Agência Portuguesa do Ambiente
“Às Quartas, às 17h00, na APA”
Tema da Sessão de 6 de Novembro de 2013:
Dinâmica Fluvial e Ordenamento do Território
Catarina Ramos
[email protected]
• De todas as componentes da dinâmica
fluvial, as cheias são aquelas que
maiores desafios colocam no processo
de ordenamento do território.
• As cheias definem
a “área de influência dos rios”
• De todas as componentes da dinâmica fluvial, as cheias são, sem dúvida,
aquelas que maiores desafios colocam no processo de ordenamento do
território.
• Enquanto evento hidrológico extremo, as cheias podem constituir um
fenómeno potencialmente gerador de danos (perigo).
R=PxC
em que:
R – Risco
P – Perigosidade
C – Consequências danosas
• De todas as componentes da dinâmica fluvial, as cheias são, sem dúvida,
aquelas que maiores desafios colocam no processo de ordenamento do
território.
• Enquanto evento hidrológico extremo, as cheias podem constituir um
fenómeno potencialmente gerador de danos (perigo).
• O risco a elas associado depende das características da cheia bem como
dos elementos a ela expostos.
R=PxC
em que:
R – Risco
P – Perigosidade
C – Consequências danosas
As cheias enquanto perigo
60
1º (51%)
50
40
1º (34%)
eventos
% 30
mortos
afectados
20
10
outros
temperaturas
extremas
secas
tempestades
(vento)
cheias
movimentos
de terreno
sismos
erupções
vulcânicas
0
Catástrofes naturais, à escala
global, entre 1974 e 2003.
Fonte: EM-DAT.
Cheia: catástrofe natural se provocar, pelo menos, uma de quatro consequências
possíveis:
(i) dez ou mais vítimas mortais,
(ii) cem ou mais pessoas afectadas no imediato,
(iii) se existir um pedido de ajuda internacional;
(iv) se existir a declaração do estado de emergência.
Catástrofes naturais em Portugal (1960 – 2010)
Tipo de catástrofe
Nº de eventos
Nº de mortos
Nº de
afectados
Prejuízos
(000 US)
Sismos (Açores)
3
79
24 000
72 000
Movimentos de massa
1
29
55
16 300
Inundações / cheias
13
585
52 916
2 010 740
Tempestades / vento
6
47
330
91 000
Ondas de calor
2
2737
---
---
Vagas de frio
1
---
---
---
Secas
3
---
---
1 443 136
Fogos florestais
8
60
150 186
3 475 000
Fonte: EM-DAT
Catástrofe natural
• 10 ou mais pessoas mortas ou
• 100 ou mais pessoas afectadas (no imediato) ou
• pedido de ajuda internacional ou
• declaração do estado de emergência
Tipologia das cheias quanto aos fatores desencadeantes.
Regiões hidroclimáticas das cheias: o Código de Hayden.
O «Código Climático das Cheias» (Hayden, 1988)
À escala continental, as
causas das cheias
dependem, sobretudo,
das zonas ou das
regiões climáticas onde
as bacias hidrográficas
se inserem; ou seja,
das características do
clima.
Julho
• Hayden considera dois
“reservatórios de água” das
cheias:
- a atmosfera (o principal)
- os continentes onde existe
neve e gelo acumulados à
superfície (o secundário).
