO 01CENÁRIO ATUAL. ................................................ ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO. FIGURA 49: PERFIL HIDRÁULICO DO CÓRREGO TANQUINHO – TRECHO 02 CENÁRIO ATUAL. ................................................ ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO. FIGURA 50: PERFIL HIDRÁULICO DO CÓRREGO TANQUINHO – TRECHO 03 CENÁRIO ATUAL. ................................................ ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO. FIGURA 51: PERFIL HIDRÁULICO DO CÓRREGO TANQUINHO – TRECHO 01CENÁRIO TENDENCIAL. ..................................... ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO. FIGURA 52: PERFIL HIDRÁULICO DO CÓRREGO TANQUINHO – TRECHO 02 CENÁRIO TENDENCIAL. ..................................... ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO. FIGURA 53: PERFIL HIDRÁULICO DO CÓRREGO TANQUINHO – TRECHO 03CENÁRIO TENDENCIAL. ..................................... ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO. FIGURA 54: PERFIL HIDRÁULICO DO CANAL PAULISTANO - CENÁRIO ATUAL.ERRO! INDIC FIGURA 55: PERFIL HIDRÁULICO DO CANAL PAULISTANO - CENÁRIO TENDENCIAL. ...................................................... ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO. FIGURA 56: PERFIL HIDRÁULICO DO CANAL SÃO LUIZ – CENÁRIO ATUAL.ERRO! INDICADO FIGURA 57: PERFIL HIDRÁULICO DO CANAL SÃO LUIZ – CENÁRIO TENDENCIAL. ...................................................... ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO. FIGURA 58: PERFIL HIDRÁULICO DO AFLUENTE C – CENÁRIO ATUALERRO! INDICADOR N FIGURA 59: PERFIL HIDRÁULICO DO AFLUENTE C – CENÁRIO TENDENCIAL.ERRO! INDICA FIGURA 60: PERFIL HIDRÁULICO DO AFLUENTE D – TRECHO01- CENÁRIO ATUAL. ................................................................. ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO. FIGURA 61: PERFIL HIDRÁULICO DO AFLUENTE D - TRECHO 02- CENÁRIO ATUAL. ................................................................. ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO. FIGURA 62: PERFIL HIDRÁULICO DO AFLUENTE D – TRECHO 01 - CENÁRIO TENDENCIAL ....................................................... ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO. FIGURA 63: PERFIL HIDRÁULICO DO AFLUENTE D –– TRECHO 02- CENÁRIO TENDENCIAL ....................................................... ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO. FIGURA 64: PERFIL HIDRÁULICO DO AFLUENTE E – TRECHO 01- CENÁRIO ATUAL .................................................................. ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO. FIGURA 66: PERFIL HIDRÁULICO DO AFLUENTE E – TRECHO 01 - CENÁRIO TENDENCIAL. ...................................................... ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO. FIGURA 67: PERFIL HIDRÁULICO DO AFLUENTE E– TRECHO 02 – CENÁRIO TENDENCIAL. ...................................................... ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO. 1 - INTRODUÇÃO Este documento constitui a Revisão 01 do Segundo Relatório – R2 Formulações de Cenários, Diagnóstico e Prognóstico das Inundações, parte integrante do projeto denominado “Elaboração do Plano Diretor de Drenagem do Município de Jacareí”, conforme estabelecido no Contrato nº 6.007.00/2010 celebrado entre a Secretaria de Infraestrutura Municipal, da Prefeitura Municipal de Jacareí e a Companhia Brasileira de Projetos e Empreendimentos – COBRAPE. O presente apresenta a formulação e desenvolvimento de cenários e o diagnóstico das Inundações da bacia do córrego Tanquinho, os diagnósticos das demais bacias serão apresentados em volumes individuais. 2 - FORMULAÇÃO DE CENÁRIOS Esta atividade teve por objetivo definir os arranjos ou alternativas potencialmente viáveis para a evolução do uso e ocupação do solo na área do município de Jacareí, correlacionando-os com as influências, seja por intensificação ou surgimento, sobre eventuais problemas que afetam o desempenho operacional do sistema de drenagem. A primeira condicionante a ser considerada na avaliação de cenários refere-se ao adensamento da área urbanizada com os conseqüentes aumentos das áreas impermeabilizadas e dos escoamentos pluviais. Nesse contexto, foram preparados os cenários dirigido e tendencial, onde a evolução pode ser influenciada por fatores econômicos externos (regionais) e/ou induzida a partir da imposição de condicionantes para o plano de ordenamento territorial. Uma segunda vertente para o estabelecimento de cenários alternativos diz respeito às propostas de intervenções estruturais, mitigadoras – cujas implementações visam solucionar problemas de drenagem pré-existentes, ou preventivas – que têm por objetivo preparar o sistema de drenagem para um adequado funcionamento, mesmo nas condições futuras, que serão apresentadas no relatório 3. Finalmente, permeando ou combinando-se com as condicionantes anteriores, concorrem as propostas de ações de cunho não estruturais. Em síntese, o estudo compreende a montagem de configurações de estruturas hidráulicas e afins, contemplando os diversos usos urbanos e, inclusive, as medidas não estruturais, que serão apresentadas no relatório 4. Em seguida, cada uma das alternativas será avaliada, conforme detalhado nas atividades seguintes. 2.1 - Análise da influência sobre os escoamentos pluviais Uma das principais atividades envolvidas na avaliação de cenários em estudos de drenagem urbana refere-se à determinação das alterações nas magnitudes dos deflúvios superficiais de uma bacia hidrográfica, considerada uma seção de referência, frente às diferentes alternativas de arranjos estruturais e não estruturais propostas. Para essa determinação, os estudos hidrológicos forma conduzidos a partir da aplicação de modelo de simulação hidrológica. 2.1.1 - Modelo Matemático de Simulação – Modelo Hidrológico Para caracterização dos problemas associados à macrodrenagem, necessita-se inicialmente das estimativas das vazões afluentes aos diferentes pontos ou seções de referência de uma dada bacia hidrográfica. As vazões afluentes são associadas a uma determinada probabilidade de ocorrência, em geral, tratada em número de anos ou período de retorno, que por sua vez resulta da aplicação de metodologias estatísticas às séries de observações pluviométricas disponíveis para localidades de monitoramento da própria bacia ou do entorno próximo. A estimativa das vazões máximas afluentes às seções de referência foi efetuada a partir da aplicação do Modelo Hidrológico HEC-HMS1. O modelo permite a reunião, em um único software, dos algoritmos de desagregação de precipitações, infiltração, escoamento superficial e geração de hidrogramas sintéticos para bacias hidrográficas. 2.1.1.2 - Preparação de Dados para o Modelo Hidrológico HEC-HMS O município de Jacareí apresenta quatro bacias hidrográficas representadas na figura 01, sendo elas: - Bacia Hidrográfica do Rio Paraíba do Sul; - Bacia Hidrográfica de Santa Branca; - Bacia Hidrográfica do Rio Parateí; e - Bacia Hidrográfica do Rio Jaguari. 1 ‘Hydrological Engeneering Center – Hudrological Modelling System” - US Corps of Engeneers Figura 1: Bacias Hidrográficas do Município de Jacareí Sendo objeto do Plano Diretor de Drenagem, principalmente, a área urbana do município de Jacareí, foram destacadas as bacias de maior interesse para a modelagem hidrológica: Córrego Turi; Tanquinho; Rio Comprido; Seco e Quatro Ribeira. Todas essas bacias estão inseridas na bacia Hidrográfica do Rio Paraíba do Sul. Bacia do Córrego Tanquinho O Córrego Tanquinho é afluente da margem esquerda do Rio Paraíba do Sul, com uma área de drenagem total de 15,97 Km2, e extensão de 7,88 Km, sendo em sua maioria em canal natural. A bacia do Canal do Tanquinho é composta por terrenos em colinas no seu trecho superior e uma ampla várzea a jusante da travessia da Av. Lucas Nogueira Garcez. A figura 02 apresenta as microbacias do Córrego Tanquinho, considerando um nível de desagregação ou detalhamento ajustado às necessidades de estimativas das vazões de cheias ao longo de seções de referência tomadas ao longo de suas calhas fluviais. Figura 2: Bacia do Córrego Tanquinho - Delimitação das Sub-Bacias Bacia do Córrego Turi O Córrego Turi é afluente da margem direita do Rio Paraíba do Sul, com uma área de drenagem total de 19,36 Km2, e extensão de 10,66 Km, sendo em sua maioria em canal natural. A figura 03 apresenta as microbacias do Córrego Turi, cujo detalhamento permite estimar vazões de cheias máximas ao longo de todas as calhas fluviais. Figura 3: Bacia do córrego Turi- delimitação das sub-bacias Bacia do Rio Comprido O Rio Comprido é afluente da margem direita do Rio Paraíba do Sul, com uma área de drenagem total de 47,18 Km2, e extensão de 17,14 Km, sendo em sua maioria em canal natural. A figura 04 apresenta as microbacias do Rio Comprido, cujo detalhamento permite estimar vazões de cheias máximas ao longo de todas as calhas fluviais. Figura 4: Bacia do Rio Comprido - Delimitação das Sub-Bacias Bacia do Córrego Quatro Ribeiras O Córrego Quatro Ribeiras é afluente da margem direita do Rio Paraíba do Sul, com uma área de drenagem total de 12,85 Km2, e extensão de 7,25Km, sendo em sua maioria em canal natural. A figura 05 a seguir apresenta as microbacias do Córrego Quatro Ribeiras, cujo detalhamento permite estimar vazões de cheias máximas ao longo de todas as calhas fluviais. Figura 5: Bacia do Córrego Quatro Ribeira - Delimitação das Sub-Bacias Bacia do Córrego Seco O Córrego Seco é afluente da margem esquerda do Rio Paraíba do Sul, com uma área de drenagem total de 8,70 Km2, e extensão de 7,6 Km, sendo em sua maioria em canal natural. A figura 06 a seguir apresenta as microbacias do Córrego Seco, cujo detalhamento permite estimar vazões de cheias máximas ao longo de todas as calhas fluviais. Figura 6: Bacia do córrego Seco - delimitação das sub-bacias Os dados para geração do modelo hidrológico estão apresentados nas Tabelas de 1 a 5. Tabela 1 : Dados para elaboração do Modelo Hidrológico – Bacia do Córrego do Tanquinho Tabela 2: Dados para elaboração do Modelo Hidrológico – Bacia do Córrego do Turi Tabela 3: Dados para elaboração do Modelo Hidrológico – Bacia do Córrego Rio Comprido Tabela 4: Dados para elaboração do Modelo Hidrológico – Bacia do Córrego Quatro Ribeiras Tabela 05: Dados para elaboração do Modelo Hidrológico – Bacia do Córrego Seco Inseridos os dados de entrada no modelo computacional HEC-HMS, foram realizadas simulações com o objetivo de determinar os hidrogramas de cheias, para a duração crítica e diferentes períodos de retorno. CONFIGURAÇÕES DAS BACIAS PARA O MODELO HIDROLÓGICO As Figuras 07 a 11 apresentam o modelo topológico das bacias em estudo, desenvolvidos no modelo HEC-HMS. Figura 7: Diagrama Unifilar da Bacia do Córrego Tanquinho Figura 8: Diagrama Unifilar da Bacia do Córrego Turi Figura 9: Diagrama Unifilar da Bacia do Rio Comprido Figura 10: Diagrama Unifilar da Bacia do Córrego Quatro Ribeira Figura 11: Diagrama Unifilar da Bacia do Córrego Seco Chuvas de Projeto Como a cidade de Jacareí não apresenta uma equação de chuvas intensas, a equação adotada foi a definida para a cidade de Taubaté2: it,T = 54,5294 (t+30)–0,9637+ 11,0319 (t+20)–0,9116.