ALTERNATIVAS DE CONTROLE DA BACIA DO ARROIO AREIA PORTO ALEGRE/RS
Adolfo Villanueva e Rutinéia Tassi
Instituto de Pesquisas Hidráulicas – UFRGS
Caixa Postal 15.029 – CEP 91501-970 Porto Alegre, RS
[email protected], [email protected]
1. Introdução
O artigo apresenta as alternativas de controle na escala de macro-drenagem, sugeridas para a
bacia do Arroio Areia da cidade de Porto Alegre.
2
A bacia do Areia ocupa uma área de aproximadamente 12 km . A macro drenagem é realizada
pelo Arroio Areia, curso principal que recebe diversas contribuições de pequenos canais ao longo do
curso, e na parte superior a drenagem se abre em seis nascentes nos morros.
A drenagem da bacia divide-se em dois sistemas bem distintos: um trabalhando por gravidade,
drenando cerca de 95% da área da bacia, e outro, inserido no sistema de proteção contra enchentes
drenado pela Casa de Bombas Sílvio Brum. Ambos os sistemas confluem para o Rio Gravataí em uma
galeria composta por 2 células de 3x3m.
A bacia foi dividida em 11 sub-bacias de acordo com as condições de fluxo da rede de drenagem.
A ocupação na bacia se desenvolve no sentido de jusante para montante. Ocorrem problemas
distribuídos de insuficiência de drenagem dos condutos, podendo, em algumas áreas gerar situações de
risco para vidas humanas. Este é o caso da cabeceira da bacia, que é uma região com declividade
acentuada, fazendo com que os excedentes de água que escoam pela rua atinjam grandes velocidades.
Nas zonas mais planas, ao contrário, existem diversos locais onde a água permanece por um longo
período de tempo nas ruas.
3. Simulação dos cenários
Foram simulados o cenários de ocupação atual – determinado através das densidades
populacionais dos bairros -, e o futuro - previsto no Plano Diretor Urbano e Ambiental de Porto Alegre -,
para chuvas com períodos de retorno de 2, 5, 10, 25 e 50 anos.
Através do modelo IPHS1 foram realizadas as transformações chuva-vazão, e os hidrogramas
foram propagados na rede de drenagem através de um modelo hidrodinâmico.
A análise dos resultados da simulação hidrodinâmica permitiu identificar os pontos nos quais a
rede de drenagem é insuficiente e onde ocorrem os pontos de inundação. A figura 1a apresenta os
pontos com problema na rede.
Figura 1a – pontos de inundação na rede
Figura 1b – áreas passíveis de implantação dos
reservatórios
4. Alternativas de controle
As alternativas de controle propostas deviam enquadrar-se nas limitações físicas da bacia, e
resultarem em obras economicamente viáveis. Assim, devia-se buscar alternativas que não resultassem
na ampliação do canal do Arroio Areia, pelo mesmo passar sob uma das pistas do aeroporto e ser muito
longo, com aproximadamente 3 km.
As alternativas de controle analisadas foram:
1 – Ampliação da rede de forma a dar vazão a todo o escoamento gerado para um período de retorno
correspondente a 10 anos;
2 – Construção de reservatórios distribuídos ao longo da bacia de forma a promover a detenção dos
picos dos hidrogramas para chuvas de 10 anos de TR;
3 – Combinação das alternativas anteriores;
Alternativa 1: Ampliação de toda a rede
Nessa alternativa, todos os condutos que apresentaram-se insuficientes na simulação
hidrodinâmica foram ampliados de forma a dar passagem a toda a vazão que anteriormente ficava
armazenada nas ruas. A figura 2 apresenta o hidrograma obtido para uma das sub-bacias para 10 anos
de TR e cenário futuro, e a figura 3 para toda a bacia.
Alternativa 2: Construção de reservatórios
Os locais passíveis de implantação de detenções na bacia do Areia foram obtidos através de
mapas, imagens de satélite e visitas a campo, e estão apontados na figura 1b. Os reservatórios foram
dimensionados considerando os hidrogramas de entrada nos condutos. A maioria dos reservatórios é
provido de uma estrutura do tipo “by-pass”, posicionada antes da entrada no reservatório permitindo a
passagem direta da primeira porção do escoamento, até o seu valor de vazão limite, daí então permitindo
a entrada do escoamento para o reservatório. A figura 3 apresenta o hidrograma obtido para a bacia.
A implantação de detenções na bacia possibilitou a manutenção das dimensões atuais dos
principais condutos de saída, além de permitir que eles trabalhem com cargas menores. No entanto, não
eliminou a necessidade ampliação de trechos a montante, dado que a limitação de espaço disponível
para os reservatórios condiciona a capacidade de amortecimento dos mesmos.
Essa alternativa requer uma ampliação da ordem de 2,5 m³/s na Casa de Bombas.
Alternativa 3: Combinação das alternativas anteriores
Essa alternativa foi estudada, pois a implementação de um reservatório na sub-bacia C tornou-se
economica e ambientalmente inviável. Optou-se então pela ampliação da rede na bacia C, trabalhando
em conjunto com os demais reservatórios citados na alternativa 2 e o desvio para um novo conduto na
Av. Cairu. Com essa alternativa os condutos forçados da bacia não necessitaram ampliação. Na figura 3
também é apresentado o hidrograma para esta alternativa.
160
80
trecho 18 - condutos ampliados
70
trecho 34 - Alternativa 2
trecho 34 - Alternativa 3
120
vazão (m3/s)
60
vazão (m3/s)
trecho 34 - Alternativa 1
140
trecho 18 condutos atuais
50
40
100
80
60
30
40
20
20
10
0
0
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
10
20
30
40
50
60
70
80
90
tempo (min)
tempo (min)
Figura 2 –condutos atuais e ampliados
na sub-bacia E
Figura 3 – hidrograma de saída da bacia para as
alternativas estudadas
5. Avaliação econômica das alternativas
Uma estimativa preliminar dos custos de implantação das alternativas foi realizada e é mostrada
na tabela 1. A vazão máxima que chega nas galerias de saída da bacia na situação atual (TR 10 anos) é
de 30 m³/s; ao considerar este valor deve-se levar em conta que os alagamentos fazem a bacia funcionar
como um reservatório de detenção.
Tabela 1 – Estimativa de custos das alternativas
Alternativa
Vazão máxima (m³/s)
Custo (R$)
1 - Alternativa de canalização
140
43.300.000
2 – Construção de reservatórios
45
27.114.000
53
23.100.000
3 - Detenção e aumento da
capacidade dos condutos em alguns
trechos
A alternativa 1 apresentou um custo final 60% maior que a alternativa 2 e 87% maior que a
alternativa 3. A alternativa 2 é cerca de 17% mais cara que a alternativa 3. Além do valor monetário, cabe
ressaltar que a alternativa 3 apresenta um impacto menor no meio natural que a alternativa 1 pois
conserva os trechos de leito natural do arroio Areia e não transfere o problema para os pontos de jusante.
Dessa forma, a alternativa 3 apresentou importantes vantagens, sendo a medida recomendada.
Referências Bibliográficas
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Alegre: UFRGS - Curso de Pós-Graduação em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental. 213f.
Dissertação de Mestrado.
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Porto Alegre: UFRGS - Curso de Pós-Graduação em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental.