MODELAGEM HIDRODINÂMICA COMO SUPORTE AO DIAGNÓSTICO E AVALIAÇÃO DE
ALTERNATIVAS COMPENSATÓRIAS PARA MITIGAÇÃO DOS PROBLEMAS DE CHEIAS URBANAS
NA BACIA DO RIACHO REGINALDO EM MACEIÓ-AL
Davyd Henrique de Faria Vidal
Dissertação de Mestrado apresentada ao
Programa de Pós-Graduação em Engenharia
Civil, COPPE, da Universidade Federal do Rio
de Janeiro, como parte dos requisitos à
obtenção do título de Mestre em Engenharia
Civil.
Orientador(es): Marcelo Gomes Miguez
Vladimir Caramori Borges de
Souza
Rio de Janeiro
Março de 2012
MODELAGEM HIDRODINÂMICA COMO SUPORTE AO DIAGNÓSTICO E AVALIAÇÃO DE
ALTERNATIVAS COMPENSATÓRIAS PARA MITIGAÇÃO DOS PROBLEMAS DE CHEIAS URBANAS
NA BACIA DO RIACHO REGINALDO EM MACEIÓ-AL
Davyd Henrique de Faria Vidal
DISSERTAÇÃO SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DO INSTITUTO ALBERTO LUIZ COIMBRA DE
PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA DE ENGENHARIA (COPPE) DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO
RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU
DE MESTRE EM CIÊNCIAS EM ENGENHARIA CIVIL.
Examinada por:
Prof. Marcelo Gomez Miguez, D.Sc.
Prof. Vladimir Caramori Borges de Souza, D.Sc.
Prof. Flávio Cesar Borba Mascarenhas, D.Sc.
Prof. Marllus Gustavo F. P. das Neves, D.Sc.
RIO DE JANEIRO, RJ - BRASIL
MARÇO DE 2012
Vidal, Davyd Henrique de Faria
Modelagem
Hidrodinâmica
como
Suporte
ao
Diagnóstico e Avaliação de Alternativas Compensatórias
para Mitigação dos Problemas de Cheias Urbanas na Bacia
do riacho Reginaldo em Maceió/AL/ Davyd Henrique de
Faria Vidal. – Rio de Janeiro: UFRJ/COPPE, 2012.
XVI, 222 p.: il.; 29,7 cm.
Orientadores: Marcelo Gomes Miguez
Vladimir Caramori Borges de Souza
Dissertação (mestrado) – UFRJ/ COPPE/ Programa de
Engenharia Civil, 2012.
Referências Bibliográficas: p. 214-222.
1. Drenagem Urbana. 2. Modelagem Matemática por
Células de Escoamento. 3. Técnicas Compensatórias. 4. Bacia
do riacho Reginaldo. I. Miguez, Marcelo Gomes, et al. II.
Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE, Programa de
Engenharia Civil. III. Título.
iii
Dedico este trabalho a minha magnífica mãe,
WALKIZA SILVA DE FARIA, por ter acreditado todos
os dias na minha capacidade, pelo exemplo de vida,
força, coragem, caráter e dignidade que sempre foi
para mim, sem a senhora esse sonho jamais se
tornaria realidade. Eu Te Amo e muito Obrigado.
Dedico, também, ao meu irmão DIEGHO HENRIQUE
DE FARIA VIDAL por todos esses anos de
convivência e luta ao lado de nossa mãe, pelos
maravilhosos momentos compartilhados juntos
durante toda a nossa vida e por ter cuidado da
MAINHA nesse tempo que estive distante.
iv
AGRADECIMENTOS
A Deus, por ter me iluminado e concebido a capacidade, paciência e dom da vida para
que pudesse chegar até aqui.
A minha namorada Aline Bruna dos Santos Souza, pela amizade, amor, carinho,
dedicação, paciência, compreensão durante esses difíceis anos da minha vida e acima
de tudo por ter superado junto comigo as dificuldades por estar longe e manter vivo o
nosso amor, saiba que você faz parte dessa conquista e a fez sempre parecer mais
fácil.
Aos eternos amigos que eu tive o prazer que o destino colocasse em meu
caminho:
Ricardo Fernandes, Diogo Ferraz, e Valdeir Galingo por manter viva a
amizade criada durante a graduação e por sempre estarem comigo nas
minhas idas e vindas à ponte aérea Rio e Maceió. Obrigado pelo
companheirismo, longas horas de conversa, diversão, distração e apoio
prestado desde que nos conhecemos;
Ao amigo e hoje companheiro de trabalho Edinho, muito obrigado por ter
me incentivado a fazer o Mestrado na COPPE, por ter me acolhido em sua
casa quando da chegada ao Rio de Janeiro, pela oportunidade de trabalhar
no INEA e claro por todo o companheirismo, conselhos, dicas, diversão,
distração e apoio, no mestrado, no trabalho e também no dia-dia
Ao amigo Alberto Douglas, mais conhecido como CHEFE, pela tranquila
convivência, companheirismo, longas conversas e bons momentos de
descontração hoje têm ciência que ter dividido o "lar" com uma pessoa do
seu caráter foi fundamental inclusive para conseguir terminar a dissertação
no prazo.
A “irmã” de coração Irene Maria Chaves Pimentel por todas as
experiências trocadas, pelos incontáveis conselhos, pelo carinho, pela
amizade, pelo companheirismo, pelos ensinamentos e acima tudo por
sempre ter acreditado em mim mais do que eu mesmo. Cabe agradecer
também pelas inúmeras vezes que me visitou no Rio de Janeiro, fazendo
v
com que a saudade dos amigos e da família que ficaram em Maceió fosse
um pouco confortada;
Aos amigos criados durante o Mestrado na pessoa dos amigos Vinícius
Rios, Felipe Barbosa e Carolina Pitzer por todos os momentos de
cumplicidade ao longo desses dois anos de pura garra e esforço na busca
de um único ideal, nos tornarmos MESTRE;
A todos os membros do LHC que me acolheram de braços abertos na
pessoa da amiga Luiza Ribeiro, obrigado pelo espaço e por todos os bons
momentos de descontração;
A todos os amigos que consegui construir no Rio de Janeiro na pessoa da
amiga Rafaela Silva, Vinícius Rios, Luiza Ribeiro e Carolina Pitzer foram
muito bom conhecê-los e conviver com todos vocês, espero que essa
amizade perdure mesmo após a minha volta para casa, e digo logo que
Maceió está de portas abertas aguardando por vocês.
Ao meu orientador Marcelo Miguez pela dedicação, tão valiosa orientação,
todo o conhecimento compartilhado e claro pelos ótimos momentos de descontração
com todo o seu bom humor Carioca. Muito obrigado professor por ter acreditado e
aceitado me orientar mesmo sendo a área de estudo a minha terra natal e espero que
voltemos a trabalhar juntos, seja num possível Doutorado ou mesmo nos rumos que a
vida traçará para mim.
Ao meu co-orientador Vladimir Caramori por toda ajuda prestada nas minhas
diversas idas a Maceió, seja no apoio aos trabalhos de campo ou mesmo com os
assuntos ligados a dissertação e também por ter me mandado procurar o Miguez
quando chegasse à COPPE.
A todos os meus familiares na pessoa das minhas tias Vera Lúcia e Ana Lúcia,
pelo apoio incondicional prestado durante essa minha passagem pelo Rio de Janeiro e
claro por ter preenchido parte do vazio por está distante da grande maioria dos demais
familiares. AMO TODOS VOCÊS e podem ter certeza que foi duríssimo segurar a
saudade.
Aos alunos de iniciação científica e do Mestrado em Recursos Hídricos da UFAL,
pelo apoio prestado durante a realização dos trabalhos de campo. Obrigado Wilson,
vi
Cledeilson, Carlos, Renato, Felipe, Eduardo, Amanda, Antonio, Tainara e a todos os
demais que ajudaram mesmo que indiretamente.
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – CNPq, por
dar apoio financeiro ao desenvolvimento deste trabalho.
vii
Resumo da Dissertação apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos
necessários para a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M.Sc.)
MODELAGEM HIDRODINÂMICA COMO SUPORTE AO DIAGNÓSTICO E AVALIAÇÃO DE
ALTERNATIVAS COMPENSATÓRIAS PARA MITIGAÇÃO DOS PROBLEMAS DE CHEIAS
URBANAS NA BACIA DO RIACHO REGINALDO EM MACEIÓ-AL
Davyd Henrique de Faria Vidal
Março/2012
Orientadores: Marcelo Gomes Miguez
Vladimir Caramori Borges de Souza
Programa: Engenharia Civil
Nesta dissertação, elaborou-se com o objetivo de discutir as interações entre o
sistema de drenagem e a questão do uso do solo, procurando entender este processo
e avaliar equívocos do desenvolvimento urbano, o diagnóstico da situação das
inundações da parte baixa da bacia do riacho Reginaldo em Maceió-AL, para Cenários
que consideraram as cheias com tempo de retorno de 2, 5, 10, 25 e 50 anos. Além
disso, foram elaborados Cenários que propõem, inúmeras intervenções afim de,
mitigar os problemas diagnosticados, considerando, sempre que possível, o uso de
técnicas compensatórias. Os resultados encontrados no diagnóstico mostraram a
criticidade da situação das inundações na área de estudo. Já os resultados encontrados
nos Cenários com as intervenções indicam que é possível, através de medidas
sustentáveis, mitigar consideravelmente a situação das inundações diagnosticadas na
bacia em estudo. O modelo utilizado como ferramenta para elaborar este trabalho foi
modelo hidrodinâmico MODCEL (Modelo de Células de Escoamento), que será
aplicado pela primeira vez em uma bacia urbana da cidade Maceió/AL. A escolha de tal
modelo, deve-se aos satisfatórios resultados encontrados com a utilização do mesmo
em diversos estudos relacionados ao controle de cheias urbanas, principalmente no
estado do Rio de Janeiro.
viii
Abstract of Dissertation presented to COPPE/UFRJ as a partial fulfillment of the
requirements for the degree of Master of Science (M.Sc.)
HYDRODYNAMIC MODELING AS SUPPORT THE DIAGNOSIS AND EVALUATION OF
ALTERNATIVES COMPENSATORY FOR MITIGATION OF URBAN FLOODING PROBLEMS IN
THE BASIN OF THE CREEK REGINALDO IN MACEIÓ-AL
Davyd Henrique de Faria Vidal
Março/2012
Advisors: Marcelo Gomes Miguez
Vladimir Caramori Borges de Souza
Department: Civil Engineering
This work was elaborated with the objective to discuss the interactions between
the drainage system and land use, trying to understand this process and evaluate
mistakes of urban development, the diagnosis of the situation of floods in the lower
basin of the creek Reginaldo in Maceió-AL, to consider scenarios for floods with the
return period of 2, 5, 10, 25 and 50 years. In addition, scenarios were developed that
propose numerous structural measures in order to mitigate the identified problems,
considering, where possible, the use of compensatory techniques. The model used as a
tool to make this work was the hydrodynamic model MODCEL (Flow Cell Model), which
was first applied in an urban watershed in the city of Maceio/AL. The choice of such a
model is due to the satisfactory results with its use in several studies related to urban
flood control, especially in the state of Rio de Janeiro. The results showed the diagnosis
of the critical situation of floods in the study area. But the results in scenarios with
interventions indicate that it is possible, through sustainable measures, mitigate the
considerably the diagnosed situation of floods in the basin under study.
ix
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................................... 17
1.1. Contextualização ........................................................................................................................ 18
1.2. Justificativa................................................................................................................................. 21
1.3. Objetivos .................................................................................................................................... 22
1.3.1. Geral .................................................................................................................................... 22
1.3.2. Específicos ........................................................................................................................... 23
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ................................................................................... 24
2.1. Inundações ................................................................................................................................. 24
2.2. Medidas de controle de enchentes urbanas ............................................................................. 29
2.2.1. Medidas estruturais ............................................................................................................ 32
2.2.2. Medidas não-estruturais ..................................................................................................... 43
3. MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................................................................... 56
3.1. Aspectos gerais da bacia do riacho Reginaldo ........................................................................... 56
3.1.1. Características fisiográficas ................................................................................................. 61
3.1.2. Relevo.................................................................................................................................. 65
3.1.3. Uso e ocupação do solo ...................................................................................................... 67
3.1.4. Rede de monitoramento e levantamento de campo ......................................................... 71
3.2. Modelos Hidrodinâmicos Quasi-2D ........................................................................................... 79
3.2.1. Modelo de Células de Escoamento – MODCEL................................................................... 81
3.3. Aplicação do Modelo de Células de Escoamento - MODCEL ..................................................... 86
3.3.1. Dados utilizados na modelação Hidrológica-Hidrodinâmica utilizando o MODCEL ........... 87
3.3.2. Estudos hidrológicos ........................................................................................................... 88
3.3.2.1. Tempo de concentração .............................................................................................. 88
3.3.2.2. Precipitações e hidrogramas de Projeto ...................................................................... 91
3.3.2.2.1. Hietogramas de Projeto ............................................................................................ 91
3.3.2.2.2. Hidrogramas de Projeto ............................................................................................ 93
3.3.2.2.3. Definição do coeficiente de escoamento ................................................................. 95
3.3.3. Modelação topográfica, hidráulica e topológica ................................................................ 97
3.3.4. Arquivos de entrada do MODCEL ..................................................................................... 103
3.3.5. Calibração e validação ...................................................................................................... 105
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO ........................................... 116
4.1. Cenário 1 - Cheia com Tr = 2 anos............................................................................................ 116
4.1.1. Riacho Gulandim (Tr = 2 anos) .......................................................................................... 118
4.1.2. Riacho do Sapo (Tr = 2 anos)............................................................................................. 120
4.1.3. Riacho Pau D’Arco (Tr = 2 anos) ........................................................................................ 123
4.1.4. Riacho Reginaldo (Tr = 2 anos).......................................................................................... 126
4.2. Cenário 2 - Cheia com Tr = 5 anos............................................................................................ 130
4.2.1. Riacho Gulandim (Tr = 5 anos) .......................................................................................... 130
4.2.2. Riacho do Sapo (Tr = 5 anos)............................................................................................. 132
4.2.3. Riacho Pau D’Arco (Tr = 5 anos) ........................................................................................ 134
x
4.2.4. Riacho Reginaldo (Tr = 5 anos).......................................................................................... 136
4.3. Cenário 3 - Cheia com Tr = 10 anos ......................................................................................... 139
4.3.1. Riacho Gulandim (Tr = 10 anos) ........................................................................................ 139
4.3.2. Riacho do Sapo (Tr = 10 anos)........................................................................................... 141
4.3.3. Riacho Pau D’Arco (Tr = 10 anos) ...................................................................................... 142
4.3.4. Riacho Reginaldo (Tr = 10 anos)........................................................................................ 144
4.4. Cenário 4 - Cheia com Tr = 25 anos ......................................................................................... 148
4.4.1. Riacho Gulandim (Tr = 25 anos) ........................................................................................ 148
4.4.2. Riacho do Sapo (Tr = 25 anos)........................................................................................... 150
4.4.3. Riacho Pau D’Arco (Tr = 25 anos) ...................................................................................... 152
4.4.4. Riacho Reginaldo (Tr = 25 anos)........................................................................................ 154
4.5. Cenário 5 - Cheia com Tr = 50 anos ......................................................................................... 158
4.5.1. Riacho Gulandim (Tr = 50 anos) ........................................................................................ 158
4.5.2. Riacho do Sapo Gulandim (Tr = 50 anos) .......................................................................... 160
4.5.3. Riacho Pau D’Arco (Tr = 50 anos) ...................................................................................... 162
4.5.4. Riacho Reginaldo (Tr = 50 anos)........................................................................................ 164
4.6. Resumo do Diagnóstico das Inundações na bacia do riacho Reginaldo .................................. 168
4.6.1. Riacho Gulandim ............................................................................................................... 168
4.6.2. Riacho do Sapo.................................................................................................................. 170
4.6.3. Riacho Pau D’Arco ............................................................................................................. 174
4.6.4. Riacho Reginaldo............................................................................................................... 177
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS............................................................................ 180
5.1. Cenário 1 - Recuperação da Área de Preservação Permanente (APP) às margens do riacho Pau
D’Arco ............................................................................................................................................ 181
5.2. Cenário 2 - Bacias de detenção nas sub-bacias dos riachos Gulandim e Sapo ........................ 184
5.3. Cenário 3 - Implantação da Barragem no riacho Reginaldo .................................................... 191
5.4. Cenário 4 - Implantação de Paisagem Multifuncional às margens do riacho Reginaldo ......... 196
5.5. Cenário 5 - Integração de todas as intervenções propostas.................................................... 198
6. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES................................................................................................. 208
6.1. Conclusões ............................................................................................................................... 208
6.2. Recomendações ....................................................................................................................... 211
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................................................... 214
xi
LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1: Mudanças no ciclo hidrológico devido a urbanização. ....................................................... 26
Figura 2.2: Impactos da urbanização. ................................................................................................... 27
Figura 2.3: Capa do Programa 1138 – Drenagem Urbana e Controle de Erosão Marítima e Fluvial. .. 32
Figura 2.4: Alguns tipos de medidas de controle segundo local de atuação: 1. Distribuídas; 2. Na
microdrenagem e 3. Na macrodrenagem. ............................................................................................ 34
Figura 2.5: a/b) Modificações do rio, c/d) Sistemas de infiltração, e) bacia de detenção e f) bacia de
retenção. ............................................................................................................................................... 39
Figura 2.6: Padrão de urbanização em alguns estabelecimentos comerciais na bacia do riacho
Reginaldo. ............................................................................................................................................. 40
Figura 2.7: Desenvolvimento histórico e a utilização de medidas de armazenamento na gestão de
águas pluviais. ....................................................................................................................................... 41
Figura 2.8: Atividades típicas dos sistemas de previsão e alerta. ......................................................... 46
Figura 2.9: Medidas a prova de enchentes (flood profing) presentes na bacia do riacho Reginaldo. . 50
Figura 2.10: Exemplos de medidas de controle de enchentes. ............................................................ 50
Figura 2.11: Ilustração da floodplain e floodway. ................................................................................. 52
Figura 2.12: Zoneamento de áreas de inundação. ............................................................................... 54
Figura 3.1: Mapa geral com a localização da bacia do riacho Reginaldo em Maceió/AL. .................... 58
Figura 3.2: Edificações às margens do riacho Pau D’Arco, ilustrando a intensa ocupação urbana nas
APP's...................................................................................................................................................... 59
Figura 3.3: Presença de resíduos sólidos e um sofá na calha do riacho Reginaldo. ............................. 60
Figura 3.4: a) Vegetação nativa na parte alta da bacia do riacho Reginaldo e b) Presença de resíduos
sólidos na parte alta da bacia. .............................................................................................................. 60
Figura 3.5: Hidrografia da bacia do riacho Reginaldo e sub-bacias dos riachos Gulandim, do Sapo e
Pau D’Arco............................................................................................................................................. 63
Figura 3.6: Principais características do relevo da bacia do riacho Reginaldo. .................................... 66
Figura 3.7: Vista geral da urbanização na bacia do riacho Reginaldo. .................................................. 68
Figura 3.8: Rede de monitoramento da bacia do riacho Reginaldo. .................................................... 73
Figura 3.9: Seção transversal levantada no riacho Reginaldo. ............................................................. 76
Figura 3.10: a/b) Foz do riacho Reginaldo sobre influência da maré, c) Confluência do riacho
Reginaldo com o riacho Gulandim, d) Confluência do riacho Reginaldo com o riacho do Sapo, e)
Presença de lixo, sedimentos e vegetação alterando a calha do riacho Reginaldo e f) Execução de
dragagem no riacho Reginaldo. ............................................................................................................ 77
Figura 3.11: Rota realizada nas visitas de campo e algumas fotografias das singularidades. .............. 78
Figura 3.12: Exemplo de uma rede de células bidimensional. ............................................................. 81
Figura 3.13: Ilustração da divisão e troca d’água entre as células numa bacia urbana. ...................... 83
Figura 3.14: Ilustração do hietograma e hidrograma de projetos que representam a condição de
contorno no MODCEL. .......................................................................................................................... 95
Figura 3.15: Classes de uso do solo nas células de escoamento do MODCEL. ..................................... 97
Figura 3.16: Divisão das células de escoamento e centros de células da área de estudo. ................... 99
Figura 3.17: Representação esquemática dos tipos de ligações. ....................................................... 100
Figura 3.18: Representação do esquema topológico utilizado como dado de entrada no MODCEL. 101
xii
Figura 3.19: Representação do esquema topológico utilizado como dado de entrada no MODCEL
(continuação). ..................................................................................................................................... 102
Figura 3.20: Representação das condições de contorno para entrada no MODCEL. ......................... 104
Figura 3.21: Variação da maré considerada como condição de contorno no MODCEL. .................... 105
Figura 3.22: Precipitação dos eventos avaliados para serem utilizados na calibração e validação do
MODCEL. ............................................................................................................................................. 110
Figura 3.23: Hietograma da precipitação utilizada na calibração do modelo. ................................... 113
Figura 3.24: Resultado da calibração, cotagramas no riacho Gulandim............................................. 114
Figura 4.1: Pontos onde foram apresentados alguns hidrogamas simulados. ................................... 117
Figura 4.2: Hidrogramas da cheia com Tr = 2 anos ao longo do riacho Gulandim. ............................ 118
Figura 4.3: Perfil de linha d'água no riacho Gulandim (Tr = 2 anos) e localização do bueiro inserido no
modelo. ............................................................................................................................................... 119
Figura 4.4: a) Edificações na margem direita do riacho Gulandim, próximo à foz e b) Degrau que
aumenta a rugosidade e dificulta a passagem da onda de cheia. ...................................................... 120
Figura 4.5: Hidrogramas da cheia com Tr = 2 anos ao longo do riacho do Sapo. ............................... 121
Figura 4.6: Perfil de linha d'água no riacho do Sapo (Tr = 2 anos) e localização dos bueiros inseridos
no modelo. .......................................................................................................................................... 122
Figura 4.7: Hidrogramas da cheia com Tr = 2 anos ao longo do riacho do Pau D’Arco. ..................... 123
Figura 4.8: Perfil de linha d'água no riacho Pau D’Arco (Tr = 2 anos) e localização do bueiro inserido
no modelo. .......................................................................................................................................... 124
Figura 4.9: Calha do riacho Pau D’Arco, a) Estrangulado por edificações nas margens e em cima, b)
Estrangulado em ambas as margens, c) Sem calha principal definida e edificações a poucos
centímetros e d) Calha bem definida sem ocupação das margens. ................................................... 125
Figura 4.10: Hidrogramas da cheia com Tr = 2 anos ao longo do riacho Reginaldo. .......................... 126
Figura 4.11: Perfil de linha d'água no riacho Reginaldo (Tr = 2 anos) e localização do bueiro inserido
no modelo. .......................................................................................................................................... 127
Figura 4.12: Mapa de inundação da parte baixa da bacia do riacho Reginaldo (Tr = 2 anos). ........... 129
Figura 4.13: Hidrogramas da cheia com Tr = 5 anos ao longo do riacho Gulandim. .......................... 130
Figura 4.14: Perfil de linha d'água no riacho Gulandim (Tr = 5 anos) e localização do bueiro inserido
no modelo. .......................................................................................................................................... 131
Figura 4.15: Hidrogramas da cheia com Tr = 5 anos ao longo do riacho do Sapo. ............................. 132
Figura 4.16: Perfil de linha d'água no riacho do Sapo (Tr = 5 anos) e localização dos bueiros inseridos
no modelo. .......................................................................................................................................... 133
Figura 4.17: Hidrogramas da cheia com Tr = 5 anos ao longo do riacho Pau D’Arco. ........................ 134
Figura 4.18: Perfil de linha d'água no riacho Pau D’Arco (Tr = 5 anos) e localização do bueiro inserido
no modelo. .......................................................................................................................................... 135
Figura 4.19: Hidrogramas da cheia com Tr = 5 anos ao longo do riacho Reginaldo. .......................... 136
Figura 4.20: Perfil de linha d'água no riacho Reginaldo (Tr = 5 anos) e localização do bueiro inserido
no modelo. .......................................................................................................................................... 137
Figura 4.21: Mapa de inundação da parte baixa da bacia do riacho Reginaldo (Tr = 5 anos). ........... 138
Figura 4.22: Hidrogramas da cheia com Tr = 10 anos ao longo do riacho Gulandim. ........................ 139
Figura 4.23: Perfil de linha d'água no riacho Gulandim (Tr = 10 anos) e localização do bueiro inserido
no modelo. .......................................................................................................................................... 140
Figura 4.24: Hidrogramas da cheia com Tr = 10 anos ao longo do riacho do Sapo. ........................... 141
xiii
Figura 4.25: Perfil de linha d'água no riacho do Sapo (Tr = 10 anos) e localização dos bueiros
inseridos no modelo. .......................................................................................................................... 142
Figura 4.26: Hidrogramas da cheia com Tr = 10 anos ao longo do riacho Pau D’Arco. ...................... 143
Figura 4.27: Perfil de linha d'água no riacho Pau D’Arco (Tr = 10 anos) e localização do bueiro
inserido no modelo. ............................................................................................................................ 144
Figura 4.28: Hidrogramas da cheia com Tr = 10 anos ao longo do riacho Reginaldo. ........................ 145
Figura 4.29: Perfil de linha d'água no riacho Reginaldo (Tr = 10 anos) e localização do bueiro inserido
no modelo. .......................................................................................................................................... 146
Figura 4.30: Mapa de inundação da parte baixa da bacia do riacho Reginaldo (Tr = 10 anos). ......... 147
Figura 4.31: Hidrogramas da cheia com Tr = 25 anos ao longo do riacho Gulandim. ........................ 148
Figura 4.32: Perfil de linha d'água no riacho Gulandim (Tr = 25 anos) e localização do bueiro inserido
no modelo. .......................................................................................................................................... 149
Figura 4.33: Hidrogramas da cheia com Tr = 25 anos ao longo do riacho do Sapo. ........................... 150
Figura 4.34: Perfil de linha d'água no riacho do Sapo (Tr =25 anos) e localização dos bueiros inseridos
no modelo. .......................................................................................................................................... 151
Figura 4.35: Hidrogramas da cheia com Tr = 25 anos ao longo do riacho Pau D’Arco. ...................... 152
Figura 4.36: Perfil de linha d'água no riacho Pau D’Arco (Tr = 25 anos) e localização do bueiro
inserido no modelo. ............................................................................................................................ 153
Figura 4.37: Hidrogramas da cheia com Tr = 25 anos ao longo do riacho Reginaldo. ........................ 154
Figura 4.38: Perfil de linha d'água no riacho Reginaldo (Tr = 25 anos) e localização do bueiro inserido
no modelo. .......................................................................................................................................... 155
Figura 4.39: Mapa de inundação da parte baixa da bacia do riacho Reginaldo (Tr = 25 anos). ......... 156
Figura 4.40: Comparação entre as manchas de inundação obtidas por Holz (2010) e neste trabalho,
no riacho Pau D’Arco. ......................................................................................................................... 157
Figura 4.41: Comparação entre as manchas de inundação obtidas por Holz (2010) e neste trabalho,
no riacho Reginaldo. ........................................................................................................................... 158
Figura 4.42: Hidrogramas da cheia com Tr = 50 anos ao longo do riacho Gulandim. ........................ 159
Figura 4.43: Perfil de linha d'água no riacho Gulandim (Tr = 50 anos) e localização do bueiro inserido
no modelo. .......................................................................................................................................... 160
Figura 4.44: Hidrogramas da cheia com Tr = 50 anos ao longo do riacho do Sapo. ........................... 161
Figura 4.45: Perfil de linha d'água no riacho do Sapo (Tr = 50 anos) e localização dos bueiros
inseridos no modelo. .......................................................................................................................... 162
Figura 4.46: Hidrogramas da cheia com Tr = 50 anos ao longo do riacho Pau D’Arco. ...................... 163
Figura 4.47: Perfil de linha d'água no riacho Pau D’Arco (Tr = 50 anos) e localização do bueiro
inserido no modelo. ............................................................................................................................ 164
Figura 4.48: Hidrogramas da cheia com Tr = 50 anos ao longo do riacho Reginaldo. ........................ 165
Figura 4.49: Perfil de linha d'água no riacho Reginaldo (Tr = 50 anos) e localização do bueiro inserido
no modelo. .......................................................................................................................................... 166
Figura 4.50: Mapa de inundação da parte baixa da bacia do riacho Reginaldo (Tr = 50 anos). ......... 167
Figura 4.51: Hidrogramas da cheia para os diversos tempos de retorno na foz do riacho Gulandim.