[–0,4740–0,8839 ln ln(T/T–1)] Onde: 10 ≤ t ≤ 1440 i: intensidade da chuva, correspondente à duração t e período de retorno T, em mm/min; t: duração da chuva em minutos; 2 “Equações de Chuvas Intensas no Estado de São Paulo” – Departamento de Águas e Energia Elétrica – DAEE / Centro Tecnológico de Hidráulica e Recursos Hidricos, Outubro/1999. T: período de retorno em anos. Na Tabela 06 a seguir é apresentada a distribuição temporal da chuva de projeto para período de retorno de 5, 10, 25, 50 e 100 anos, duração de 2 horas e intervalo de cálculo de 10 minutos. Tabela 6: Distribuição temporal da chuva de projeto Tempo (min) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 Período de Retorno - TR 10 25 50 100 Precipitação (mm) 1.479 1.69 1.955 2.152 2.348 1.976 2.252 2.601 2.859 3.116 2.808 3.195 3.684 4.047 4.407 4.375 4.978 5.741 6.306 6.867 7.953 9.088 10.523 11.587 12.643 19.846 23.146 27.314 30.407 33.476 11.842 13.617 15.861 17.525 19.177 5.751 6.552 7.564 8.316 9.061 3.455 3.931 4.531 4.976 5.418 2.334 2.658 3.066 3.37 3.67 1.699 1.938 2.24 2.465 2.687 1.302 1.489 1.725 1.9 2.074 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 5 Determinação da duração crítica das chuvas intensas A determinação da duração crítica da precipitação foi realizada por meio de simulações chuvavazão para os eventos pluviométricos com diferentes durações, identificando aquela que produziu a maior vazão de pico no exutório das bacias. Foram gerados hidrogramas de cheias no exutório de cada bacia (ponto de controle Foz do modelo hidrológico), resultantes das simulações para eventos de diferentes durações e período de retorno de 50 anos, apresentados no Anexo II. Os resultados indicaram que o evento que resultou na situação mais crítica, ou seja, na maior vazão de cheia, praticamente em todas as bacias, foi equivalente à duração de 120 minutos com exceção a bacia hidrográfica do córrego Tanquinho que apresentou a duração de 180 minutos. Dessa forma, os eventos de precipitação de duração igual a 120 ou 180 minutos foram adotados para a determinação dos hidrogramas de cheias relativos aos demais períodos de retorno. 2.2 - Cenário Atual - 2010 Esse cenário representa a condição atual, 2010, de uso e ocupação do solo para o município de Jacareí. O número de habitantes no cenário atual foram obtidos por meio do Censo IBGE 2010. A população total de 211.214 habitantes foi distribuída por bacias de esgotamento proporcionalmente, conforme estudo populacional e distribuição espacial por Bacias de Esgotamento Sanitário (Consórcio Cobrape/Gerentec)3. No entanto, como esse estudo de drenagem é realizado por bacias hidrográficas, foi realizado no software Arc- GIS o cruzamento da base com as delimitações das bacias de esgotamento e a base das delimitações das bacias hidrográficas para enfim obter o número de habitantes por bacia hidrográfica. Com relação à impermeabilidade do solo o método para cálculo, específico para áreas com ocupação urbana, foi baseado em coleta de dados nas cidades de São Paulo, Porto Alegre e Curitiba, desenvolvido por Campana e Tucci, 1994. Neste estudo associou-se a densidade demográfica ao grau de impermeabilização do solo, conforme mostrado na figura 12. Essa metodologia permite por meio da projeção do crescimento anual da população, fornecer indicações acerca da impermeabilização da bacia para diferentes horizontes de projeto. . 3 Projeto “Elaboração de Estudos e Projeto Básico do Sistema de Esgoto Sanitário Córrego Turi e Margem Esquerda do Rio Paraíba do Sul e Projeto Executivo do Sistema Córrego Turi e Bacias B 2.1 e B 2.2 realizado para o SAEE. Figura 12: Variação do grau de impermeabilização com a densidade demográfica O ajuste efetuado aos pontos definidos pelos pares de densidade habitacional e área impermeável, calculadas para algumas das grandes metrópoles brasileiras, resultou nas equações apresentadas a seguir: Aimpermeável = - 3,86 + 0,55 d (para d ≤ 115 hab/ha) Aimpermeável = 53,2 + 0,054 d (para d > 115 hab/ha) onde: Aimpermeável = % de área impermeável em relação à área total da bacia: d = densidade populacional (hab/ha). A área impermeável é entendida como a área que não permite infiltração da água da chuva e a água precipitada sobre a mesma escoa diretamente para a rede pluvial. Estas relações foram obtidas para as seguintes condições: • Bacias com áreas acima de 2 Km2.; • Áreas com predominância de ocupação residencial; • Distribuição uniforme de ocupação uni a multifamiliar; • Bacias com acentuado relevo e grandes áreas verdes poderão ocorrer distorções. A tabela 7 apresenta o resultado da densidade populacional bem como a porcentagem de área impermeável, por sub-bacia hidrográfica no cenário atual – 2010. Tabela 7: Resultado da densidade populacional e da porcentagem de área impermeável por subbacia hidrográfica no cenário atual – 2010. RIO COMPRIDO CÓRREGO DO TURI CÓRREGO DO TANQUINHO BACIA MICRO-BACIA DENSIDADE (hab/ha) % ÁREA IMPERMEÁVEL B20-A B20-B B20-C B20-D B20-E B20-F B20-G B20-H B20-Ia B20-Ib B20-J B20-L B20-M B20-N B20-Oa. B20-Ob B20-P B20-Q B20-R B37-A B37-B B37-C B37-D B37-E B37-F B37-G B37-H B37-I B37-J B37-L B37-M B36-A B36-B B36-C B36-D B36-E B36-F B36-G B36-H 2,66 0,55 1,48 36,59 36,29 4,89 0,41 32,23 14,64 57,13 0,58 16,31 31,23 2,58 6,77 57,73 2,63 2,80 0,00 6,74 0,53 8,21 26,41 40,03 40,34 66,61 78,58 81,92 76,98 81,46 81,53 0,40 0,06 1,76 0,44 1,12 6,33 5,84 18,77 0,00 0,00 0,00 16,27 16,10 0,00 0,00 13,86 4,19 27,56 0,00 5,11 13,32 0,00 0,00 27,89 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,66 10,66 18,16 18,33 32,78 39,36 41,19 38,48 40,94 40,98 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 6,46 CÓRREGO SECO CÓRREGO DO QUATRO RIBEIRA BACIA MICRO-BACIA DENSIDADE (hab/ha) % ÁREA IMPERMEÁVEL B36-I B36-J B49-A B49-B B49-C B49-D B49-E B49-F B49-G B49-H B49-I B49-J B49-L B49-M B49-N B49-O B49-P B49-Q B49-R B49-S B49-T B49-U B-32A B-32B B-32C B-32D B-32E 10,35 4,75 0,02 3,85 0,62 1,28 3,69 2,28 2,04 1,28 5,59 1,28 1,47 27,99 7,28 0,01 1,60 0,89 2,01 2,03 2,05 2,65 47,09 44,87 47,44 31,58 9,42 1,83 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 11,54 0,15 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 22,04 20,82 22,23 13,51 1,32 A figura 13 apresenta a densidade populacional (hab/ha) e a figura 14 apresenta a porcentagem de área impermeável no cenário atual. Figura 13: Apresentação da densidade populacional (hab/ha) no cenário atual. Figura 14: Apresentação da porcentagem de área impermeável no cenário atual. 2.2.1 – Resultados do Modelo Hidrológico 2.2.1.1 – Bacia do Córrego do Tanquinho Os resultados das vazões de pico nas sub-bacias do córrego do Tanquinho, geradas para os períodos de retorno de 5, 10, 25, 50 e 100, e duração crítica de 3 horas estão apresentados na Tabela 8 . Tabela 8: Vazões de pico nas sub-bacias do córrego do Tanquinho Sub-bacia B-20A B-20B B-20C B-20D B-20E B-20F B-20G B-20H B-20I-a B-20I-b B-20J B-20L B-20M B-20N B-20O-a B-20O-b B-20P B-20Q B-20R Foz Área (km2) 0,56 0,03 0,29 0,23 0,17 0,52 0,21 0,28 4,50 0,55 0,21 0,36 0,78 1,06 1,99 1,86 0,40 1,34 0,63 - Lag time (min) 8,85 3,72 14,09 8,30 5,65 5,58 6,50 7,48 35,01 6,79 7,65 13,70 16,04 23,72 12,37 17,46 16,91 37,05 19,24 - TR5 1,10 0,10 0,50 0,90 0,70 1,20 0,50 1,00 7,80 3,20 0,40 0,70 2,20 1,30 3,70 7,80 0,60 1,30 0,90 26,60 TANQUINHO Vazão máxima (m3/s) TR10 TR25 TR50 1,90 3,20 4,20 0,10 0,20 0,30 0,80 1,30 1,80 1,40 2,00 2,60 1,10 1,60 2,10 2,00 3,20 4,40 0,80 1,30 1,70 1,60 2,40 3,00 11,80 17,70 22,50 4,40 6,20 7,70 0,80 1,20 1,70 1,00 1,50 2,00 3,30 5,00 6,40 2,00 3,10 4,10 5,90 9,80 13,10 11,10 15,60 19,30 0,90 1,40 1,80 2,00 3,00 3,90 1,30 2,10 2,70 39,50 58,40 73,80 TR100 5,40 0,40 2,30 3,10 2,50 5,50 2,10 3,60 27,80 9,20 2,10 2,50 7,90 5,00 16,60 23,20 2,20 4,80 3,30 90,10 CN médio Atual 61 61 61 67 67 61 61 66 63 71 61 63 66 61 61 71 61 61 61 - O hidrograma de vazão na foz da bacia do Córrego Tanquinho é apresentado na Figura 15, para o TR de 50 anos e duração crítica de 3 horas. Figura 15 Hidrograma de vazão – Foz– TR 50 ANOS – Duração 3 horas 2.2.1.2 – Bacia do Córrego do Turi Na simulação do cenário atual da Bacia do Turi foi considerada a influência da Bacia de Detenção Vila Formosa e a Bacia de Detenção Jardim Pitoresco, em operação no sistema de drenagem. A tabela 9 apresenta a curva Cota x Descarga da Bacia de Detenção Vila Formosa e a tabela 10 da Bacia de Detenção Jardim Pitoresco. Tabela 9 : Curva Cota X Descarga da Bacia de Detenção Vila Formosa Cota 584.50 585.00 585.58 586.00 587.00 588.00 589.00 590.00 591.00 BACIA DE DETENÇÃO VILA FORMOSA Vazão de descarga (m/s) 0 1.15 2.09 2.56 3.30 3.90 4.43 4.90 5.32 Tabela 10: Curva Cota X Descarga da Bacia de Detenção Jardim Pitoresco BACIA DE DETENÇÃO JARDIM PITORESCO Cota Vazão de descarga (m/s) 591 0 592 1,53 593,27 3,36 594 4,12 595 4,9 596 5,57 597 6,18 Os resultados das vazões de