Fevereiro
Variação espacial do escoamento
ao longo do ano
O Código de Hayden
Tipos de inundações devidas às cheias
Tipo de
inundação
Sub-tipo
Causa
Fator desencadeante
Fluvial
1. cheia pluvial (lenta)
climática
chuvas prolongadas
Fluvial
2. cheia pluvial (rápida)
climática
chuva intensa
Fluvial
3. cheia de fusão da neve
climática
subida da temperatura na
primavera
Fluvial
4. cheia de fusão de efeito
combinado
climática
subida da temperatura + chuva
intensa
Fluvial
5. cheia de fusão do gelo
geológica
erupções vulcânicas
6. cheia costeira
climática e
marinha
escoamento fluvial elevado +
efeito das marés ou escoamento
fluvial elevado + efeito das marés
+ storm surge
Fluvial
7. cheia de obstáculo
geológica e
geomorfológica
movimentos de vertente de
obstrução ao escoamento fluvial
Fluvial
8. cheia de derrocada
natural
hidrogeomorfológica
cedência de obstáculo natural
Fluvial
9. cheia de derrocada
artificial
antrópica
rotura de barragem ou dique
Fluvial
1. cheia pluvial (lenta)
chuvas prolongadas
dias, semanas, meses
cheias lentas
Lezíria do Tejo
Fonte: IPMA
Monção
CIT
Rain
Fonte:
Dartmouth
Flood
Observatory
2. cheia pluvial (rápida)
chuva intensa
cheias rápidas
minutos, horas
Fonte: IPMA
Fonte: Dartmouth Flood Observatory
3. cheia de fusão da neve
Subida da temperatura
Cheias de fusão da neve
Fonte: Dartmouth Flood Observatory
4. cheia de fusão de efeito combinado
Subida da temperatura + chuva intensa
5. cheia de fusão do gelo
Erupções vulcânicas
Islândia
Cheias de fusão rápida do gelo
6. cheia costeira
climática e marinha
escoamento fluvial elevado + efeito das marés ou
escoamento fluvial elevado + efeito das marés + storm surge
cheias costeiras
7. cheia de obstáculo
movimentos de vertente ou outros obstáculos naturais
ao escoamento fluvial
8. cheia de derrocada natural
jökulhlaups
A cheia mais mortífera de que há registos ocorreu no
Rio Amarelo (China) em 1931, tendo provocado
3 700 000 mortos.
Causa: colapso de barreira de gelo na Mongólia
9. cheia de derrocada artificial
Rotura de barragens
Fonte: Dartmouth Flood Observatory
Rebentamento de diques
O caso das inundações dos fundos de vale devidas a causas mistas
Sequência:
1. Alagamento por subida da toalha freática
2. Cheias de montante (Rio Maior)
3. Cheias de jusante (Rio Tejo)
1
2
3
2
3
As cheias enquanto perigo.
Critérios de classificação da perigosidade das cheias.
Critérios de classificação da perigosidade das cheias
Critérios
Tipo de cheia
Nº de pontas de cheia
- simples ou monogénica
- complexa ou poligénica
Periodicidade
(frequência de ocorrência)
- regular ou irregular
- nº de cheias/ano
- época do ano (cheias outonais, invernais…)
Velocidade de progressão
- rápida ou repentina (flash floods)
- lenta ou progressiva (slow floods)
Duração
- rápida ou repentina (< 1 dia)
- semi-rápida (≥ 1 dia e ≤ 1 semana)
- lenta ou progressiva (>1 semana )
Magnitude / Área inundada
- pequena (small floods)
- média (medium floods)
- grande (big floods)
Recorrência
(probabilidade de ocorrência)
- anual
- decenal
- centenária
- milenária
Múltiplos (multicritério)
dependente do cruzamento dos critérios utilizados
flash floods
rapid-onset floods
slow-onset floods
Critérios de classificação da perigosidade das cheias
Nº médio de cheias
Critério: Periodicidade
(frequência de ocorrência)
20
Critérios:
Velocidade de progressão: rápida (4,5h)
Duração: semi-rápida (57h: 2 dias e 9h)
15
10
5
0
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
meses
Critério: Magnitude / Área inundada
Nº de cheias
Rio Tejo
60
small floods
medium floods
40
big floods
20
0
6,4-7,0
7,0-7,5
altura (m)
≥7,5
Critérios de classificação da perigosidade das cheias
Critério: Recorrência (probabilidade de ocorrência)
Tipo de cheia: - anual
- decenal
- centenária
- milenária
Rio Tejo em
Pte. Santarém
(1922 – 1992)
Método de Pearson III
10.00
Altura
máx.