............................................................................................................................................................ 168
Figura 4.52: Perfil da linha d'água para os diversos tempos de retorno ao longo do riacho Gulandim.
............................................................................................................................................................ 169
Figura 4.53: Hidrogramas da cheia para os diversos tempos de retorno na foz do riacho do Sapo. . 171
xiv
Figura 4.54: Perfil da linha d'água para os diversos tempos de retorno ao longo do riacho do Sapo.
............................................................................................................................................................ 172
Figura 4.55: Hidrogramas da cheia para os diversos tempos de retorno na foz do riacho Pau D’Arco.
............................................................................................................................................................ 174
Figura 4.56: Perfil da linha d'água para os diversos tempos de retorno ao longo do riacho Pau D’Arco.
............................................................................................................................................................ 175
Figura 4.57: Hidrogramas da cheia para os diversos tempos de retorno na foz do riacho Reginaldo.
............................................................................................................................................................ 177
Figura 4.58: Perfil da linha d'água para os diversos tempos de retorno ao longo do riacho Reginaldo.
............................................................................................................................................................ 178
Figura 5.1: Mapa com as áreas inundáveis (25 anos) e APP no riacho Pau D’Arco. ........................... 183
Figura 5.2: Áreas potenciais para implantação das bacias de detenção no riacho Gulandim. .......... 185
Figura 5.3: Hidrograma da cheia com Tr = 25 anos ao longo do riacho Gulandim antes e após a
implantação da bacia de detenção. .................................................................................................... 186
Figura 5.4: a) Hidrograma de vazão afluente e de descarga na bacia de detenção e b) Nível d'água no
interior do reservatório do riacho Gulandim. ..................................................................................... 187
Figura 5.5: Perfil de linha d'água no riacho Gulandim com e sem a bacia de detenção. ................... 187
Figura 5.6: Área potencial para implantação da bacia de detenção do riacho do Sapo. ................... 188
Figura 5.7: Hidrogramas da cheia com Tr = 25 anos ao longo do riacho do Sapo antes e após a
implantação da bacia de detenção. .................................................................................................... 189
Figura 5.8: a) Hidrograma de vazão afluente e de descarga na bacia de detenção e b) Nível d'água no
interior do reservatório. ..................................................................................................................... 190
Figura 5.9: Perfil de linha d'água no riacho do Sapo com e sem a bacia de detenção. ...................... 191
Figura 5.10: Eixo da barragem e reservatório de amortecimento na bacia do riacho Reginaldo. ..... 193
Figura 5.11: Hidrogramas da cheia com Tr = 25 anos ao longo do riacho Reginaldo antes e após a
implantação da barragem. .................................................................................................................. 194
Figura 5.12: a) Hidrograma de vazão afluente e de descarga no reservatório da barragem e b) Nível
d'água no interior do reservatório. ..................................................................................................... 195
Figura 5.13: Perfil de linha d'água no riacho Reginaldo com e sem a barragem................................ 195
Figura 5.14: Área potencial para implantação da paisagem multifuncional na bacia do Reginaldo. . 197
Figura 5.15: Nível d'água no interior do reservatório (paisagem multifuncional).............................. 198
Figura 5.16: Hidrogramas da cheia com Tr = 25 anos na foz do riacho Gulandim antes e após a
implantação de todas as intervenções. .............................................................................................. 199
Figura 5.17: Perfil de linha d'água no riacho Gulandim com e sem intervenções.............................. 200
Figura 5.18: Hidrogramas da cheia com Tr = 25 anos na foz do riacho do Sapo antes e após a
implantação de todas as intervenções. .............................................................................................. 201
Figura 5.19: Perfil de linha d'água no riacho do Sapo com e sem intervenções. ............................... 202
Figura 5.20: Hidrogramas da cheia com Tr = 25 anos na foz do riacho Pau D’Arco antes e após a
implantação de todas as intervenções. .............................................................................................. 203
Figura 5.21: Perfil de linha d'água no riacho Pau D’Arco com e sem intervenções. .......................... 204
Figura 5.22: Hidrogramas da cheia com Tr = 25 anos na foz do riacho Reginaldo antes e após a
implantação de todas as intervenções. .............................................................................................. 205
Figura 5.23: Perfil de linha d'água no riacho Reginaldo com e sem intervenções. ............................ 206
Figura 5.24: Mapa de inundação da parte baixa da bacia do riacho Reginaldo após implantação de
todas as intervenções propostas (Tr = 25 anos). ................................................................................ 207
xv
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1: Esquema comparativo de medidas estruturais de controle de inundações. ..................... 35
Tabela 2.2: Categorias de medidas estruturais e tipo de intervenção. ................................................ 35
Tabela 2.3: Categorias das medidas não-estruturais e descrição de suas ações.................................. 44
Tabela 2.4: Exemplos de adaptações para construções a prova de inundações. ................................. 49
Tabela 2.5: Informações das faixas de inundações e dos riscos associados......................................... 53
Tabela 3.1: Valores de CN nas áreas simuladas com o modelo matemático. ...................................... 71
Tabela 3.2: Informações sobre os equipamentos que compõem a rede de monitoramento da bacia
do riacho Reginaldo. ............................................................................................................................. 72
Tabela 3.3: Informações sobre as principais visitas de campo realizadas na bacia.............................. 74
Tabela 3.4: Tempos de concentração calculado para a bacia do riacho Reginaldo. ............................ 90
Tabela 3.5: Precipitações totais acumuladas e vazões de pico das condições de contorno. ............... 94
Tabela 3.6: Valores do coeficiente de escoamento adotados pela Prefeitura de São Paulo. .............. 96
Tabela 3.7: Valores do coeficiente de escoamento adotados para a bacia do riacho Reginaldo. ....... 96
Tabela 3.8: Exemplificação do coeficiente de escoamento calculado através da ponderação. ........... 97
Tabela 3.9: Período de dados confiáveis para calibrar e validar o MODCEL na bacia do riacho
Reginaldo. ........................................................................................................................................... 106
Tabela 3.10: Eventos significativos monitorados pelo sensor de nível no riacho Gulandim. ............. 107
Tabela 3.11: Eventos de precipitação gerados para análise do comportamento das chuvas na bacia
do riacho Reginaldo. ........................................................................................................................... 108
Tabela 3.12: Informações sobre o evento escolhido para calibração do MODCEL. ........................... 112
Tabela 4.1: Vazões de pico para os diferentes tempos de retorno na foz do riacho Gulandim......... 169
Tabela 4.2: Vazões de pico para os diferentes tempos de retorno na foz do riacho do Sapo. .......... 171
Tabela 4.3: Vazões de pico para os diferentes tempos de retorno na foz do riacho Pau D’Arco. ..... 174
Tabela 4.4: Vazões de pico para os diferentes tempos de retorno na foz do riacho Reginaldo. ....... 177
xvi
1. INTRODUÇÃO
1. INTRODUÇÃO
Essencial à vida, a água constitui elemento necessário para quase todas as atividades
humanas, sendo, ainda, componente fundamental da paisagem e do ambiente natural e
construído. Trata-se de bem precioso, de valor inestimável, que deve ser, a qualquer custo,
conservado e protegido. Dessa forma é impossível imaginar a evolução das primeiras
civilizações afastadas das vizinhanças dos importantes corpos hídricos, visto que essa
proximidade foi imprescindível. São exemplos dessas civilizações os Babilônios, Egípcios e
Romanos. Diante disto, destaca-se que as primeiras civilizações tiveram que conviver com o
fenômeno das enchentes e aprenderam a tirar benefícios das mesmas.
As cheias podem ser definidas como um fenômeno natural de elevação do nível dos
rios, córregos ou ribeirões, que ocorrem devido a intensos e contínuos eventos de
precipitação provocando a variação do nível d’água dos corpos hídricos. Dependendo da
magnitude da enchente, pode ocorrer o extravasamento dos rios para além de suas calhas
principais, o que provoca a ocupação da calha secundária dos mesmos, das regiões de
várzeas, de zonas mais baixas e, por muitas vezes, a propagação de efeitos para montante
devido ao remanso.
As enchentes podem estar associadas a benefícios como os que ocorrem nas zonas
rurais dos estados do Amazonas, Tocantins e Mato-Grosso, que devido ao carreamento de
elementos férteis para as planícies de inundação, facilitam o desenvolvimento da vegetação
natural ou o aproveitamento agrícola, com o cultivo dessas áreas.
Porém, quando se trata de regiões com uma intensa ocupação urbana, podem ocorrer
diversos desastres, ocasionando prejuízos materiais, ambientais, sociais ou, em última
análise, perda de vidas. Diante do exposto, é possível perceber que naturalmente áreas
urbanas, quando invadem a planície de inundação dos rios, são mais propícias à ocorrência
de inundações1 do que zonas rurais, pois a ocupação do território pela população altera os
diversos componentes do ciclo hidrológico, com o aumento do escoamento superficial e
diminuição da capacidade de infiltração do solo, além de, muitas vezes, promover a
ocupação da própria planície de inundação.
1
Inundações nesta dissertação será entendido como a ocorrência de enchentes em áreas rurais ou urbanas e
seus potenciais transtornos.
17
1. INTRODUÇÃO
Assim, as inundações ocorrem quando as águas dos rios, córregos, ribeirões, riachos
ou canais de macrodrenagem extravasam seu leito menor de escoamento e escoam através
das planícies de inundação (leito maior ou secundário) que foi ocupado pela população para
implantação de elementos de infraestrutura dos sistemas urbanos, tais como rede de
drenagem de águas pluviais, transporte, moradia, entre outros.
1.1. Contextualização
O processo de urbanização no Brasil foi intensificado a partir da década de 50, devido
prioritariamente, à industrialização e à modernização das atividades agrícolas. Este
crescimento da população urbana desprovido de investimentos necessários nos setores de
infraestrutura para o saneamento básico leia-se, drenagem urbana, resíduos sólidos,
sistemas de abastecimento de água e esgoto, agravaram sobremaneira os problemas das
enchentes urbanas, refletindo a situação precária socioeconômica dos países em
desenvolvimento, como o Brasil.
Os problemas relacionados ao agravamento em termos de magnitude, duração e
frequência das enchentes urbanas, nas cidades brasileiras, estão intimamente ligados à
ocupação desordenada e acelerada do uso do solo, ineficiência dos sistemas de drenagem,
falta de manutenção e investimentos em infraestrutura urbana.
A hidrologia urbana destaca que o processo de urbanização altera de forma
significativa as parcelas do ciclo hidrológico. Dentre estas principais ações, destacam-se: o
desmatamento, a impermeabilização do solo e a ocupação das Áreas de Preservação
Permanente (APP's). Essas ações aumentam o volume de chuva efetiva, aceleram,
antecipam e aumentam o pico dos hidrogramas, diminuem a infiltração da precipitação no
solo, aumentam o transporte de sedimentos na bacia, dentre diversas outras consequências
que estão relacionadas à ocorrência de inundações.
D’Altério (2004) destaca como principais consequências das inundações um conjunto
de incidentes que vão desde um simples extravasamento, com alagamento temporário de
pequenas proporções, passando pelo colapso dos serviços de infraestrutura urbana, até a
perda de vidas humanas, pela fatalidade de um acidente ou por doenças infecciosas que se
seguem às inundações. Já Schmitt et. al. (2004) afirmam que a falha do sistema de
drenagem, gerando inundações, provoca grandes danos à infraestrutura de edifícios
18
1. INTRODUÇÃO
públicos e privados, impede ou limita o tráfego nas ruas, provocando prejuízos indiretos
como a perda de oportunidade de negócios.
Tradicionalmente, as causas e consequências relacionadas às grandes inundações
urbanas foram encaradas pelos Órgãos competentes como efeito direto das chuvas
intensas, sem considerar a interdependência e inter-relação existente no funcionamento da
bacia hidrográfica. De fato, as chuvas intensas são os fatos geradores do escoamento, mas o
resultado final das inundações é agravado por uma série de fatores.
Esta concepção clássica dos conceitos higienistas levou Engenheiros e profissionais de
áreas afins a adotarem como soluções, para os problemas das enchentes urbanas, medidas
que favorecessem a rápida retirada das águas pluviais do ambiente urbano, o que resolvia o
problema localmente e em curto prazo, mas não necessariamente na escala da bacia. Estes
projetos recomendavam, em quase sua totalidade, a execução de obras de canalização e
retificação dos riachos, bem como a construção de diques marginais que evitassem o
extravasamento do escoamento.
Do ponto de vista hidráulico, esses projetos aumentam a velocidade dos escoamentos
e a condutância dos canais, reduzem o tempo de concentração nas bacias e antecipam o
pico do hidrograma das cheias, fazendo com que o impacto da urbanização seja ainda mais
relevante sobre os processos hidrológicos da bacia, em comparação com a ocupação da préurbanização. Assim, há um incremento nos escoamentos superficiais e de sua velocidade de
escoamento, de modo que uma mesma chuva, nestas condições, quando comparada à
situação natural, gera maiores alagamentos.
A percepção da insustentabilidade das medidas tradicionais de controle de cheias vem
levando o meio técnico à mudança de paradigma, fazendo com que os principais
profissionais da área no Brasil e no mundo direcionassem suas pesquisas a soluções que
priorizassem tanto a retenção superficial das águas das chuvas, quanto a infiltração e o
armazenamento da água no solo. Esta nova abordagem sempre analisa os sistemas urbanos
de forma sistêmica, a fim de não combinar eventos críticos dentro da unidade de
planejamento e tampouco transferir problemas pontuais, em geral, para jusante e,
eventualmente, para montante.
Nesse sentido, Miguez e Magalhães (2010) enfatizam que a nova abordagem deve ser
sistêmica, considerando toda a bacia hidrográfica, e que ações distribuídas ao longo da
mesma devem se integrar ao sistema de drenagem a fim de controlar os escoamentos. Os
19
1. INTRODUÇÃO
aspectos espaciais e temporais precisam ser considerados de forma acoplada, para que as
soluções propostas para reorganização dos escoamentos e minimização das inundações
funcionem.
Já Canholi (2005), afirma que o gerenciamento da drenagem urbana recai
fundamentalmente em um problema de alocação de espaços para a destinação das águas
precipitadas, uma vez que a urbanização reduz o espaço outrora destinado ao
armazenamento natural, que era propiciado pelas áreas permeáveis, várzeas e mesmo nos
próprios talvegues naturais.
Quando as enchentes se estabelecem de forma recorrente em uma bacia, além do
problema de alocação de espaço, a combinação dos efeitos no tempo passa a ser crítica. São
necessárias soluções de cunho sistêmico, adotando a bacia como unidade de planejamento
e projeto integrado, o que requer ferramentas computacionais de apoio à decisão e ao
desenvolvimento de soluções efetivas e, sempre que possível, de caráter sustentável.
As ferramentas computacionais mais utilizadas como suporte à avaliação e proposição
de alternativas tradicionais/compensatórias para mitigação dos problemas de cheias
urbanas são os modelos matemáticos. Modelos matemáticos podem ser descritos como a
composição de uma gama de equações matemáticas e argumentos lógicos que foram
desenvolvidos com o objetivo de simular fenômenos naturais.
Independente do tipo de modelo utilizado (e.g. hidrológico, hidrodinâmico,
unidimensional ou tridimensional, distribuído ou concentrado) diversos pesquisadores
concordam com a importância da utilização destes devido aos bons resultados encontrados,
a exemplo de Miguez (1994 e 2001), Collischonn (2002), Pimentel (2009), Villarini et. al.
(2010), Cook & Merwade (2009), Lou (2010), Souza (2010), entre outros.
À luz das discussões supracitadas, é que se encaixa a presente dissertação de
mestrado, onde o problema das enchentes urbanas que afetam umas das principais bacias
urbanas da cidade de Maceió será tratado através da nova concepção de soluções em
projetos de controle de inundações. Para tanto, será utilizado o apoio da modelagem
matemática hidrodinâmica através do Modelo de Células de Escoamento – MODCEL
(Miguez, 2001). A base para o desenvolvimento desta dissertação parte de um diagnóstico
detalhado da bacia, em que se busca compreender o funcionamento integrado da mesma
bem como a sua interface com as questões de ocupação do solo.
20
1. INTRODUÇÃO
1.2. Justificativa
Os problemas relacionados às enchentes urbanas estão intimamente ligados ao
processo de urbanização. Os primeiros resultados do CENSO 2010 (IBGE, 2011) apontam
que Maceió, capital de Alagoas, possui 99.93% de sua população residindo em áreas
urbanas o que pode agravar de forma imperativa as inundações.
Em Maceió, o riacho Reginaldo é o principal corpo hídrico da mais importante bacia
urbana da cidade, cujo trecho médio corresponde a um vale encaixado e intensamente
ocupado. A bacia está completamente inserida na área urbana e apresenta várias
características que têm influência na geração do escoamento superficial. Estas
características são percebidas no relevo da bacia, nos padrões de urbanização, no sistema
de drenagem, entre outros fatores, abrangendo 18 bairros e cerca de 10% da população,
podendo ser considerada como bacia representativa da cidade, em relação aos aspectos de
urbanização, infraestrutura e problemas ambientais (NEVES et. al., 2007; HOLZ, 2010).
Por ser a principal bacia urbana de Maceió, apresentar problemas de enchentes
urbanas, abranger diversas classes socioeconômicas da população, possuir grande
variabilidade em sua topografia (áreas planas de tabuleiro, vale principal bem encaixado,
áreas planas costeiras) e apresentar um estado de degradação ambiental considerável em
diversos pontos, a bacia do riacho Reginaldo se tornou foco de diversas pesquisas e projetos
coordenados por professores da área de Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental da
Universidade Federal de Alagoas (UFAL).
Nesse sentido pode-se destacar o projeto “Casadinho/Cnpq”, cujo título era:
“Definição de critérios para elaboração de plano de gestão ambiental integrada de bacias
urbanas: Estudo de caso - Bacia do riacho Reginaldo”, que envolveu as seguintes Instituições
Federais de Ensino Superior – IFES: UFAL / Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) /
Escola de Engenharia de São Carlos (EESC-USP).
Vale ressaltar que, dentro deste projeto, foram apresentados diversos trabalhos,
dentre os quais se destacam, a dissertação de mestrado de Pedrosa (2008), que discutiu a
geração do escoamento superficial de acordo com os padrões de ocupação do solo e dos
elementos do plano diretor, a de Pimentel (2009), que elaborou uma avaliação qualiquantitativa das águas do riacho Reginaldo e alguns dos seus principais afluentes (riacho
21
1. INTRODUÇÃO
Gulandim, do Sapo e Pau D’Arco) e a de Holz (2010) que realizou o levantamento e
mapeamento do índice de risco de alagamento na bacia do riacho Reginaldo.
Com o objetivo de prever, avaliar e propor Cenários que mitiguem os problemas
relacionados às inundações na bacia do riacho Reginaldo será utilizado, pela primeira vez
nesta bacia, o apoio da modelagem matemática hidrodinâmica, através do MODCEL,
tomando por base todo o conhecimento já acumulado para a região.
O Modelo de Células de Escoamento, originalmente desenvolvido por Zanobetti et. al.
(1970) e adaptado por Miguez (2001) e Mascarenhas & Miguez (2002), é um modelo
matemático hidrodinâmico que pode ser considerado quasi-bidimensional, pois apesar de
utilizar as equações da hidráulica clássica de forma unidimensional ele permite que o
escoamento no meio urbano se desenvolva em várias direções, através da divisão da bacia
hidrográfica em células de escoamento. Essa concepção permite que a bacia seja
interpretada de forma sistêmica, simulando, além dos canais, bueiros e planícies de
inundação, intervenções como a implantação de pavimentos permeáveis (através da
definição do nível de permeabilidade), reservatórios de detenção (pela definição da curva
cota x área superficial) e barragens de amortecimento de cheias.
A escolha deste modelo se deve aos satisfatórios resultados encontrados, com a
utilização do MODCEL, em diversos estudos relacionados ao controle de cheias urbanas no
estado do Rio de Janeiro a exemplo de Rezende (2010), Sousa (2010), COPPETEC (2009),
COPPE/COPPETEC (2008), Miguez et. al. (2009), Mascarenhas e Miguez (1999), entre
diversos outros.
1.3. Objetivos
1.3.1. Geral
O objetivo geral deste trabalho é diagnosticar e propor Cenários com intervenções,
que mitiguem os problemas de inundações que ocorrem no trecho inferior da bacia do
riacho Reginaldo, utilizando como suporte a modelagem matemática hidrodinâmica. Além
disso, busca-se aliar técnicas tradicionais e compensatórias, do ponto de vista do Manejo
das Águas Pluviais, para obter os melhores resultados em função do conhecimento dos
padrões de escoamento desenvolvidos na bacia, obtidos a partir do diagnóstico, e sua
interação com questões de uso do solo.
22
1. INTRODUÇÃO
1.3.2. Específicos
A fim de alcançar o objetivo geral, será necessário alcançar os seguintes objetivos
específicos:
Levantar e disponibilizar os dados necessários a elaboração da modelagem
com o MODCEL;
Realizar serviços de campo, a fim de complementar os dados que serão
utilizados na modelagem hidrológica-hidrodinâmica;
Avaliar dificuldades e potencialidades da modelagem hidrodinâmica em bacias
urbanas, usando como ferramenta o MODCEL;
Diagnosticar o comportamento da bacia, confirmar os problemas de cheias
conhecidos, identificar os padrões de escoamento e suas relações espaçotemporais;
Avaliar quais alternativas, entre tradicionais e técnicas compensatórias que
podem ser aplicadas, face ao reconhecimento dos padrões de escoamento
mapeados, além de propor combinações de projeto;
Modelar Cenários com intervenções e avaliar os resultados;
23
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1. Inundações
A inundação urbana ocorre quando as águas dos rios, riachos, canais saem do seu leito
menor de escoamento e escoa através do seu leito maior que foi ocupado pela população
para moradia, transporte (ruas, rodovias e passeios), recreação, comércio, indústria, entre
outros. Isto ocorre quando a precipitação é intensa e o solo não tem capacidade de infiltrar
a água precipitada, assim é gerado um grande volume d'água que escoa para o sistema de
drenagem, superando a capacidade do leito menor. Este é um processo natural do ciclo
hidrológico devido à variabilidade climática de curto, médio e longo prazo. Estes eventos
chuvosos ocorrem de forma aleatória em função dos processos climáticos locais e regionais
(TUCCI, 2005).
Inundação nada mais é que um caso particular de enchentes naturais que, quando se
desenvolve no meio urbano, torna-se tema relevante, pois causam prejuízos diretos e
indiretos ao desenvolvimento socioeconômico da população. Dessa forma, a discussão de
suas principais causas e a avaliação de suas consequências é tema de diversos trabalhos
elaborados por Engenheiros especialistas na área de drenagem urbana e profissionais das
áreas correlatas.
A principal ação antrópica que agrava de maneira imperativa o fenômeno das
enchentes urbanas é a impermeabilização do solo de maneira desordenada sobre a bacia
hidrográfica, pois essa ação afeta diretamente as parcelas do ciclo hidrológico, diminuindo a
água infiltrada e aumentando os escoamentos superficiais. Em segundo plano, mas não
menos importante, pode-se destacar a ineficiência dos sistemas drenagem e a urbanização
irregular e sem controle com a instalação de comunidades de baixa renda em áreas de risco,
várzeas de rios e encostas.
De acordo com Enomoto (2004) os problemas relacionados com as inundações podem
ocorrer em duas regiões principais:
Na várzea natural: as enchentes ocorrem devido à má ocupação das regiões
ribeirinhas. Essas regiões, geralmente pertencem ao poder público e são
frequentemente invadidas por sub-habitações que não têm valor imobiliário, e
24
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Nas áreas urbanizadas: a ocupação do espaço urbanizado normalmente é feito de
jusante para montante. A urbanização geralmente se preocupa com a drenagem da
área do loteamento (esgotos pluviais), sem se preocupar com os efeitos para a
macrodrenagem. Há, portanto, uma sobrecarga da drenagem secundária sobre a
macrodrenagem. As áreas mais afetadas ficam a jusante.
Já Tucci (2005) comenta que o escoamento pluvial pode produzir inundações e
impactos nas áreas urbanas devido a dois processos, que ocorrem isoladamente ou
combinados:
Inundações de áreas ribeirinhas: são inundações naturais que ocorrem no leito maior
dos rios devido à variabilidade temporal e espacial da precipitação e do escoamento
na bacia hidrográfica, e
Inundações devido à urbanização: são as inundações que ocorrem na drenagem
urbana devido ao efeito da impermeabilização do solo, canalização do escoamento ou
obstruções ao escoamento.
As ações antrópicas alavancadas pelo processo de urbanização são as principais causas
de agravamento das inundações. Dentre elas pode-se destacar o desmatamento, a
substituição da cobertura vegetal natural, a instalação de redes de drenagem artificial, a
ocupação das várzeas, a impermeabilização do solo, o aumento da produção de sedimentos
e resíduos sólidos, entre outros. Essa interferência humana desassociada ou em conjunto
acarreta sérias modificações sobre a dinâmica dos processos hidrossedimentológicos que se
desenvolvem na bacia hidrográfica.
Compartilhando o parágrafo supracitado, Tucci (2008) destaca que à medida que a
cidade se urbaniza, em geral, ocorre os seguintes impactos:
Aumento das vazões máximas em várias vezes e da sua frequência em virtude do
aumento da capacidade de escoamento através de condutos, canais e
impermeabilização das superfícies;
Aumento da produção de sedimentos pela falta de proteção das superfícies e pela
produção de resíduos sólidos (lixo);
25
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A deterioração da qualidade da água superficial e subterrânea, em razão de lavagem
das ruas, transporte de material sólido e de ligações clandestinas de esgoto cloacal e
pluvial, e
Projetos e obras de drenagem inadequadas, com diâmetros que diminuem a jusante,
drenagem sem esgotamento, entre outros.
A Figura 2.1, ilustra as variações que ocorrem nas parcelas do ciclo hidrológico devido
a mudanças provocadas pela urbanização na bacia hidrográfica.
Figura 2.1: Mudanças no ciclo hidrológico devido a urbanização.
Fonte: Adaptado de Miguez e Magalhães, 2010.
Por sua vez Righetto et. al. (2009) afirma que o desmatamento, a substituição da
cobertura vegetal natural, a instalação de redes de drenagem artificial, a ocupação das
áreas de inundação, a impermeabilização das superfícies, a redução dos tempos de
concentração e o aumento dos deflúvios superficiais, vistos sob um enfoque “imediatista”
da ocupação do solo, refletem-se diretamente sobre o processo hidrológico urbano, com
alterações drásticas de funcionamento dos sistemas de drenagem urbanos (Figura 2.2).
26
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Figura 2.2: Impactos da urbanização.
Fonte: Righetto et. al., 2009.
Diante do exposto, torna-se evidente que o aumento na densidade populacional
urbana traz a tona o desafio de gerir de maneira sustentável as águas urbanas.
Vislumbrando problemas de ordem quantitativa, destaca-se que o aumento da produção de
sedimentos, da geração de resíduos sólidos e da concentração de poluentes nas águas
superficiais e sub-superficiais torna preocupante a degradação do meio ambiente em bacias
urbanas. Por outro lado a incisiva instalação de edificações e obras de infraestrutura viária
traz como consequência o acréscimo de áreas impermeáveis o que modifica os padrões da
drenagem da pré-urbanização e por sua vez aumenta e antecipa os picos dos hidrogramas,
amplifica os volumes escoados e reduz a recarga das águas subterrâneas.
Os estragos das inundações dependem não só da fragilidade da área atingida, em
função do tipo de ocupação e uso do solo, da drenagem em geral, das condições sanitárias
das comunidades socialmente menos favorecidas e da infraestrutura de saneamento básico,
como também, da vulnerabilidade física dos investimentos públicos, privados, àqueles do
setor produtivo e da importância da área como acesso a outras regiões economicamente
ativas (SEMADS, 2001).
27
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Lou (2010) afirma que todas as medidas antrópicas citadas anteriormente, tomadas
sem um mínimo de planejamento urbano, trazem, como consequência, danos à sociedade
em vários aspectos. A seguir, estão listados alguns dos prejuízos causados pelas enchentes
nas cidades:
Veículos enguiçados, arrastados e atingidos por árvores;
Aumento do número de acidentes por colisões de veículos;
Riscos de mortes por afogamentos, colisões de veículos, choques elétricos ou
deslizamento de terras;
Propagação de doenças de veiculação hídrica e proliferação de vetores;
Prejuízos à saúde humana devido ao estresse;
Danos à infraestrutura urbana que comprometem o atendimento de serviços
básicos;
Desvalorização de imóveis e danos à propriedade;
População desalojada e desabrigada;
Custo operacional com engarrafamentos e perdas de horas de trabalho;
Interrupção de atividades comerciais e perdas de produção econômica; e
Gastos com limpeza das vias sejam por perdas de horas de trabalho ou por custos
operacionais com maquinários para remoção da sujeira.
A repercussão das tragédias ocorridas no Brasil devido à ocorrência de grandes chuvas
e inundações é facilmente acompanhada através dos noticiários das principais emissoras de
televisão, rádio e também na internet.
Para ilustrar que o assunto é preocupação não só dos meios de comunicação basta
analisar as palavras do presidente do Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e
Agronomia (CONFEA), Marcos Túlio de Melo, quando da solicitação ao Ministro da
Integração Nacional, Fernando Bezerra, de uma reunião extraordinária com o Conselho
Nacional de Defesa Civil para tratar, prioritariamente, as medidas tomadas pelos órgãos
municipais, estaduais e federais em relação às consequências das chuvas no Sudeste, bem
como definir diretrizes para um plano nacional de prevenção de tragédias (CONFEA, 2011).
A seguir é apresentada uma análise elaborada por Marcos Túlio, presidente do órgão de
28
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
maior destaque no país quando se trata de problemas relacionados à Engenharia, que
envolve em última análise problemas social e de investimentos:
“Hoje, há um número enorme de ocupação de áreas inundáveis e de risco geológico.
Por quê?. A nossa falta de planejamento levou à expansão urbana que saiu de 20%
de ocupação para cerca de 85%, sem planejamento, concentrando pessoas em áreas
que geram grandes problemas como esse. A política urbana brasileira, com rápida
expansão, não teve planejamento adequado e eficácia na fiscalização. Nesse sentido,
uma política de remoção será inevitável. Por exemplo, na Serra do Mar. Especialistas
disseram que a possibilidade de ocorrência de escorregamento na Serra do Mar é de
100%. Isso significa que em nenhuma hipótese essas áreas podem estar ocupadas”.
“O planejamento tem de ser territorial, municipal, estadual e federal. Além disso,
não bastam ações emergenciais e pontuais. É preciso planejamento de longo prazo.
Como exemplo, lembro dos diques construídos nos municípios de Januária e
Pirapora (MG). Eles não tiveram manutenção. E o que vai acontecer? Basta ter uma
incidência maior de chuva, como previsto para os próximos 20 anos e poderá
inundar tudo. É uma questão de decisão política e de alocação de recursos. O
governo está pensando em resolver um problema político. Nós precisamos resolver
um problema que também é técnico e social de uma gravidade e de um nível de
investimento em que se fala em 2 trilhões de dólares somente para as medidas
preventivas”.
2.2. Medidas de controle de enchentes urbanas
A ocorrência das enchentes é algo inevitável, pois se trata de um fenômeno natural
que está inserido no processo cíclico dos diversos estados e presença da água sobre a
superfície terrestre. Resta aos profissionais da área de drenagem aceitar e quantificar o
risco que será aceitável no desenvolvimento dos projetos de controle de enchentes, para
dimensionar suas obras. Assim, não importa o quão bem elaborado seja o projeto da
intervenção hidráulica realizada, pois este sempre carregará consigo uma probabilidade de
falha, o que pode causar grandes tragédias às cidades densamente urbanizadas. Diante
deste Cenário, o que resta aos órgãos responsáveis é preparar os sistemas urbanos e a
população atingida para que os prejuízos sejam minimizados.
Os engenheiros possuem um leque de medidas técnicas de engenharia que podem ser
utilizadas no combate das inundações urbanas, no sentido de minimizar os riscos a que as
comunidades estão submetidas, diminuindo os prejuízos causados pelas inundações e
facilitando o desenvolvimento urbano de forma integrada e sustentável. No entanto, as
alternativas devem ser avaliadas de forma parcimoniosa, integrando ações de cunho
técnico, administrativo, social e econômico.
29
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
De acordo com a tradição, a principal obra de controle das enchentes em áreas
urbanas é a retificação e a canalização, o que resolve o problema das inundações em curto
prazo e localmente, trazendo à tona a ineficiência desses projetos num horizonte de
planejamento aos quais se propõem os diversos planos diretores. Além disso, essa
intervenção estrutural transfere os problemas pontuais para jusante, atingindo uma nova
parcela da população.
Nascimento & Baptista (2009) destaca que os reflexos da urbanização intensa sobre os
processos hidrológicos têm evidenciado os limites das soluções tradicionais de drenagem
urbana. Isso decorre da tendência das soluções tradicionais em agravar ou intensificar tais
efeitos. Os sistemas tradicionais de drenagem são pouco flexíveis e adaptáveis a mudanças
de uso do solo, frequentes em processos intensos de urbanização. Revelam-se, assim,
onerosos e de rápida obsolescência, requerendo pesados investimentos do setor público em
reconstrução, em particular quando se trata de novas intervenções em espaços já
construídos. Esse tipo de intervenção, muitas vezes feito em caráter de emergência, após a
ocorrência de eventos graves de inundação, tende a conduzir ao emprego de soluções
localizadas e parciais, adotadas a partir de estudos de diagnóstico e de alternativas
elaborados de forma apressada e simplista.
A percepção da ineficiência das medidas tradicionais de controle das inundações
alavancou, nas últimas décadas, uma mudança na concepção e abordagem do problema
principalmente em países como a França, Estados Unidos, Austrália e Japão. Os principais
termos utilizados são Best Management Practices (BMP’s), Low Impact Development (LID) e
Sensitive Urban Design (SUD). No Brasil os termos tradicionalmente utilizados são Técnicas
Compensatórias em Drenagem Urbana (BAPTISTA et. al., 2005) e Medidas NãoConvencionais em Drenagem Urbana (CANHOLI, 2005).
No contexto geral essa nova abordagem, considera-se a unidade de planejamento e
gestão dos recursos hídricos de forma sistêmica e integrada, agindo sobre as parcelas do
ciclo hidrológico e priorizando ações que resgatem a naturalidade dos processos físicos na
bacia, mesmo antes da urbanização da mesma. Insere-se também nos objetivos dessa nova
visão a busca por paisagens hidrológicas funcionais, aumentando os ganhos econômicos e
paisagísticos, bem como a preservação e sustentabilidade do meio ambiente urbano.
Miguez & Magalhães (2010) corroboram os pensamentos supracitados destacando o
conceito de drenagem sustentável, o qual estabelece que sistemas de drenagem precisam
30
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
ser concebidos no intuito de minimizar impactos da urbanização sobre os padrões naturais
de escoamento, combinando aspectos quantitativos e qualitativos, alcançando objetivos
técnicos, sociais, econômicos e políticos, sem transferir custos no espaço e no tempo.
Já Miguez et. al. (2009) afirmam que em projetos de controle de inundações
integrados, o efeito combinado do conjunto de intervenções é geralmente muito diferente
do somatório dos efeitos isolados de cada intervenção, individualmente considerados.
Assim, a análise da bacia de forma sistêmica possibilita a avaliação dos efeitos das
inundações com vistas a intervenções distribuída na bacia, buscando resultados mais
satisfatórios.
No Brasil, observam-se diversos avanços em pesquisa e em aplicação de técnicas
compensatórias no Manejo das Águas Pluviais. Alguns exemplos de resultados publicados
sobre o tema são aqui citados, sem a pretensão de organizar uma lista exaustiva de
publicações: Baptista et. al. (2005), Canholi (2005), Souza & Tucci (2005), Miguez (2001),
Rezende (2010). No entanto, ainda há uma grande inércia para a implementação de tais
abordagens, seja pela falta de capacitação técnica, seja pelo alto grau de degradação das
bacias urbanas brasileiras ou ainda pelo alto grau de impermeabilização do solo, não
dispondo das áreas necessárias para a implantação destas técnicas (Holz, 2010).
É importante diferenciar os termos “ideia” e “conceito” no que diz respeito à Gestão
das Águas Urbanas e, consequentemente, a utilização de soluções com a abordagem da
drenagem urbana moderna para tratar o problema das inundações, pois apesar de existirem
leis no país (e.g. Lei do Saneamento 11.445/2007) que recomendem a execução de obras
que visam o manejo sustentável das águas pluviais, que é um “conceito”, muitas vezes
percebe-se que a “ideia” não está na cabeça daqueles que detém o poder para instruir a
respeito das propostas de obras de drenagem urbana, como é o caso percebido no Manual
elaborado pelo Ministério da Integração Nacional, apresentado na Figura 2.3.
Na capa do Programa 1138 (Figura 2.3), é possível visualizar o contra-senso, pois
apesar do programa inserir em seu contexto a abordagem de ações em drenagem urbana,
que visam o manejo sustentável das águas pluviais, as fotos em sua capa mostram extensos
trechos de rios onde são executadas a principal obra da drenagem tradicional (canalização)
sem apresentar, sequer, uma das diversas medidas que visam soluções sustentáveis no
âmbito da Gestão das Águas Pluviais.
31
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Figura 2.3: Capa do Programa 1138 – Drenagem Urbana e Controle de Erosão Marítima e Fluvial.
Fonte: Ministério da Integração (2011).
Porém, vale destacar que, apesar dos eficientes resultados encontrados utilizando
intervenções sobre o ambiente urbano, embasadas pela nova abordagem da drenagem
urbana, as medidas de controle de inundações podem e devem aliar, tanto soluções
tradicionais, quanto ações sustentáveis em busca da melhor solução para o problema, como
destacado por Canholi (2005).
Como o objetivo desta dissertação é avaliar os problemas das enchentes urbanas e
propor soluções, sempre que possível sustentáveis e integradas às principais medidas de
controle de inundações utilizadas pela engenharia, serão apresentadas, a seguir, os dois
principais tipos de medidas utilizadas, quais sejam estruturais e não-estruturais.
2.2.1. Medidas estruturais
Medidas estruturais são todas as intervenções projetadas e construídas pelo homem
para minimizar o risco de inundação aos quais determinadas áreas estão submetidas. As
medidas estruturais podem ser de natureza extensiva (na bacia) ou de caráter intensivo (no
rio). Medidas extensivas são aquelas que visam modificar as relações chuva-vazão que
ocorrem na bacia (modificando o escoamento superficial) e a produção de sedimentos
(gestão da degradação do solo). Medidas intensivas agem no rio e são divididas em três
32
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
tipos, quais sejam: as que aceleram o escoamento, as que retardam o escoamento e aquelas
que desviam os escoamentos. Todas as medidas intensivas tentam evitar o vertimento do
escoamento para as áreas ribeirinhas. As medidas intensivas que aceleram os escoamentos
são a construção de diques, e o aumento da condutância do canal ou retificações. As
medidas intensivas projetadas para retardar os escoamentos são os reservatórios
superficiais e as bacias de amortecimento. Já as medidas destinadas a desviar o escoamento
são os canais de desvios (SIMONS et. al., 1977).
A principal finalidade das medidas estruturais extensivas é promover a redução do
pico das enchentes, por meio do amortecimento conveniente das ondas de cheia, obtida
pelo armazenamento de parte do volume escoado. Entretanto, a utilização dessas
estruturas vem sendo associada também a outros usos, como recreação e lazer e mais
recentemente a melhoria da qualidade da água (CANHOLI, 2005).
Alguns autores também estabelecem uma classificação para as medidas estruturais de
acordo com sua distribuição espacial na bacia, na geração dos escoamentos ou na rede de
drenagem. Tucci et. al. (1995) classifica estas medidas de acordo com a sua atuação na
bacia, dividindo-as em medidas distribuídas, na microdrenagem e na macrodrenagem. Essas
medidas são descritas a seguir:
Distribuídas: é o controle que atua sobre o lote, praças e passeios. São também
conhecidas como controle na fonte;
Na microdrenagem: é o controle que age sobre o hidrograma resultante de um ou
mais loteamentos, e
Na macrodrenagem: é o controle que atua sobre os rios e canais.
A Figura 2.4 ilustra a atuação dessas medidas no ambiente urbano.
33
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Figura 2.4: Alguns tipos de medidas de controle segundo local de atuação: 1. Distribuídas; 2. Na
microdrenagem e 3. Na macrodrenagem.
Fonte: Rezende, 2010.
Dentre as principais medidas estruturais inseridas nas bacias urbanas, pode-se
destacar a canalização, barragens e reservatórios, criação de parques longitudinais
inundáveis, diques, reservatórios em praças ou lotes, entre outros. Estas obras contemplam
medidas tradicionais e compensatórias. Vale ressaltar que estes projetos de controle,
geralmente, são fundamentais para ações corretivas.
A Tabela 2.1 resume os principais tipos e características das medidas estruturais
enfatizadas por Simons et. al. (1977).
34
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Tabela 2.1: Esquema comparativo de medidas estruturais de controle de inundações.
PRINCIPAL
VANTAGEM
MEDIDA
-----------------------------
Extensivas
Alteração da cobertura Redução do pico de
cheia
vegetal
Controle de perda do
Reduz assoreamento
solo
-----------------------------
Intensivas
Alto grau de proteção
das áreas
----------------------------Melhoria do canal
Redução da rugosidade Aumento da vazão com
pouco investimento
por desobstrução
Amplia a área protegida
Corte de meandro
e acelera o escoamento
----------------------------Reservatório
Diques e polders
Todos os reservatórios
Controle a jusante
Reservatórios
com Mais eficiente com o
mesmo volume
comportas
Reservatórios
para Operação com mínimo
de perdas
cheias
----------------------------Mudança de canal
Amortecimento de
Caminho da cheia
volume
Reduz a vazão do canal
Desvios
PRINCIPAL
DESVANTAGEM
APLICAÇÃO
-----------------------------
---------------------------
Impraticável para grandes
áreas
Impraticável para grandes
áreas
Pequenas bacias
Pequenas bacias
-----------------------------
---------------------------
Danos significativos caso
falhem
-----------------------------
Grandes rios e na
planície
---------------------------
Efeito localizado
Pequenos rios
Impacto negativo em rio
com fundo aluvionar
----------------------------Localização difícil devido
a desapropriação
Vulnerável a erros
humanos
-----------------------------
Área de inundação
estreita
--------------------------Bacias
intermediárias
Projetos de usos
múltiplos
Restrito ao controle
de enchentes
---------------------------
Depende da topografia
Grandes bacias
Depende da topografia
Bacias médias e
grandes
Custo não partilhado
Fonte: Adaptado de Simons et. al., 1977.
Já a Tabela 2.2 mostra a classificação das medidas estruturais de acordo com Righetto
et. al. (2009).
Tabela 2.2: Categorias de medidas estruturais e tipo de intervenção.
CATEGORIA
Detenção do escoamento
Área inundável
Vegetação
Dispositivos de infiltração
Filtros orgânicos e de areia
Tecnologias alternativas
TIPO
Bacia de detenção ou de atenuação de cheia;
Bacia de retenção com infiltração.
Terreno adaptado a alagamento.
-----------------------------------------Vala de infiltração;
Bacia de infiltração;
Pavimento poroso.
Filtro superficial de areia;
Filtro subterrâneo.
------------------------------------------
Fonte: Adaptado de Righetto et. al., 2009.
35
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Nos parágrafos seguintes serão apresentadas algumas descrições das medidas
estruturais sejam elas extensivas ou intensivas. O texto foi extraído de Tucci & Bertoni
(2003), Tucci (2005), Righetto et. al. (2009), Miguez & Magalhães (2010) e corroboram com
as ideias do autor.
Cobertura vegetal: interfere no processo chuva-vazão, reduzindo as vazões máximas,
devido ao amortecimento do escoamento. Além disso, reduz a erosão do solo que
pode aumentar, gradualmente, o nível dos rios e agravar as inundações. A
preservação desta armazena parte do volume de água precipitado pela interceptação
vegetal, aumenta a evapotranspiração e reduz a velocidade do escoamento superficial
pela bacia hidrográfica. O aumento da cobertura é uma medida extensiva para
redução das inundações, mas aplicável a pequenas bacias, onde tem mais efeito (< 10
km2). O efeito maior deste tipo de medida é sobre os eventos mais frequentes de alto
risco de ocorrência. Para eventos raros de baixo risco de ocorrência o efeito da
cobertura vegetal tende a ser pequeno.
Controle da erosão do solo: o aumento da erosão implica a redução da área de
escoamento dos rios e consequente aumento de níveis. O controle da erosão do solo
pode ser realizado pelo reflorestamento, pequenos reservatórios, estabilização das
margens e práticas agrícolas corretas. Como a maioria dos rios urbanos encontram-se
canalizados o controle da erosão é importantíssimo visto que estas obras foram
projetadas visando o equilíbrio hidrossedimentológico destes corpos hídricos.
Sistemas de detenção do escoamento (bacias de detenção e retenção): retêm parte do
volume da enchente, reduzindo a vazão natural, procurando manter no rio uma vazão
inferior àquela que provocava extravasamento do leito. O volume retido no período
de vazões altas é escoado após a redução da vazão natural, impedindo a inundação de
áreas situadas à jusante. Podem ser instalados on-line ou off-line, ou seja, inserido ou
não no eixo principal do rio. A fundamental diferença entre as bacias de detenção e
retenção é que esta além de armazenar o volume gerado na bacia, possibilita a
melhoria da qualidade da água, pois possui um volume permanente, formando um
lago e possibilitando o depósito dos sólidos em suspensão e a dissolução de poluentes
por decomposição.
36
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Diques ou pôlderes: são muros laterais de terra ou concreto, inclinados ou retos,
construídos a certa distância das margens, que protegem as áreas ribeirinhas contra o
extravasamento. Os efeitos de redução da largura do escoamento, confinando o fluxo,
é o aumento do nível de água na seção para a mesma vazão, aumento da velocidade e
erosão das margens e da seção e redução do tempo de viagem da onda de cheia,
agravando a situação de outras seções a jusante. O maior risco existente na
construção de um dique é a definição correta da enchente máxima provável, pois
existirá sempre um risco de colapso, quando os danos serão piores do que se o
mesmo não existisse.
Modificações do rio: as modificações na morfologia do rio (e.g. canalização e
retificação) visam aumentar a vazão para um mesmo nível, reduzindo a sua frequência
de ocorrência. Isto pode ser obtido pelo aumento da seção transversal ou pelo
aumento da velocidade. Para aumentar a velocidade é necessário reduzir a
rugosidade, tirando obstruções ao escoamento, dragando o rio, aumentando a
declividade pelo corte de meandros ou aprofundando o rio. Essas medidas, em geral,
apresentam custos elevados, além de transferir os problemas para jusante visto que
agem localmente.
Canais verdes: são canais artificiais que visam complementar o sistema de drenagem e
são executados com superfícies vegetadas ou permeáveis. Esses canais promovem a
infiltração da água no solo reduzindo o impacto do escoamento a jusante. O
escoamento na forma de lâmina sobre as superfícies vegetadas possibilita a remoção
de alguns tipos de poluentes. Nesse caso, a vegetação atua como uma espécie de filtro
biológico. Esses canais podem funcionar secos ou com lâminas d’água. Nesses
sistemas, o escoamento pode ser retido temporariamente em pequenas estruturas de
represamento dispostas em série. Superfícies vegetadas são indicadas para fundos de
lotes em áreas residenciais ou no acostamento de vias, em substituição às soluções
tradicionais de drenagem.
Sistema de biorretenção: esses sistemas podem compor a paisagem natural da região;
podem também ser implantados com plantas de diferentes espécies e tamanhos. Em
geral, localizam-se em baixios ou depressões, para onde converge o escoamento
37
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
gerado na bacia. Reproduzem o ecossistema natural onde a atividade biológica atua
promovendo a filtragem da água. Neles, o deflúvio, resultado das chuvas intensas,
gera o empoçamento da superfície e a infiltração da água no solo. Os poluentes são
removidos da água mediante adsorção, filtração e decomposição da matéria orgânica.
As plantas são componentes fundamentais nesse sistema, responsáveis pela retirada
da água e dos poluentes; têm ainda a vantagem de integrar a paisagem natural, sendo
recomendáveis
em
áreas
com
alto
índice
de
impermeabilização,
como
estacionamentos. Apesar das vantagens supracitadas são vulneráveis à colmatação do
solo por depósito de sedimentos, podem se tornar ambiente favorável à proliferação
de mosquitos e vetores, em caso de falta de limpeza e manutenção.
Sistemas de infiltração (Bacias de infiltração, vala de infiltração, pavimento
permeável): têm a finalidade de reter o escoamento gerado na bacia com a infiltração
no próprio local, reduzindo, assim, o impacto do escoamento excedente e da carga de
poluentes lançados no corpo receptor, os quais estão associados ao aumento da
impermeabilização do solo. Normalmente, são projetados para funcionar durante
várias horas ou mesmo dias; podem ser importantes na recarga do aquífero,
proporcionando a remoção de poluentes orgânicos à medida que a água se infiltra nas
camadas do solo. No entanto, avaliações de vulnerabilidade devem ser realizadas nos
casos em que a água subterrânea local é usada como fonte de abastecimento. Além
disso, sua eficiência está diretamente associada à capacidade de infiltração e
percolação de todo o perfil do solo no local.
Paisagens Multifuncionais: São obras de paisagismo e urbanismo que prevê usos
múltiplos para a mesma localidade. O objetivo é atribuir uma funcionalidade
hidrológica e hidráulica a estruturas típicas que compõem o ambiente urbano, por
exemplo, fazer com que praças públicas funcionem como bacias de detenção quando
da ocorrência de precipitações intensas, e após o término das chuvas e manutenção
da área por parte do órgão competente, volte a ter a função paisagística e de lazer.
A Figura 2.5 mostra alguns dos dispositivos ou medidas estruturais utilizadas como
solução para atenuar os problemas das enchentes urbanas espalhadas pelo Brasil e o
mundo.
38
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
a)
c)
e)
b)
d)
f)
Figura 2.5: a/b) Modificações do rio, c/d) Sistemas de infiltração, e) bacia de detenção e f) bacia de
retenção.
Fontes: Arrudas, 2010 (a e b); LIUDD, 2009 (c e d) e Greenville, 2011 (e e f).
Já a Figura 2.6 mostra a implantação de estabelecimentos, na bacia do riacho
Reginaldo, onde poderiam ter sido instaladas medidas estruturais inseridas no contexto do
Manejo Sustentável das Águas Pluviais, privilegiando a retenção e infiltração das
precipitações no solo, em vez da quase total impermeabilização do mesmo. Isso mostra que
39
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
os Órgãos competentes, estaduais ou municipais, ainda não criaram instrumentos que
obriguem os empresários a reter, ao menos, parte do escoamento adicionado ao sistema de
drenagem como consequência da implantação de seus estabelecimentos.
Figura 2.6: Padrão de urbanização em alguns estabelecimentos comerciais na bacia do riacho
Reginaldo.
Vale destacar que não se verificam consideráveis projetos de controle de inundações,
inserido no contexto da drenagem sustentável moderna, presentes na bacia do riacho
Reginaldo.
Por fim ressalta-se que, mesmo com a evolução da utilização de obras ligada ao
Manejo Sustentável de Águas Pluviais no Brasil, a principal preocupação dos profissionais
que solucionam os problemas ligados a inundações no país está relacionada ao aspecto
quantitativo, ao passo que nos países pioneiros ligados ao desenvolvimento das soluções
sustentáveis (EUA, Austrália, Países Europeus) a preocupação já é com a questão da
poluição pontual dos corpos hídricos e também com a poluição difusa. Ilustrando essa
realidade, mostra-se a Figura 2.7, onde, segundo Canholi (2005), o Brasil situa-se na Fase 2.
40
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Controle de
Enchentes
Controle de
Enchentes
Controle de
Enchentes
Controle de
Enchentes
FASE 1
Recreação,
Paisagismo e
Outros usos
FASE 2
Recreação,
Paisagismo e
Outros usos
Controle de
qualidade
da água
FASE 3
Recreação,
Paisagismo e
Outros usos
Controle de
qualidade
da água
Mananciais
urbanos (water
harvesting)
FASE 4
Figura 2.7: Desenvolvimento histórico e a utilização de medidas de armazenamento na gestão de
águas pluviais.
Fonte: Adaptado de Usepa, 1999 e Canholi, 2005.
A fim de ilustrar a utilização de parte das medidas estruturais de controle de
inundações supracitadas, utilizadas no Brasil e no mundo, são citados os seguintes
trabalhos.
Rezende et. al. (2011) apresentam um estudo de caso no âmbito do Manejo Sustentável
de Águas Pluviais, que propõe a utilização do conceito de paisagem multifuncional, na
cidade de Mesquita, região metropolitana do Rio de Janeiro inserida na bacia dos rios
Iguaçu-Sarapuí. O projeto de controle de inundações propõe a utilização de uma bacia de
detenção, projetada para permitir o uso múltiplo do ambiente urbano. Como resultado, os
autores demonstram que com a utilização da bacia de retenção, associada ao uso múltiplo
da localidade, foi possível amortecer a vazão de pico do hidrograma em aproximadamente
60% para uma enchente com tempo de retorno de 50 anos.
41
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Além de discutir os benefícios trazidos com a utilização das medidas estruturais que
compõem o LID, Hinman (2010) simulou o comportamento de algumas práticas de baixo
impacto, quais sejam: sistemas de biorretenção, valas de infiltração, pavimentos
permeáveis, composto de solos alterados e dispersão do escoamento superficial (surface
flow dispersion). O modelo utilizado foi o Western Washington Hydrology Model e a área de
estudo localizava-se em Washington. O autor comenta que, primeiramente, foi avaliado o
efeito das práticas do LID individualmente e, no segundo momento, com uma abordagem
integrada.
Rezende (2010) utilizou o MODCEL para simular o comportamento da bacia do rio
Pilar/Calombé (Baixada Fluminense-RJ) utilizando os conceitos do Manejo Sustentável das
Águas Pluviais. Dentre as intervenções modeladas em seus Cenários pode-se destacar a
implantação de reservatórios em praças urbanas, renaturalização das várzeas da bacia,
recomposição da cobertura vegetal em algumas encostas inseridas na área de estudo e a
implantação de um Parque Fluvial inundável ao longo da margem direita do rio Pilar e em
alguns trechos do rio Calombé.
Peplau et. al. (2009) aponta como possíveis medidas, para mitigar os problemas
relacionados às inundações dentro do campus da UFPE em Recife, a utilização de técnicas
que favoreçam a infiltração das águas das chuvas no solo, visto que o campus possui grande
vocação para promover uma política de boas práticas para o Manejo das Águas Pluviais. O
autor destaca que poderiam ser utilizadas medidas de controle na fonte (lote, edificação) na
macro e microdrenagem. Após realização de ensaios para avaliar a vocação de algumas
áreas do campus para implantação de sistemas de infiltração, o autor recomenda o uso
dessas práticas.
Fátima et. al. (2009) avaliou as inter-relações entre o paisagismo e a drenagem das
águas pluviais urbanas. De acordo com os autores, busca-se, trazer o Paisagismo a uma
discussão no contexto hidrológico, com proposições para uma gestão integrada junto aos
projetos de drenagem, pontuando o manejo das águas pluviais urbanas, destacando a
utilidade das árvores e as técnicas utilizadas para minimizar os efeitos erosivos e substituir a
utilização de elementos impermeabilizantes, optando pelo uso de vegetação que cada vez
se torna mais escassa nos grandes centros urbanos.
42
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Andoh & Iwugo (2002) comentam que foram utilizadas diversas alternativas que
contemplam o sistema de drenagem sustentável urbana na expansão da zona leste de
Dunfermline na Escócia. O plano visava estruturar uma área de 550 ha para os próximos 20
anos e a principal preocupação dos órgãos reguladores era com a qualidade e quantidade
dos novos escoamentos gerados. Para controlar os potenciais problemas que ocorreriam se
a área fosse expandida sem planejamento, implantaram no sistema de drenagem medidas
estruturais como bacias de retenção, valas de infiltração, bacias de detenção e charcos
artificiais.
2.2.2. Medidas não-estruturais
Contrapondo a ideia de agir fisicamente no sistema de drenagem, como premissa
básica adotada por medidas estruturais para combater os efeitos das inundações, o objetivo
das medidas não-estruturais para reduzir a exposição da comunidade a estas é conscientizar
a população da importância de prevenir-se contra as mesmas. Segundo Miguez &
Magalhães (2010) estas ações vão desde o planejamento urbano até o zoneamento das
inundações.
O cerne da concepção das medidas não-estruturais, baseia-se em preparar a
população para o convívio com as inundações a níveis aceitáveis. Zonear a passagem das
ondas de cheias identificando seu espraiamento e profundidades atingidas, utilizar sistemas
de alerta de cheias que possam auxiliar na evacuação de áreas de risco quando da
ocorrência de precipitações de maior magnitude, elaborar planos de contingência que
identifiquem os abrigos, as rotas de fuga, bem como treinar a população e os líderes
comunitários, fazem parte do leque de medidas não-estruturais.
A certeza de que não é possível projetar obras de Engenharia (medidas estruturais)
que protejam completamente contra os riscos das enchentes urbanas, exige que
alternativas de prevenção associada à conscientização popular (medidas não-estruturais)
sejam utilizadas em conjunto para solucionar o problema. As medidas estruturais, por si só,
não conseguem solucionar os problemas por completo por dois principais motivos, o
primeiro está relacionado com a própria natureza do fenômeno que por ser natural não
permite que se quantifique de maneira exata a sua maior magnitude ao longo dos anos, o
segundo é que em muitos casos é fisicamente e economicamente inviável mitigar os
problemas apenas com intervenções físicas, visto que os custos para proteger áreas com
43
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
alta vulnerabilidade por meio de medidas estruturais, em geral, é superior ao de medidas
não-estruturais.
Neste Cenário, existe um vasto conjunto de medidas não-estruturais, tais como: o
planejamento urbano, o zoneamento das áreas de inundação, gestão e regulação da
ocupação das planícies de inundação, sistema de previsão e alerta, medidas de proteção
individual, atividades educacionais, seguro contra inundação, redução do efeito das áreas
impermeáveis, conservação da rede de drenagem e dos corpos d’água, são algumas destas
medidas conforme afirmam Andjelkovic (2001), Tucci (2005), Righetto et. al. (2009) e
Miguez e Magalhães (2010).
As medidas não-estruturais que visam controlar as inundações podem ser agrupadas
em categorias, conforme mostra a Tabela 2.3.
Tabela 2.3: Categorias das medidas não-estruturais e descrição de suas ações.
PRINCIPAIS CATEGORIAS
Educação pública
Planejamento e manejo da água
Uso de materiais e produtos químicos
Manutenção dos dispositivos de infiltração
nas vias
Controle de conexão ilegal de esgoto
Reuso da água pluvial
MEDIDAS NÃO-ESTRUTURAIS
Educação pública e disseminação do conhecimento.
Equipe técnica capacitada;
Superfícies com vegetação;
Áreas impermeáveis desconectadas;
Telhados verdes;
Urbanização de pequeno impacto.
Uso de produtos alternativos não poluentes;
Práticas de manuseio e de armazenamento adequadas.
Varrição das ruas;
Coleta de resíduos sólidos;
Limpeza dos sistemas de filtração;
Manutenção das vias e dos dispositivos;
Manutenção dos canais e cursos d’água.
Medidas de prevenção contra a conexão ilegal;
Fiscalização: detecção, retirada e multa;
Controle do sistema de coleta de esgoto e de tanques
sépticos.
Jardinagem e lavagem de veículos;
Sistema predial;
Fontes e lagos.
Fonte: Adaptado de Righetto et. al., 2009.
A seguir serão discutidas algumas das medidas não-estruturais, citadas anteriormente,
visto que cada uma delas tem sua importância particular.
44
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Sistema de previsão e alerta
O sistema de alerta contra inundações em uma bacia hidrográfica tem a finalidade de
antecipar o conhecimento das magnitudes das cheias, provocadas por precipitações pluviais
sobre a bacia, em particular nos locais em que as inundações podem provocar danos. O
monitoramento hidrológico é formado por um conjunto de estações pluviométricas que
cobrem a área de drenagem das bacias hidrográficas e por estações fluviométricas em
vários pontos distribuídos pela rede hidrográfica. As informações registradas são enviadas
por telemetria a uma central de monitoramento para processamento e divulgação.
Dependendo dos riscos envolvidos, incluem-se no sistema o radar meteorológico,
imagens de satélite, informações pessoais via rádio, etc. Imprescindível é que o sistema de
alerta esteja integrado e monitorado por meio de modelagem hidráulica-hidrológica, a fim
de se realizar simulações de Cenários e de reduzir incertezas de curto prazo, que possam
pôr em dúvida as previsões e, consequentemente, as tomadas de decisão (RIGHETTO et. al.,
2009).
Os sistemas de previsão e alerta apresentam resultados mais eficientes em grandes
bacias que nas pequenas. Isto se deve, principalmente, devido às dificuldades e incertezas
relacionadas à previsão das chuvas intensas de curta duração, bem como da rápida resposta
das bacias de pequenas áreas por conta de seu tempo de concentração reduzido. Este
Cenário representa boa parte das bacias urbanas brasileiras, o que exige bastante cautela
por parte dos operadores do sistema de alerta, para que essa medida desempenhe seu
papel conforme proposto.
Segundo Andjelkovic (2001), para o bom funcionamento do sistema, é preciso criar
um programa de operação unificado, determinando os procedimentos de previsão, alerta,
comunicação, mobilização e evacuação. Os elementos desse programa são os seguintes:
Sistema de monitoramento das inundações, composto de equipamentos, pessoas e
procedimentos, para obter dados de chuva e vazão, analisarem as características das
inundações e fazer as previsões;
Mapeamento dos riscos, previsão das cotas que a água atingirá nas áreas que serão
inundadas e emissão dos avisos às instituições e comunidades afetadas;
45
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Política de informação pública, para conscientizar a respeito dos problemas de
inundações e divulgação da informação rapidamente;
Plano emergencial, instruindo sobre as ações a serem tomadas antes, durante e
imediatamente após a inundação, e
Programa de gestão e manutenção da inundação, para atualizações, teste e
monitoramento das condições de inundações, alertas e planos de emergência.
A Figura 2.8 apresenta um esquema típico do funcionamento de sistemas de previsão
e alerta.
Figura 2.8: Atividades típicas dos sistemas de previsão e alerta.
Fonte: Adaptado de Andejelkovic, 2001 apud Rowney A. C. et. al, 1997.
De acordo com Smith (19962, apud Miguez e Magalhães, 2010) avisos precoces podem
salvar vidas e reduzir significativamente as perdas tangíveis e intangíveis, devido aos perigos
naturais. Nos países desenvolvidos, a utilização de previsão de cheias e sistemas de alerta,
tais como os implementados para as bacias dos rios Danúbio e Mississippi, representa uma
2
Smith, K. (1996). Environmental Hazards, Assessing Risk and Reducing Disaster. Routledge, London.
46
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
das principais tendências em termos de medidas de controle não-estruturais de inundação e
têm se mostrado altamente eficaz na redução de danos causados por enchentes.
No Brasil existem três importantes sistemas de alerta voltados a regiões vulneráveis a
grandes impactos quando ocorrem inundações, quais sejam: o da Região Metropolitana de
São Paulo, denominado Sistema de Alerta a Inundações de São Paulo (SAISP) e operado pela
Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica (FCTH), do Rio Doce, denominado Sistema de
Meteorologia e Recursos Hídricos de Minas Gerais (SIMGE), sob a responsabilidade do
Instituto Mineiro de Gestão das Águas (IGAM), e do rio Itajaí, denominado Centro de
Operações do Sistema de Alerta (CEOPS), coordenado pela Fundação Universidade Regional
de Blumenau (FURB).
Seguro de inundação
Nas áreas sujeitas a inundações relativamente frequentes, onde as perdas de bens
podem ser significativas, principalmente em áreas comerciais e industriais, a implantação de
um fundo de seguro torna-se viável a partir de informações de prejuízos causados pelas
enchentes em eventos ocorridos no passado. Um trabalho de gestão em que se incorpore a
simulação e a conscientização das pessoas atingidas, quanto à avaliação hidrológica aos
riscos de inundação, de um possível sistema econômico de poupança que permita se
implantar um modelo de seguro, baseado em riscos e em prejuízos, da disposição dos
interessados em investirem nesse sistema a partir da fixação de valores de prêmios a serem
pagos mensalmente, em função da cobertura de seguro de cada estabelecimento
(RIGHETTO ET. AL., 2009).
De acordo com Righetto et. al. (2007) os modelos de seguros contra enchentes
apresenta as seguintes etapas:
1. Identificação do prêmio inicial, taxa de juros, máximo valor do fundo do seguro e
massa de assegurados;
2. Simulações sintéticas de Cenários para diferentes tempos de retorno diante da
ocorrência de enchentes;
3. Otimização de prêmios, e
47
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
4. Análise de sensibilidade para diferentes coberturas de seguro.
A ideia do seguro contra inundação é semelhante à de seguros de carro, incêndio ou
mesmo de vida, mantendo sempre as peculiaridades de cada caso. Assim, buscam-se neste
a prevenção contra os grandes prejuízos causados quando da ocorrência das enchentes
urbanas e o funcionamento pode ser através do pagamento de uma taxa mensal ou anual,
que será recompensada após o levantamento dos prejuízos de cada empresário segurado.
Porém, quando os atingidos são a população de baixa renda o seguro se torna inviável e
necessita de uma nova abordagem para que esta classe seja atendida. Caso contrário, o
seguro existirá, mas só fará parte da realidade da população que possui um poder aquisitivo
mais elevado.
Righetto e Mendiondo (2004) apontam a disposição a pagar por um seguro-enchente,
de pequenos comerciantes da cidade de São Carlos, em São Paulo, como um valor muito
abaixo do valor das mercadorias a serem seguradas, inviabilizando a medida. Isso pode
derivar de inúmeros fatores, como o período em que foram realizadas as entrevistas, de
forma que se foram feitas numa situação na qual não ocorriam inundações severas há muito
tempo, os atingidos tenderiam a esquecer-se ou minimizar os efeitos que sofreram.
Tucci (2005) comenta que o sistema de seguros americanos é o mais conhecido, onde
a cidade entra no programa de seguros federais e a população pode fazer o seguro, onde o
custo de um risco médio é da ordem de US$ 300 de prêmio para uma propriedade de valor
de US$ 10.000. Os bancos somente financiam obras em áreas de risco que possuem este
tipo de seguro. Portanto, este seguro cobra mais dos que ocupam áreas de maior risco e
menos dos que ocupam as áreas de menor risco.
Na Inglaterra, o custo pelo seguro da inundação é pago por todos, mesmo que não
estejam na área de inundação. Como é diluído por toda a população, o prêmio pago é
pequeno, mas pode incentivar a ocupação de área de risco.
Talvez para que os seguros contra enchentes funcionem no Brasil seja necessário que
não só a população atingida efetue os pagamentos dos prêmios, mas que o governo federal
disponibilize verbas nesse sentido, pois dessa forma pode ser que a população tome
consciência e ajude na política de ocupação das áreas de risco. Afinal os sinistros
ocasionados pelos alagamentos acabam atingindo os cofres públicos. Como exemplo,
Righetto et. al. (2007) afirma que a América Latina tem comprometido mais de 2 % do
48
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Produto Interno Bruto e mais de 15 % de sua arrecadação de impostos pela falta de gestão
do risco de inundações.
Construção a prova de enchente (flood profing)
São construções pontuais permanentes, de contingência ou emergenciais, que evitam
que as águas das chuvas atinjam o interior dos prédios públicos, privados ou mesmo das
residências, minimizando os prejuízos que seriam causados aos proprietários.
A Tabela 2.4 apresenta as medidas permanentes, de contingência e emergenciais
segundo Nagem (2008).
Tabela 2.4: Exemplos de adaptações para construções a prova de inundações.
MEDIDAS
Permanentes
De contingência
Emergenciais
DESCRIÇÃO
Diques, comportas no acesso a residência (stop logs),
pilotis, bombas de esgotamento, muretas, vedação de
aberturas, etc.
Amparos, vedações dos esgotos com registros nas
tubulações de saída e tampões rosqueáveis nos ralos
internos, paredes móveis, etc.
Sacos de areia, enchimentos de terra, barreiras de
lenha, canais de drenagem, etc.
Fonte: Adaptado de Nagem, 2008.
De acordo com Andjelkovic (2001) essas medidas visam o controle das inundações
individualmente e mitigam os seguintes efeitos:
1. Elevação do nível da água atingido no interior das estruturas;
2. Protege contra inundações de curta duração;
3. Diminui a velocidade do escoamento que atinge as residências, e
4. Protege contra eventos mais frequentes.
A Figura 2.9, apresenta alguns exemplos de construção à prova de enchente na bacia
do riacho do Reginaldo.
49
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Figura 2.9: Medidas a prova de enchentes (flood profing) presentes na bacia do riacho Reginaldo.
A regulamentação da ocupação da área de inundação, pode exigir que novas
construções dispusessem de dispositivos a prova de enchentes nas novas residências, além
da adaptação das construções existentes a fim de melhorar o seu nível de proteção contra
inundações (MIGUEZ & MAGALHÃES, 2010). A Figura 2.10 apresenta uma esquematização
de alguns tipos de construções a prova de enchentes, ou mesmo medidas que podem ser
tomadas após a instalação de construções em áreas susceptíveis a enchentes urbanas.
Figura 2.10: Exemplos de medidas de controle de enchentes.
3
Fonte: Adaptado de UNESCO, 1995 apud Andjelkovic, 2001.
3
UNESCO (1995). "Fighting Floods in Cities"; Project: Training Material for Disaster Reduction; Delft, Holland.
50
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Zoneamento de áreas inundáveis
O zoneamento propriamente dito é a definição de um conjunto de regras para a
ocupação das áreas de risco de inundação, visando à minimização futura das perdas
materiais e humanas em face das grandes cheias. O zoneamento urbano permite o
desenvolvimento racional das áreas ribeirinhas (Tucci, 2005).
A constante inundação das áreas ribeirinhas é um processo natural de relevância
socioambiental. Nas áreas urbanas, a invasão das planícies de inundação constitui um
problema sério que culmina constantemente na perda de vidas. A população geralmente
exerce pressão para a ocupação dessas terras, especialmente nos casos em que não há
registro de recentes enchentes, ou onde o controle do uso da terra é ineficaz. Essa
conjuntura é comumente observada em países em desenvolvimento, como o Brasil.
Miguez e Magalhães (2010) citam o zoneamento das áreas inundáveis como a mais
importante de todas as medidas não-estruturais. Segundo os autores, conceitualmente, a
regulamentação do uso das zonas de inundações deve ser baseada em mapas de inundação
para diferentes níveis de risco e estabelecimento de critérios de uso da terra. Deve ainda ser
desenvolvido de maneira integrada com atividades de planejamento urbano. Na verdade, é
extremamente desejável que o zoneamento urbano e planos diretores considerem os
aspectos relacionados com a regulamentação do uso das terras ribeirinhas.
É comum dividir as áreas de inundação em duas zonas diferentes. O primeiro é
chamado floodway (canal central ou zona de passagem de enchentes) e está associada com
áreas sujeitas a inundações frequentes. A outra é a floodplain (planície de inundação ou
zona de amortecimento de enchentes), o que constitui regiões que podem ser inundadas
durante as tempestades mais severas, embora apresentem principalmente efeitos de
armazenamento. Em geral, os limites destas zonas são definidos com o objetivo de mapear
as inundações. Cada um desses limites é mapeado de acordo com as inundações de um
período de retorno determinado. Muitas vezes, o floodway está relacionado com uma
inundação de 20 anos, enquanto o período de retorno da floodplain está associado com
eventos mais raros, por exemplo, uma inundação com período de 100 anos de retorno.
A Figura 2.11, ilustra uma seção transversal de uma bacia hidrográfica com a
representação destas duas zonas (Miguez e Magalhães, 2010).
51
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Figura 2.11: Ilustração da floodplain e floodway.
Fonte: Adaptado de Miguez e Magalhães, 2010.
Tucci & Bertoni (2003) afirmam que, para efeito de zoneamento, a seção de
escoamento do rio pode ser dividida em três faixas principais, segundo descrição na Tabela
2.5.
52
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Tabela 2.5: Informações das faixas de inundações e dos riscos associados.
DESCRIÇÃO DA FAIXA DE INUNDAÇÃO E DO
FUNÇÃO HIDRÁULICA E CARACTERÍSTICAS
RISCO ASSOCIADO
DO USO DAS TERRAS
Faixa 1 – Zona de passagem de cheias (Alto
risco de inundação) - Tr < 5 anos
Faixa 2 – Zona com restrições (médio risco
de inundação) - 5 < Tr < 50 anos
Faixa 3 – Zona de baixo risco (baixo risco
de inundação) - 50 < Tr < 100 anos
- Esta parte da seção deve ficar liberada para
funcionar hidraulicamente, evitando gerar
aumento de níveis para montante;
- Planejamento urbano deve manter esta zona
desobstruída;
- Permitido intervenções estruturais desde que
não obstrua o escoamento (linhas de
transmissão, condutos hidráulicos, etc.), e;
- Essa área poderia ter seu uso destinado a
agricultura ou outro uso similar às condições da
natureza.
- Esta zona fica inundada, mas devido às
pequenas profundidades e baixas velocidades,
não contribuem muito para a drenagem da
enchente;
- Parques e atividades recreativas ou esportivas
cuja manutenção, após cada cheia, seja simples e
de baixo custo. Normalmente uma simples
limpeza a reporá em condições de utilização, em
curto espaço de tempo;
- Habitação com mais de um piso, onde o piso
superior ficará situado, no mínimo, no nível do
limite da enchente e estruturalmente protegida
contra enchentes, e;
- Industrial, comercial, como áreas de
carregamento, estacionamento, áreas de
armazenamento
de
equipamentos
ou
maquinaria facilmente removível ou não sujeitos
a danos de cheia.
- Esta zona possui pequena probabilidade de
ocorrência de inundações, sendo atingida em
anos excepcionais por pequenas lâminas de água
e baixas velocidades;
- Esta área não necessita regulamentação,
quanto às cheias, e;
- Podem-se dispensar medidas individuais de
proteção para as habitações, mas deve-se
orientar a população para a eventual
possibilidade de enchente e dos meios de
proteger-se das perdas decorrentes
Fonte: Adaptado de Tucci & Bertoni, 2003; Nagem (2008).
A Figura 2.12 ilustra o posicionamento das zonas de passagem de cheias, com
restrições e de baixo risco.
53
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Figura 2.12: Zoneamento de áreas de inundação.
Fonte: Lou, 2010.
Segundo Miguez e Magalhães (2010) as zonas de inundação podem ser representadas
através de mapas que devem ser considerados como informações básicas para o
planejamento urbano e diversas atividades de gestão. O desenvolvimento destes mapas
pode ser suportado por técnicas de geoprocessamento e modelagem matemática, e os
produtos resultantes devem estar disponíveis para acesso público gratuito.
Uma tendência observada desde a última década é o desenvolvimento de pacotes
combinados juntando programas de simulação hidrodinâmica e hidrológica com recursos
fornecidos por softwares de SIG. Por exemplo, Chen et. al. (2009) realizaram a modelagem
de inundações em um ambiente urbano na Universidade de Memphis no Tennessee
utilizando o modelo GUFIM associado a um sistema de informações geográficas.
Conservação da rede de drenagem e dos corpos d’água
O funcionamento adequado do sistema de drenagem exige uma série de ações de
manutenção periódicas no corpo receptor. Elas envolvem a retirada de material sólido
mediante dragagem, a conservação de áreas verdes, a manutenção dos dispositivos de
infiltração, a troca de elementos filtrantes etc.; constitui um cronograma de ações de
manutenção preventiva e de reparo das estruturas. A manutenção do sistema de
macrodrenagem (canais e cursos d’água naturais) inclui a identificação periódica de
potenciais fontes de poluição pontual e difusa, bem como de lançamentos ilegais, com a
limpeza e remoção de resíduos sólidos na calha fluvial. Com relação aos canais de
drenagem, uma manutenção eficiente deve incluir possíveis modificações do projeto
54
2. REFERENCIAL E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
original, com o objetivo de melhor atender às especificidades locais e a sua incorporação na
paisagem urbana.
55
3. MATERIAIS E MÉTODOS
3. MATERIAIS E MÉTODOS
No presente capítulo será apresentada a bacia hidrográfica do riacho Reginaldo,
localizada no município de Maceió, área de estudo deste trabalho. Serão destacadas suas
características mais importantes abordando temas como localização geral, hidrografia,
relevo, uso e ocupação do solo, entre outros aspectos. Além disso, serão descritos os
trabalhos desenvolvidos em campo, que serviram de subsídio para elaboração da
modelagem matemática, bem como será apresentada a rede de monitoramento hidrológico
instalada na bacia, destacando-se os dados de precipitação e nível d'água que foram
utilizados na modelagem realizada neste trabalho.
Este capítulo também apresentará de forma detalhada as informações do Modelo de
Células de Escoamento (MODCEL), que foi o modelo matemático hidrodinâmico utilizado
para elaborar o diagnóstico da situação atual das inundações na bacia, assim como simular
os Cenários com as intervenções que visam mitigar tais problemas.
Serão discutidas as metodologias utilizadas para definição do tempo de concentração
da bacia, os dados utilizados na calibração do modelo e todos os outros elementos
necessários a obtenção dos resultados deste trabalho.
3.1. Aspectos gerais da bacia do riacho Reginaldo
A área de estudo do presente trabalho está localizada na capital Alagoana, Maceió, e
refere-se a uma das mais importantes bacias hidrográficas urbanas dessa região.
O principal corpo hídrico desta bacia, o riacho Reginaldo, possui sua nascente a
aproximadamente 70 m de altitude e situa-se no bairro da Santa Lúcia. Este rio possui
sentido de escoamento predominante na direção norte-sul e, após percorrer 15 km deságua
na praia da Avenida, entre a divisa dos bairros do Centro e Jaraguá. A bacia hidrográfica do
riacho Reginaldo está compreendida entre as coordenadas extremas 9°40'12'' e 9°32'57'' de
latitude sul, e 35°42'18'' e 45°04'25'' de longitude oeste.
A bacia drena uma área de 26,5 km², abrangendo total ou parcialmente os bairros de
Santa Lúcia, Antares, Jardim Petrópolis, Ouro Preto, Canaã, Serraria, Gruta de Lourdes, Barro
Duro, Feitosa, Jacintinho, Pitanguinha, Pinheiro, Farol, Mangabeiras, Jatiúca, Poço, Centro e
Jaraguá.
56
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Dentre esses 18 bairros, é possível perceber a heterogeneidade da bacia do riacho
Reginaldo, tanto do ponto de vista econômico-social, quanto relativo a questões de uso e
ocupação do solo. Essas diferenças são notadas ao comparar, por exemplo, o poder
aquisitivo da população que reside na porção do bairro da Jatiúca, inserida na bacia, com a
do Feitosa, pois ao passo que a maioria da população que reside no primeiro é de classe
média alta, a do segundo é de classe baixa.
Do ponto de vista do uso e ocupação do solo, podemos destacar os bairros do Poço e
Jacintinho. Enquanto no primeiro as edificações situam-se às margens dos riachos, devido a
infraestrutura criada quando do desenvolvimento de Maceió, no segundo existem centenas
de edificações que se situam em locais insalubres, ao lado do talvegue dos corpos hídricos,
sem contar, na maioria das vezes, com coleta de esgoto e abastecimento de água
formalizado pela prefeitura da cidade.
Segundo Holz (2010), a bacia possui cerca 87 mil habitantes, ou seja, cerca de 10% da
população do município de Maceió (com base na contagem da população de 2007),
podendo ser considerada como bacia representativa da cidade, tanto em relação aos
aspectos de urbanização, quanto de infraestrutura e problemas ambientais. Peplau et. al.
(2006) comentam que a bacia do riacho Reginaldo apresenta sérios problemas ambientais e
de infraestrutura, típicos das cidades brasileiras. No entanto, a mesma é de grande
relevância estratégica tanto do ponto de vista do desenvolvimento humano, social e
turístico da capital alagoana, quanto para desenvolvimento de pesquisas possibilitando
coleta de informações principalmente na área de drenagem urbana.
A Figura 3.1 apresenta a localização geral da bacia hidrográfica do riacho Reginaldo,
incluindo a delimitação dos bairros que estão inseridos total ou parcialmente na bacia, sua
infraestrutura viária, seus principais corpos hídricos e a delimitação da área modelada neste
trabalho. Os dados foram obtidos a partir da base cartográfica da cidade de Maceió, cedido
pela prefeitura, na escala 1:2.000 (SMCCU, 1999).
A área modelada foi um trecho da parte baixa da bacia do riacho Reginaldo com 7,6
km2, ou seja, aproximadamente 30% da área total da bacia. A região inclui três importantes
sub-bacias que deságuam no trecho inferior do riacho Reginaldo, quais sejam, a do riacho
Gulandim, do Sapo e do Pau D’Arco. Além disso, foi incluído o trecho do riacho Reginaldo de
aproximadamente 2,5 km, entre a foz do Pau D’Arco e o seu exutório da bacia, conforme
mostrado na Figura 3.1.
57
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Figura 3.1: Mapa geral com a localização da bacia do riacho Reginaldo em Maceió/AL.
A intensa ocupação urbana, do trecho médio do riacho Reginaldo até a sua foz, acaba
agravando tanto os problemas relacionados com as inundações, quanto o tema da
58
3. MATERIAIS E MÉTODOS
qualidade da água dos corpos hídricos, o que impacta sobremaneira as questões de saúde
pública.
Do ponto de vista das inundações, o problema está na ocupação irregular das Áreas de
Preservação Permanente (APP's), as margens de alguns corpos hídricos da bacia e nas
encostas que compõem o vale do riacho Reginaldo e de alguns de seus afluentes, bem como
na intensa impermeabilização do solo. Em algumas localidades, como por exemplo, no
bairro do Feitosa existem edificações praticamente no talvegue do riacho Pau D’Arco,
conforme ilustrado na Figura 3.2, o que facilita a ocorrência de inundações.
Figura 3.2: Edificações às margens do riacho Pau D’Arco, ilustrando a intensa ocupação urbana nas
APP's.
Já em relação aos problemas de saneamento, a exemplo do despejo in natura de
esgotos domésticos nos corpos hídricos e lançamento de resíduos na calha dos rios, é
bastante comum observar essa prática, conforme apresentado na Figura 3.3.
59
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Figura 3.3: Presença de resíduos sólidos e um sofá na calha do riacho Reginaldo.
No curso superior do riacho Reginaldo, a exemplo dos bairros Antares e Santa Lúcia,
ainda é possível encontrar áreas com vegetação mais densa. Entretanto, já se notam
também os impactos da ação antrópica nessas localidades, como a presença de lixo na calha
do Reginaldo. A Figura 3.4 ilustra essas realidades.
a)
b)
Figura 3.4: a) Vegetação nativa na parte alta da bacia do riacho Reginaldo e b) Presença de
resíduos sólidos na parte alta da bacia.
Segundo Holz (2010) a urbanização da região onde se encontravam as nascentes do
riacho Reginaldo provocou graves impactos, transformando a calha do riacho simplesmente
60
3. MATERIAIS E MÉTODOS
em um canal de escoamento pluvial e de esgoto sanitário. O curso d’água principal na parte
baixa da bacia é perene, embora sua vazão durante o período de estiagem seja
praticamente resultante do despejo de esgotos domésticos, realizada por ligações
irregulares com a rede pluvial ou lançamentos diretos dos esgotos sobre a calha do riacho
Reginaldo e de seus afluentes.
A dificuldade de visualização da bacia, por parte da comunidade, traz dificuldades
sobre a compreensão e a percepção do sistema hidrológico e sua inserção na paisagem da
cidade, já que os efeitos, principalmente de poluição, só são percebidos no trecho final,
onde o riacho é chamado de “Salgadinho” devido à influência das águas do mar na sua foz.
Desta forma, não se desenvolve a ideia de que causas à montante são determinantes para o
estado degradado do riacho à jusante, fazendo com que as ações de “despoluição do
riacho” só sejam implementadas em seu trecho final, em geral de forma fragmentada e
paliativa (PIMENTEL, 2009).
Nesse sentido, intervenções desejáveis para solucionar os problemas de inundações
na bacia devem ser integradas ao cunho de recuperação ambiental, visando melhorar a
qualidade das águas e fazer com que a população consiga conviver de forma mais
harmônica com os diversos corpos hídricos da região.
3.1.1. Características fisiográficas
A bacia do riacho Reginaldo apresenta um vale bem definido que se deve ao fato da
proximidade de encostas íngremes em margens opostas. Isto ocorre até a inserção do
talvegue na planície litorânea. A implicação dessa peculiaridade é que a calha inundável
torna-se restrita e, portanto, mais susceptível a cheias naturais sob um menor espelho
d’água e maior profundidade, ou seja, em teoria, há naturalmente a limitação da ocupação
desse local, mas, na prática, tal condição adversa não vem sendo respeitada e ocupa-se o
fundo do vale, sem considerar os riscos de alagamentos associados à planície de inundação
(NEVES et. al., 2007).
Sua forma alongada proporciona uma melhor dinâmica de fluxo quanto à distribuição
temporal do volume escoado na calha principal, o que diminui o risco de transbordamento
do canal. Contudo, o aumento da impermeabilização do solo em toda a bacia provoca o
aumento do escoamento superficial, aumentando o risco de transbordamento (NEVES et. al.
2007).
61
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Os principais afluentes do riacho Reginaldo localizam-se em sua margem esquerda ao
longo do seu trecho médio e baixo. Entre eles, pode-se destacar, de jusante para montante,
os riachos Gulandim, do Sapo e Pau D'Arco bem como os córregos Piabas, Rego da Pitanga e
do Sebo.
A Figura 3.5 apresenta a hidrografia da bacia do riacho Reginaldo e dá um destaque às
sub-bacias dos riachos que estão inseridos no trecho a ser modelado com o MODCEL.
Destaca-se que serão apresentadas, com mais detalhes, apenas as características
fisiográficas destas sub-bacias.
62
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Figura 3.5: Hidrografia da bacia do riacho Reginaldo e sub-bacias dos riachos Gulandim, do Sapo e
Pau D’Arco.
63
3. MATERIAIS E MÉTODOS
O trecho do riacho Reginaldo que foi inserido no modelo matemático é de
aproximadamente 2,5 km, e vai desde a afluência do riacho Pau D’Arco até o seu exutório
no mar. Este trecho encontra-se canalizado e é comum existir a presença tanto de lixo,
quanto de móveis velhos em sua calha. Este trecho apresenta uma declividade média da
ordem de 2,2 m/km.
O riacho Gulandim é o último afluente da margem esquerda do riacho Reginaldo. Ele
possui sua nascente na cota 4,1 m e situa-se no bairro do Poço. Este rio apresenta o sentido
de escoamento predominante na direção nordeste-sudoeste e, após percorrer cerca de 1,9
km, deságua na cota 1,4 m, também no bairro do Poço.
A sub-bacia do Gulandim possui uma área total de 1,27 km², abrangendo alguns
importantes bairros de Maceió. A declividade média do riacho é em torno de 1,16 m/km.
Este corpo hídrico encontra-se canalizado e retificado, sofrendo vários estrangulamentos ao
longo de seu comprimento, devido a implantação da infraestrutura viária da cidade.
O riacho do Sapo é o penúltimo afluente da margem esquerda do riacho Reginaldo.
Ele possui sua nascente a aproximadamente 52 m de altitude e situa-se no bairro do
Jacintinho. Este rio possui o sentido de escoamento noroeste-sudeste da sua nascente até o
bairro de Mangabeiras, e depois escoa no sentido nordeste-sudoeste até sua foz, após
percorrer cerca de 4,4 km, desaguando na cota 1,6 m, no bairro do Poço.
A sub-bacia do Sapo possui uma área de drenagem de 1,72 km², também abrangendo
alguns importantes bairros de Maceió, e a declividade média do riacho é em torno de 9,50
m/km. Este corpo hídrico encontra-se canalizado e retificado, sofrendo vários
estrangulamentos ao longo de seu comprimento, devido à implantação da infraestrutura
viária da cidade.
O riacho Pau D’Arco é mais um afluente da margem esquerda do riacho Reginaldo. Ele
possui suas nascentes a aproximadamente 40,0 m de altitude e situa-se na divisa entre os
bairros Jacintinho e Feitosa. Este rio possui o sentido de escoamento predominante na
direção norte-sul, e após percorrer 3,8 km, deságua na cota 5,5 m, no bairro do Jacintinho.
A bacia possui uma área total de 2,74 km², abrangendo importantes bairros de
Maceió, e a declividade média do riacho é em torno de 6,45 m/km. Este corpo hídrico é o
único da área simulada com o modelo que não se encontra canalizado e retificado,
possuindo ainda sua calha natural. No entanto, em seu trecho final, a calha do Pau D’Arco
64
3. MATERIAIS E MÉTODOS
está sujeita à modificações devido a extração ilegal de areia realizada pela população que
reside nas proximidades da localidade.
Destaca-se, que o vale e as encostas do riacho Pau D’Arco são densamente ocupados
por habitações precárias de áreas invadidas. Situa-se entre os bairros do Feitosa e do
Jacintinho, perenizado por contribuição de esgotos domésticos (PEPLAU et. al., 2006).
3.1.2. Relevo
O relevo da bacia do riacho Reginaldo apresenta altitude máxima em torno de 107 m e
mínima ao nível do mar. Na bacia é possível notar três tipologias marcantes do relevo, a
primeira são as áreas planas de tabuleiro localizadas em seu terço médio e alto, a segunda é
o vale bem encaixado ao longo do riacho Reginaldo e em alguns de seus afluentes e, por
fim, nota-se a presença de áreas planas costeiras próximas ao exutório da bacia.
A Figura 3.6 apresenta os aspectos supracitados, o modelo digital do terreno que
aparece nesta figura foi elaborado com informações geradas pelo Shuttle Radar
Topographic Mission – SRTM, obtido no site da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
– EMBRAPA. A escala é de 1:250.000 e a resolução dos pixels é de 90 x 90 m.
65
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Figura 3.6: Principais características do relevo da bacia do riacho Reginaldo.
66
3. MATERIAIS E MÉTODOS
3.1.3. Uso e ocupação do solo
Uma das características marcantes da bacia do riacho Reginaldo, em relação ao uso e
ocupação do solo, é a impermeabilização sem controle de todos os tipos de ocupação
(públicos e privados). Na bacia, existem grandes empreendimentos como importantes
centros comerciais, centros de convenções, supermercados, entre outros. Ressalta-se que,
apesar do impacto no escoamento promovido pela impermeabilização de grandes áreas
para a instalação destes empreendimentos, nenhuma medida mitigadora destes impactos
foi exigida pelo poder público ou implementada por iniciativa dos proprietários destes
empreendimentos (NEVES et. al., 2007).
A Figura 3.7 ilustra a intensa ocupação urbana existente na bacia do riacho Reginaldo,
principalmente na sua parte média e baixa.
67
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Figura 3.7: Vista geral da urbanização na bacia do riacho Reginaldo.
68
3. MATERIAIS E MÉTODOS
A bacia do riacho Reginaldo abriga vários tipos de ocupação desde bosques e prados
nas regiões mais altas, até a impermeabilização total devido a implantação das edificações e
das ruas asfaltadas, na parte baixa. Em relação ao poder aquisitivo da população residente
na bacia, existem desde moradores que possuem uma classe média alta, até população
carente. No entanto, um padrão de urbanização se mantém, seja em condomínios de luxo
ou nos vales ocupados, sendo possível perceber a impermeabilização total dos terrenos,
tanto em áreas comerciais quanto em residenciais.
Na parte de nascente da bacia há predominância de população de maior poder
aquisitivo em condomínios de classe média alta, como no bairro Jardim Petrópolis, onde
foram implantados os condomínios Aldebaran e Jardim Petrópolis. Entre estes dois
condomínios há um vale com boa quantidade de vegetação nas encostas e ainda restam
partes onde há vegetação natural, mas mesmo assim se observou que também existem
comunidades que lançam seus esgotos e lixo na calha intermitente do riacho (PIMENTEL,
2009).
Na parte intermediária da bacia, o bairro Gruta de Lourdes é considerado de classe
média, tendo, assim, uma maior infraestrutura. Alguns condomínios de luxo estão
localizados neste bairro, e o mesmo possui importantes centros comerciais, que se
desenvolveram de forma independente do centro da cidade. O vale do riacho Reginaldo,
localizado na parte intermediária da bacia, percorre parte do bairro Gruta de Lourdes, Barro
Duro, Farol, Jacintinho e Feitosa, possui uma forma de ocupação desordenada e sem
controle do poder público. Estas áreas apresentam altas declividades, resultando em
deslizamentos e riscos à segurança pública durante períodos chuvosos (PIMENTEL, 2009).
O vale do riacho Pau D’Arco está inserido no terço médio da bacia do riacho
Reginaldo. Ao longo deste vale, as ruas não são asfaltadas, porém a compactação do solo,
aparentemente argiloso, dificulta a infiltração das águas pluviais aumentando o escoamento
superficial. Nesta sub-bacia há pouca vegetação e ela abrange bairros muito populosos
como o Feitosa e o Jacintinho, sendo este o de maior densidade demográfica do município.
Vale ressaltar que, parte do bairro Jacintinho é considerado de periferia, nele há ruas
asfaltadas, mas a maioria é composta de paralelepípedos. Este bairro possui uma atividade
comercial intensa, com alguns supermercados e feira livre ao longo de toda a semana.
Pimentel (2009) afirma que a bacia do Pau D’Arco apresenta ocupação, em sua
maioria, composta por área residencial em cerca de 70% de sua área, sendo
69
3. MATERIAIS E MÉTODOS
aproximadamente 11,4% ocupada com vias. Destas, 3,8% são asfaltadas e 7,6% em
paralelepípedo. Com relação à rede coletora de esgoto, esta bacia não apresenta rede
implantada.
Na parte baixa do Reginaldo, onde se localizam as sub-bacias do riacho do Sapo e
Gulandim, há a predominância de áreas construídas com pouca vegetação, a exemplo do
bairro do Poço, que é um bairro litorâneo de classe média e possui quase todas as suas ruas
asfaltadas.
Segundo Pimentel (2009), a sub-bacia do riacho Gulandim, onde os bairros Poço e
parte da Jatiúca se localizam, apresenta quase a totalidade de sua área impermeabilizada.
Esta bacia apresenta 0,16 km² de vias de rodagem distribuídas por toda bacia sendo 45,7%
asfaltadas, 51,9% em paralelepípedo e 2,4% de vias sem pavimento. Cerca de 90% de sua
área de drenagem possui rede coletora de esgoto.
A bacia do riacho do Sapo, onde estão inseridos total ou parcialmente os bairros
Jacintinho, Poço, Jatiúca e Mangabeiras, é ocupada por unidades habitacionais, atividades
comerciais e industriais, onde se destaca a empresa Sococo. Pimentel (2009), afirma que
esta bacia possui cerca de 40% de sua área coberta por rede coletora de esgoto. A bacia
deste riacho conta com 0,2 km² de vias sendo 50,4% coberta por asfalto, 36,9% de
paralelepípedo e 12,7% vias sem pavimento.
Consciente da importância de conhecer parâmetros da bacia do Reginaldo que
pudessem auxiliar em estudos para transformação de chuva em vazão, Pedrosa (2008),
definiu o parâmetro CN (Curva Número), associado às condições do solo, de seu uso e
ocupação utilizado pelo método do Soil Conservation Service - SCS. O trabalho foi elaborado
com base em cartas topográficas, imagens de satélite com alta resolução e visitas de campo.
No trabalho supracitado, a bacia do riacho Reginaldo foi subdividida em 16 sub-bacias
e a determinação do parâmetro CN foi definido para cada uma delas. Os valores de CN para
as sub-bacias variaram entre 77,66 e 90,16. Os valores de CN definidos para as bacias dos
riachos Gulandim, do Sapo, Pau D’Arco e o trecho do riacho Reginaldo inserido na área de
estudo modelada neste trabalho, foram definidos conforme valores ilustrados na Tabela
3.1.
70
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Tabela 3.1: Valores de CN nas áreas simuladas com o modelo matemático.
CORPO HÍDRICO
VALOR DE CN
Gulandim
Sapo
Pau D’Arco
Reginaldo (trecho modelado)
84,08
83,85
90,16
84,19
Fonte: Pedrosa (2008).
Uma característica evidente no mapeamento do CN das sub-bacias do riacho
Reginaldo mostra valores mais baixos na parte mais alta da bacia. Tal resultado já era
esperado, considerando-se que sua ocupação é reconhecidamente menos intensa nesta
região, onde ainda pode ser observada a presença de sítios e de grandes condomínios
fechados, com extensas áreas verdes e, ainda, em áreas mais restritas, alguns
remanescentes da vegetação natural. Diferente da parte média e baixa da bacia, onde o CN
tem valores mais elevados devido à intensa urbanização (Holz, 2010). Vale ressaltar que
estes valores de CN foram utilizados para o cálculo da condição de contorno introduzida no
modelo matemático do riacho Reginaldo, pois foi necessário introduzir um hidrograma que
representasse o comportamento da parte da bacia que não foi inserida no modelo.
3.1.4. Rede de monitoramento e levantamento de campo
A bacia do riacho Reginaldo conta com uma rede de monitoramento composta por
quatro pluviógrafos de báscula, com registradores automáticos, instalados em pontos
estratégicos distribuídos ao longo da bacia, e um linígrafo localizado em um dos seus
principais afluentes, canalizado, na parte baixa da bacia, o riacho Gulandim.
A rede de monitoramento foi contemplada no âmbito do projeto "Casadinho/Cnpq"
que iniciou a instalação do primeiro pluviógrafo no fim do ano de 2007. Destaca-se que a
localização dos equipamentos em campo foi influenciada tanto por aspectos relacionados à
segurança e acessibilidade aos equipamentos, quanto relativos a avaliação da proximidade a
árvores e/ou edificações que pudessem prejudicar o adequado monitoramento dos
equipamentos.
Diante do exposto, ressalta-se que durante a avaliação de potenciais locais para a
instalação dos pluviógrafos não foi encontrada nenhuma localidade que atendesse os prérequisitos supracitados, nas áreas planas costeiras da bacia do riacho Reginaldo. Assim, a
71
3. MATERIAIS E MÉTODOS
bacia não conta com o monitoramento das precipitações nesta região, onde se situam dois
importantes afluentes do riacho Reginaldo, quais sejam riacho Gulandim e do Sapo.
Na Tabela 2.1, apresentam-se algumas informações dos 4 pluviógrafos e do linígrafo,
equipamentos que fazem parte da rede de monitoramento instalada na bacia do riacho
Reginaldo.
Tabela 3.2: Informações sobre os equipamentos que compõem a rede de monitoramento da bacia
do riacho Reginaldo.
LOCAL
BAIRRO
DATA DE
INSTALAÇÃO
Quartel do Exército
Pitanguinha
13/03/2008
SEST/SENAT
Serraria
13/06/2008
San Nícolas
Serraria
12/12/2007
Aeroclube
Santa Lúcia
17/12/2008
Linígrafo
Poço
5/11/2008
COORDENADAS
200.092,46 E
8.934.260,82 N
201.180,87 E
8.936.213,50 N
200.575,16 E
8.938.262,53
197.556,69 E
8.939.275,41 N
201.025,58 E
8.930.587,32
ALTITUDE
(m)
51
64
69
88
Calha do
Gulandim
Já na Figura 3.8, ilustra-se a distribuição espacial dos equipamentos, bem como
algumas fotografias da localidade onde estes estão instalados.
72
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Figura 3.8: Rede de monitoramento da bacia do riacho Reginaldo.
73
3. MATERIAIS E MÉTODOS
A fim de observar as características do sistema de macrodrenagem da área de estudo,
realizar o levantamento de algumas seções topobatimétricas ao longo dos principais corpos
hídricos da bacia, averiguar o estado de alguns equipamentos pertencentes a rede de
monitoramento e observar o alcance do efeito da maré na proximidade da foz do riacho
Reginaldo, foram realizadas algumas visitas de campo.
A Tabela 3.3 apresenta algumas informações das visitas de campo realizadas, bem
como o uma breve descrição de cada uma delas.
Tabela 3.3: Informações sobre as principais visitas de campo realizadas na bacia.
DATA
CORPO HÍDRICO
02/03/2011
riacho Reginaldo e Gulandim
16/03/2011
riacho do Sapo
27 e 30/04/11
riacho Reginaldo e Pau
D'arco
19 e 20/08/11
riacho Reginaldo e Pau
D'arco
DESRIÇÃO
Foi percorrido desde a foz do riacho Reginaldo
no bairro do Jaraguá até a cabeceira do
Gulandim no bairro do poço.
Foi percorrido desde a foz do riacho do Sapo até
o início do bueiro que percorre parte da Av.
Dona Constança e termina no viaduto João Lyra
bairro de Mangabeiras.
Foi visitada a confluência do riacho Pau D'arco
com o Reginaldo e percorrido desde este ponto
até o início do bueiro que se inicia na localidade
conhecida como "Reginaldo".
Foram visitadas diversas localidades ao longo do
riacho Pau D'arco no seu terço alto e médio,
bem como alguns pontos do riacho Reginaldo
nas proximidades da confluência com o Sapo.
Nestas visitas, foi possível baixar os dados de dois pluviógrafos (Aeroclube e SEST),
verificar que o do San Nícolas havia sido desinstalado e que o do Quartel do Exército
encontrava-se entupido por conta de excretas de pássaros. A fim de resolver o problema, e
fazer com que o pluviógrafo voltasse a realizar o monitoramento, o equipamento foi
retirado, levado ao Laboratório de Hidráulica da UFAL para manutenção e reinstalado no dia
seguinte. Após a instalação, foram realizados testes e verificou-se que o pluviógrafo em
questão não apresentou defeito.
O linígrafo também apresentou problema e os dados não foram coletados em um
primeiro momento. Após a análise do problema, descobriu-se que as baterias que
alimentam o data-logger estavam danificadas, sendo as mesmas substituídas, e dessa
forma, o aparelho voltou a funcionar.
74
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Vale ressaltar que, nas visitas, foram realizados registros fotográficos ao longo de todo
o curso do riacho Gulandim, do Sapo onde, não havia problemas com segurança (exceto no
bairro do Jacintinho), diversos pontos em que foi possível acessar o riacho Pau D'arco de
carro e todo o trecho do riacho Reginaldo modelado no presente trabalho.
As visitas de campo descritas na Tabela 3.3 permitiram também observar a forte
influência imposta pela maré desde a foz do Reginaldo até, no mínimo, a confluência com o
Gulandim. Nas inspeções também foram observadas atentamente e mapeadas as
intervenções/singularidades que existem ao longo dos riachos, visto que estas são de
fundamental importância quando da construção das células que representam a bacia a ser
modelada com o MODCEL, bem como apresentam forte influência sobre a hidrodinâmica
dos escoamentos, já que funcionam como controles hidráulicos.
Em campo, foram levantadas 21 seções topobatimétricas, utilizando-se o nível
disponível no Centro de Tecnologia da UFAL, sendo 3 no riacho Gulandim, 4 no sapo, 5 no
Reginaldo e 9 no Pau D'arco. Durante a realização dos levantamentos também foi medida a
cota de teto dos bueiros que seriam representadas no MODCEL, bem como as cotas de
extravasamento dos escoamentos.
Além dos levantamentos realizados nas visitas, sempre que possível, conversou-se
com os moradores, a fim de conhecer melhor a realidade em relação às inundações em cada
um dos pontos visitados. A Figura 3.9 mostra o exemplo de uma seção levantada no riacho
Reginaldo, bem como a cota de teto do bueiro. Estas informações servem como dado de
entrada para o modelo matemático.
75
3. MATERIAIS E MÉTODOS
6.0
Cota de Teto do Bueiro
Seção Levantada
Cotas (m)
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
Distância da Margem Direita (m)
25.0
Figura 3.9: Seção transversal levantada no riacho Reginaldo.
Por fim, pôde-se observar que a qualidade das águas dos corpos hídricos da bacia do
riacho Reginaldo apresenta considerável estado de degradação em tempo seco, como
enfatizado por diversos autores que elaboraram trabalho nesta bacia.
A Figura 3.10 apresenta algumas das fotografias tiradas em campo. Observa-se, em
algumas destas, a execução de dragagem no curso do riacho Reginaldo.
76
3. MATERIAIS E MÉTODOS
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Figura 3.10: a/b) Foz do riacho Reginaldo sobre influência da maré, c) Confluência do riacho
Reginaldo com o riacho Gulandim, d) Confluência do riacho Reginaldo com o riacho do Sapo, e)
Presença de lixo, sedimentos e vegetação alterando a calha do riacho Reginaldo e f) Execução de
dragagem no riacho Reginaldo.
Já na Figura 3.11 é apresentado um detalhe da área de estudo simulada pelo modelo
hidrodinâmico neste trabalho, o trajeto realizado em campo, o mapeamento das
singularidades e algumas fotografias que as ilustram.
Destaca-se que o estrangulamento dos corpos hídricos que ocorrem por conta do
desenvolvimento das cidades, por meio da urbanização e implantação da infraestrutura
77
3. MATERIAIS E MÉTODOS
viária, influencia sobremaneira nos parâmetros que regem a dinâmica dos escoamentos,
principalmente o coeficiente de manning, e que a depender das contrações impostas aos
corpos
hídricos
à
rugosidade
ao
qual
o
escoamento
é
submetido
eleva-se
consideravelmente.
Figura 3.11: Rota realizada nas visitas de campo e algumas fotografias das singularidades.
78
3. MATERIAIS E MÉTODOS
3.2. Modelos Hidrodinâmicos Quasi-2D
Modelos Quasi-2D são modelos que buscam reproduzir o escoamento de uma onda
de cheia ao longo de um rio, suas planícies de inundação e/ou por ambientes urbanos
através de teias de ligações unidimensionais. O espaço é representado no modelo, mas as
equações são escritas para comunicação entre áreas, ligando-as unidimensionalmente em
uma rede multidimensional anelada (Souza, 2010).
Na modelação de grandes planícies de inundação em que são inundadas não só a zona
de passagem das enchentes, mas também as zonas de amortecimento destas, as equações
unidimensionais não simulam adequadamente o movimento das águas. Outro local onde
este fato ocorre com frequência são nos ambientes urbanos. Os engenheiros precisam ter
em mente que diferentes abordagens se prestam a diferentes situações e a evolução destas
abordagens varia, historicamente, com a própria disponibilidade do ferramental tecnológico
capaz de resolver o equacionamento proposto para um dado tipo de modelo.
Diante do exposto Cunge et. al. (1980) apontam como solução, para os casos em que
as equações unidimensionais não se mostrem adequadas, a discretização da topografia em
uma rede bidimensional de escoamentos. As linhas que seguem relatam algumas
considerações desenvolvidas por estes autores.
A compreensão do fenômeno hidráulico permite uma avaliação de como ocorrem
trocas de água entre diferentes áreas, quais trechos de rio conduzem o escoamento e quais
somente retêm a água, como o escoamento é distribuído em múltiplos canais, entre outros
aspectos. A construção de um modelo matemático, a sua calibração e posterior validação,
reproduzindo eventos de escoamento conhecidos, habilitam o modelo para previsões.
Eventualmente, a confecção e o uso de um dado modelo possibilitam também a percepção
de insuficiências de dados hidráulicos e topográficos e o planejamento de subsequentes
coletas de dados.
Na modelagem de rios, é extremamente importante basear o modelo nas equações de
escoamento apropriadas. A natureza de um rio e as inundações que lá ocorrem indicam as
aproximações que podem ser usadas para modelar a situação.
As equações unidimensionais de escoamentos não-permanentes e variados,
estabelecidas pelas hipóteses de Saint-Venant, foram experimentalmente confirmadas em
canais de laboratório e em canais confinados de grande escala, sendo largamente utilizadas
79
3. MATERIAIS E MÉTODOS
na representação do escoamento em rios, numa aproximação que privilegia a observação
do comportamento do escoamento em calha. Entretanto, nem sempre se observa na
natureza canais nos quais o escoamento pode ser considerado estritamente unidimensional.
O escoamento em canais naturais frequentemente segue o leito do rio, que vaga dentro dos
limites de vale. Em eventos de extravasamento da calha, porém, um vale raramente pode
ser considerado como uma série de seções transversais que representam simples extensões
das margens do canal principal. Ele normalmente alarga e estreita de uma maneira irregular,
contém depressões, lagos de acumulação, vales secundários, etc.
Em alguns casos, contudo, a água da inundação, ao avançar sobre a extensão das
margens do canal, pode seguir por todo o tempo em uma direção basicamente definida pelo
canal principal. No entanto, é mais frequente o caso onde o escoamento que ultrapassa as
margens segue seu próprio caminho pela planície de inundação, de uma forma ditada pela
topografia local, e, algumas vezes, não mais retornando ao canal de origem, ou retornando
em algum ponto bem mais a jusante.
Em resposta às necessidades de se modelar vastas planícies de inundações, onde a
aproximação unidimensional não se adéqua, é que foram desenvolvidas as chamadas
técnicas de modelagem bidimensional. Compreende-se que, por bidimensional, não se faz
necessariamente referência às equações de escoamento não-permanente em duas
dimensões no espaço (x, y), mas também à situação física na qual canais e áreas de
armazenagem formam uma rede bidimensional no espaço horizontal.
Cunge et. al. (1980) afirma que para se modelar uma região em um modelo Quasi-2D,
a planície de inundação é dividida em células, que são compartimentos que representam o
espaço sobre a área de modelação de forma integrada. Em cada uma dessas células a
superfície da água é considerada horizontal e essas células se comunicam entre si por leis
hidráulicas unidimensionais clássicas.
As leis de escoamento definidas entre as células são unidimensionais. Entretanto, o
sistema, como um todo, pode simular um escoamento bidimensional. Nestes modelos, a
divisão da planície de inundação em células não é arbitrária, mas baseiam-se em limites
naturais, como estradas elevadas, diques, margens, etc. Estas são capazes, de fato, de gerar
particularidades locais nos escoamentos (Cunge et. al. 1980).
De acordo com Miguez (2001) o escoamento bidimensional sobre planícies de
inundação é modelado como uma rede de células em loop, já que, por definição, o
80
3. MATERIAIS E MÉTODOS
escoamento pode circular pela rede através das ligações em qualquer direção, para as quais
se pode utilizar um algoritmo de solução eficiente que faz uso das equações de fluxo
simplificadas.
A Figura 3.12, apresenta, esquematicamente, o modelo bidimensional de células.
Figura 3.12: Exemplo de uma rede de células bidimensional.
Fonte: Adaptado de Cunge et. al. (1980).
3.2.1. Modelo de Células de Escoamento – MODCEL
O Modelo de Células de Escoamento - MODCEL é um modelo matemático
hidrodinâmico completo, Quasi-2D, que possui uma relevante vocação para diagnosticar e
simular soluções para os problemas relacionados às inundações em bacias urbanas. O fato
de ser Quasi-2D significa que o modelo interpreta a realidade física da bacia de forma
bidimensional, mas as equações hidráulicas utilizadas para reger a hidrodinâmica do
escoamento são solucionadas de forma unidimensional. Os próximos parágrafos tratam da
concepção utilizada pelo MODCEL e foi elaborada com base em Zanobetti et. al. (1970),
Cunge et. al. (1980), Miguez (2001), Mascarenhas & Miguez (2002).
Neste tipo de abordagem não se tomam as equações matemáticas como ponto de
partida. A modelação inicia-se pela representação da topografia local, supondo que tanto as
planícies como o leito do rio principal e seus tributários podem ser divididas em certo
número de células. Cada célula comunica-se com as suas vizinhas e as ligações entre as
mesmas correspondem a uma troca de vazão na realidade física, em uma reprodução dos
padrões de escoamento.
A divisão da área em células não é, de modo algum, arbitrária e deve ser baseada,
tanto quanto possível, na presença de fronteiras ou contornos naturais, tais como estradas,
81
3. MATERIAIS E MÉTODOS
diques, elevações naturais do terreno, depressões, etc. Quando a região a ser discretizada,
porém, apresenta áreas muito planas e a ausência de obstáculos naturais levaria a células
de dimensão muito elevada, a divisão em células deve ser efetuada de modo a permitir uma
adequada representação da declividade da planície.
Nas células, é considerado o nível d'água horizontal e igual ao nível d'água do ponto
de referência tomado como seu centro, no entanto não se trata do centro geométrico das
células, mas sim da associação ao centro de escoamento, por onde passará o escoamento
em cada uma das células, seguindo os padrões da infraestrutura urbana de cada bacia. O
fluxo nas ligações entre células é definido por leis hidráulicas que retratam a realidade das
fronteiras físicas existentes entre as duas células. As leis mais comumente representativas
são a de vertedouro de soleira espessa, a de escoamento em rios e canais e a de
escoamento em orifícios.
A fundamentação dos conceitos do MODCEL passa pela divisão da região a modelar
em células (ou compartimentos) homogêneas e a ligação destas células através de relações
hidráulicas capazes de representar a troca de vazões entre elas. As células de escoamento,
em grupo ou isoladamente, representam tanto estruturas hidráulicas como paisagens
naturais ou urbanas, num arranjo tal que procura reproduzir padrões diversos de
escoamento, dentro ou fora da rede de drenagem, a partir das interações entre as células
modeladas. Este modelo hidrodinâmico, apesar de trabalhar com relações hidráulicas
unidimensionais, é capaz de representar o escoamento de forma bidimensional. De fato, no
caso da representação de cheias em bacias urbanas, o modelo está apto a, inclusive, trocar
vazões entre células superficiais e células subterrâneas, que usualmente representam
galerias de drenagem, possibilitando uma representação do escoamento em três
dimensões.
A Figura 3.13 ilustra a divisão em células e as trocas d’água num corte hipotético de
uma bacia urbana (Miguez, 2001).
82
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Figura 3.13: Ilustração da divisão e troca d’água entre as células numa bacia urbana.
Fonte: Miguez, 2001.
As idealizações básicas da aplicação do MODCEL são descritas a seguir:
A natureza pode ser representada por compartimentos homogêneos,
interligados, chamados células de escoamento. A cidade e sua rede de
drenagem são subdivididas em células, formando uma rede de escoamento
bidimensional, com possibilidade de escoamento em várias direções nas zonas
de inundação, a partir de relações unidimensionais de troca;
Cada célula comunica-se com células vizinhas (de planície ou de canal), que são
arranjadas em um esquema topológico, formado por grupos formais, onde
uma célula de um dado grupo só pode se comunicar com células deste mesmo
grupo, ou dos grupos imediatamente posterior ou anterior;
As características de uma célula são associadas a um ponto de referência nesta
célula, chamado de centro da célula, por onde se considera passar o
escoamento. A ligação de todos os centros determina o padrão geral de
escoamento;
O escoamento entre células pode ser calculado através de leis hidráulicas
conhecidas, como, por exemplo, a equação dinâmica de Saint-Venant,
completa ou simplificada, a equação de escoamento sobre vertedouros, livre
83
3. MATERIAIS E MÉTODOS
ou afogado, a equação de escoamento através de orifícios, equações de
escoamento através de bueiros, entre outras, sendo, neste estudo considerado
os efeitos de inércia no escoamento que se desenvolvem nos cursos d’águas e
desprezíveis nas células de planícies;
Na célula, o perfil da superfície livre é considerado horizontal, a área desta
superfície depende da elevação do nível d'água no interior da mesma e o
volume de água contido em cada célula está diretamente relacionado com o
nível d'água no centro da mesma, ou seja, V = V Z , mais especificamente,
V =A ∙ Z −Z
;
A vazão entre duas células adjacentes, em qualquer tempo, é apenas função
dos níveis d'água no centro dessas células, ou seja,Q , = Q Z , Z
e as seções
transversais dos corpos hídricos são consideradas como seções retangulares
equivalentes, simples ou composta; e
O escoamento pode ocorrer simultaneamente em duas camadas, uma
superficial e outra subterrânea, em galeria, estando às células da superfície e
as de galeria associadas por uma ligação entre elas. Nas galerias, o escoamento
é considerado inicialmente à superfície livre, mas pode vir a sofrer
afogamento, passando a ser considerado sob pressão.
A fim de fazer com que o Modelo de Células representasse o espaço urbano, surgiram
uma série de "células tipo" desenvolvidas para abranger a realidade da drenagem urbana e
propiciar uma representação adequada da mesma, conforme listadas a seguir:
Células tipo rio ou canal: são, efetivamente, trechos de rios e de canais, cujo
conjunto, em sequência, normalmente forma a rede de macrodrenagem,
excetuando-se a representação das galerias, que é feita por células tipo galeria;
Células tipo galeria: são trechos de canais fechados, subterrâneos,
considerados escoando a superfície livre ou sob pressão, que, junto com o tipo
anterior, compõem a macrodrenagem;
84
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Células tipo planície: representam escoamentos a superfície livre em planícies
alagáveis, bem como áreas de armazenamento, ligada umas às outras por ruas,
englobando também áreas de encosta, para recepção e transporte da água
precipitada nas encostas para dentro do modelo, áreas de vertimento de água
de um rio para ruas vizinhas; e
Células tipo reservatório: simulando o armazenamento d’água em um
reservatório temporário de armazenamento, dispondo de uma curva cota x
área superficial. A célula tipo reservatório cumpre o papel de amortecimento
dos picos dos hidrogramas de alguns corpos hídricos ou ainda podem está
associadas a reservatório de amortecimento de barragens.
Além dos tipos pré-definidos de células existem os tipos de ligações, representados
por leis hidráulicas, que são necessárias à comunicação entre as células, ou seja, a troca de
vazão. A seguir são descritas as ligações tipos mais utilizadas no modelo:
Ligação tipo-rio;
Ligação tipo-vertedouro;
Ligação tipo-orifício;
Ligação tipo-planície;
Ligação tipo-transição entre canal e galeria (entrada e saída);
Ligação tipo-galeria;
Ligação tipo-descarga de galeria em rios ou canais;
Ligação tipo-bueiros;
Ligação bombeamento;
Ligação tipo-comporta FLAP de escoamento em sentido único; e
Ligação tipo-reservatório onde é integrado um vertedor e um orifício.
85
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Após a definição dos tipos de células que representarão a área a ser modelada, bem
como as ligações entre elas, é necessário elaborar os arquivos de entrada para posterior
simulação do modelo hidráulico. Estes arquivos serão discutidos no item 3.3.4.
3.3. Aplicação do Modelo de Células de Escoamento - MODCEL
As etapas metodológicas que permitirão alcançar os resultados deste trabalho
baseiam-se, principalmente, na utilização do Modelo de Células de escoamento para a
simulação de diversos Cenários de diagnóstico e intervenções, à luz de diferentes soluções,
para os problemas das inundações urbanas na bacia do riacho Reginaldo. Diante do exposto,
foram realizadas as seguintes etapas:
Definição da porção da bacia do riacho Reginaldo que foi modelada com o
MODCEL;
Realização de serviços de campo, a fim de complementar os dados existentes para
realização da modelagem hidrológica-hidrodinâmica;
Avaliar soluções de forma sistêmica, e sempre que possível, levando em
consideração a utilização de técnicas compensatórias e sustentáveis;
Construir o modelo de células para as sub-bacias em estudo como requisito para
execução das simulações com o MODCEL;
Elaborar e discutir os Cenários simulados com o MODCEL, tanto do diagnóstico
das inundações, quanto das intervenções propostas para mitigar ou solucionar os
problemas;
Discutir os resultados e comparar com trabalhos já desenvolvidos na bacia em
estudo;
Avaliar quais medidas entre tradicionais e técnicas compensatórias poderiam ser
aplicadas, face ao reconhecimento dos padrões de escoamento mapeados,
sempre integrando as ações de forma distribuída;
86
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Diagnosticar o comportamento da bacia, confirmar os problemas de cheias
conhecidos, identificar os padrões de escoamento e suas relações espaçotemporais; e
Elaborar gráficos e mapas que mostrem de forma concisa e coerente os
resultados encontrados.
A seguir são descritos todas as etapas percorridas, desde o levantamento de dados
utilizados, até a obtenção dos resultados.
3.3.1. Dados utilizados na modelação Hidrológica-Hidrodinâmica utilizando o
MODCEL
As principais informações necessárias, para realização da modelação hidrológicahidrodinâmica que foi realizada neste trabalho, são os dados de topografia, precipitação,
nível d'água e uso e ocupação do solo. Os principais dados utilizados foram:
Bases Cartográficas do município de Maceió, obtidas junto à prefeitura do
município, nas escalas 1:2.000 e 1:10.000 de 1999, além da atualização de alguns
bairros em 2010 (SMCCU, 1999);
Resultados obtidos durante os levantamentos topobatimétricos, coordenado pelo
autor, e com o auxílio dos alunos de iniciação científica e pós-graduação em
Recursos Hídricos da Universidade Federal de Alagoas;
Levantamentos topobatimétricos dos riachos Gulandim e do Sapo, obtidos em
Neves (2009);
Visitas de campo para conhecimento da área de estudo e realização de registros
fotográficos;
Imagens de alta resolução (60 x 60 cm) do satélite Digital Globe de 2005;
Imagens de satélite do software Google Earth;
Dados de precipitação e nível d'água obtidos da rede de monitoramento instalada
na bacia do riacho Reginaldo; e
87
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Definição do parâmetro "CN" utilizado no método SCS, de toda a bacia do riacho
obtido a partir de Pedrosa (2008).
3.3.2. Estudos hidrológicos
A realização dos estudos hidrológicos tem como objetivo geral definir os hietogramas
de projeto para os diversos Cenários que foram simulados com o modelo hidrodinâmico, e
em particular, definir eventos que foram monitorados pela rede de monitoramento que
permitam realizar a calibração e validação do MODCEL, conforme será discutido mais
adiante. Para este trabalho foram definidas precipitações de projeto, para diferentes
tempos de retorno, contemplando os Cenários com recorrências de 2, 5, 10, 25 e 50 anos.
Além disso, também são construídos os hidrogramas de projeto gerados a partir da
modelagem hidrológica que transforma a chuva em vazão, utilizando-se o método do SCS.
A determinação das precipitações e hidrogramas de projeto, necessárias para
representar as condições de contorno no trecho simulado da bacia do riacho Reginaldo, foi
obtido através da utilização do HIDRO-FLU. Segundo Magalhães (2005) o HIDRO-FLU é um
sistema computacional de geração de hidrogramas, a partir de uma chuva medida ou de
projeto. Este sistema é capaz de determinar o tempo de concentração, elaborar chuva de
projeto, fazer a separação da chuva efetiva, determinar hidrogramas de projeto, entre
outras atribuições, ou seja, trata-se da implementação computacional de modelos
hidrológicos. Mais informações sobre o sistema podem ser encontradas em Magalhães
(2005).
3.3.2.1. Tempo de concentração
O tempo de concentração (Tc) de uma bacia hidrográfica pode ser definido como o
tempo necessário para que a água que chove no ponto mais distante, da foz do rio principal,
leva para escoar até o exutório da bacia.
O cálculo do Tc, na quase totalidade dos estudos de engenharia, é feito através de
consagradas fórmulas empíricas, seja para avaliar soluções de controle de cheias urbanas ou
para elaborar projetos de drenagem. Diante do exposto, é importante utilizar esse
parâmetro hidráulico como suporte na determinação do evento de chuva crítico que deve
ser considerado na proposição de soluções aos problemas de inundações nas bacias em
estudo, pois ele influencia diretamente no valor das vazões máximas obtidas. Bondelid et.
88
3. MATERIAIS E MÉTODOS
al. (1982) comentam que 75% dos erros na estimativa da vazão de pico dos hidrogramas
estão relacionados a erros na estimativa do tempo de concentração.
Já que na bacia do Reginaldo nunca foi desenvolvido trabalho de campo, com a
utilização, por exemplo, de traçadores para determinação do tempo de concentração de
forma precisa, procurou-se neste trabalho, utilizar diversas metodologias para calcular o
tempo de concentração da bacia e, consequentemente, definir as chuvas e vazões de
projeto de maneira mais adequada.
Esta etapa baseou-se no trabalho de Farias Júnior (2011), que apresenta uma
compilação de diversas fórmulas para calcular o tempo de concentração, utilizando desde
fórmulas empíricas até semi-empíricas e descrevendo minimamente as condições para as
quais cada uma das formulações foram desenvolvidas, já que estas características estão
intimamente relacionadas ao valor calculado para o tempo de concentração.
Analisando-se e enquadrando a bacia do riacho Reginaldo nas diversas formulações
elencadas por Farias Júnior (2011), optou-se por calcular o tempo de concentração através
das metodologias apresentadas na Tabela 3.4. Tal tabela apresenta as fórmulas utilizadas e
o valor do Tc encontrado por cada uma delas, para a bacia do riacho Reginaldo.
89
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Tabela 3.4: Tempos de concentração calculado para a bacia do riacho Reginaldo.
NOME
TEMPO DE
CONCENTRAÇÃO (min)
EQUAÇÃO
=
Riverside Country
0,0053 × ×
×
√
= 0,39 × ! #
Dooge
= 21,88 ×
C. Culverts Practice
= 57 × ! #
-
C. Culverts Practice
(min) adaptação DERSP
= 85,2 × !
=
Bransby-Williams
14,6 ×
," × (
104,68
$
281,59
,)*
,*+
,
,
,*
,"$
221,11
$
#
√
= 0,3 ×
Temez
(
∆-
= 25,2 ×
Ven Te Chow
,
"
Kirpich
,
239,51
$
358,00
481,01
,1)
199,25
,+1
408,40
(×
= 240 × 2
∆-
545,38
DNOS
= 10 ×
246,93
IPH II
= 18,628 ×
Ventura
=
Tulsa district (h)
George Ribeiro
=
×
(
,
×
(3
,"
,
0,053 × ×
√
,)
"
,"+"
16 ×
1,05 − 0,2 × 5 × 100 ×
223,05
, 4
270,32
, )
246,80
Os tempos de concentração apresentados na Tabela 3.4 mostram o quanto podem
variar este importante parâmetro, a depender do método utilizado. Neste trabalho, optouse por utilizar o tempo de concentração encontrado através da formulação de George
90
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Ribeiro visto que este método é semi-empírico, ou seja, leva em consideração não só as
características físicas da bacia como comprimento do talvegue e declividade do rio principal,
mas também a condição de uso e cobertura do solo de toda a bacia representada pelo
parâmetro "p", que neste trabalho foi adotado igual a 0,30, ou seja, a bacia apresenta
cobertura vegetal em cerca de 30% de sua área total.
Além disso, é possível perceber através da Tabela 3.4 que os valores do tempo de
concentração calculados a partir de outras fórmulas semi-empíricas como DNOS, IPH II e
Tulsa District não variaram mais que 10% em relação à fórmula proposta por George
Ribeiro. Vale ressaltar que estas três formulações foram determinadas em condições que se
enquadram com as características da bacia em estudo.
Por fim, ressalta-se que em comparação com três métodos empíricos de cálculo do Tc
largamente utilizados na literatura (Kirpich, Dooge, C. Culverts Pratice) percebe-se que a
variação máxima foi de 14% (Kirpich). No entanto, sabe-se que este método foi
desenvolvido para bacias rurais e diversos autores recomendam um fator de correção que
diminui este tempo de concentração quando seu uso é feito em bacias urbanas. Diante do
exposto, justifica-se a utilização do tempo de concentração de 247 min para a bacia do
riacho Reginaldo, obtido através do método de George Ribeiro.
3.3.2.2. Precipitações e hidrogramas de Projeto
Este item descreve as metodologias utilizadas para calcular as precipitações totais e
efetivas de projeto, bem como o hidrograma de projeto utilizado como condição de
contorno no modelo hidrodinâmico.
3.3.2.2.1. Hietogramas de Projeto
O cálculo das precipitações de projeto utilizadas para simular os Cenários no presente
trabalho, foi calculado com o auxílio do HIDRO-FLU. O sistema possui em sua codificação,
entre outros métodos, a possibilidade de determinar as curvas i-d-f apresentadas por
Pfastetter (1957).
A Equação 3.1 apresenta a formulação desenvolvida por Pfastetter (1957) e que foi
utilizada para a construção dos hietogramas de projeto deste trabalho.
91
3. MATERIAIS E MÉTODOS
;
!9: > #
<
6 = 78
=
∙ ?@ ∙ + B ∙ log 1 + F ∙
G
3.1
onde: 6 é a precipitação máxima (mm), 78 é o tempo de retorno (anos), é a duração da
chuva (horas), H e I são constantes que dependem da duração da precipitação e J, @, B e H
são constantes de cada posto.
Vale ressaltar que a Equação 3.1 nos fornece o cálculo da chuva total precipitada. No
entanto, na realidade, existe uma parcela da chuva que infiltra, é retida e evapotranspira,
assim se faz necessário calcular a precipitação efetiva da chuva. Existem inúmeros métodos
que fazem o cálculo da precipitação efetiva dentre eles, o método racional, o método do
SCS, do índice Ø, entre outros.
No presente trabalho, foram utilizados dois métodos de cálculo da precipitação
efetiva, o método racional e o método do SCS. O primeiro foi utilizado, automaticamente,
pelo módulo hidrológico do MODCEL, a fim de obter a precipitação efetiva, e
posteriormente determinar o escoamento superficial nas células que foram criadas para
representar a área simulada no modelo. O segundo foi aplicado com a mesma finalidade, no
entanto foi utilizado para o cálculo da condição de contorno que representa parte do riacho
Reginaldo não inserida no modelo hidrodinâmico, e serve de entrada para o MODCEL.
A escolha de métodos diferentes para cálculo da precipitação efetiva e posterior
determinação do escoamento superficial, seguiu as premissas conceituais de cada uma das
metodologias, como por exemplo, a faixa de abrangência do tamanho da área que cada um
deles deve ser aplicado. A seguir são apresentadas as características dos dois métodos
supracitados.
Método Racional
Considera a chuva efetiva como um percentual da chuva total definido pelo
Coeficiente de Escoamento (C). Assim, para cada instante de tempo, a chuva efetiva é
calculada a partir da Equação 3.2.
6K LML 3N@ = 6K ∙ O
3.2
onde: 6K é a precipitação total (mm) e O é o coeficiente de escoamento.
92
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Destaca-se que a definição do coeficiente de escoamento depende do tipo de uso e
ocupação do solo, e neste trabalho foi determinado célula a célula com base em imagens de
satélite de alta resolução e auxílio do software Google Earth. Enfatiza-se que a utilização do
método racional é recomendada, por alguns autores, para bacias menores que 5 km2.
Método do Soil Conservation Service
O uso do método do SCS, além de ter a vantagem de puder ser aplicado em bacias
maiores que 5 km2, apresenta a vantagem de dispor de grande quantidade de trabalhos
relativos ao ajuste do seu principal parâmetro, denominado Curva Número (CN). O método
do SCS tem como premissa a razão entre o volume infiltrado e a capacidade de infiltração,
como sendo diretamente proporcional à razão entre a chuva excedente e a precipitação
total.
As Equações 3.3, 3.4 e 3.5 descrevem a metodologia para o cálculo dos parâmetros
necessários a determinação da precipitação efetiva pelo método do SCS.
6P =
W=
Y
=
QRST U
3.3
QRST :V
"$)
X
∙W
− 254
3.4
3.5
onde: 6P é a precipitação efetiva acumulada (mm), 6 é a precipitação acumulada (mm),
Y
é
a lâmina da abstração inicial (mm), W é o armazenamento máximo da camada de água do
solo (mm) e
é o percentual de coeficiente de W definido como abstração inicial.
Os valores de CN utilizados para determinação da chuva efetiva com o SCS foi obtido
em Pedrosa (2008).
3.3.2.2.2. Hidrogramas de Projeto
Assim como o cálculo da precipitação efetiva, o hidrograma de projeto, ou seja, a
conversão da chuva em vazão, pode ser obtida por diversos métodos. No HIDRO-FLU esta
transformação é realizada através do Método do Hidrograma Unitário Sintético (HUS) que
pode ser interpretado como uma composição entre o Hidrograma Triangular do Método
93
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Racional adaptado para chuvas complexas e o Hidrograma Unitário Sintético do SCS
(MAGALHÃES, 2005).
Souza (2010) afirma que o Hidrograma Triangular do Método Racional superestima a
vazão de pico do hidrograma, assim, no HIDRO-FLU realiza-se a passagem deste hidrograma
por um reservatório linear. Esse reservatório não só corrige as vazões de projeto, como
também reflete o amortecimento do escoamento superficial decorrente do fluxo e do
armazenamento sobre a superfície da bacia e na calha fluvial.
Os hidrogramas e hietogramas de projeto foram calculados, conforme citado
anteriormente, para todos os Cenários modelados através do modelo hidrodinâmico, ou
seja, para os tempos de retorno de 2, 5, 10, 25 e 50 anos. A Tabela 3.5 apresenta uma
compilação dos resultados obtidos com o HIDRO-FLU, ilustrando os resultados das
precipitações totais acumuladas e vazões máximas obtidas. Nos diversos Cenários a duração
da chuva foi considerada igual ao tempo de concentração da bacia do riacho Reginaldo,
representando a situação mais crítica do ponto de vista das inundações.
Tabela 3.5: Precipitações totais acumuladas e vazões de pico das condições de contorno.
Tr (ANOS)
Ptotal (mm)
VAZÃO DE PICO (m3/s)
2
55,50
19,31
5
71,90
31,00
10
84,40
40,37
25
50
101,20
115,00
53,44
64,53
A fim de demonstrar os hietogramas e os hidrogramas de projeto utilizados,
apresenta-se, na Figura 3.14, um exemplo dos mesmos para o Cenário com tempo de
retorno de 2 anos. Estes dados foram utilizados como arquivos de entrada para a realização
das simulações com o MODCEL.
94
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Figura 3.14: Ilustração do hietograma e hidrograma de projetos que representam a condição de
contorno no MODCEL.
3.3.2.2.3. Definição do coeficiente de escoamento
Como discutido anteriormente, a modelagem hidrológica-hidrodinâmica, realizada
com o MODCEL, depende do cálculo do escoamento superficial para transformar a chuva
em vazão. O método adotado pelo MODCEL para o cálculo do deflúvio, neste trabalho, foi o
método racional. Nesse sentido, o presente item ilustra a metodologia utilizada para
definição do coeficiente de escoamento de cada uma das células elaboradas para o modelo.
Os valores dos coeficientes de escoamento adotados foram definidos com base nos
valores utilizados pela Prefeitura de São Paulo apresentados na Tabela 3.6 (WILKEN, 1978).
95
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Tabela 3.6: Valores do coeficiente de escoamento adotados pela Prefeitura de São Paulo.
CARACTERÍSTICAS DA OCUPAÇÃO
Edificação muito densa: Partes centrais, densamente construídas de uma
cidade com ruas e calçadas pavimentadas
Edificação não muito densa: Partes adjacentes ao centro, de menos
densidades de habitações, mas com ruas e calçadas pavimentadas.
Edificação com poucas superfícies livres: Partes residenciais com
construções cerradas, ruas pavimentadas.
Edificação com muitas superfícies livres: Partes residenciais com ruas
macamizadas ou pavimentadas.
Subúrbios com alguma edificação: Partes de arrabaldes e subúrbios com
pequena densidade de construção.
Matas parques e campos de esporte: Partes rurais, áreas verdes,
superfícies arborizadas, parques ajardinados, campos de esportes sem
pavimentação.
COEF.
ESCOAMENTO
0,70 - 0,95
0,60 - 0,70
0,50 - 0,60
0,25 - 0,50
0,10 - 0,25
0,05 - 0,20
Fonte: (Wilken,1978).
A partir dessa classificação, e considerando-se as características de uso e ocupação do
solo da área de estudo, foi elaborada uma nova divisão de classes, para definição dos
coeficientes de escoamento superficial das células. O nível de ocupação observado nas
imagens de satélite disponíveis e em visitas de campo possibilitou uma nova classificação
dos tipos de uso na bacia. Assim, a ocupação urbana e a cobertura vegetal foram divididas
em cinco classes de densidade cada uma, como exposto na Tabela 3.7.
Tabela 3.7: Valores do coeficiente de escoamento adotados para a bacia do riacho Reginaldo.
TIPO DE USO
Tipo A: Ocupação Urbana
Tipo C: Ocupação Urbana
Tipo D: Ocupação Urbana
Tipo E: Cobertura Vegetal
Tipo F: Cobertura Vegetal
DESCRIÇÃO
Densamente ocupado e com ruas pavimentadas.
Ocupação densa com ruas não pavimentadas
Medianamente denso com ruas não
pavimentadas
Campos cerrados
Bosques e Áreas verdes
COEF.
ESCOAMENTO
0,65
0,55
0,45
0,30
0,20
Salienta-se, que em algumas células (61 no total) foi necessário calcular o coeficiente
de escoamento médio através da ponderação de áreas, pois existiam, na mesma célula,
áreas classificadas com usos diferentes do solo. A Tabela 3.8 mostram os valores definidos,
a título de exemplificação, para algumas células que precisaram que a definição do seu
coeficiente de escoamento (runoff) fosse ponderada.
96
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Tabela 3.8: Exemplificação do coeficiente de escoamento calculado através da ponderação.
NÚMERO
DAS
CÉLULAS
COEF.
ESCOAMENTO
ÁREA (m2) DA CLASSE DE USO DO SOLO
-------
Tipo A
(0.65)
40.561,9
Tipo C
(0.55)
0,00
Tipo D
(0.45)
0,00
Tipo E
(0.30)
2.559,45
Tipo F
(0.20)
0,00
68
69
30.077,05
15.232,90
0,00
7.313,87
1.808,62
0,55
201
275
2.929,98
32.425,50
0,00
1.677,21
0,00
0,00
3.673,26
3.450,27
0,00
14.287,80
0,46
0,50
Ponderado
0,63
Já na Figura 3.15 são apresentados os tipos de classe de uso do solo, conforme Tabela
3.8, para a área de estudo deste trabalho.
Figura 3.15: Classes de uso do solo nas células de escoamento do MODCEL.
3.3.3. Modelação topográfica, hidráulica e topológica
A utilização do MODCEL depende da delimitação da área a ser modelada em células
de escoamento. Esta divisão passa pela interpretação do caminho percorrido pelo
escoamento superficial, observando-se as características topográficas. Esta etapa é
denominada de modelação topográfica.
97
3. MATERIAIS E MÉTODOS
A modelação topográfica ilustra a disposição do terreno quanto às suas variações
espaciais, verticais e horizontais, bem como a delimitação das células. Para o
desenvolvimento desta etapa utilizou-se levantamentos de campo descritos no item 3.1.5, a
base cartográfica de Maceió na escala 1:2.000, e o auxílio do software de
geoprocessamento ArcMap 9.3®.
Como resultado desta etapa obteve-se a construção de 290 células de escoamento,
sendo que 223 células representam as planícies e as encostas, e 67 representam os corpos
hídricos, sejam a céu aberto ou em bueiros. Durante a construção das células e locação de
seus centros de escoamento, são levantadas informações que alimentarão os arquivos de
entrada do modelo, a exemplo da área das células, cotas dos centros das células, distâncias
entre centros, dentre outras informações.
Na Figura 3.16 apresenta-se o arranjo de células desenhado para representar a área
de estudo no MODCEL.
98
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Figura 3.16: Divisão das células de escoamento e centros de células da área de estudo.
99
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Além da delimitação das células, algumas informações sobre suas características e a
de seus centros, são necessárias para que cada célula se comunique com uma ou mais
células, de modo que haja um encadeamento entre elas, proporcionando uma rede de
escoamentos. Estas ligações representam leis hidráulicas unidimensionais que tentam
retratar a realidade física do ambiente urbano que está sendo modelado. Esta etapa é
definida como modelação hidráulica.
A Figura 3.17, apresenta um arranjo esquemático das ligações hidráulicas usadas
entre algumas células, conforme premissa da modelação hidráulica.
Figura 3.17: Representação esquemática dos tipos de ligações.
Fonte: Adaptado de Vidal et. al. (2011).
Por fim, e não menos importante é necessário à construção do modelo topológico que
é fornecido ao MODCEL. O esquema topológico integra a rede de células, a fim de
configurar todas as interações entre as células e suas posições relativas, assim como as
condições de contorno necessárias ao processo de modelagem. Essa etapa é definida como
modelação topológica. A Figura 3.18 e Figura 3.19 apresenta o esquema topológico criado
para as simulações dos Cenários de diagnóstico.
100
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Figura 3.18: Representação do esquema topológico utilizado como dado de entrada no MODCEL.
101
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Figura 3.19: Representação do esquema topológico utilizado como dado de entrada no MODCEL (continuação).
102
3. MATERIAIS E MÉTODOS
3.3.4. Arquivos de entrada do MODCEL
O início da simulação hidráulica com o MODCEL depende da correta construção
de todos os arquivos que trazem informações baseadas na modelação topográfica,
hidráulica e topológica. A modelagem pode ser iniciada após a construção dos arquivos
de condições iniciais, de base de dados, das precipitações e das condições de
contorno. A seguir é realizada uma breve discussão sobre as informações contidas em
cada um desses arquivos:
Arquivo de Condições Iniciais: Neste arquivo define-se o tempo de cada
simulação, bem como a subdivisão do intervalo de tempo, que influenciarão na
solução numérica das equações. São também informadas, neste arquivo, as
características da urbanização (nível médio das calçadas, edificações, etc.), o
esquema topológico, as cotas de fundo que definem a declividade dos corpos
hídricos e lâmina d'água no início da modelagem em cada célula, as células para
as quais se deseja obter os resultados tanto de vazão quanto de nível d'água,
dentre outras informações;
Arquivo de Base de Dados: Dentre os arquivos de entrada do MODCEL, este é,
sem dúvida, o que agrega mais informações. Nele definem-se as informações
coletadas nas etapas de modelação hidráulica e topográfica, a exemplo da
definição dos tipos de células, área total e de armazenamento, leis hidráulicas
definidas em cada ligação entre células, distâncias entre os centros das células
e os coeficientes de ponderação de distâncias, entre outras inúmeras
informações. Além destas, outra importante informação é a definição do
coeficiente de escoamento de cada célula;
Arquivo de Precipitações: Nesse arquivo são informadas as características das
precipitações totais por intervalo de tempo, estas que serão utilizadas pelo
modelo para o cálculo da precipitação efetiva e posterior transformação desta
em escoamento superficial (vazão), após aplicação do módulo hidrológico do
modelo; e
103
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Arquivo de Condições de Contorno: Segundo Miguez (2001), as condições
podem ser introduzidas de três maneiras distintas. A primeira pode ser do tipo
variação do nível d'água em função do tempo Z(t), que é o que ocorre quando
temos o oceano interligando com os rios, o segundo pode ser a vazão em
função do tempo Q(t), que pode ser a representação da chegada de algum
afluente que não foi discretizado com o modelo hidrodinâmico e o terceiro é a
relação entre vazão e nível d’água Q(Z), que pode ser introduzido através do
conhecimento de curvas chaves elaborada para os corpos hídricos.
As condições de contorno utilizadas no presente estudo referem-se à variação do
nível d’água na foz do riacho Reginaldo, no oceano atlântico, que foi representada por
um senóide com base em dados obtidos no site do Centro de Hidrografia da Marinha CHM, bem como às vazões de cheia do riacho Reginaldo, do trecho imediatamente a
montante da afluência do riacho Pau D’Arco até a cabeceira da bacia. A distribuição
espacial das condições de contorno inseridas na modelagem, bem como o tipo de cada
uma delas, é ilustrada na Figura 3.20.
Figura 3.20: Representação das condições de contorno para entrada no MODCEL.
104
3. MATERIAIS E MÉTODOS
A Figura 3.21 apresenta a condição da maré inserida no MODCEL como condição
de contorno. A elaboração da condição da maré baseou-se na observação da variação
da mesma nos anos de 2009, 2010 e 2011, obtidos no site do CHM, e a amplitude da
mesma foi considerada igual a 1,40 m. Vale destacar que as cotas da maré
apresentadas na Figura 3.21 estão de acordo com a base cartográfica de Maceió.
Condição de Contorno Foz do Reginaldo - Maré
0.8
Cotas da maré (m)
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
Tempo (min)
Figura 3.21: Variação da maré considerada como condição de contorno no MODCEL.
3.3.5. Calibração e validação
A utilização da modelagem matemática hidrodinâmica deve passar pelos
processos de calibração e validação, baseados em eventos extremos que foram
monitorados na área a ser estudada, pois se os resultados dessas etapas forem
eficazes, o modelador pode se sentir mais confiante quanto à fidedignidade, entre os
resultados simulados pelo modelo e o evento real.
Os processos de calibração e validação visam reproduzir eventos que já
ocorreram na bacia, de modo a ajustar e validar os parâmetros de literatura, seja
hidráulico ou de uso e ocupação do solo, de modo a retratar a realidade de cada região
em estudo.
Nesse sentido, procurou-se para o presente trabalho avaliar a possibilidade de se
realizar a calibração e validação da área em estudo (parte baixa da bacia do riacho
105
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Reginaldo) utilizando os dados obtidos da rede de monitoramento. No entanto, sabese que os resultados obtidos nas etapas de calibração/validação estão intimamente
relacionados com a quantidade e qualidade dos dados disponíveis.
Assim a Tabela 3.9 apresenta o período de dados disponíveis e considerados
confiáveis, para definir quais eventos podem ser utilizados no processo de
calibração/validação.
Tabela 3.9: Período de dados confiáveis para calibrar e validar o MODCEL na bacia do riacho
Reginaldo.
LOCAL
TIPO DE
ESTAÇÃO
DATA DE
INSTALAÇÃO
PERÍODO CONFIÁVEL PARA
CALIBRAR E VALIDAR*
Quartel do Exército
Pluviógrafo
13/03/2008
SEST/SENAT
San Nícolas
Pluviógrafo
Pluviógrafo
13/06/2008
12/12/2007
Aeroclube
Pluviógrafo
17/12/2008
Linígrafo
Linígrafo
5/11/2008
Entre 12/12/08 a 30/03/09,
pois é o período desde a
instalação dos equipamentos
até quando foram realmente
coletados os dados.
Como citado anteriormente, nenhum dos pluviógrafos está instalado na parte
baixa da bacia, ou seja, nas proximidades onde opera o sensor de nível. Desta forma,
faz-se necessário a interpretação do comportamento das chuvas na bacia do riacho
Reginaldo, com base nos outros pontos monitorados, a fim de calibrar/validar o
modelo.
Na análise dos dados monitorados dentro da bacia do riacho Reginaldo,
descartou-se a utilização dos dados do pluviógrafo instalado no condomínio San
Nícolas, pois este apresentou problemas já na metade do mês de agosto do ano de
2008.
O início da avaliação para utilização dos dados na calibração/validação foi
considerado a partir dos dados do sensor de nível instalado no riacho Gulandim, pois
esta é a informação que tentará ser reproduzida pelo MODCEL. Após análise de todos
os dados disponíveis, percebeu-se que o sensor registrou significativa elevação do
nível do riacho nos seguintes dias e horários (Tabela 3.10).
106
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Tabela 3.10: Eventos significativos monitorados pelo sensor de nível no riacho Gulandim.
DATA
Início
Cota máxima
12/01/09
07h12min
0,53
03/02/09
04/02/09
5h43min
00h38min
0,57
0,97
20/02/09
03h33min e 19h18
1,09 e 1,17
21/02/09
2h03min
0,93
22/02/09
07h58min
1,35
02/03/09
03/03/09
3h23min; 5h48min e
8h13min; 22h28min
1h33min
0,73; 0,73; 0,88 e 0,55
0,88
Após o levantamento dos dias em que houve considerável elevação do nível
d’água do riacho Gulandim, monitorado pelo linígrafo, devido a eventos de
precipitações intensas, buscou-se analisar os dados de precipitação dos três
pluviógrafos, que apresentaram dados consistentes (SEST, Aeroclube e Batalhão). Para
tanto foi utilizado o programa desenvolvido em Matlab na Universidade Federal de
Alagoas, que tem como objetivo elaborar eventos de precipitação baseado em
algumas características da precipitação, como por exemplo, a quantidade de chuva
mínima precipitada para considerar um evento, o tempo entre eventos, entre outras
informações.
Depois de gerados os eventos para os pluviógrafos, foram realizados o
cruzamento das informações, procurando caracterizar a distribuição espacial das
chuvas na bacia do riacho Reginaldo. A Tabela 3.11 apresenta os eventos gerados pelo
programa bem como informações de volume precipitado, início do evento, duração
dos eventos, entre outros.
107
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Tabela 3.11: Eventos de precipitação gerados para análise do comportamento das chuvas na bacia do riacho Reginaldo.
AEROCLUBE
Data
Início do
evento
19/06/08
01h32min
08/07/08
0h56min
16/08/08
6h40min
01/09/08
5h22min
28/09/08
17h01min
18/11/08
10/12/08
12/01/09
1h46min
3h16min
3h50min
15/01/09
20h29min
03/02/09
04/02/09
21/02/09
22/02/09
2h10min
0h55min
2h05min
5h14min
01/03/09
18h08min
Término do
evento
02h42min
(20/06/08)
11h42h38
6h03min
(17/08/08)
11h27min
09h48min
(29/09/08)
10h03min
7h02min
8h13min
12h11min
(16/01/09)
08h41min
4h21min
5h47min
12h28min
5hh21min
(03/03/09)
SEST/SENAT
Duração do
evento (h)
P
(mm)
Início do
evento
25,17
36,0
3h40min
10,76
18,6
0h39min
23,39
94,8
6h03min
6,09
38,2
5h23min
16,78
16,4
19h46min
8,29
3,76
4,38
10,4
7,0
8,6
2h37min
1h46min
6h28min
15,71
28,6
20h37min
6,51
3,45
3,69
7,22
29,0
11,8
44,2
65,8
2h11min
0h54min
2h06min
7h37min
35,21
179,6
18h15min
Término
do evento
0h44min
(20/06/08)
8h54min
5h34min
(17/08/08)
11h36min
5h39min
(29/09/08)
9h46min
5h31min
11h40min
12h42min
(16/01/09)
8h33min
3h50min
5h49min
12h09min
17h41min
(02/03/09)
BATALHÃO
Duração do
evento (h)
P
(mm)
Início do
evento
Término
do evento
Duração do
evento (h)
P
(mm)
21,1
24,8
5h30min
20,9
32,2
8,3
7,4
1h18min
8,9
15,4
23,5
88,0
Não choveu
6,2
22,6
9,9
15,6
22h49min
7,2
3,8
5,2
11,6
21,4
9,6
2h37min
1h46min
4h53min
Não choveu
20h23min
(29/09/08)
9h46min
5h31min
5h22min
21,6
6,2
14,1
3,8
0,5
8,6
21,4
8,8
16,1
23,2
6,4
2,9
3,7
4,5
48,2
5,2
42,8
86,8
Não choveu
9h23min
8,2
6h17min
3,0
5h34min
3,5
34,8
39,2
35,0
23,4
133,0
2h24min
(20/06/08)
10h13min
Não choveu
1h09min
3h15min
2h04min
Não choveu
108
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Já a Figura 3.22 apresenta o volume precipitado dos postos bem como a data de
cada evento.
109
Precipitação (mm)
3. MATERIAIS E MÉTODOS
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Data dos eventos de precipitação
Aeroclube
SEST
Batalhão
Figura 3.22: Precipitação dos eventos avaliados para serem utilizados na calibração e validação do MODCEL.
110
3. MATERIAIS E MÉTODOS
O cruzamento das informações da Figura 3.22 em conjunto com as informações da
Tabela 3.10 e Tabela 3.11, nos permite tirar algumas conclusões quanto ao comportamento
das precipitações na bacia do riacho Reginaldo, quais sejam:
1. Os eventos dos dias 19/06/08, 08/07/08, 28/09/08, 18/11/08, 12/01/09 e 21/02/09
aparentam ser eventos que ocorreram de uma forma distribuída e homogênea na bacia,
valendo ressaltar que a diferença máxima precipitada entre o posto que registrou a
chuva máxima e a mínima dentre os três postos, para cada evento separadamente, foi
de 11,2 mm;
2. Os eventos dos dias 16/08/08, 01/09/08, 15/01/09, 03/02/09 e 01/03/09 indicam que
estes eventos se concentram da parte média/alta (SEST) para a parte alta da bacia
(Aeroclube), pois se notam consideráveis volumes de chuvas monitorados nestes postos
e sem que haja a medição de chuva no posto do Batalhão. Um fato que reforça essa tese
é o de que o sensor de nível não registra elevação do nível d'água no riacho Gulandim;
3. O evento do dia 04/02 traz o indicativo de que a distribuição de chuva na bacia se
concentrou na parte baixa da mesma. Dois aspectos reforçam essa teoria, o primeiro é o
fato da diferença do volume precipitado entre o posto do Batalhão e o do SEST é de 32
mm, e o segundo é que o nível registrou uma elevação considerável do nível d'água do
riacho Gulandim, da ordem de 1 m; e
4. Nos eventos registrados pelo pluviógrafo do Batalhão nos dias 4, 21 e 22 de fevereiro
sempre houve uma resposta equivalente por parte do linígrafo o que indica que se
ocorrer chuvas nessa região é provável que também esteja chovendo na parte baixa da
bacia, no entanto, nos dias 3 e 20/02 não houve o registro de precipitação no Batalhão,
mas houve uma considerável elevação do nível d'água no Gulandim (0,57 e 1,17) o que
indica que nem sempre a chuva da parte alta da bacia é representativa da parte baixa.
Diante do exposto percebe-se que é possível que tenham ocorrido as seguintes
distribuições de chuva na bacia do riacho Reginaldo:
1. Chuvas distribuídas da parte média/alta (SEST) para a parte alta da bacia (Aeroclube);
111
3. MATERIAIS E MÉTODOS
2. Chuvas distribuídas homogeneamente desde a parte alta (Aeroclube) até a parte baixa,
averiguado pela variação do nível d'água registrado pelo linígrafo;
3. Chuvas concentradas na parte baixa da bacia, comprovado pelo monitoramento do
nível; e
4. Chuvas concentradas da parte média/baixa (Batalhão) para a parte baixa (registros do
linígrafo).
Baseado nestas análises percebe-se que o ideal, para se realizar uma boa
calibração/validação em estudos envolvendo a bacia do riacho Reginaldo, seria o
monitoramento da chuva na parte baixa da bacia e/ou maior adensamento da rede de
pluviômetros em toda a bacia. Já que não se tem essa configuração, na rede de monitoramento
instalada, a alternativa mais coerente é que se selecionem dois eventos que tragam indícios de
que a chuva ocorreu de forma distribuída (duração dos eventos e volumes precipitados) e que
aliado a isso exista uma resposta do sensor de nível para tais eventos.
Diante destas discussões, foi escolhido o evento do dia 21/02/09 para realizar a
calibração. A Tabela 3.12 mostra as características das chuvas nos três pluviógrafos, bem como
o nível máximo atingido no sensor como resposta as precipitações.
Tabela 3.12: Informações sobre o evento escolhido para calibração do MODCEL.
POSTO
AEROCLUBE
SEST
BATALHÃO
INÍCIO DO EVENTO
2h05min
2h06min
3h15min
DURAÇÃO (h)
3,69
3,70
3,00
P (mm)
44,20
42,80
39,20
* O linígrafo registrou 0,86 m e a subida dele se iniciou as 2h03min.
A Figura 3.22 apresenta o hietograma da chuva inserida no modelo com o objetivo de
fazer a calibração do mesmo. Vale ressaltar que para elaboração deste hietograma foram
utilizados dados dos pluviógrafos do Aeroclube, SEST e Batalhão e aplicada à metodologia de
Thiessen para o cálculo da precipitação média na bacia.
112
3. MATERIAIS E MÉTODOS
4
3.5
Precipitação (mm)
3
2.5
2
1.5
1
0.5
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
0
Tempo (min)
Figura 3.23: Hietograma da precipitação utilizada na calibração do modelo.
Já a Figura 3.24 mostra os resultados obtidos na calibração com base nos dados do
evento supracitado. Devido a grande semelhança entre os valores obtidos pelo MODCEL e os
medidos pelo linígrafo, considera-se que a calibração apresentou um resultado satisfatório.
113
3. MATERIAIS E MÉTODOS
0.90
Nível D'água (m)
0.80
0.70
0.60
0.50
0.40
0.30
0
2
4
6
Tempo (h)
Linígrafo (monitorado)
8
10
12
MODCEL (calibrado)
Figura 3.24: Resultado da calibração, cotagramas no riacho Gulandim.
Neste gráfico é tomada a decisão de deslocar o cotagrama monitorado pelo nível, a fim
de coincidir a sua subida com o início da simulação. Essa simplificação significa que a chuva na
localidade onde está instalado o sensor pode ter começado um pouco antes na parte baixa da
bacia, o que é completamente plausível baseado no que se conhece da região e também da
incerteza que existe entre a aferição entre os horários registrados pelos eventos nos
pluviógrafos e no linígrafo. Outra questão é que o linígrafo encontra-se instalado a
aproximadamente 30 cm do fundo do canal, assim valores inferiores a este não são
monitorados pelo mesmo.
Em relação à validação do MODCEL na bacia do riacho Reginaldo, destaca-se que não foi
possível selecionar outro evento, dentre o período de dados disponíveis, que fornecesse o
mesmo indício de homogeneidade da chuva distribuída ao longo da bacia, conforme o evento
da calibração. Assim, não foi possível realizar a validação do MODCEL.
No entanto, na tentativa de validar os resultados obtidos nesta dissertação, é
apresentada no Cenário de diagnóstico com tempo de retorno de 25 anos, uma análise
114
3. MATERIAIS E MÉTODOS
comparativa do mapeamento das inundações obtida por Holz (2010) e os encontrados neste
estudo.
Vale destacar que a calibração do MODCEL foi feita manualmente e os parâmetros
calibrados foram o coeficiente de manning dos corpos hídricos, o coeficiente de escoamento
das células e o raio hidráulico utilizado nas equações que regem os escoamentos. Os valores
iniciais do coeficiente de manning basearam-se em Porto (2006). Para os riachos Reginaldo,
Sapo e Gulandim, que se encontram canalizados, foi adotado 0,018, já para o riacho Pau
D’Arco, que se encontra em leito natural, foi considerado 0,030.
Ressalta-se que onde havia estrangulamentos na calha dos riachos, devido à
infraestrutura da cidade ou a presença de bueiros, foi considerado um acréscimo no valor do
manning, segundo orientações descritas em Chow (1959).
115
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
Neste capítulo serão discutidos os resultados encontrados a partir da modelagem
hidrodinâmica realizada através do Modelo de Células de Escoamento, destacando os Cenários
de diagnóstico das inundações.
É apresentado um diagnóstico das inundações para os Cenários com tempos de retorno
de 2, 5, 10, 25 e 50 anos. Nas discussões procura-se apontar os pontos mais críticos
relacionados às inundações que ocorrem na bacia, apresentar alguns hidrogramas em pontos
estratégicos ao longo do riacho Reginaldo e de seus principais afluentes, avaliar a situação dos
bueiros representados no modelo e elaborar os mapas de inundação de toda a área simulada.
4.1. Cenário 1 - Cheia com Tr = 2 anos
Neste Cenário, realizou-se um diagnóstico da situação das inundações, da parte baixa da
bacia do riacho Reginaldo, considerando-se uma chuva de projeto com tempo de retorno de 2
anos. Para tanto, foram selecionados alguns pontos estratégicos ao longo tanto do riacho
Reginaldo, quanto dos seus principais afluentes (riacho Gulandim, Sapo e Pau D’Arco) a fim de
observar o comportamento dos hidrogramas nestes corpos hídricos. Além dos hidrogramas, foi
avaliado o nível d'água alcançado pela passagem da onda de cheia, verificado se houve o
afogamento dos bueiros inseridos no modelo e elaborado o mapa de inundação da área de
estudo.
A Figura 4.1 apresenta a localização dos pontos estratégicos ao longo dos riachos
Reginaldo e de seus afluentes, onde foram avaliados os hidrogramas de cada corpo hídrico.
116
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
Figura 4.1: Pontos onde foram apresentados alguns hidrogamas simulados.
117
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
4.1.1. Riacho Gulandim (Tr = 2 anos)
A Figura 4.2 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica em alguns pontos ao longo do riacho Gulandim.
2.50
Av. Brasil
Av. Comendador Leão
Foz do Gulandim
Vazão (m³/s)
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
0
2
4
6
Tempo de Simulação (h)
8
10
12
Figura 4.2: Hidrogramas da cheia com Tr = 2 anos ao longo do riacho Gulandim.
A partir da análise exploratória dos hidrogramas, apresentados na Figura 4.2, pode-se
afirmar que a vazão de pico estimada na foz do riacho Gulandim é da ordem de 2,23 m3/s e
ocorreu após 3,00 h de simulação. Destaca-se que a presença de um segundo pico observado
no hidrograma da foz deste corpo hídrico, deve-se ao rebaixamento da maré (pico da maré
após 4 h de simulação), que funciona como um controle hidráulico à jusante, pois quando o
nível da maré diminui permite que ocorra o escoamento do restante da cheia do Gulandim.
A Figura 4.3 apresenta o perfil longitudinal do riacho Gulandim, os níveis d'água máximos
obtidos através da simulação hidrodinâmica, as cotas das margens esquerda e direita ao longo
deste corpo hídrico, além do posicionamento e cotas de teto e fundo do bueiro inserido no
modelo do Gulandim. Este bueiro localiza-se nas proximidades do Moinho Motrisa, no bairro do
poço.
118
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
5.00
4.50
4.00
3.50
Cotas (m)
3.00
2.50
2.00
Nível D'água
1.50
Margem Direita
1.00
Margem Esquerda
0.50
Bueiro
Fundo
0.00
0
200
400
600
800
1000
Distância da Foz (m)
1200
1400
1600
1800
Figura 4.3: Perfil de linha d'água no riacho Gulandim (Tr = 2 anos) e localização do bueiro inserido no
modelo.
Analisando-se os níveis d'água máximos, apresentados na Figura 4.3, é possível perceber
que não ocorrem extravasamentos, consideráveis, da calha principal do canal para as planícies
marginais, para o Cenário com tempo de retorno de 2 anos. No entanto, próximo a sua
confluência com o riacho Reginaldo ocorre um pequeno extravasamento.
O presente resultado não era esperado, pois o riacho Gulandim encontra-se canalizado e
retificado e obras deste tipo, geralmente, são desenvolvidas para que o sistema de
macrodrenagem suporte uma vazão com 25 anos de tempo de retorno. Devido ao
assoreamento, a presença de lixo, e ao desgaste natural da obra de canalização, executada há
alguns anos, esperava-se que a capacidade do canal não suportasse a vazão com 25 anos de
tempo de retorno, porém não se esperava que já para o Cenário de 2 anos fosse haver falha no
sistema de macrodrenagem.
No único ponto que houve falha do sistema de macrodrenagem, na foz do Gulandim,
pode-se destacar que a rua que margeia seu lado esquerdo é muito baixa em relação à outra
margem. Além disso, na margem direita praticamente não há possibilidade de vertimento do
119
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
escoamento devido a grande quantidade de edificações e por fim ressalta-se a existência de um
degrau (Figura 4.4) de aproximadamente 0,60 m que dificulta a passagem da onda de cheia.
Este degrau foi implantado pela própria prefeitura com a finalidade de impedir que, em tempo
seco, as águas do riacho Gulandim escoem para o riacho Reginaldo devido à sua má qualidade,
conforme afirmado por Pimentel (2009), existindo um sistema de bombeamento que direciona
as águas do Gulandim direto para o emissário submarino de Maceió.
A Figura 4.4 ilustra os fatores que favorecem os problemas de inundações, citados
anteriormente, próximos à foz do Gulandim.
a)
b)
Figura 4.4: a) Edificações na margem direita do riacho Gulandim, próximo à foz e b) Degrau que
aumenta a rugosidade e dificulta a passagem da onda de cheia.
Em relação ao bueiro inserido no modelo do riacho Gulandim é possível perceber, através
da Figura 4.3, que este não ficou afogada para o presente Cenário, já que sua cota de teto é
igual a 3,77 m e o nível d'água atingiu 3,52 m. Como o bueiro suporta a vazão transportada pelo
canal para este Cenário, a localidade não sofre com problemas de remanso. Este bueiro tem
aproximadamente 130 m de comprimento.
4.1.2. Riacho do Sapo (Tr = 2 anos)
A Figura 4.5 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica em alguns pontos ao longo do riacho do Sapo.
120
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
3.50
Av. Comendador Gustavo Paiva
Av. Jatiúca
3.00
Foz do Sapo
Vazão (m³/s)
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
0
2
4
6
Tempo de Simulação (h)
8
10
12
Figura 4.5: Hidrogramas da cheia com Tr = 2 anos ao longo do riacho do Sapo.
A partir da análise exploratória dos hidrogramas, apresentados na Figura 4.5, é possível
afirmar que a vazão de pico estimada na foz do riacho do Sapo é da ordem de 3,02 m3/s e
ocorreu após 2,80 h de simulação.
A Figura 4.6 apresenta o perfil longitudinal do riacho do Sapo, os níveis d'água máximos
obtidos através da simulação hidrodinâmica, as cotas das margens esquerda e direita ao longo
deste corpo hídrico, além do posicionamento e cotas de teto e fundo dos bueiros inseridos no
modelo deste corpo hídrico. Estes bueiros localizam-se, na Avenida Jatiúca (Bairro de Jatiúca),
em frente ao antigo Shopping Iguatemi (Bairro de Mangabeiras), do Viaduto João Lyra até
próximo da Mangabeiras Veículos (Bairro de Mangabeiras e Jacintinho) e próximo à cabeceira
do riacho onde algumas casas estrangulam o riacho do Sapo (Bairro do Jacintinho).
Analisando-se os níveis d'água máximos, apresentados na Figura 4.6, é possível perceber
que não ocorrem extravasamentos da calha principal do canal, para as planícies marginais, no
Cenário com tempo de retorno de 2 anos.
121
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
14.00
Nível D'água
Margem Direita
Margem Esquerda
Bueiros
Fundo
12.00
Cotas (m)
10.00
8.00
6.00
4.00
2.00
0.00
0
500
1000
1500
2000
Distância da Foz (m)
2500
3000
3500
Figura 4.6: Perfil de linha d'água no riacho do Sapo (Tr = 2 anos) e localização dos bueiros inseridos no
modelo.
O presente resultado já era esperado, pois o riacho do Sapo, assim como riacho
Gulandim, encontra-se canalizado e retificado e projetos desta natureza, geralmente, são
desenvolvidos para que o sistema de macrodrenagem suporte uma vazão com
aproximadamente 25 anos de tempo de retorno. Tendo em vista que os riachos do Sapo e
Gulandim foram canalizados na mesma época, portanto considerando critérios de projeto
semelhantes, pode-se afirmar que o riacho do Sapo encontra-se mais bem preservado que o
Gulandim.
Em relação aos bueiros inseridos no modelo do riacho do Sapo, é possível perceber,
através da Figura 4.6, que nenhum destes ficou afogado para o presente Cenário. O bueiro que
ficou mais próximo de sofrer afogamento foi o que cruza a Avenida Jatiúca (Bairro de Jatiúca)
apresentando uma borda livre da ordem de 45 cm, os demais bueiros apresentaram folgas
superiores a 64 cm.
No entanto, vale ressaltar que o bueiro que vai desde a Avenida Comendador Gustavo
Paiva (próximo a Mangabeiras Veículos) até a Avenida Dona Constança (próximo ao Viaduto
122
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
João Lyra), ao longo do riacho do Sapo, não foi bem representado no MODCEL, devido à falta de
dados de campo suficientes que permitissem sua representação. Entre estes dados, destacamse as cotas de teto e fundo, que foram estimadas através de uma interpolação linear ao longo
de um extenso trecho e que contém algumas curvas ao longo do traçado do bueiro. Assim, não
foi possível avaliar se houve ou não o afogamento desta estrutura hidráulica.