pico nas sub-bacias do Córrego do Turi, geradas para os períodos de retorno de 5, 10, 25, 50 e 100, e duração crítica de 2 horas estão apresentados na Tabela 11. Tabela 11: Vazões de pico nas sub-bacias do Córrego do Turi. TURI - COM BDVF E BDJP Vazão máxima (m3/s) Subbacia Área (km2) Lag time (min) TR5 TR10 TR25 TR50 TR100 37A 37B 37C 37D 37E 37F 37G 37H 37I 37J 37L 37M Foz 1,62 2,63 2,16 1,52 0,86 1,82 1,16 0,54 0,63 0,53 1,48 0,97 - 22,17 37,14 14,68 8,70 8,57 19,70 14,28 6,37 7,47 10,87 12,06 16,95 - 2,60 3,30 4,00 4,90 3,80 6,10 6,50 4,60 5,10 3,70 10,70 6,20 31,50 4,20 5,30 6,50 7,70 5,60 8,80 9,00 6,20 7,00 5,10 14,70 8,40 43,20 6,70 8,40 10,50 11,80 8,10 12,90 12,60 8,30 9,60 7,00 20,00 11,50 59,30 8,80 11,00 13,80 15,10 10,10 16,30 15,40 10,10 11,60 8,50 24,20 14,00 72,40 11,20 13,90 17,70 18,60 12,30 19,90 18,20 12,00 13,60 10,00 28,60 16,50 85,90 CN médio Atual 61 61 61 65 68 68 73 76 76 75 76 76 - O hidrograma de vazão da foz da bacia do Córrego Turi é apresentado na Figura 16, para o TR de 50 anos e duração crítica de 2 horas. Figura 16: Hidrograma de vazão – Foz– TR 50 ANOS – Duração 2 horas A Figura 17 apresenta o hidrograma afluente e efluente da bacia de detenção Vila Formosa e a figura 18 apresenta o hidrograma afluente e efluente da bacia de detenção Jardim Pitoresco, nos dois casos para o TR de 50 anos e duração crítica de 2 horas. Como forma de facilitar a interpretação das figuras segue a legenda de identificação de cada tipo de linha representada nos gráficos: Volume de água armazenado na bacia de detenção Elevação do nível d’ água na bacia de detenção Hidrograma de vazão afluente Hidrograma de vazão efluente Figura 17: Hidrograma afluente e efluente da bacia de detenção Vila Formosa para TR de 50 anos e duração crítica de 2 horas. A Figura 18 apresenta o hidrograma afluente e efluente da bacia de detenção Jardim Pitoresco para TR de 50 anos e duração crítica de 2 horas. Figura 18: Hidrograma afluente e efluente da bacia de detenção Jardim Pitoresco para TR de 50 anos e duração crítica de 2 horas. 2.2.1.3 – Bacia do Rio Comprido Os resultados das vazões de pico nas sub-bacias do córrego do Rio Comprido, geradas para os períodos de retorno de 5, 10, 25, 50 e 100, e duração crítica de 2 horas estão apresentados na Tabela 12. Tabela 12: Vazões de pico nas sub-bacias do Rio Comprido. Subbacia Área (km2) B-36A B-36B B-36C B-36D B-36E B-36F B-36G B-36H B-36I B-36J Foz 5,67 12,84 2,61 3,33 2,91 2,32 2,10 8,84 1,95 4,62 - Lag time (min) 33,25 66,70 22,92 15,49 9,76 7,23 9,84 80,27 17,74 28,91 - RIO COMPRIDO Vazão máxima (m3/s) TR5 TR10 TR25 TR50 TR100 7,50 11,20 4,10 6,00 5,90 5,00 4,30 8,20 3,80 6,50 34,10 12,10 17,90 6,60 9,80 9,90 8,60 7,20 12,70 6,10 10,60 54,00 19,20 28,10 10,60 15,90 16,00 14,00 11,50 19,40 9,50 16,80 83,90 25,30 36,70 14,00 21,00 21,50 18,40 15,50 24,90 12,60 22,20 108,90 31,90 46,00 17,70 26,50 27,40 23,00 19,70 30,90 15,90 28,00 135,90 CN médio Atual 61 61 61 61 61 61 61 63 62 61 - O hidrograma de vazão da foz da bacia do Rio Comprido é apresentado na Figura 19, para o TR de 50 anos e duração crítica de 2 horas. Figura 19: Hidrograma de vazão – Foz– TR 50 ANOS – Duração 2 horas 2.2.1.4 – Bacia do Córrego Quatro Ribeiras Os resultados das vazões de pico nas sub-bacias do Córrego Quatro Ribeiras, geradas para os períodos de retorno de 5, 10, 25, 50 e 100, e duração crítica de 2 horas estão apresentados na Tabela 13. Tabela 13: Vazões de pico nas sub-bacias do Córrego Quatro Ribeiras. Subbacia Área (km2) B-49A B-49B B-49C B-49D B-49E B-49F B-49G B-49H B-49I B-49J B-49L B-49M B-49N B-49O B-49P 1,34 1,63 0,54 0,32 0,68 0,31 0,35 0,47 0,18 0,33 0,49 1,18 0,25 1,85 0,83 Lag time (min) 22,72 17,52 14,09 5,03 14,51 9,68 5,69 12,42 6,33 9,82 10,37 11,63 5,16 21,33 8,36 B-49Q B-49R B-49S B-49T B-49U Foz 0,63 0,84 0,31 0,06 0,25 - 15,65 9,92 11,64 4,82 5,56 - QUATRO RIBEIRAS Vazão máxima (m3/s) TR5 TR10 TR25 TR50 TR100 2,10 2,80 1,00 0,70 1,20 0,60 0,80 0,90 0,40 0,70 1,00 3,60 0,60 3,00 1,80 3,40 4,60 1,70 1,20 2,10 1,10 1,30 1,50 0,70 1,10 1,60 5,50 1,00 4,90 2,90 5,50 7,40 2,60 2,00 3,30 1,70 2,10 2,40 1,10 1,80 2,60 8,30 1,60 7,70 4,80 7,20 9,80 3,50 2,70 4,40 2,30 2,90 3,20 1,40 2,40 3,50 10,70 2,10 10,30 6,40 9,10 12,50 4,50 3,50 5,60 2,90 3,70 4,10 1,80 3,10 4,50 13,40 2,70 13,00 8,10 CN médio Atual 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 65 61 61 61 1,10 1,70 0,60 0,10 0,60 15,30 1,90 2,90 1,00 0,20 1,00 24,30 3,00 4,60 1,60 0,40 1,50 38,00 4,00 6,20 2,20 0,50 2,10 49,50 5,00 7,90 2,70 0,70 2,60 61,90 61 61 61 61 61 - O hidrograma de vazão da foz da bacia do Córrego Quatro Ribeiras é apresentado na figura 20, para o TR de 50 anos e duração crítica de 2 horas. Figura 20: Hidrograma de vazão – Foz– TR 50 ANOS – Duração 2 horas 2.2.1.5 – Bacia do Córrego Seco Os resultados das vazões de pico nas sub-bacias do Córrego Seco, geradas para os períodos de retorno de 5, 10, 25, 50 e 100, e duração crítica de 2 horas estão apresentados na Tabela 14. Tabela 14: Vazões de pico nas sub-bacias do Córrego Seco SECO Vazão máxima (m3/s) Subbacia Área (km2) Lag time (min) TR5 TR10 TR25 TR50 TR100 32 A 32 B 32 C 32 D 32 E Foz 1,74 0,79 0,38 3,61 2,16 - 14,93 10,22 8,96 32,16 16,21 - 7,00 3,50 1,80 8,00 3,80 19,20 10,10 5,20 2,60 12,00 6,30 28,20 14,80 7,60 3,80 17,70 10,20 41,60 18,60 9,60 4,70 22,40 13,40 52,60 22,50 11,60 5,60 27,60 17,00 64,10 CN médio Atual 69 69 69 66 61 - O hidrograma de vazão da foz da bacia do Córrego Seco é apresentado na figura 21, para o TR de 50 anos e duração crítica de 2 horas. Figura 21: Hidrograma de vazão – Foz– TR 50 ANOS – Duração 2 horas 2.3 – Cenário Tendencial - 2030 Esse cenário representa a condição futura, para o horizonte de projeto de 20 anos, de uso e ocupação do solo para o município de Jacareí. A determinação da população prevista para o cenário tendencial, que consequentemente embasou o cálculo da impermeabilização para esse mesmo cenário, foi determinada por meio da taxa de crescimento anual prevista no estudo para o SAEE4, assim obteve- se a população prevista para o ano de 2030 por bacia de esgotamento de 257.913 habitantes. De acordo com este estudo, o crescimento populacional para o município de Jacareí foi dimensionado pelo método das componentes demográficas, que levam em consideração as variáveis fecundidade, mortalidade e saldo migratório. Este método realiza a projeção a partir de uma população base e das três variáveis citadas, que determinam mudanças no crescimento e na estrutura deste mesmo contingente inicial. Como no cenário atual, para a obtenção final da população por bacia hidrográfica novamente foi utilizado o software Arc- GIS, como já explicado anteriormente no item 2.2. Com relação à determinação das áreas impermeáveis a metodologia utilizada para a elaboração do cenário tendencial foi a mesma utilizada para o cenário atual. A tabela 15 apresenta a densidade populacional bem como a porcentagem de área impermeável, por sub-bacia hidrográfica no Cenário Tendencial. 4 Projeto “Elaboração de Estudos e Projeto Básico do Sistema de Esgoto Sanitário Córrego Turi e Margem Esquerda do Rio Paraíba do Sul e Projeto Executivo do Sistema Córrego Turi e Bacias B 2.1 e B 2.2 realizado para o SAEE. Tabela 15: Resultado da densidade populacional e da porcentagem de área impermeável por subbacia hidrográfica no cenário tendencial. RIO COMPRIDO CÓRREGO DO TURI CÓRREGO DO TANQUINHO BACIA MICRO-BACIA DENSIDADE (hab/ha) % ÁREA IMPERMEÁVEL B20-A 3,67 0,00 B20-B 1,53 0,00 B20-C 3,99 0,00 B20-D 38,99 17,59 B20-E 38,85 17,51 B20-F 5,51 0,00 B20-G 0,85 0,00 B20-H 34,57 15,15 B20-Ia 20,37 7,34 B20-Ib 59,51 28,87 B20-J 1,41 0,00 B20-L 19,73 6,99 B20-M 34,33 15,02 B20-N 6,32 0,00 B20-Oa. 14,31 4,01 B20-Ob 70,33 34,82 B20-P 6,44 0,00 B20-Q 4,62 0,00 B20-R 0,00 0,00 B37-A 7,51 0,27 B37-B 0,61 0,00 B37-C 10,36 1,84 B37-D 32,96 14,27 B37-E 48,45 22,79 B37-F 48,25 22,68 B37-G 75,22 37,51 B37-H 87,64 44,34 B37-I 91,22 46,31 B37-J 86,04 43,46 B37-L 90,71 46,03 B37-M 90,83 46,10 B36-A 0,87 0,00 B36-B 0,14 0,00 B36-C 3,86 0,00 B36-D 1,17 0,00 B36-E 2,20 0,00 B36-F 10,36 1,84 B36-G 9,60 1,42 B36-H 28,93 12,05 B36-I 20,11 7,20 B36-J 3,80 0,00 CÓRREGO SECO CÓRREGO DO QUATRO RIBEIRA BACIA MICRO-BACIA DENSIDADE (hab/ha) % ÁREA IMPERMEÁVEL B49-A 0,03 0,00 B49-B 4,39 0,00 B49-C 1,15 0,00 B49-D 2,40 0,00 B49-E 5,08 0,00 B49-F 3,60 0,00 B49-G 3,31 0,00 B49-H 2,39 0,00 B49-I 6,97 0,00 B49-J 2,39 0,00 B49-L 2,58 0,00 B49-M 29,44 12,33 B49-N 9,16 1,18 B49-O 0,03 0,00 B49-P 3,35 0,00 B49-Q 1,86 0,00 B49-R 4,21 0,00 B49-S 4,25 0,00 B49-T 4,29 0,00 B49-U 4,83 0,00 B-32A 56,37 27,14 B-32B 53,76 25,71 B-32C 56,71 27,33 B-32D 37,56 16,80 B-32E 12,50 3,01 A figura 22 apresenta a densidade populacional (hab/ha) e a figura 23 apresenta a porcentagem de área impermeável no cenário tendencial. Figura 22: Apresentação da densidade populacional (hab/ha) no Cenário Tendencial. Figura 23: Apresentação da porcentagem de área impermeável no Cenário Tendencial. 2.3.1 – Resultados do Modelo Hidrológico 2.3.1.1 – Bacia do Córrego do Tanquinho Os resultados das vazões de pico nas sub-bacias do córrego do Tanquinho, geradas para os períodos de retorno de 5, 10, 25, 50 e 100, e duração crítica de 3 horas estão apresentados na Tabela 16. Tabela 16: Vazões de pico nas sub-bacias do Córrego do Tanquinho. TANQUINHO Vazão máxima (m3/s) Subbacia Área (km2) Lag time (min) TR5 TR10 TR25 TR50 TR100 B-20A B-20B B-20C B-20D B-20E B-20F B-20G B-20H B-20I-a B-20I-b B-20J B-20L B-20M B-20N B-20O-a B-20O-b B-20P B-20Q B-20R Foz 0,56 0,03 0,29 0,23 0,17 0,52 0,21 0,28 4,50 0,55 0,21 0,36 0,78 1,06 1,99 1,86 0,40 1,34 0,63 - 8,85 3,72 14,09 8,30 5,65 5,58 6,50 7,48 35,01 6,79 7,65 13,70 16,04 23,72 12,37 17,46 16,91 37,05 19,24 - 1,10 0,10 0,50 1,00 0,70 1,20 0,50 1,20 8,50 3,40 0,40 0,70 2,40 1,30 4,00 9,70 0,60 1,30 0,90 29,00 1,90 0,10 0,80 1,50 1,10 2,00 0,80 1,70 12,70 4,70 0,80 1,10 3,60 2,00 6,60 13,30 0,90 2,00 1,30 42,60 3,20 0,20 1,30 2,20 1,60 3,20 1,30 2,50 18,80 6,60 1,20 1,70 5,30 3,10 10,70 18,30 1,40 3,00 2,10 62,00 4,20 0,30 1,80 2,70 2,10 4,40 1,70 3,20 23,90 8,10 1,70 2,10 6,80 4,10 14,10 22,40 1,80 3,90 2,70 77,80 5,40 0,40 2,30 3,30 2,50 5,50 2,10 3,80 29,40 9,70 2,10 2,60 8,30 5,00 17,70 26,60 2,20 4,80 3,30 94,80 CN médio Cenário 61 61 61 68 67 61 61 67 64 72 61 64 67 61 62 74 61 61 61 - O hidrograma de vazão da foz da bacia do Córrego Tanquinho é apresentado na Figura 24, para o TR de 50 anos e duração crítica de 3 horas. Figura 24: Hidrograma de vazão – Foz– TR 50 ANOS – Duração 3 horas 2.3.1.2. Bacia do Córrego do Turi Na simulação do cenário tendencial da Bacia do Turi foi considerada a influência das Bacias de Detenção em operação Vila Formosa e Jardim Pitoresco, bem como as bacias de detenção projetadas Chácara Coleginho e Parque dos Príncipes no sistema de drenagem. As tabelas 17 e 18 apresentam as Curvas Cota x Descarga das bacias de detenção projetadas. Tabela 17: Curva Cota X Descarga – Bacia de Detenção Chácara Coleginho BACIA DE DETENÇÃO CHÁCARA COLEGINHO Cota Vazão de descarga (m/s) 580,50 0 581,00 0,54 582,00 2,52 582,84 3,36 583,00 3,66 584,00 4,51 585,00 5,24 585,93 5,88 586,64 6,72 587,00 6,98 Tabela 18: Curva Cota X Descarga- Bacia de Detenção Parque dos Principies BACIA DE DETENÇÃO PARQUE DOS PRÍNCIPES Cota Vazão de descarga (m/s) 574,20 0 575,00 2,20 579,92 5,13 576,00 5,82 577,00 7,94 577,60 8,82 578,39 9,81 578,50 10,05 Os resultados das vazões de pico nas sub-bacias do córrego do Turi, geradas para os períodos de retorno de 5, 10, 25, 50 e 100, e duração crítica de 2 horas estão apresentados na Tabela 19 . Tabela 19: Vazões de pico nas sub-bacias do Córrego do Turi. Subbacia Área (km2) Lag time (min) 37A 37B 37C 37D 37E 37F 37G 37H 37I 37J 37L 37M Foz 1,62 2,63 2,16 1,52 0,86 1,82 1,16 0,54 0,63 0,53 1,48 0,97 - 22,17 37,14 14,68 8,70 8,57 19,70 14,28 6,37 7,47 10,87 12,06 16,95 - TURI - COM 4 BDs Vazão máxima (m3/s) TR5 TR10 TR25 TR50 2,60 4,20 6,70 8,80 3,30 5,30 8,40 11,00 4,40 7,20 11,30 14,90 5,50 8,40 12,60 16,00 4,10 6,00 8,60 10,70 6,60 9,50 13,70 17,20 7,50 10,20 13,90 16,80 4,90 6,50 8,70 10,60 5,90 7,90 10,60 12,60 4,30 5,80 7,70 9,30 12,30 16,50 22,10 26,50 7,10 9,50 12,80 15,30 30,80 41,00 54,70 65,40 TR100 11,20 13,90 18,90 19,60 13,00 20,90 20,00 12,60 14,70 10,90 30,90 17,90 76,30 CN médio Tendencial 61 61 62 66 69 69 75 77 78 77 78 78 - O hidrograma de vazão da foz da bacia do Córrego Turi é apresentado na Figura 25, para o TR de 50 anos e duração crítica de 2 horas. Figura 25: Hidrograma de vazão – Foz– TR 50 ANOS – Duração 2 horas Para ilustrar a contribuição de cada bacia de detenção serão apresentados em seguida os hidrogramas (vazão (m3/s) X tempo (horas)) afluente e efluente de cada bacia de detenção. A figura 26 apresenta o hidrograma afluente e efluente da bacia de detenção Vila Formosa. Figura 26: Hidrograma afluente e efluente da bacia de detenção Vila Formosa para de TR de 50 anos e duração crítica de 2 horas. A figura 27 apresenta o hidrograma afluente e efluente da bacia de detenção Jardim Pitoresco. Figura 27: Hidrograma afluente e efluente da bacia de detenção Jardim Pitoresco para TR de 50 anos e duração crítica de 2 horas. As figuras 28 e 29 apresentam os hidrogramas afluente e efluente das bacias de detenção projetadas. A figura 28 apresenta o hidrograma afluente e efluente da bacia de detenção Chácara Coleginho. Figura 28: Hidrograma afluente e efluente da bacia de detenção Chácara Coleginho para TR de 50 anos e duração crítica de 2 horas. A figura 29 apresenta o hidrograma afluente e efluente da bacia de detenção Parque dos Principies. Figura 29: Hidrograma afluente e efluente da bacia de detenção Parque dos Principies para TR de 50 anos e duração crítica de 2 horas. 2.3.1.3 – Bacia do Rio Comprido Os resultados das vazões de pico nas sub-bacias do Rio Comprido, geradas para os períodos de retorno de 5, 10, 25, 50 e 100, e duração crítica de 2 horas estão apresentados na Tabela 20. Tabela 20 : Vazões de pico nas sub-bacias do Rio Comprido. Subbacia Área (km2) B-36A B-36B B-36C B-36D B-36E B-36F B-36G B-36H B-36I B-36J Foz 5,67 12,84 2,61 3,33 2,91 2,32 2,10 8,84 1,95 4,62 - Lag time (min) 33,25 66,70 22,92 15,49 9,76 7,23 9,84 80,27 17,74 28,91 - COMPRIDO Vazão máxima (m3/s) TR5 TR10 TR25 TR50 TR100 CN médio Tendencial 7,50 11,20 4,10 6,00 5,90 5,70 4,80 10,00 4,70 6,50 35,90 12,10 17,90 6,60 9,80 9,90 9,50 7,90 14,90 7,20 10,60 56,30 19,20 28,10 10,60 15,90 16,00 15,10 12,50 22,10 11,10 16,80 86,80 25,30 36,70 14,00 21,00 21,50 19,60 16,60 28,10 14,40 22,20 112,20 31,90 46,00 17,70 26,50 27,40 24,40 21,10 34,50 17,90 28,00 139,60 61 61 61 61 61 62 62 65 64 61 - O hidrograma de vazão da foz da bacia do Rio Comprido é apresentado na Figura 30, para o TR de 50 anos e duração crítica de 2 horas. Figura 30: Hidrograma de vazão – Foz– TR 50 ANOS – Duração 2 horas 2.3.1.4. Bacia do Córrego do Quatro Ribeira Os resultados das vazões de pico nas sub-bacias do Córrego Quatro Ribeiras, geradas para os períodos de retorno de 5, 10, 25, 50 e 100, e duração crítica de 2 horas estão apresentados na Tabela 21 . Tabela 21: Vazões de pico nas sub-bacias do Córrego Quatro Ribeiras. Subbacia B-49A B-49B B-49C B-49D B-49E B-49F B-49G B-49H B-49I B-49J B-49L B-49M B-49N B-49O B-49P B-49Q B-49R B-49S B-49T B-49U Foz Área (km2) 1,34 1,63 0,54 0,32 0,68 0,31 0,35 0,47 0,18 0,33 0,49 1,18 0,25 1,85 0,83 0,63 0,84 0,31 0,06 0,25 - Lag time (min) 22,72 17,52 14,09 5,03 14,51 9,68 5,69 12,42 6,33 9,82 10,37 11,63 5,16 21,33 8,36 15,65 9,92 11,64 4,82 5,56 - QUATRO RIBEIRAS Vazão máxima (m3/s) TR5 TR10 TR25 TR50 2,10 3,40 5,50 7,20 2,80 4,60 7,40 9,80 1,00 1,70 2,60 3,50 0,70 1,20 2,00 2,70 1,20 2,10 3,30 4,40 0,60 1,10 1,70 2,30 0,80 1,30 2,10 2,90 0,90 1,50 2,40 3,20 0,40 0,70 1,10 1,40 0,70 1,10 1,80 2,40 1,00 1,60 2,60 3,50 3,90 6,00 8,90 11,40 0,60 1,00 1,60 2,10 3,00 4,90 7,70 10,30 1,80 2,90 4,80 6,40 1,10 1,90 3,00 4,00 1,70 2,90 4,60 6,20 0,60 1,00 1,60 2,20 0,10 0,20 0,40 0,50 0,60 1,00 1,50 2,10 15,50 24,50 38,20 49,70 TR100 9,10 12,50 4,50 3,50 5,60 2,90 3,70 4,10 1,80 3,10 4,50 14,20 2,70 13,00 8,10 5,00 7,90 2,70 0,70 2,60 62,20 CN médio Tendencial 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 66 61 61 61 61 61 61 61 61 - O hidrograma de vazão da foz da bacia do Córrego Quatro Ribeiras é apresentado na Figura 31, para o TR de 50 anos e duração crítica de 2 horas. Figura 31: Hidrograma de vazão – Foz– TR 50 ANOS – Duração 2 horas 2.3.1.5. Bacia do Córrego Seco Os resultados das vazões de pico nas sub-bacias do Córrego Seco, geradas para os períodos de retorno de 5, 10, 25, 50 e 100, e duração crítica de 2 horas estão apresentados na Tabela 22. Tabela 22: Vazões de pico nas sub-bacias do Córrego Seco. Subbacia 32 A 32 B 32 C 32 D 32 E Foz Área (km2) 1,74 0,79 0,38 3,61 2,16 - Lag time (min) 14,93 10,22 8,96 32,16 16,21 - TR5 8,10 4,20 2,10 8,70 4,30 21,60 SECO Vazão máxima (m3/s) TR10 TR25 TR50 11,70 16,70 20,60 6,00 8,60 10,60 3,00 4,20 5,20 12,90 18,80 23,80 6,90 11,00 14,40 31,40 45,50 56,90 TR100 24,80 12,70 6,30 29,10 18,00 68,90 CN médio Tendencial 71 71 71 67 62 - O hidrograma de vazão da foz da bacia do Córrego Seco é apresentado na Figura 32 para o TR de 50 anos e duração crítica de 2 horas. Figura 32: Hidrograma de vazão – Foz– TR 50 ANOS – Duração 2 horas 2.4 - Cenário Dirigido O presente cenário considera a consolidação de diretrizes regionais e locais que envolvem direta ou indiretamente a organização territorial do município de Jacareí e os rebatimentos destas diretrizes na dinâmica de distribuição populacional. O cenário fundamenta-se em um território efetivamente planejado, tendo como premissas: O crescimento urbano em conformidade com o zoneamento de uso e ocupação do solo. Não adensamento em áreas de restrições ambientais. Consolidação de projetos previstos. 2.4.1 Diretrizes Regionais e Locais Neste item estão sintetizadas as principais diretrizes que influenciam o ordenamento territorial do município de Jacareí, considerando as escalas regional e local. a) Escala Regional A área urbana de Jacareí desenvolve se entre a BR-116 (Via Dutra) e a Rodovia Ayrton Senna, eixo de ligação entre São Paulo e Rio de Janeiro, envolvendo diferentes projetos de expansão da infraestrutura logística regional Figura 33 Macrometrópole Logística Projetada : i. Corredor de Exportação na Rodovia D. Pedro I, conectando na área urbana de Jacareí a BR-116 e a Rod. Ayrton Senna ii. Eixo da Via Dutra: TAV - Trem de Alta Velocidade (Trem Bala) conectando Campinas ao Rio de Janeiro Expresso de Carga ao longo da ferrovia que cruza o norte municipal, juntamente com a previsão de plataforma logística em São José dos Campos Figura 33: Macrometrópole Logística Projetada Fonte: Plano Diretor de Aproveitamento de Recursos Hídricos para a Macrometrópole Paulista - 2010 b) Escala Local Na escala local os projetos previstos são: i. Oficina do Trem Bala, estendendo se em 2 km da Via Dutra ii. Montadora de Veículos, aproximadamente no KM 163 da Via Dutra iii. Ligações rodoviárias: SP-66 (São Paulo/ Taubaté) e SP 77 (Jacareí/ Santa Branca) iv. Adensamento no entorno do Parque Meia-Lua v. Novos Empreendimentos e Loteamentos A figura 34 localiza as diretrizes citadas no território municipal. Figura 34: Diretrizes Regionais e Locais Fonte: Plano Diretor de Aproveitamento de Recursos Hídricos para a Macrometrópole Paulista – 2010 e Prefeitura Municipal de Jacareí 2010. 