inst. (m)
Probabilidade
de ocorrência
Período
de
retorno
(anos)
Altitude
(m)
8,8
0,5 %
200
12,1
8,7
1%
100
12
5% CI
8,6
2%
50
11,9
95% CI
8,4
4%
25
11,7
8,1
10 %
10
11,4
7,8
20 %
5
11,1
6,9
50 %
2
10,2
4,2
96 %
1
7,5
A
1979
9.00
1876
Maximum Annual Height (m)
8.00
P3 Value
(Parameter
Value)
Probability
Adjustment
7.00
6.00
5.00
4.00
Raw Data
(Weibull
Plot)
3.00
2.00
1.00
0.00
1
10
100
Exceedance Recurrence Interval (yr)
1000
Critérios de classificação da perigosidade das cheias
Critérios múltiplos
Critério: potência (magnitude) + duração
Q.máx.inst.
(m3/s)
Índice de perigosidade
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
5
10 15 20 25 30 35 40 45 50
Duração das cheias (dias)
Os fatores agravantes das cheias (naturais e antrópicos).
Exemplos.
Os fatores naturais agravantes das cheias
• Solo e subsolo de permeabilidade reduzida
• características do relevo (declive, desnível…)
• rede de drenagem: densidade, hierarquização, sinuosidade
• coberto vegetal: tipo de revestimento e grau de cobertura
a) ao nível da
bacia hidrográfica
b) ao nível dos
fundos de vale
•
•
•
estreitamentos naturais dos vales (rochas resistentes)
características do leito de cheia (largura e inclinação)
obstáculos transportados pelas cheias
AAcheia
rápidade
de25-26
25-26
Novembro
de 1967
cheia rápida
dede
Novembro
de 1967
Quintas
95 mortos
AAcheia
rápidade
de25-26
25-26
Novembro
de 1967
cheia rápida
dede
Novembro
de 1967
Quintas: uma “armadilha” natural
0
500 m
Mapa Geológico de Portugal, folha nº 30 D
0
Carta Militar de Portugal, folha nº 390
1 km
AAcheia
rápidade
de25-26
25-26
Novembro
de 1967
cheia rápida
dede
Novembro
de 1967
Quintas: uma “armadilha” natural
Os fatores antrópicos agravantes das cheias
a) ao nível da
bacia hidrográfica
b) ao nível dos
fundos de vale
•
•
•
Destruição do coberto vegetal nas áreas declivosas
Práticas agrícolas inadequadas
Impermeabilização dos solos
•
•
•
•
•
•
Gestão inadequada das barragens
Assoreamento dos canais fluviais
Estrangulamentos dos canais fluviais
Obstáculos perpendiculares ao sentido do escoamento
Ocupação indevida dos leitos de cheia
Falta de limpeza dos canais fluviais e vazamento indevido
de lixos e entulhos
Entulhamento ou encanamento dos cursos de água
Sistemas de águas pluviais e residuais inadequados
•
•
O caso da Madeira:
conjugação de fatores agravantes naturais e antrópicos
• pequena dimensão das 126 bacias hidrográficas (94 % são < 25 km2)
• ribeiras com comprimentos curtos
(≤ 21 km)
• tempo de concentração (Tc) das
bacias é sempre < 5 horas
(numa amostragem feita a 86 das
126 bacias, verifica-se que 80 %
têm um Tc< 2h)
O caso da Madeira:
conjugação de fatores agravantes naturais e antrópicos
• Relevo acidentado que potencia o efeito orográfico sobre as precipitações
• grandes desníveis (grande parte > 1200m)
• fortes declives das vertentes
20 Fev 2010:
entre as 6 e as 11h
• grande inclinação das linhas de
água principais
165 mm
108 mm
O caso da Madeira:
conjugação de fatores agravantes naturais e antrópicos
• rápida concentração do escoamento superficial nos canais fluviais
de drenagem muito elevada
densidade
• substrato geológico vulcânico muito alterado, de fraca permeabilidade
• os vales são muito encaixados potenciando uma maior interacção entre os
movimentos de vertente e as ribeiras
carga sólida muito elevada ("aluviões“)
O caso da Madeira:
conjugação de fatores agravantes naturais e antrópicos
Destruição do coberto vegetal nas áreas declivosas
Práticas agro-pecuárias
inadequadas
Assoreamento dos canais fluviais
• Aumento da probabilidade de ocorrência
das cheias
• Aumento da carga sólida com a potenciação
da capacidade destruidora das cheias
O caso da Madeira:
conjugação de fatores agravantes naturais e antrópicos
Impermeabilização dos solos e
ocupação indevida dos leitos de cheia
Funchal
No início do séc. XX
No início do séc. XXI
O caso da Madeira:
conjugação de fatores agravantes naturais e antrópicos
Ocupação indevida dos leitos de cheia
O caso da Madeira:
conjugação de fatores agravantes naturais e antrópicos
Estrangulamento
dos canais fluviais
Os fatores antrópicos agravantes das cheias
estrangulamento do leito menor
Rª Brava - Madeira
O risco de cheia. Modelo concetual de avaliação do risco de cheia.
Cenários. Medidas de adaptação e de mitigação.
Avaliação e Gestão do Risco de Cheia
Modelo conceptual integrado
1. Recolha da informação
2. Análise da informação
3. Síntese (integração das componentes analisadas)
4. Avaliação (cenários, medidas mitigadoras)
5. Decisão (e monitorização)
monitorização
modificação das componentes do risco
Fase 1. Recolha da informação
Dados
biofísicos
Dados socio-económicos
• climáticos (precipitação acumulada, intensidade,
duração, frequência, entre outros)
• hidrológicos (alturas de água, caudais, marcas de cheia)
• geomorfológicos (da bacia e do leito de cheia)
• hidrogeomorfológicos (definição das áreas inundáveis)
• estrutura e tendência evolutiva da população
• tipos de actividades económicas
• uso do solo e sua evolução
• edifícios sensíveis e infra-estruturas estratégicas
• valores e recursos naturais e culturais
Dados sobre a percepção do fenómeno
questionários
(entrevistas, inquéritos)
Fase 2. Análise da informação
Áreas desportivas
Áreas desportivas
Grandes equipamentos
Espaço industrial
Núcleos em espaço rústico
Edificação desordenada e
fragmentada
Edificação dispersa
Edificação compacta
0
Áreas
desportivas
Grandes
equipamentos
Áreas desportivas
Grandes equipamentos
Áreas desportivas
Edificação
em áreas inundáveis
Grandes
equipamentos
Espaço
industrial
Áreas
desportivas
Grandes equipamentos
Espaço
industrial
Áreas
desportivas
Áreas
desportivas
Grandes equipamentos
Espaço
industrial
Núcleos
em
espaço
Grandes rústico
equipamentos
Grandes
equipamentos
Espaço industrial
Núcleos
em equipamentos
espaço rústico
Grandes
Espaço industrial
Espaço industrial
Edificação
e
Núcleos
em desordenada
espaço rústico
Espaço
industrial
fragmentada
Núcleos em espaço
rústico
Núcleos
em desordenada
espaço
rústico
Edificação
e
Espaço industrial
fragmentada
Núcleos
emdesordenada
espaço
rústico
Edificação desordenada
Edificação
e e
fragmentada
Edificação
dispersa
Edificação
e
fragmentada
Núcleos
emdesordenada
espaço
rústico
fragmentada
Edificação dispersa
Edificação
dispersa
Núcleos
em espaço
rústicoe
Edificação
desordenada
200
400
fragmentada
Edificação
dispersa
Edificação
compacta
Edificação
desordenada
e
Edificação
compacta
Ha
Edificação
dispersa
fragmentada
Edificação
desordenada
e
Edificação compacta 0
fragmentada
Edificação dispersa
por cheia rápida na AML
1995
Tipos de espaços edificados
edificados
espaços
deTipos
sTipos
edificados
espaços
deTipos
edificados
espaços
de
Tipos
edificados
edificados