2.4.1.1 - Previsão de Adensamento de Uso e Ocupação Considerando a consolidação das diretrizes regionais, a Via Dutra e o trecho urbano da Rodovia Dom Pedro I tornam-se eixos de adensamento, em especial para atividades de indústria, serviços e apoio logístico. As diretrizes locais indicam adensamento habitacional, principalmente no leste da área urbana. A ligação entre as rodovias SP-66 e SP-77 reforça a tendência de conurbação urbana com São José dos Campos , conforme figura 35. Figura 35: Previsão de Adensamento de Uso e Ocupação Fonte: Elaboração própria 2.4.1.1.1 - Rebatimentos no Ordenamento Territorial As áreas de adensamento foram avaliadas quanto aos rebatimentos no ordenamento territorial do município, considerando três aspectos: I. Zoneamento de uso e ocupação do solo II. Área de urbanização consolidada III. Áreas de restrições ambientais a) Zoneamento de Uso e Ocupação do Solo A área de adensamento estende-se predominantemente sobre as Zonas Industriais e de Adensamento Preferencial 2, conforme o quadro 01. Embora a Lei de Uso e Ocupação do Solo (LEI Nº. 5.100/ 2007) estabeleça densidades líquidas máximas para cada zona, o melhor indicador de densidade continua sendo o menor lote permitido, considerando que as densidades máximas estabelecidas são bastante altas em relação ao padrão de ocupação atual da cidade que corresponde a uma densidade urbana média de 28 hab/ha para área de urbanização consolidada. Considerando a Lei nº. LEI Nº. 5.100/ 2007, as Zonas de Adensamento Preferencial, como o próprio nome sugere, permitem ocupações de maiores densidades, com lotes mínimos inferiores a 500m², enquanto as demais zonas possuem lote mínimo de 1.000m². Essas análises descritas acima foram utilizadas como ponderação para as densidades projetadas para 2030, ou seja, estas seguiram a regra de não extrapolarem as máximas permitidas pelo Plano em suas respectivas zonas. A exceção se faz para a Zona Especial de Interesse Social, que tem parâmetros de uso e ocupação do solo definidos por lei específica, com padrões destinados a atender à demanda de habitação de baixa renda e à regularização fundiária, sendo em geral áreas de alta densidade. Outra consideração a ser ressaltada é que embora a zona industrial tenha o mesmo padrão de densidade em relação às Zonas de Adensamento Controlado e Restrito, a sua tipologia de ocupação resulta em maior quantidade de áreas impermeáveis. Quadro 01: Zoneamento da Área de Adensamento ZOEAMENTO DENSIDADE liq.(hab/ha) LOTE MÍNIMO (m²) ÁREA (ha) % 300 235,9 12% 225 450 433,9 21% - 1.000 1.000 685,5 33% Zona de Adensamento Controlado 100 1.000 - 314,1 15% Zona de Adensamento Restrito 50 1.000 2.500 342,0 17% 37,9 2% 2.049,4 100% Zona de Adensamento Preferencial 1 Zona de Adensamento Preferencial 2 Zona Industrial Zona Especial de Interesse Social Declividade até 20% Declividade de 20% a 30% 600 150 300 - lei específica Total Fonte: Legislação de Uso e Ocupação do Solo (LEI Nº. 5.100/ 2007) a) Área de Urbanização Consolidada A área de urbanização consolidada de Jacareí concentra-se entre a Via Dutra e a Rodovia Ayrton Senna, irradiando do cruzamento dos trechos urbanos das rodovias SP 66 e SP 77, em iminência de conturbação com a cidade de São José dos Campos. Considerando a imagem satélite de 2007 (DigitalGlobe) figura 36 e as densidades obtidas para o ano de 2010, estima-se que a área de urbanização consolidada represente uma área de aproximadamente 4 mil hectares. Figura 36: Urbanização Consolidada Jacareí e São José dos Campos Fonte: DigitalGlobe 2007 As áreas já ocupadas concentram-se nas zonas de maiores densidades permitidas e tenderão a conturbarem com as áreas de adensamento previstas. a) Áreas de Restrições Ambientais A partir dos mapeamentos fornecidos pela Prefeitura Municipal de Jacareí foram identificadas como principais áreas de restrições ambientais ao uso antrópico: i. Áreas de várzea ii. Áreas de Preservação Permanente iii. Áreas suscetíveis a erosão iv. Áreas verdes e unidades de conservação v. Mananciais de abastecimento O cenário considera que estas áreas não serão ocupadas, partindo da fundamentação de um território efetivamente planejado. Conforme apresenta a figura 37, a presença de restrições ambientais na área de adensamento é bastante pontual, não representando em áreas significativas a serem descontadas. Figura 37: Condicionantes Ambientais Fonte: Prefeitura Municipal de Jacareí 2.4.2 - Distribuição populacional para novo arranjo territorial Posta todas as considerações referentes ao uso e ocupação do solo frente à previsão de adensamento em função das diretrizes regionais e locais, foi realizada uma estimativa de distribuição populacional para novo arranjo territorial. A expectativa de incremento populacional em função das diretrizes avaliadas é de cerca de 90 mil habitantes em relação ao cenário tendencial, considerando o quadro 02. Quadro 02: Estimativa de incremento populacional População Atual 2010 211.214 Tendecial 2030 257.913 Capacidade de absorção populacional dos novos loteamentos¹ 67.738 Crescimento Esperado no Corredor de Alta Velocidade (0,05% aa)² 22.165 Cenário Dirigido 2030 347.816 ¹Prefeitura Municipal de Jacareí: unidades habitacionais x 3,68 habitantes por domicílio (IBGE 2000) ²Projeto TAV Brasil, Volume 3 Avaliação de Benefícios Econômicos, 2009 Para a determinação da capacidade de absorção populacional dos novos loteamentos foi utilizado o número de unidades habitacionais novas (previsão da Prefeitura de Jacareí) vezes o número médio de pessoas por família em Jacareí, conforme IBGE 2000. 2.4.2.1 Metodologia da estimativa de distribuição populacional Para determinar a estimativa populacional para o município de Jacareí no cenário Dirigido foi utilizado como base à população atual e a população no cenário tendencial, conforme as seguintes etapas: • Determinação das tipologias de ocupação: por meio das densidades populacionais de cada bacia de esgotamento (prevista para 2010 estudo para o SAEE) agrupou-se as áreas por faixas de densidade gerando as tipologias de ocupação (alta densidade, média densidade, baixa densidade e expansão), conforme apresenta o quadro 03. Quadro 03: Tipologia de Ocupação e população 2010. Tipo de ocupação Urbanização Consolidada Alta Densidade Urbanização Consolidada Média Densidade Urbanização Consolidada Baixa Densidade Expansão Total Área (ha) População (hab) Densidade (hab/há) 1.504,37 121.830 80,98 1.728,51 59.002 34,13 907,32 4.722,70 8.862,90 11.500 18.882 211.214 12,67 4,00 23,83 Critérios para as estimativas de crescimento e distribuição populacional em 2030: a. Área de abrangência: as microbacias consideradas no planejamento na rede de esgotamento sanitário, incluindo a área de drenagem do Rio Paraíba do Sul. b. População em 2030 de 347.931habitantes, projeção tendencial mais incremento populacional das diretrizes projetadas. c. As densidades projetadas para 2030 não ultrapassam os limites de saturação das densidades previstas pelo Plano Diretor de Uso e Ocupação do Solo. d. As áreas de urbanização consolidada com alta e média densidade sofrem menor adensamento em função do preço da terra. e. As áreas de baixa densidade e de adensamento sofrem crescimento mais acentuado em função do menor custo e do incentivo das diretrizes locais e regionais. • Determinação das densidades de ocupação – 2030: as densidades de ocupação 2030 foram estimadas em função da semelhança de comportamento com cidades do mesmo porte e balizadas pela população total projetada (347mil), apresentada no quadro 04. Quadro 04: Tipologia de Ocupação e população 2030. Área Densidade População (hab) (ha) (hab/ha) Urbanização Consolidada Alta Densidade 1.504,37 96,51 145.184 Urbanização Consolidada Média Densidade 1.728,51 49,98 86.397 Urbanização Consolidada Baixa Densidade 907,32 37,89 34.376 Adensamento na área de expansão 925,06 26,93 24.914 Expansão 3.797,63 14,99 56.945 Total 8.862,89 39,24 347.816 Tipo de ocupação • Determinação do número de habitantes por bacia de esgotamento: determinou-se quanto da área total da bacia de esgotamento correspondia para cada tipologia de ocupação. Com esses valores e a densidade de cada tipologia obteve – se o número de habitantes para cada bacia de esgotamento (Tabela 23). Tabela 23 : Estimativa de distribuição da população 2030 por microbacia de esgotamento. Bacia Área (ha) B1.1 560,9 B1.2 362,5 B1.2-E 159,9 B1.3 139,2 B1.3-E 179,5 B1.7-E 42,7 B2.1 55,6 B2.2 112,6 B2.3 102,1 B2.4-E 47,2 B2.5-E 370,8 B2.6-E 273,4 B2.7-E 151,2 B3.1 329,0 B3.1-E 118,0 B3.2 138,3 B3.2-E 28,0 B3.3a 494,4 B3.3b 85,2 B3.4-E 153,4 B4.1 154,6 B4.2 339,7 B4.3-E 289,4 B4.4-E 111,2 urbanização consolidada alta densidade (ha) urbanização consolidada média densidade (ha) 540,9 20,0 345,6 31,0 98 urbanização consolidada baixa densidade (ha) 32,0 15,0 66,0 adensamento (ha) 16,9 14,5 126 85,0 75,2 20 145,5 108,2 32,1 23,6 38,3 10,6 141,1 36,1 1,7 165,0 expansão (ha) 47,2 369,1 273,4 151,2 164,0 14,3 103,8 10,8 17,2 70,2 83,3 216,0 52,1 73,3 59,2 12,0 409,4 10,0 134,6 339,7 População 2030 53.206 17.729 2.571 5.649 3.149 1.503 2.493 10.174 4.667 708 5.583 4.101 2.269 14.463 1.941 12.786 549 28.665 7.754 3.138 8.659 12.876 6.917 2.289 Bacia Área (ha) B4.5-E 416,9 B5 150,0 B6.1 105,7 B6.1-E 326,5 B6.2 207,3 B6.3A 44,3 B6.3B 53,7 B6.4 52,7 B6.4.1-E 144,0 B7.1 145,9 B7.1.1-E 58,9 B7.1.2-E 93,0 B7.1.3-E 26,3 B7.1.4-E 22,6 B7.2 74,9 B7.2.1-E 149,8 B7.3 37,2 B7.4 73,1 B7.4.1-E 143,4 B7.4.2-E 70,3 B7.5 18,9 B7.5.1-E 13,3 B8 68,6 B8.1-E 196,5 B8.2-E 102,3 B8.3-E 171,0 urbanização consolidada alta densidade (ha) urbanização consolidada média densidade (ha) 26,0 105,7 87,3 10,0 urbanização consolidada baixa densidade (ha) adensamento (ha) expansão (ha) 9,1 407,8 14,6 311,9 1,7 142,3 39,0 2,1 19,9 93,0 26,3 20,5 92,5 57,3 9,8 133,6 70,3 3,1 10,2 24,7 5,2 36,9 171,8 97,1 134,0 124,0 15,0 120,0 34,3 20,0 37,7 65,9 80,0 33,7 74,9 37,2 73,1 12,9 6,0 69 População 2030 6.358 8.708 10.199 5.068 14.426 2.680 2.279 3.329 2.179 10.356 1.349 1.395 394 364 7.226 3.350 1.410 7.055 2.265 1.053 1.543 235 6.621 3.241 1.595 3.004 Bacia Área (ha) B8.4-E 41,8 B8.5-E 324,7 B9.1 152,6 B9.1.1-E 52,4 B9.1.2 -E 34,6 B9.1.3-E 152,1 B9.1.4-E 282,9 B9.2 55,9 TOTAL 8.862,9 urbanização consolidada alta densidade (ha) urbanização consolidada média densidade (ha) urbanização consolidada baixa densidade (ha) adensamento (ha) 0,1 30,0 35,9 1.728,5 41,8 324,7 122,6 10,0 20 1.504,4 expansão (ha) 907,3 52,4 22,7 11,9 142,1 87,0 195,9 925,1 3.797,6 População 2030 628 4.868 6.146 785 660 4.205 5.280 3.723 347.816 A figura 38 apresenta o cruzamento entre as densidades 2030 para o cenário dirigido e as densidades estabelecidas pelo PDOT, Observa-se que não há incompatibilidade entre o estudo e o PODT, pois as áreas com densidade de 96 hab/ha estão dentro das zonas de adensamento preferencial, as demais não ossuem mais de 50hab/ha, que é densidade mais restrita do PDOT. Figura 38 : Cruzamento entre as densidades 2030 para o cenário dirigido e as densidades estabelecidas pelo PDOT Como no cenário atual e tendencial, para a obtenção final da população por bacia hidrográfica foi utilizado o software Arc- GIS. A tabela 24 apresenta o resultado da densidade populacional bem como a porcentagem de área impermeável, por sub-bacia hidrográfica no cenário Dirigido. Tabela 24 : Resultado da densidade populacional bem como a porcentagem de área impermeável, por sub-bacia hidrográfica no cenário Dirigido. RIO COMPRIDO CÓRREGO DO TURI CÓRREGO DO TANQUINHO BACIA MICRO-BACIA DENSIDADE (hab/ha) % ÁREA IMPERMEÁVEL B20-A B20-B B20-C B20-D B20-E B20-F B20-G B20-H B20-Ia B20-Ib B20-J B20-L B20-M B20-N B20-Oa. B20-Ob B20-P B20-Q B20-R B37-A B37-B B37-C B37-D B37-E B37-F B37-G B37-H B37-I B37-J B37-L B37-M B36-A B36-B B36-C B36-D B36-E B36-F B36-G B36-H B36-I B36-J 10,35 8,21 21,69 52,55 50,11 25,53 4,54 43,47 31,36 70,92 3,38 29,29 44,60 15,18 27,66 70,81 15,48 8,31 0,00 15,44 7,55 23,36 40,11 53,36 54,05 79,73 91,41 94,66 90,02 94,21 94,15 3,01 0,47 13,64 5,00 5,58 13,32 12,24 39,20 15,46 6,19 1,83 0,66 8,07 25,05 23,70 10,18 0,00 20,05 13,39 35,15 0,00 12,25 20,67 4,49 11,35 35,08 4,65 0,71 0,00 4,63 0,29 8,99 18,20 25,49 25,87 39,99 46,41 48,20 45,65 47,96 47,92 0,00 0,00 3,64 0,00 0,00 3,47 2,87 17,70 4,64 0,00 CÓRREGO SECO CÓRREGO DO QUATRO RIBEIRA BACIA MICRO-BACIA DENSIDADE (hab/ha) % ÁREA IMPERMEÁVEL B49-A B49-B B49-C B49-D B49-E B49-F B49-G B49-H B49-I B49-J B49-L B49-M B49-N B49-O B49-P B49-Q B49-R B49-S B49-T B49-U B-32A B-32B B-32C B-32D B-32E 0,20 8,19 7,20 15,05 17,43 15,90 15,69 15,00 18,92 14,96 14,96 42,40 19,89 0,11 11,81 6,51 14,81 14,90 15,00 15,38 58,98 57,30 59,33 43,66 18,51 0,00 0,64 0,10 4,42 5,73 4,89 4,77 4,39 6,55 4,37 4,37 19,46 7,08 0,00 2,64 0,00 4,29 4,34 4,39 4,60 28,58 27,66 28,77 20,15 6,32 A figura 39 apresenta a densidade populacional (hab/ha) e a figura 40 apresenta a porcentagem de área impermeável no cenário dirigido. Figura 39: Apresentação da densidade populacional (hab/ha) no Cenário Dirigido. Figura 40: Apresentação da porcentagem de área impermeável no Cenário Dirigido. 2.4.3 Resultados do Modelo Hidrológico 2.4.3.1 Bacia do Córrego do Tanquinho Os resultados das vazões de pico nas sub-bacias do córrego do Tanquinho, geradas para os períodos de retorno de 5, 10, 25, 50 e 100, e duração crítica de 3 horas estão apresentados na Tabela 25. Tabela 25: Vazões de pico nas sub-bacias do Córrego do Tanquinho TANQUINHO Vazão máxima (m3/s) Subbacia Área (km2) Lag time (min) TR5 TR10 TR25 TR50 TR100 B-20A B-20B B-20C B-20D B-20E B-20F B-20G B-20H B-20I-a B-20I-b B-20J B-20L B-20M B-20N B-20O-a B-20O-b B-20P B-20Q B-20R Foz 0,56 0,03 0,29 0,23 0,17 0,52 0,21 0,28 4,50 0,55 0,21 0,36 0,78 1,06 1,99 1,86 0,40 1,34 0,63 - 8,85 3,72 14,09 8,30 5,65 5,58 6,50 7,48 35,01 6,79 7,65 13,70 16,04 23,72 12,37 17,46 16,91 37,05 19,24 - 1,20 0,10 0,70 1,20 0,90 1,80 0,50 1,30 10,10 3,90 0,40 0,90 2,90 1,60 5,50 9,70 0,70 1,30 0,90 33,30 2,1 0,1 1,1 1,7 1,4 2,9 0,8 1,9 14,7 5,3 0,8 1,3 4,2 2,4 8,7 13,3 1,1 2 1,3 47,80 3,40 0,20 1,70 2,40 2,00 4,40 1,30 2,70 21,30 7,30 1,20 1,90 6,00 3,60 13,30 18,30 1,60 3,00 2,10 68,40 4,50 0,30 2,20 3,00 2,40 5,70 1,70 3,30 26,80 8,90 1,70 2,40 7,60 4,60 17,00 22,40 2,00 3,90 2,70 85,20 5,70 0,40 2,80 3,60 2,90 7,00 2,10 4,00 32,50 10,50 2,10 2,90 9,20 5,60 20,90 26,60 2,50 4,80 3,30 103,10 CN médio Cenário 62 61 64 70 70 65 61 68 66 74 61 66 69 63 65 74 63 61 61 - O hidrograma de vazão da foz da bacia do Córrego Tanquinho é apresentado na Figura 41, para o TR de 50 anos e duração crítica de 3 horas. Figura 41: Hidrograma de vazão – Foz– TR 50 ANOS – Duração 3 horas 2.4.3.2 Bacia do Córrego do Turi Na simulação do cenário Dirigido da Bacia do Turi foi considerada a influência das Bacias de Detenção em operação Vila Formosa e Jardim Pitoresco, bem como as bacias de detenção projetadas Chácara Coleginho e Parque dos Príncipes no sistema de drenagem. Os resultados das vazões de pico nas sub-bacias do córrego do Turi, geradas para os períodos de retorno de 5, 10, 25, 50 e 100, e duração crítica de 2 horas estão apresentados na Tabela 26. Tabela 26 : Vazões de pico nas sub-bacias do Córrego do Turi. Subbacia Área (km2) Lag time (min) 37A 37B 37C 37D 37E 37F 37G 37H 37I 37J 37L 37M Foz 1,62 2,63 2,16 1,52 0,86 1,82 1,16 0,54 0,63 0,53 1,48 0,97 - 22,17 37,14 14,68 8,70 8,57 19,70 14,28 6,37 7,47 10,87 12,06 16,95 - TURI - COM 4 BDs Vazão máxima (m3/s) TR5 TR10 TR25 TR50 TR100 3,20 3,30 5,50 6,60 4,50 7,70 8,00 5,20 6,30 4,60 13,10 7,60 32,80 5,00 5,30 8,60 9,80 6,40 10,80 10,80 6,90 8,30 6,10 17,40 10,00 43,30 7,80 8,40 13,10 14,30 9,10 15,50 14,60 9,20 11,00 8,10 23,20 13,40 57,40 10,10 11,00 17,10 17,90 11,30 19,20 17,60 11,10 13,20 9,70 27,60 16,00 68,30 12,70 13,90 21,40 21,6 13,70 23,10 20,90 13,10 15,30 11,30 32,10 18,60 79,60 CN médio Dirigido 63 61 64 68 70 71 76 78 79 78 79 79 - O hidrograma de vazão da foz da bacia do Córrego Turi é apresentado na Figura 42, para o TR de 50 anos e duração crítica de 2 horas. Figura 42: Hidrograma de vazão – Foz– TR 50 ANOS – Duração 2 horas Novamente com relação a eficiências das bacias de detenção é possível perceber a contribuição das quatro bacias de detenção por meio da tabela 27, na qual se apresenta a comparação da vazão máxima na foz da bacia do córrego Turi em diferentes tempos de retorno. Tabela 27: Comparação da vazão máxima na foz da bacia do córrego Turi em diferentes tempos de retorno. Bacia Área hidrográfica (Km2) Córrego Turi 19,36 Qmáx(m3/s) Atual -2010 Com Bacia de Detenção Vila Formosa e Jd. Pitoresco TR5 TR10 TR25 TR50 TR100 Qmáx(m3/s) Tendencial - 2030 Com Bacia de Detenção Vila Formosa e Jd. Pitoresco TR5 TR10 TR25 TR50 TR100 Qmáx(m3/s) Dirigido - 2030 Com Bacia de Detenção Vila Formosa e Jd. Pitoresco TR5 TR10 TR25 TR50 TR100 31,50 35,20 38,00 50,80 68,70 82,60 43,20 59,30 72,40 85,90 47,50 64,60 78,20 92,20 Com Bacia de Detenção Vila Formosa,Jd. Pitoresco, Pq. dos Princípies e Chácara Coleginho 30,80 41,00 54,70 65,40 76,30 97,00 Com Bacia de Detenção Vila Formosa,Jd. Pitoresco, Pq. dos Princípies e Chácara Coleginho 32,80 43,30 57,40 68,30 79,60 2.4.3.3 - Bacia do Rio Comprido Os resultados das vazões de pico nas sub-bacias do Rio Comprido, geradas para os períodos de retorno de 5, 10, 25, 50 e 100, e duração crítica de 2 horas estão apresentados na Tabela 28. Tabela 28: Vazões de pico nas sub-bacias do Rio Comprido. Subbacia B-36A B-36B B-36C B-36D B-36E B-36F B-36G B-36H B-36I B-36J Foz COMPRIDO Vazão máxima (m3/s) Área (km2) Lag time (min) TR5 TR10 TR25 TR50 TR100 5,67 12,84 2,61 3,33 2,91 2,32 2,10 8,84 1,95 4,62 - 33,25 66,70 22,92 15,49 9,76 7,23 9,84 80,27 17,74 28,91 - 7,50 11,20 4,60 6,00 5,90 5,70 4,80 12,90 4,20 6,50 38,40 12,10 17,90 7,30 9,80 9,90 9,50 7,90 18,50 6,60 10,60 59,40 19,20 28,10 11,50 15,90 16,00 15,10 12,50 26,60 10,30 16,80 90,60 25,30 36,70 14,90 21,00 21,50 19,60 16,60 33,20 13,50 22,20 116,70 31,90 46,00 18,90 26,50 27,40 24,40 21,10 40,20 16,90 28,00 144,70 CN médio Dirigido 61 61 62 61 61 62 62 68 63 61 - O hidrograma de vazão da foz da bacia do Rio Comprido é apresentado na Figura 43, para o TR de 50 anos e duração crítica de 2 horas. Figura 43: Hidrograma de vazão – Foz– TR 50 ANOS – Duração 2 horas 2.4.3.4 Bacia do Córrego do Quatro Ribeira Os resultados das vazões de pico nas sub-bacias do Córrego Quatro Ribeiras, geradas para os períodos de retorno de 5, 10, 25, 50 e 100, e duração crítica de 2 horas estão apresentados na Tabela 29. Tabela 29 : Vazões de pico nas sub-bacias do Córrego Quatro Ribeiras. Subbacia Área (km2) Lag time (min) B-49A B-49B B-49C B-49D B-49E B-49F B-49G B-49H B-49I B-49J B-49L B-49M B-49N B-49O B-49P B-49Q B-49R B-49S B-49T B-49U Foz 1,34 1,63 0,54 0,32 0,68 0,31 0,35 0,47 0,18 0,33 0,49 1,18 0,25 1,85 0,83 0,63 0,84 0,31 0,06 0,25 - 22,72 17,52 14,09 5,03 14,51 9,68 5,69 12,42 6,33 9,82 10,37 11,63 5,16 21,33 8,36 15,65 9,92 11,64 4,82 5,56 - QUATRO RIBEIRAS Vazão máxima (m3/s) TR5 TR10 TR25 TR50 TR100 2,10 2,80 1,00 0,90 1,60 0,80 1,00 1,10 0,50 0,90 1,20 4,70 0,80 3,00 2,00 1,10 2,20 0,80 0,20 0,70 17,20 3,40 4,60 1,70 1,50 2,50 1,30 1,60 1,80 0,80 1,40 2,00 6,90 1,30 4,90 3,30 1,90 3,40 1,20 0,30 1,10 26,70 5,30 7,00 2,50 2,50 3,70 2,00 2,50 2,70 1,30 2,10 3,00 9,70 2,00 7,40 5,20 2,80 5,30 1,80 0,50 1,80 44,20 7,20 9,80 3,50 3,10 5,10 2,60 3,30 3,70 1,70 2,80 4,10 12,90 2,60 10,30 6,90 4,00 7,10 2,50 0,60 2,40 53,00 9,10 12,50 4,50 3,90 6,40 3,30 4,20 4,60 2,10 3,50 5,10 15,90 3,20 13,00 8,60 5,00 8,90 3,10 0,70 3,00 66,00 CN médio Dirigido 61 61 61 63 63 63 63 63 63 63 63 68 64 61 62 61 63 63 63 63 - O hidrograma de vazão da foz da bacia do Córrego Quatro Ribeiras é apresentado na Figura 44, para o TR de 50 anos e duração crítica de 2 horas. Figura 44: Hidrograma de vazão – Foz– TR 50 ANOS – Duração 2 horas 2.4.3.5. Bacia do Córrego Seco Os resultados das vazões de pico nas sub-bacias do Córrego Seco, geradas para os períodos de retorno de 5, 10, 25, 50 e 100, e duração crítica de 2 horas estão apresentados na Tabela 30. Tabela 30: Vazões de pico nas sub-bacias do Córrego Seco. SECO Subbacia 32 A 32 B 32 C 32 D 32 E Foz Vazão máxima (m3/s) Área (km2) Lag time (min) TR5 TR10 TR25 TR50 TR100 1,74 0,79 0,38 3,61 2,16 - 14,93 10,22 8,96 32,16 16,21 - 8,80 4,20 2,30 9,50 4,80 23,20 12,50 6,00 3,20 13,90 7,60 33,50 17,60 8,60 4,40 20,00 11,80 48,00 21,70 10,60 5,50 25,20 15,40 59,70 25,90 12,70 6,60 30,60 19,10 72,10 CN médio Dirigido 72 71 72 68 63 - O hidrograma de vazão da foz da bacia do Córrego Seco é apresentado na Figura 45, para o TR de 50 anos e duração crítica de 2 horas. Figura 45: Hidrograma de vazão – Foz– TR 50 ANOS – Duração 2 horas Na tabela 31 apresenta-se o resumo das vazões máximas na foz em cada bacia hidrográfica. Tabela 31: Apresentação do resumo das vazões máximas na foz em cada bacia hidrográfica. Bacia hidrográfica CN