espaços
espaços
de
de
edificados
espaços
deTipos
edificados
espaços
de
os
Tipos de espaços edificados
Áreas desportivas
2007
Taxa de variação = 39%
600
200
400
Ha
600
Fase 3. Síntese dos resultados
1. Definição dos fatores
condicionantes
2. Definição das áreas a proteger
3. Integração das componentes
do risco
Fase 4. Avaliação
Situação de referência (período analisado)
• Não fazer nada
• Medidas estruturais
Formulação de
opções e cenários
• Medidas não estruturais
• Medidas mistas
Avaliação das medidas propostas (a nível biofísico, de impacte ambiental, socioeconómico e perceptivo)
Fase 5. Decisão
Regresso à Fase 3: modificação
das componentes do risco
monitorização
Medidas mitigadoras estruturais e não estruturais
As medidas mitigadoras são conjunto de acções que visam reduzir ou
eliminar, a longo prazo, o risco de cheia
1. medidas estruturais (correctivas): visam a resolução de problemas de
inundação em pontos críticos das bacias hidrográficas
a) medidas não estruturais (conservativas): englobam medidas de
conservação e uso do solo, ordenamento do território, implementação
de sistemas de prevenção e alerta e seguros
2.
b) medidas não estruturais (restaurativas): visam a relocalização
de actividades fora das planícies de inundação, nas situações em
que não é sustentável manter as pessoas ou bens nas áreas
inundáveis
Medidas de mitigação
estruturais (correctivas)
Estratégia:
“manter as cheias afastadas das pessoas”
Medidas mitigadoras não estruturais
O papel do ordenamento do território
nas cabeceiras das linhas de água e áreas declivosas
Madeira
Proibição do sobrepastoreio com a
renovação do coberto florestal
Florestação das áreas
mais declivosas
Medidas mitigadoras não estruturais
O papel do ordenamento do território
nas cabeceiras das linhas de água e áreas declivosas
Práticas agrícolas
inadequadas
adequadas
Desordenamento da área ribeirinha
Medidas mitigadoras
não estruturais.
O papel do
ordenamento
do território
Construção densa no leito de cheia
que potencia vítimas mortais e prejuízos,
e provoca o “efeito tampão” com o aumento
do nível da cheia, para montante
canal fluvial
cheias frequentes
nos fundos de vale
Cheia centenária
Ordenamento da área ribeirinha
Estratégia:
“manter as pessoas
afastadas das cheias”
Espaço aberto para facilitar
a passagem da cheia
(espaços verdes:
jardins, campos de golfe)
residências sobreelevadas
em relação ao leito de cheia
canal fluvial
cheias frequentes
Cheia centenária
Newson, 1995
Medidas mitigadoras não estruturais.
O papel do ordenamento do território
nos fundos de vale
Proibição de alargamento dos
perímetros urbanos
em leito de cheia
ocupação sustentável
ocupação não sustentável
Medidas mitigadoras não estruturais.
O papel do ordenamento do território
nos fundos de vale
Nas áreas rurais devem-se
reservar os leitos de cheia
para a agricultura e
pecuária extensiva
Os perímetros urbanos devem
respeitar os limites dos leitos de cheia
Medidas mitigadoras não estruturais.
O papel do ordenamento do território
nos fundos de vale
Nas áreas urbanas devem-se reservar os
leitos de cheia para áreas de lazer e
proceder à limpeza das linhas de água
Medidas mitigadoras não estruturais.
O papel do ordenamento do território
nos fundos de vale
As vias de comunicação principais não devem ser inundadas
auto-estrada Lisboa-Porto
Medidas mitigadoras não estruturais.