proporcional Área 2 (Km ) * Qmáx(m3/s) Atual Atual Tendencial Dirigido TR5 TR10 ** Qmáx(m3/s) Tendencial TR25 TR50 TR100 TR5 TR10 TR25 TR50 TR100 ** Qmáx(m3/s) Dirigido TR5 TR10 TR25 TR50 TR100 Córrego Tanquinho 15,97 63 64 66 26,60 39,50 58,40 73,80 90,10 29,00 42,60 62,00 77,80 94,80 33,30 47,80 68,40 85,20 103,10 Córrego Turi 19,36 67 68 70 31,50 43,20 59,30 72,40 85,90 30,80 41,00 54,70 65,40 76,30 32,80 43,30 57,40 68,30 79,60 Rio Comprido 47,18 61 61 61 34,10 54,00 83,90 108,90 135,90 35,90 56,30 86,80 112,20 139,60 38,40 59,40 90,60 116,70 144,70 Quadro Ribeiras 12,85 61 61 61 15,30 24,30 38,00 49,50 61,90 15,50 24,50 38,20 49,70 62,20 17,20 26,70 44,20 53,00 66,00 Seco 8,68 66 67 68 19,20 28,20 41,60 52,60 64,10 21,60 31,40 45,50 56,90 68,90 23,20 33,50 48,00 59,70 72,10 * Bacia do Turi BD Vila Formosa e BD Jd. Pitoresco em operação **Bacia do Turi com as 4 BD em operação 3. - MODELAGEM HIDRÁULICA Dentro da engenharia hidráulica, a modelação matemática já comprovou ser indispensável nos campos específicos da hidráulica fluvial e drenagem urbana, principalmente quando o estudo das situações transitórias do escoamento é necessário. Neste particular, o emprego de modelos matemáticos associados a suportes informáticos – que facilitam a entrada e manipulação de extensas quantidades de dados, além da fácil obtenção de resultados – tem sido utilizado em todo o mundo com o objetivo de verificação e projeto de obras hidráulicas. O escoamento permanente e não permanente nos canais artificiais ou naturais tem como objetivo a análise do funcionamento dos mesmos, em condições onde as grandezas hidráulicas variam ao longo do tempo e no espaço, em função de certo conjunto de dados de geometria e de condições de extremidade. Esta metodologia é largamente empregada no dimensionamento de redes de drenagem e esgotos, canais de irrigação, acesso a casas de força e outras aplicações dentro da engenharia hidráulica. Para avaliar o sistema hidráulico em questão, o escoamento em canais pode ser definido opcionalmente, como um problema unidimensional, no qual todas as características são associadas à dimensão de comprimento do conduto. Os aspectos relativos às particularidades das seções transversais são considerados na forma dos parâmetros hidro-geométricos das mesmas, como área e forma da seção, rugosidade das paredes, declividade do trecho representado e distância entre as seções representativas. O escoamento não permanente tem como característica a variação ao longo do tempo das condições de extremidade, que usualmente são hidrogramas de enchentes, limnigramas, equipamentos hidráulicos associados a esquemas operacionais, estações de bombeamento, etc. Como produtos da análise do escoamento variado nos canais, podem ser obtidos os níveis d’água para enchentes hipotéticas em função de diferentes condições operacionais da calha e dos efeitos introduzidos nas extremidades, tais como reservatórios, marés e estações elevatórias. Para o presente estudo foi aplicado o Modelo HEC RAS para a simulação do escoamento hidrodinâmico unidimensional em canais. O modelo é dotado de uma interface gráfica para entrada de dados e visualização de resultados, além de permitir a recuperação de quadros e tabelas detalhadas contendo essas mesmas informações. Além disso, o modelo permite a análise da interação entre rios principais e seus afluentes. 3.1 - O modelo HEC-RAS O quadro 5 apresenta o glossário de termos técnicos do modelo HEC – RAS. Quadro 5:Glossário de teremos técnicos do Modelo HEC-RAS CANAIS - GERAL River Reach River Sta. RS Geom Nome adotado para o rio ou canal Segmento ou trecho de canal considerado “River Station” – Seção do rio ou canal. Nomenclatura adotada para o local de representação da seção transversal de canal (em geral associada a algum tipo de estaqueamento ou quilometragem do curso d’água Nome da configuração adotado para a configuração da geometria CANAIS – ESCOAMENTO EM REGIME PERMANENTE Q total Min ChannelElev. E.G. Slope Vazão computada ou informada para a seção do canal “MinimumChannelElevation” – Cota de fundo do canal (para elaboração do perfil longitudinal de fundo) “WaterSurfaceElevation” - Elevação (cota) do nível d’água (para elaboração da linha d’água) “Energy Grade LineSlope” - Declividade da linha de energia VelChnel Velocidade média do escoamento Flow Área Área de escoamento (correspondente ao perímetro molhado) Top Width Altura da lâmina d’água atingida na seção do canal Froud # Chl Número de Froude para o canal principal Elevation Elevação (cota) da lâmina d’água na seção do canal Crit PF “Critical Profile” – Perfil da linha d’água crítica WS PF “WaterSurface Profile” – Perfil da linha d’água Ground Perfil de fundo do canal “Left Over Bank” – Topo da margem esquerda (demarca o ponto de início de extravasamento) “Right Over Bank” – Topo da margem direita (demarca o ponto de início de extravasamento) W.S. Elev. LOB ROB CANAIS – ESCOAMENTO EM REGIME NÃO PERMANENTE OU TRANSITÓRIO E.G. Slope Perfil associado a um determinado instante de cálculo (exemplo: “Max WS” – Perfil da linha d’água máxima) Vazão computada ou informada para a seção do canal “MinimumChannelElevation” – Cota de fundo do canal (para elaboração do perfil longitudinal de fundo) “WaterSurfaceElevation” - Elevação (cota) do nível d’água (para elaboração da linha d’água) “Energy Grade LineSlope” - Declividade da linha de energia VelChnel Velocidade média do escoamento Flow Área Área de escoamento (correspondente ao perímetro molhado) Top Width Altura da lâmina d’água na seção do canal Froud # Chl Número de Froude para o canal principal Elevation Flow Elevação (cota) da lâmina d’água na seção do canal “Critical Profile” – Perfil da linha d’água crítica associado a um determinado instante ‘PF’ “WaterSurface Profile” – Perfil da linha d’água associado a um determinado instante ‘PF’ Perfil de fundo do canal “Left Over Bank” – Topo da margem esquerda (demarca o ponto de início de extravasamento) “Right Over Bank” – Topo da margem direita (demarca o ponto de início de extravasamento) Hidrograma de vazões informado ou calculado em uma seção do canal Stage Cotagrama resultante em uma determinada seção do canal Profile Q total Min ChannelElev. W.S. Elev. Crit ‘PF’ WS ‘PF’ Ground LOB ROB BACIAS DE DETENÇÃO StorageArea Net Inflow Stage Reservatório Hidrograma de vazões instantâneas afluentes (valores positivos) ou defluentes (valores negativos) do reservatório Cotagrama do reservatório ESTRUTURA LATERAL (VERTEDOURO OU COMPORTA) Flow Stage Stage TW Stage HW US Stage HW DS Flow HW US Flow HW DS FlowLeaving Gate Flow Hidrograma de vazões em trânsito pela estrutura lateral. Valores positivos indicam vazão que saem do canal e, valores negativos, vazões que entram para o canal passando pela estrutura lateral Cotagrama “StageTailWater” – Cotagrama na estrutura lateral “Stage Head WaterUpstream” – Cotagrama na seção do canal, junto a extremidade de montante da estrutura lateral “Stage Head WaterDownstream” – Cotagrama na seção do canal, junto a extremidade de jusante da estrutura lateral “Flow Head WaterUpstream” – Vazão na seção do canal, junto a extremidade de montante da estrutura lateral “Flow Head WaterDownstream” – Vazão na seção do canal, junto a extremidade de jusante da estrutura lateral Vazão em trânsito pela estrutura lateral (valores positivos indicam fluxo de vazão partindo do canal para a estrutura hidráulica e, valores negativos, no sentido inverso) Vazão em trânsito por uma comporta de superfície ou fundo BUEIROS E PONTES Stage Elevação (cota) do nível d’água em uma estrutura hidráulica ou singularidade Stage TW “StageTailWater” – Nível d’água no desemboque Stage HW “Stage Head Water” – Cotagrama a montante do emboque Flow Hidrograma de vazões no emboque 3.2 Seções transversais Caracterização das seções transversais: - A discretização do rio ou canal para o cálculo do regime permanente ou variado é sempre feita por meio de seções transversais típicas. A escolha do número de seções deve atender ao critério de se representar o mais fielmente possível as variações do conduto, tanto em planta como em perfil. Uma maior acuracidade, para fins de estabilidade numérica pode ser obtida posteriormente com critérios de interpolação a cargo do próprio software de cálculo. A escolha de um número pequeno de seções pode levar a erros físicos muito grandes e, por outro lado, um número muito elevado de seções provoca grande quantidade de cálculos, aumentando a propagação de erros numéricos. Vários autores têm citado que o espaçamento ideal de seções deve ser entre 10 e 20 vezes a largura da seção à superfície. Trechos sinuosos ou com grandes variações de fundo devem ser representados por seções menos espaçadas, que traduzam as influências dos alargamentos e estreitamentos bruscos, soleiras de fundo e outros controles. Canais naturais: - As seções transversais dos canais naturais devem ter seus parâmetros bem avaliados, para cada cota assumida pelo nível d'água. Representando-se as seções através de pontos cartesianos, os parâmetros de interesse podem ser calculados por meio da subdivisão em lamelas verticais, para as quais são obtidas as características hidrogeométricas pelas seguintes expressões: n Área Molhada A = ∑ Ai i +1 n Perímetro Molhado p = ∑ pi i +1 Raio Hidráulico Composto Q = ∑ Qi = 1 1 2 1 2 1 ARh 3 S f 2 = ∑ Ai Rhi3 S f 2 n n 3 ∑ Ai R h 3 i Rh = A 1 1 1 1 Q = ∑ Qi = Ci Ai Rh 2 S f 2 = CAR E2 S f 2 2 Raio Hidráulico de Engelund 2 ∑ Ci Ai R h 2 i RE = CA 1 Coeficiente Movimento de Quantidade de 2 ∑ AV β = ∑Ci Rh Ai 2 2 β= i i 2 AV i C RE A 3.3 Verificações Hidráulicas 3.3.1 - Bacia hidrográfica do córrego Tanquinho 03.3.1.1 • - Preparação de dados Cotas altimétricas Nas simulações hidráulicas foram utilizados os dados do projeto existente10 e os dados do levantamento topográfico realizado atualmente. As cotas do projeto foram ajustadas à nova topografia. Para o mesmo ponto, início da canalização projetada, a diferença de cotas de fundo entre o projeto, e o novo levantamento foi de 1,15 m, sendo respectivamente as seguintes cotas 555,800 e 554,652. Assim, foi necessário rebaixar proporcionalmente as cotas do projeto para ficar compatível com o restante do levantamento. • Nível d’ água do Rio Paraíba do Sul Para a avaliação dos efeitos de remanso decorrentes das flutuações dos níveis d’água do Rio Paraíba do Sul, sobre os escoamentos das cheias na calha do Córrego Tanquinho, foi necessário estabelecer uma referência de vazão e/ou nível d’ água máximo para aquele rio. Foram consultados os dados hidrológicos (cota, vazão, medições de descarga líquida etc.) disponíveis no SIH-Sistema de Informações Hidrológicas – Agência Nacional de Águas – ANA e os registros históricos de operação da estação fluviométrica mantida pelo SAAE (Serviço Autônomo de Água e Esgoto) de Jacareí junto às estruturas de captação da ETA Jacareí. Após a análise dos dados disponíveis optou-se pela utilização dos dados fornecidos pelo SAAE para o estabelecimento da referência de vazão e/ou nível d’água. Os registros históricos (nível d’água e vazão) abrangem um período de 11 anos (1999 a 2010), porém com medições referenciadas a um RN arbitrário. A conversão dos valores medidos do RN arbitrário para o RN absoluto, conforme necessidades dos estudos de modelação ora em desenvolvimento exigiu uma atividade 10 Projeto executivo de macrodrenagem do Canal do Tanquinho – DRENATEC - 2002 adicional relativa ao transporte de referência de nível, conforme demonstrado no Anexo III. Obteve-se para as seções de régua da estação liminimétrica a elevação 560,153 m para o “zero da régua”, sendo então adotado esse valor para os níveis d’água da série histórica. Conforme o fluviograma apresentado na Figura 46 destaca-se o valor (máximo instantâneo) observado em janeiro de 2010 – NA = 560,853 (correspondente a leitura de 3,10 m na estação de monitoramento). Segundo os dados do SAEE essa cota representa uma vazão igual a 490 m3/s no rio Paraíba do Sul. Entretanto, vale lembrar que o evento climático que deu origem ao nível d’água e vazão do rio Paraíba do Sul, naquele ano, apresentou condições muito atípicas, sobretudo na região de suas cabeceiras, fato que levou a desconsideração do mesmo para o estabelecimento de uma referência de jusante para os estudos hidráulicos do Córrego do Tanquinho. 561.00 Jan- 10 - 560.853 560.50 Elevação (m) 560.00 Fev -10 - 559.733 559.50 559.00 558.50 558.00 557.50 557.00 Mar-97 Jul-98 Dec-99 Apr-01 Sep-02 Jan-04 May-05 Oct-06 Feb-08 Jul-09 Nov-10 Apr-12 Data (mês / ano) Figura 46: Fluviograma observado na estação fluviométrica do SAAE no período de Janeiro 1999 a Julho de 2010. Cabe observar que, para o Plano Diretor de Macrodrenagem e respectivo plano de intervenções que visam mitigar situações de insuficiências hidráulicas, a consideração de eventos muito atípicos, com ocorrências simultâneas nas calhas dos cursos d’água que cruzam a área urbana de Jacareí e na do corpo receptor, o rio Paraíba do Sul, superestimam as condições de projeto, notadamente, no que diz respeito aos riscos probabilísticos (períodos de retorno). Como a proposição de intervenções estruturais e não estruturais são decorrências diretas da magnitude adotada para a referência de nível d’água e/ou vazão, optou-se pela adoção do segundo maior NA-máximo observado na estação de monitoramento, correspondente a elevação 559,733 m (NA = 1,98m ou vazão igual a 264 m3/s) registrado no mês de fevereiro de 2010. • Trechos simulados e Vazões máximas A figura 47 ilustra a localização na Bacia do Tanquinho dos trechos que foram realizadas as simulações hidráulicas, isto é, o Córrego Tanquinho e os afluentes indicados na figura. Figura 47: Bacia do Córrego Tanquinho – Localização dos trechos que foram realizadas as simulações hidráulicas. Foram consideradas a situação de uso e ocupação atual do solo e a situação do cenário Tendencial, devido os valores das vazões entre o Cenário Tendencial e Cenário Dirigido apresentarem mínimas variações (conforme tabela 31 as simulações hidráulicas foram realizadas apenas para o cenário Tendencial). Para a realização das simulações hidráulicas foram obtidos os hidrogramas no software HEC-HMS, para os períodos de retorno TR5, TR 10, TR25, TR50 e TR100, e inseridos no HEC-RAS. A Tabela 32 apresenta as vazões máximas obtidas no HEC – HMS para os TRs indicados – Córrego Tanquinho – leito principal. A Tabela 33 apresenta os mesmos dados da Tabela 32 para os afluentes. A Figura 07 apresenta o modelo topológico (Diagrama Unifilar - HMS) da Bacia do Córrego Tanquinho onde é possível observar a localização dos pontos indicados nas tabelas a seguir. CÓRREGO TANQUINHO - leito principal TR 5 CENÁRIO Q máx 3 (m /s) TR 10 ATUAL CENÁRIO Q máx Q máx 3 3 (m /s) (m /s) TR 25 CENÁRIO Q máx 3 (m /s) TR 50 ATUAL CENÁRIO Q máx Q máx 3 3 (m /s) (m /s) TR 100 ATUAL CENÁRIO Q máx Q máx 3 3 (m /s) (m /s) Local Áre de Drenagem 2 (Km ) 5025.61 Estrada do Tanquinho 4.50 7.80 8.50 11.80 12.70 17.70 18.80 22.50 23.90 27.80 29.40 J1 4517.38 Confluência do afluente D e Córrego Tanquinho 7.55 6.30 6.40 9.90 10.10 15.10 15.50 19.70 20.10 24.60 25.00 J3 3863.67 8.69 2.70 2.90 3.90 4.10 5.80 6.00 7.30 7.60 8.80 9.10 J5 2648.81 14.00 11.80 13.00 16.70 19.50 25.60 29.00 33.00 36.80 41.10 45.10 J6 1800 Projeto de canalização 15.34 2.80 3.00 4.30 4.60 6.80 7.10 8.70 9.20 10.90 11.30 20R 1000 Projeto de canalização 0.63 0.90 0.90 1.30 1.30 2.10 2.10 2.70 2.70 3.30 3.30 Modelo de simulação Identificação dos pontos HEC-HMS HEC-RAS 20 I-a Confluência do afluente C e Córrego Tanquinho Confluência do Canal Paulistano e Córrego Tanquinho ATUAL Q máx 3 (m /s) ATUAL Q máx 3 (m /s) Tabela 32: Vazões máximas obtidas no HEC- HMS para Córrego Tanquinho – leito principal. CÓRREGO TANQUINHO - AFLUENTES Afluente E Afluente D Afluente C Canal São Luiz Canal Paulistano Modelo de simulação Identificação dos pontos Local Áre de Drenagem 2 (Km ) ATUAL Q máx 3 (m /s) TR 5 CENÁRIO Q máx 3 (m /s) TR 10 ATUAL CENÁRIO Q máx Q máx 3 3 (m /s) (m /s) ATUAL Q máx 3 (m /s) TR 25 CENÁRIO Q máx 3 (m /s) TR 50 ATUAL CENÁRIO Q máx Q máx 3 3 (m /s) (m /s) TR 100 ATUAL CENÁRIO Q máx Q máx 3 3 (m /s) (m /s) HEC-HMS HEC-RAS J8 1421.12 Confluência do Canal São Luiz e Canal Paulistano 1.86 3.90 4.85 5.55 6.65 7.80 9.15 9.65 11.20 11.60 13.30 J5 348.61 Confluência do Canal Paulistano e Córrego Tanquinho 0.40 0.60 0.60 0.90 0.90 1.40 1.40 1.80 1.80 2.20 2.20 20O-a 1500.92 Jd. Terras de St. Helena (montante do Canal São Luiz) 1.99 3.70 4.00 5.90 6.60 9.80 10.70 13.10 14.10 16.60 17.70 J8 641.78 Confluência do Canal São Luiz e Canal Paulistano 1.86 3.90 4.85 5.55 6.65 7.80 9.15 9.65 11.20 11.60 13.30 J3 3829.79 Confluência do afluente C e Córrego Tanquinho. 0.78 2.20 2.40 3.30 3.60 5.00 5.30 6.40 6.80 7.90 8.30 20B 1091.52 2.40 2.50 4.00 4.10 6.50 6.70 8.60 8.70 10.90 11.10 J4 731.90 0.70 0.70 1.10 1.10 1.60 1.60 2.10 2.10 2.50 2.50 J1 464.38 Confluência do afluente D e Córrego Tanquinho. 0.28 1.00 1.20 1.60 1.70 2.40 2.50 3.00 3.20 3.60 3.80 20F 264.81 Estr. São Benedito do Forgio 0.52 1.20 1.20 2.00 2.00 3.20 3.20 4.40 4.40 5.50 5.50 J4 110.72 Confluência do afluente E e Córrego Tanquinho. 0.21 0.50 0.50 0.80 0.80 1.30 1.30 1.70 1.70 2.10 2.10 Av. Lucas Nogueira Garcez Confluência do afluente E e Córrego Tanquinho. 0.17 Tabela 33: Vazões máximas obtidas no HEC- HMS para Córrego Tanquinho – Afluentes. ANEXOS ANEXO II – HIDROGRAMAS DE CHEIAS NA FOZ – TR50- VERIFICAÇÃO DA DURAÇÃO CRÍTICA CENÁRIO ATUAL Bacia do Córrego Tanquinho 80,00 70,00 60,00 180 minutos 120 minutos Vazão (m3/s) 50,00 90 minutos 40,00 60 minutos 30 minutos 30,00 20,00 10,00 0,00 00:00 01:12 02:24 03:36 04:48 06:00 Tempo (minutos) Bacia do Córrego Turi 80 70 60 Vazão (m3/s) 120 minutos 50 90 minutos 40 60 minutos 30 minutos 30 20 10 0 00:00 01:12 02:24 03:36 Tempo (minutos) 04:48 06:00 Bacia do Córrego Rio Comprido 120 100 120 minutos Vazão (m3/s) 80 90 minutos 60 minutos 60 30 minutos 40 20 0 00:00 01:12 02:24 03:36 04:48 06:00 Tempo (minutos) Bacia do Córrego Quatro Ribeiras 60 50 120 minutos Vazão (m3/s) 40 90 minutos 60 minutos 30 30 minutos 20 10 0 00:00 01:12 02:24 03:36 Tempo (minutos) 04:48 06:00 Bacia do córrego Seco 60,00 180 minutos 120 minutos 50,00 Vazão (m3/s) 90 minutos 40,00 60 minutos 30 minutos 30,00 20,00 10,00 0,00 00:00 01:15 02:30 Tempo (min) 03:45 05:00 CENÁRIO TENDENCIAL Bacia do Córrego Tanquinho 90,00 80,00 180 minutos 70,00 120 minutos 60,00 Vazão (m3/s) 90 minutos 60 minutos 50,00 30 minutos 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 00:00 01:12 02:24 03:36 Tempo (minutos) 04:48 06:00 Bacia do Córrego Turi 80 70 60 Vazão (m3/s) 120 minutos 50 90 minutos 60 minutos 40 30 minutos 30 20 10 0 00:00 01:12 02:24 03:36 Tempo (minutos) 04:48 06:00 Bacia do Córrego Rio Comprido 120 100 120 minutos Vazão (m3/s) 80 90 minutos 60 minutos 60 30 minutos 40 20 0 00:00 01:12 02:24 03:36 04:48 06:00 Tempo (minutos) Bacia do Córrego Quatro Ribeiras 60 50 120 minutos Vazão (m3/s) 40 90 minutos 60 minutos 30 30 minutos 20 10 0 00:00 01:12 02:24 03:36 Tempo (minutos) 04:48 06:00 Bacia do Córrego Seco 60 180 minutos 120 minutos 50 90 minutos Vazão ( m3/s) 40 60 minutos 30 minutos 30 20 10 0 00:00 01:15 02:30 Tempo (min) 03:45 05:00 CENÁRIO DIRIGIDO Bacia do Córrego Tanquinho 90,0 80,0 70,0 Vazão (m3/s) 60,0 180 minutos 50,0 120 minutos 90 minutos 40,0 60 minutos 30,0 30 minutos 20,0 10,0 0,0 00:00 01:12 02:24 03:36 04:48 06:00 Tempo (minutos) Bacia do Córrego Turi 80 70 60 Vazão (m3/s) 120 minutos 50 90 minutos 60 minutos 40 30 minutos 30 20 10 0 00:00 01:12 02:24 03:36 Tempo (minutos) 04:48 06:00 Bacia do Córrego Rio Comprido 140 120 Vazão (m3/s) 100 120 minutos 90 minutos 80 60 minutos 60 30 minutos 40 20 0 00:00 01:12 02:24 03:36 04:48 06:00 Tempo (minutos) Bacia do Córrego Quatro Ribeiras 60 120 minutos 50 90 minutos Vazão (m3/s) 40 60 minutos 30 30 minutos 20 10 0 00:00 01:12 02:24 03:36 Tempo (minutos) 04:48 06:00 Bacia do Córrego Seco 70 120 minutos 60 90 minutos Vazão (m3/s) 50 60 minutos 40 30 minutos 30 20 10 0 00:00 01:15 02:30 Tempo (min) 03:45 05:00 ANEXO III – RELATÓRIO DE TRANSPORTE DE RN.