O papel do ordenamento do território
nos fundos de vale
Proibição de quaisquer actividades nos leitos de cheia que impliquem
o manuseamento ou tratamento de substâncias perigosas
risco de contaminação
da água e solos
Medidas mitigadoras não estruturais
O papel do ordenamento do território
Decreto-Lei n.º 115/2010,
Avaliação e gestão dos riscos
de inundações
«Edifícios sensíveis»:
• os hospitais, lares de idosos, creches, infantários,
escolas,
• edifícios de armazenamento ou processamento
de substâncias perigosas (voláteis, inflamáveis ou
explosivas, tóxicas ou reactivas em contacto com
a água), infra - estruturas de gestão de efluentes
e de armazenamento ou transformação de resíduos,
• edifícios com importância na gestão de emergências, nomeadamente quartéis de
bombeiros, instalações das forças de segurança e das forças armadas, da Cruz
Vermelha, comando nacional e comandos distritais de operações de socorro e
serviços municipais de protecção civil;
Medidas mitigadoras não estruturais.
O papel do (re)ordenamento do território
Diretiva 2007/60/CE
Desocupação dos leitos de cheia
Relocalização
Recuperação e requalificação
dos rios e restauração das
planícies aluviais
Medidas de mitigação / adaptação
Estratégia:
“viver com as cheias”
Sobreelevação
das casas
Para residência sem cave
nível expectável
da cheia (1m)
válvula de
segurança
do esgoto
barreira amovível
paredes à prova de cheia
Medidas de adaptação
Estratégia:
“viver com as cheias”
Barreiras de
protecção
Decreto-Lei nº 115/2010 : avaliação e gestão dos riscos de inundações
• Avaliação Preliminar dos Riscos de Inundação (riscos potenciais)
• Cartas de Zonas Inundáveis (amplitude da inundação, níveis de água,
caudais de cheia)
• Cartas de Riscos de Inundações (nº de habitantes potencialmente
afectados, edifícios sensíveis, tipo de actividades económicas potencialmente
afectadas, instalações que possam causar poluição acidental em caso de
inundação, outras informações)
• Planos de Gestão dos Riscos de Inundações
(... ordenamento do território...)
Decreto-Lei nº 115/2010 : avaliação e gestão dos riscos de inundações
Artigo 7.º
Cartas de zonas inundáveis para áreas de risco
1 — As cartas de zonas inundáveis para áreas de risco cobrem as zonas
geográficas susceptíveis de serem inundadas e devem contemplar os seguintes
cenários:
a) Inundação de baixa probabilidade de ocorrência ou cenários de fenómenos
extremos;
b) Inundação de média probabilidade de
ocorrência, isto é, periodicidade igual
ou superior a 100 anos;
c) Inundação de elevada probabilidade de
ocorrência, associada a períodos de retorno
inferiores a 100 anos, nas zonas densamente
povoadas e naquelas em que o risco não
deva ser desvalorizado, que sejam propostas
pela CNGRI.
A gestão do risco de cheia deve ser feita a diversas escalas de análise espacial
Cities and Flooding,
2012
A gestão do risco de cheia deve ser feita a diversas escalas de análise espacial
Cities and Flooding,
2012
A gestão do risco de cheia deve ser feita a diversas escalas de análise espacial
Cities and Flooding,
2012
A gestão do risco de cheia deve ser feita a diversas escalas de análise espacial
Cities and Flooding,
2012
Ideias-chave
• As cheias são um fenómeno complexo, condicionado por diversos
factores naturais e antrópicos, que implicam o estudo caso a caso.
• Nem sempre as medidas a implementar devem ser as mesmas e, por
vezes, é necessário aplicar medidas de tipo diverso (mistas), que se
complementam na resolução do problema a solucionar.
• A aplicação de qualquer
medida (em especial das
estruturais) deve ser sempre
acompanhada da respectiva
avaliação.
Agência Portuguesa do Ambiente
“Às Quartas, às 17h00, na APA”
Tema da Sessão de 6 de Novembro de 2013:
Dinâmica Fluvial e Ordenamento do Território
Catarina Ramos
[email protected]