Entretanto, a inserção deste bueiro no modelo, visou não influenciar na hidrodinâmica
geral do riacho do Sapo, pois, com o nível de detalhes deste estudo, é mais factível não
averiguar se houve afogamento em um bueiro do que influenciar nos resultados inserindo uma
declividade alta em um trecho que, provavelmente, tem uma declividade suave. Este bueiro
tem aproximadamente 653 m de comprimento, sendo essa uma das dificuldades encontradas
em campo para o levantamento dos dados necessários a sua adequada representação.
4.1.3. Riacho Pau D’Arco (Tr = 2 anos)
A Figura 4.7 ilustra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica em alguns pontos ao longo do riacho Pau D’Arco.
7.00
Rua Desembargador Hélio Cabral
Av. Governador Afrânio Lages (Rodoviária)
6.00
Foz do Pau D'arco
Vazão (m³/s)
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
0
2
4
6
Tempo de Simulação (h)
8
10
12
Figura 4.7: Hidrogramas da cheia com Tr = 2 anos ao longo do riacho do Pau D’Arco.
123
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
A partir da análise exploratória dos hidrogramas, apresentados na Figura 4.7, é possível
afirmar que a vazão de pico estimada na foz do riacho Pau D’Arco é da ordem de 6,73 m3/s e
ocorreu após 2 h de simulação.
A Figura 4.8 apresenta o perfil longitudinal do riacho Pau D’Arco, os níveis d'água
máximos obtidos através da simulação hidrodinâmica, as cotas das margens esquerda e direita
ao longo deste corpo hídrico, além do posicionamento e cotas de teto e fundo do bueiro
inserido no modelo simulado. Este bueiro localiza-se na Rua Desembargador Hélio Cabral
próximo ao limite dos bairros Jacintinho e Feitosa.
35.00
30.00
Cotas (m)
25.00
20.00
15.00
Nível D'água
Margem Direita
Margem Esquerda
10.00
Bueiro
Fundo
5.00
0
500
1000
1500
Distância da Foz (m)
2000
2500
3000
Figura 4.8: Perfil de linha d'água no riacho Pau D’Arco (Tr = 2 anos) e localização do bueiro inserido no
modelo.
O riacho Pau D’Arco é o único corpo hídrico inserido na área de estudo simulada que não
se encontra canalizado. Assim, o seu comportamento bem como a consideração dos
extravasamentos em relação a sua calha, considerada como principal, tem uma interpretação
um pouco diferente dos demais corpos hídricos. Ao longo do riacho, podem-se perceber
localidades com uma calha bem definida, em terra, tanto sem ocupação nas margens, quanto
com o riacho sofrendo estrangulamentos por edificações, em ambas as margens e também
124
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
acima do seu fundo. Já em outros pontos não existe uma calha definida e a ocupação
residencial pode ser vista a poucos centímetros de onde o riacho escoa em tempo seco. A
Figura 4.9 ilustra um pouco estas realidades.
a)
b)
c)
d)
Figura 4.9: Calha do riacho Pau D’Arco, a) Estrangulado por edificações nas margens e em cima, b)
Estrangulado em ambas as margens, c) Sem calha principal definida e edificações a poucos
centímetros e d) Calha bem definida sem ocupação das margens.
A variabilidade nas cotas das margens esquerda e direita, ilustrada na Figura 4.8, deve-se
a discussão supracitada. Enfatiza-se também que, por vezes, mesmo com uma pequena
elevação do nível d'água, algumas edificações já são atingidas pela inundação tanto por sua
proximidade com o talvegue do riacho Pau D’Arco, quanto pela não existência de uma calha
principal que comporte, por exemplo, a vazão de 2 anos de tempo de retorno.
Nessas localidades, pode-se afirmar que a população atingida pela inundação ocorre bem
mais devido à ocupação irregular das margens do riacho, do que devido a um significativo
aumento em seu nível d'água. Assim, o mapa de inundação do riacho Pau D’Arco que será
apresentado, além de ilustrar as profundidades atingidas pela inundação, mostrará o
espraiamento da zona da passagem da cheia em cada um dos Cenários.
125
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
Em relação ao bueiro inserido no modelo do riacho Pau D’Arco, é possível perceber, na
Figura 4.8, que esta não ficou afogada para o presente Cenário, já que sua cota de teto é igual a
30,43 m e o nível d'água atingiu a cota 29,64 m. Como o bueiro comporta a vazão transportada
pelo riacho, a localidade não sofre com problemas de remanso para chuvas com recorrência de
2 anos.
No entanto, em conversas com moradores, este bueiro foi apontado como um dos
principais responsáveis pelas inundações que ocorrem nessa região, pois como a própria
comunidade afirmou, quando ocorrem as chuvas mais severas, uma quantidade considerável
de lixo acaba obstruindo o mesmo. O bueiro localiza-se na Rua Desembargador Hélio Cabral,
que é uma das principais vias de ligação entre dois populosos bairros em Maceió, o Jacintinho e
o Feitosa. Este bueiro possui aproximadamente 60 m de comprimento.
4.1.4. Riacho Reginaldo (Tr = 2 anos)
A Figura 4.10 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica em alguns pontos ao longo do riacho Reginaldo.
Figura 4.10: Hidrogramas da cheia com Tr = 2 anos ao longo do riacho Reginaldo.
126
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
A partir da análise exploratória dos hidrogramas, apresentados na Figura 4.10, é possível
afirmar que a vazão de pico estimada na foz do riacho Reginaldo é da ordem de 18,33 m3/s e
ocorreu após 6,55 h de simulação. Conforme esperado, a recessão do hidrograma deste corpo
hídrico apresenta uma descida mais alongada que a de seus afluentes, pois sua foz localiza-se
no mar e a influência da maré faz com que isso aconteça.
A Figura 4.11 apresenta o perfil longitudinal do riacho Reginaldo, os níveis d'água
máximos obtidos através da simulação hidrodinâmica, as cotas das margens esquerda e direita
ao longo do canal, além do posicionamento e cotas de teto e fundo do bueiro inserido no
modelo deste corpo hídrico. Este bueiro localiza-se na localidade conhecida como Reginaldo no
bairro do Poço.
10.00
Nível D'água
9.00
Margem Direita
8.00
Margem Esquerda
Bueiro
7.00
Cotas (m)
Fundo
6.00
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
0
500
1000
1500
Distância da Foz (m)
2000
2500
Figura 4.11: Perfil de linha d'água no riacho Reginaldo (Tr = 2 anos) e localização do bueiro inserido no
modelo.
Analisando-se os níveis d'água máximos, apresentados na figura acima, é possível
perceber que ocorrem extravasamentos da calha principal do canal para as planícies marginais.
Tais extravasamentos são observados, mais especificamente, da foz do Reginaldo até
aproximadamente 170 m à montante de sua confluência com o riacho Gulandim.
O presente resultado não era esperado, pois o riacho Reginaldo encontra-se canalizado e
retificado e obras deste tipo, geralmente, são desenvolvidas para que o sistema de
127
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
macrodrenagem suporte uma vazão com 25 anos de tempo de retorno. Devido ao
assoreamento, a presença de lixo, e ao desgaste natural da obra de canalização executada há
alguns anos, esperava-se que a capacidade do canal não suportasse a vazão com 25 anos de
tempo de retorno, no entanto não se esperava que para o Cenário com a cheia de 2 anos de
tempo de retorno fosse haver falha no sistema de macrodrenagem.
Porém, vale ressaltar que este resultado é reflexo da condição de maré considerada no
modelo, conforme descrito anteriormente, pois para fins de modelagem considerou-se a
situação mais crítica possível, onde foi coincidido o pico da maré com o tempo de concentração
da bacia do riacho Reginaldo. Além disso, o tempo de duração das chuvas de projeto foi
considerado igual ao Tc da bacia.
Em relação ao bueiro inserido no modelo do riacho Reginaldo, é possível perceber,
através da Figura 4.11, que este não sofreu afogamento para o Cenário simulado, já que sua
cota de teto é igual a 3,50 m e o nível d'água atingiu 3,40 m. Este bueiro localiza-se abaixo do
viaduto que cruza a ladeira da antiga rodoviária e dá acesso ao antigo CEFET, para as pessoas
que vem de bairros vizinhos próximos (Jatiúca, Jacintinho). Como o bueiro suporta a vazão
transportada pelo canal para este Cenário, a localidade à montante deste, conhecida
popularmente como Reginaldo, não sofre com problemas de remanso. Este bueiro tem
aproximadamente 100 m de comprimento.
Na Figura 4.12 é apresentado o mapa de inundação de toda a região simulada com o
modelo hidrodinâmico.
128
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
Figura 4.12: Mapa de inundação da parte baixa da bacia do riacho Reginaldo (Tr = 2 anos).
129
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
4.2. Cenário 2 - Cheia com Tr = 5 anos
Neste Cenário realizou-se um diagnóstico da situação das inundações, da parte baixa da
bacia do riacho Reginaldo, considerando-se uma chuva de projeto com o tempo de retorno de 5
anos.
4.2.1. Riacho Gulandim (Tr = 5 anos)
A Figura 4.13 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica em alguns pontos ao longo do riacho Gulandim.
3.00
Av. Brasil
Av. Comendador Leão
Foz do Gulandim
2.50
Vazão (m³/s)
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
-0.50
0
2
4
6
Tempo de Simulação (h)
8
10
12
Figura 4.13: Hidrogramas da cheia com Tr = 5 anos ao longo do riacho Gulandim.
A partir da análise exploratória dos hidrogramas, apresentados na Figura 4.13, é possível
afirmar que a vazão de pico estimada na foz do riacho Gulandim é da ordem de 2,36 m3/s e
ocorreu após 2,85 h de simulação. Nota-se que houve uma diminuição no pico do hidrograma
do riacho Gulandim em comparação com o Cenário anterior.
Destaca-se que a ocorrência de um segundo pico no hidrograma na foz deste corpo
hídrico, parecido com o que ocorreu no Cenário com Tr igual a 2 anos, só ocorre após
130
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
aproximadamente 12 h de simulação, assim pode-se afirmar que o controle hidráulico à jusante
(Reginaldo influenciado pela maré), apresenta o mesmo comportamento do Cenário anterior.
Neste Cenário já é possível notar valores de vazão negativa (após 5,8 h de simulação) no
hidrograma da foz do Gulandim. Isso implica que, conforme esperado, a influência do remanso
imposto pelo Reginaldo ao Gulandim é mais significativa do que Cenário anterior, devido tanto
ao maior escoamento superficial gerado na bacia, quanto a maior velocidade de propagação da
onda de cheia de 5 anos em comparação com a de 2 anos.
A Figura 4.14 apresenta o perfil longitudinal do riacho Gulandim, os níveis d'água
máximos obtidos através da simulação hidrodinâmica, as cotas das margens esquerda e direita
ao longo deste corpo hídrico, além do posicionamento e cotas de teto e fundo do bueiro
inserido no modelo do Gulandim.
5.00
4.50
4.00
3.50
Cotas (m)
3.00
2.50
2.00
Nível D'água
1.50
Margem Direita
1.00
Margem Esquerda
Bueiro
0.50
Fundo
0.00
0
200
400
600
800
1000
Distância da Foz (m)
1200
1400
1600
1800
Figura 4.14: Perfil de linha d'água no riacho Gulandim (Tr = 5 anos) e localização do bueiro inserido no
modelo.
Analisando-se os níveis d'água máximos, apresentados na Figura 4.14, é possível perceber
que ocorrem inúmeros extravasamentos da calha principal, ao longo do canal, para as planícies
marginais. Os maiores extravasamentos ocorrem a montante do bueiro representado no
131
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
modelo. À jusante deste a única localidade que apresenta nível d'água considerável, às margens
do riacho Gulandim, é próximo à sua foz. Como apontado anteriormente, este é um ponto
crítico em relação a problemas com inundações devido à suas características na localidade,
conforme descrito no Cenário anterior.
O bueiro inserido no modelo do riacho Gulandim não suportou a vazão escoada pelo
canal no presente Cenário, ficando afogado, conforme ilustrado na Figura 4.14. Assim o trecho
à montante deste sofre com as inundações devido à ocorrência de remanso.
4.2.2. Riacho do Sapo (Tr = 5 anos)
A Figura 4.15 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica em alguns pontos ao longo do riacho do Sapo.
4.50
Av. Comendador Gustavo Paiva
4.00
Av. Jatiúca
Foz do Sapo
3.50
Vazão (m³/s)
3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
0
2
4
6
Tempo de Simulação (h)
8
10
12
Figura 4.15: Hidrogramas da cheia com Tr = 5 anos ao longo do riacho do Sapo.
A partir da análise exploratória dos hidrogramas, apresentados na Figura 4.15, é possível
afirmar que a vazão de pico estimada na foz do riacho do Sapo é da ordem de 3,87 m3/s e
ocorreu após 2,60 h de simulação.
132
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
A Figura 4.16 apresenta o perfil longitudinal do riacho do Sapo, os níveis d'água máximos
obtidos através da simulação hidrodinâmica, as cotas das margens esquerda e direita ao longo
deste corpo hídrico, além do posicionamento e cotas de teto e fundo dos bueiros inseridos no
modelo deste corpo hídrico.
Analisando-se os níveis d'água máximos, apresentados na figura supracitada, é possível
perceber que neste Cenário houve um pequeno extravasamento do escoamento na
proximidade da foz do riacho do Sapo. Destaca-se que a foz do riacho do Sapo tem as mesmas
características do exutório do Gulandim, ou seja, as ruas que o margeiam são baixas. Além
disso, ressalta-se a existência de um degrau de aproximadamente 0,60 m que dificulta a
passagem da onda de cheia.
45.00
Nível D'água
Margem Direita
Margem Esquerda
Bueiros
Fundo
40.00
35.00
Cotas (m)
30.00
25.00
20.00
15.00
10.00
5.00
0.00
0
500
1000
1500
2000
2500
Distância da Foz (m)
3000
3500
4000
4500
Figura 4.16: Perfil de linha d'água no riacho do Sapo (Tr = 5 anos) e localização dos bueiros inseridos
no modelo.
Em relação aos bueiros inseridos no modelo do riacho do Sapo, é possível perceber,
através da Figura 4.16, que nenhum destes ficou afogado para o Cenário com 5 anos de tempo
de retorno. O bueiro que ficou mais próximo de sofrer afogamento foi o que cruza a Avenida
133
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
Jatiúca (Bairro de Jatiúca) apresentando um tirante de ar livre da ordem de 0,20 m. Os demais
bueiros apresentaram folgas superiores a 0,40 m.
4.2.3. Riacho Pau D’Arco (Tr = 5 anos)
A Figura 4.17 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica em alguns pontos ao longo do riacho Pau D’Arco.
9.00
Rua Desembargador Hélio Cabral
8.00
Av. Governador Afrânio Lages (Rodoviária)
Foz do Pau D'arco
7.00
Vazão (m³/s)
6.00
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
0
2
4
6
Tempo de Simulação (h)
8
10
12
Figura 4.17: Hidrogramas da cheia com Tr = 5 anos ao longo do riacho Pau D’Arco.
A partir da análise exploratória dos hidrogramas apresentados na Figura 4.17 é possível
afirmar que a vazão de pico estimada na foz do riacho Pau D’Arco é da ordem de 8,78 m3/s e
ocorreu após 2,20 h de simulação.
A Figura 4.18 apresenta o perfil longitudinal do riacho Pau D’Arco, os níveis d'água
máximos obtidos através da simulação hidrodinâmica, as cotas das margens esquerda e direita
ao longo deste corpo hídrico, além do posicionamento e cotas de teto e fundo do bueiro
inserido no modelo deste corpo hídrico.
134
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
Analisando-se os níveis d'água máximos, apresentados na Figura 4.18, é possível perceber
que, assim como para o Cenário anterior, não ocorrem extravasamentos ao longo do riacho Pau
D’Arco para o Cenário com tempo de retorno de 5 anos. Conforme citado anteriormente, este
corpo hídrico não se encontra canalizado e a definição de uma calha principal, em boa parte de
seu comprimento, é difícil. Assim, é possível afirmar que o mapa de passagem da cheia
apresentado mais adiante fornece uma melhor perspectiva em relação às inundações no riacho
que o perfil de linha d'água.
35.00
30.00
Cotas (m)
25.00
20.00
15.00
Nível D'água
Margem Direita
Margem Esquerda
10.00
Bueiro
Fundo
5.00
0
500
1000
1500
Distância da Foz (m)
2000
2500
3000
Figura 4.18: Perfil de linha d'água no riacho Pau D’Arco (Tr = 5 anos) e localização do bueiro inserido
no modelo.
Em relação ao bueiro inserido no modelo do riacho Pau D’Arco, a Figura 4.18 mostra que
este não ficou afogado para o presente Cenário, pois a cota de teto é igual a 30,43 m e o nível
d'água atingiu 29,70 m. Como o bueiro suporta a vazão transportada pelo riacho, a localidade
não sofre com problemas de remanso para chuvas com recorrência de 5 anos.
135
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
4.2.4. Riacho Reginaldo (Tr = 5 anos)
A Figura 4.19 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica em alguns pontos ao longo do riacho Reginaldo.
Figura 4.19: Hidrogramas da cheia com Tr = 5 anos ao longo do riacho Reginaldo.
A partir da análise exploratória dos hidrogramas, ilustrados na Figura 4.19, é possível
afirmar que a vazão de pico estimada na foz do riacho Reginaldo é da ordem de 22,84 m3/s e
ocorreu após 8,60 h de simulação.
A Figura 4.20 apresenta o perfil longitudinal do riacho Reginaldo, os níveis d'água
máximos obtidos através da simulação hidrodinâmica, as cotas das margens esquerda e direita
ao longo do canal, além do posicionamento e cotas de teto e fundo do bueiro inserido no
modelo deste corpo hídrico.
136
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
10.00
Nível D'água
9.00
Margem Direita
Margem Esquerda
8.00
Bueiro
Cotas (m)
7.00
Fundo
6.00
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
0
500
1000
1500
Distância da Foz (m)
2000
2500
Figura 4.20: Perfil de linha d'água no riacho Reginaldo (Tr = 5 anos) e localização do bueiro inserido no
modelo.
Analisando-se os níveis d'água máximos, ilustrados na Figura 4.20, é possível perceber
que praticamente em todo o trecho do riacho Reginaldo, simulado com o modelo matemático,
ocorre extravasamentos. A exceção fica por conta da localidade à jusante do bueiro, até um
pouco depois da afluência do riacho do Sapo, pois o próprio afogamento do bueiro acaba
gerando uma pequena folga para jusante, o que é um comportamento anômalo.
Nas proximidades da foz pode-se afirmar que as inundações ocorrem devido à influência
da maré e as baixas cotas das ruas marginais. Já da foz do riacho Pau D’Arco até à montante do
bueiro as inundações intensificam-se devido ao remanso provocado pelo afogamento deste.
Na Figura 4.21, é apresentado o mapa de inundação de toda a região simulada com o
modelo hidrodinâmico.
137
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
Figura 4.21: Mapa de inundação da parte baixa da bacia do riacho Reginaldo (Tr = 5 anos).
138
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
4.3. Cenário 3 - Cheia com Tr = 10 anos
Neste Cenário realizou-se um diagnóstico da situação das inundações, da parte baixa da
bacia do riacho Reginaldo, considerando-se uma chuva de projeto com o tempo de retorno de
10 anos.
4.3.1. Riacho Gulandim (Tr = 10 anos)
A Figura 4.22 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica em alguns pontos ao longo do riacho Gulandim.
2.50
Av. Brasil
Av. Comendador Leão
Foz do Gulandim
2.00
Vazão (m³/s)
1.50
1.00
0.50
0.00
-0.50
0
2
4
6
Tempo de Simulação (h)
8
10
12
Figura 4.22: Hidrogramas da cheia com Tr = 10 anos ao longo do riacho Gulandim.
A partir da análise exploratória dos hidrogramas, apresentados na Figura 4.22, é possível
afirmar que a vazão de pico estimada na foz do riacho Gulandim é da ordem de 2,28 m3/s e
ocorreu após 2,55 h de simulação. Destaca-se que a ocorrência de um segundo pico no
hidrograma na foz deste corpo hídrico, parecido com o que ocorreu no Cenário com Tr igual a 2
anos, só ocorre após 12 h de simulação, assim pode-se afirmar que o controle hidráulico à
139
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
jusante (Reginaldo influenciado pela maré), apresenta o mesmo comportamento dos Cenários
anteriores.
Assim como no Cenário anterior, é possível notar valores de vazão negativa (após 6,1 h de
simulação) no hidrograma da foz do Gulandim. Isso implica num maior alcance do remanso
imposto pelo riacho Reginaldo ao Gulandim, devido tanto ao maior escoamento superficial
gerado na bacia, quanto a maior velocidade de propagação da onda de cheia de 10 anos em
comparação com a de 5 anos.
Já a Figura 4.23 apresenta o perfil longitudinal do riacho Gulandim, os níveis d'água
máximos obtidos através da simulação hidrodinâmica, as cotas das margens esquerda e direita
ao longo deste corpo hídrico, além do posicionamento e cotas de teto e fundo do bueiro
inserido no modelo do Gulandim.
5.00
4.50
4.00
3.50
Cotas (m)
3.00
2.50
2.00
Nível D'água
1.50
Margem Direita
1.00
Margem Esquerda
Bueiro
0.50
Fundo
0.00
0
200
400
600
800
1000
Distância da Foz (m)
1200
1400
1600
1800
Figura 4.23: Perfil de linha d'água no riacho Gulandim (Tr = 10 anos) e localização do bueiro inserido
no modelo.
Analisando-se os níveis d'água máximos, apresentados na Figura 4.23, é possível perceber
que ocorrem inúmeros extravasamentos da calha principal, ao longo do canal, para as planícies
marginais. Os de maiores magnitudes ocorrem a montante do bueiro representado no modelo.
140
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
No entanto, próximo à cabeceira do Gulandim, no Conjunto Santo Eduardo, bairro do Poço, não
ocorre extravasamentos.
É possível notar, neste Cenário, que as inundações começam a se propagar para
montante a partir da foz do Gulandim, o que não acontecia no Cenário anterior, onde o
extravasamento ocorria apenas nas proximidades do exutório do Gulandim. Aqui o problema se
propaga até cerca de 220 m à montante da foz do riacho.
4.3.2. Riacho do Sapo (Tr = 10 anos)
A Figura 4.24 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica em alguns pontos ao longo do riacho do Sapo.
4.50
Av. Comendador Gustavo Paiva
4.00
Av. Jatiúca
Foz do Sapo
3.50
Vazão (m³/s)
3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
0
2
4
6
Tempo de Simulação (h)
8
10
12
Figura 4.24: Hidrogramas da cheia com Tr = 10 anos ao longo do riacho do Sapo.
A partir da análise exploratória dos hidrogramas, apresentados na Figura 4.24, é possível
afirmar que a vazão de pico estimada na foz do riacho do Sapo é da ordem de 4,28 m3/s e
ocorreu após 2,75 h de simulação.
A Figura 4.25 apresenta o perfil longitudinal do riacho do Sapo, os níveis d'água máximos
obtidos através da simulação hidrodinâmica, as cotas das margens esquerda e direita ao longo
141
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
deste corpo hídrico, além do posicionamento e cotas de teto e fundo dos bueiros inseridos no
modelo deste corpo hídrico.
45.00
Nível D'água
Margem Direita
Margem Esquerda
Bueiros
Fundo
40.00
35.00
Cotas (m)
30.00
25.00
20.00
15.00
10.00
5.00
0.00
0
500
1000
1500
2000
2500
Distância da Foz (m)
3000
3500
4000
4500
Figura 4.25: Perfil de linha d'água no riacho do Sapo (Tr = 10 anos) e localização dos bueiros inseridos
no modelo.
Analisando-se os níveis d'água máximos, apresentados na Figura 4.25, é possível perceber
que neste Cenário houve um pequeno extravasamento do escoamento na proximidade da foz
do riacho do Sapo. Como destacado anteriormente tal localidade apresenta características que
a torna propícia às inundações.
Em relação aos bueiros inseridos no modelo do riacho do Sapo, é possível perceber,
através da Figura 4.25, que nenhum destes ficou afogado para o presente Cenário. Porém, o
bueiro que se localiza na Avenida Jatiúca (Bairro de Jatiúca), apresenta uma borda livre de
apenas 0,02 m. Os demais bueiros apresentaram folgas superiores a 0,20 m.
4.3.3. Riacho Pau D’Arco (Tr = 10 anos)
A Figura 4.26 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica em alguns pontos ao longo do riacho Pau D’Arco.
142
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
12.00
Rua Desembargador Hélio Cabral
Av. Governador Afrânio Lages (Rodoviária)
10.00
Foz do Pau D'arco
Vazão (m³/s)
8.00
6.00
4.00
2.00
0.00
0
2
4
6
Tempo de Simulação (h)
8
10
12
Figura 4.26: Hidrogramas da cheia com Tr = 10 anos ao longo do riacho Pau D’Arco.
A partir da análise exploratória dos hidrogramas, apresentados na Figura 4.26, é possível
afirmar que a vazão de pico estimada na foz do riacho Pau D’Arco é da ordem de 10,47 m3/s e
ocorreu após 2,20 h de simulação.
A Figura 4.27 apresenta o perfil longitudinal do riacho Pau D’Arco, os níveis d'água
máximos obtidos através da simulação hidrodinâmica, as cotas das margens esquerda e direita
ao longo deste corpo hídrico, além do posicionamento e cotas de teto e fundo do bueiro
inserido no modelo deste corpo hídrico.
Analisando-se os níveis d'água máximos observados na Figura 4.26, é possível perceber
que, assim como para o Cenário anterior, não ocorrem extravasamentos ao longo do riacho Pau
D’Arco para o Cenário com tempo de retorno de 10 anos.
143
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
35.00
30.00
Cotas (m)
25.00
20.00
15.00
Nível D'água
Margem Direita
10.00
Margem Esquerda
Bueiro
Fundo
5.00
0
500
1000
1500
Distância da Foz (m)
2000
2500
3000
Figura 4.27: Perfil de linha d'água no riacho Pau D’Arco (Tr = 10 anos) e localização do bueiro inserido
no modelo.
Em relação ao bueiro inserido no modelo do riacho Pau D’Arco, é possível perceber
através da Figura 4.27, que este não ficou afogado para o presente Cenário, já que sua cota de
teto é igual a 30,43 m e o nível d'água atingiu 29,74 m. Como o bueiro suporta a vazão
transportada pelo riacho, à localidade não sofre com problemas de remanso para chuvas com
recorrência de 10 anos.
4.3.4. Riacho Reginaldo (Tr = 10 anos)
A Figura 4.28 ilustra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica em alguns pontos ao longo do riacho Reginaldo.
144
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
Figura 4.28: Hidrogramas da cheia com Tr = 10 anos ao longo do riacho Reginaldo.
A partir da análise exploratória dos hidrogramas apresentados, na Figura 4.28, é possível
afirmar que a vazão de pico estimada na foz do riacho Reginaldo é da ordem de 24,57 m3/s e
ocorreu após 9,85 h de simulação.
A Figura 4.29 apresenta o perfil longitudinal do riacho Reginaldo, os níveis d'água
máximos obtidos através da simulação hidrodinâmica, as cotas das margens esquerda e direita
ao longo do canal, além do posicionamento e cotas de teto e fundo do bueiro inserido no
modelo deste corpo hídrico.
Analisando-se os níveis d'água máximos, ilustrados na Figura 4.29, é possível perceber
que em praticamente todo o trecho do riacho Reginaldo, simulado com o modelo matemático,
ocorrem extravasamentos. A exceção continua sendo à jusante do bueiro até um pouco depois
da afluência do riacho do Sapo, essa região ainda não inunda porque ela só recebe a vazão
plena transportada pelo bueiro.
145
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
10.00
Nível D'água
Cotas (m)
9.00
Margem Direita
8.00
Margem Esquerda
7.00
Bueiro
Fundo
6.00
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
0
500
1000
1500
Distância da Foz (m)
2000
2500
Figura 4.29: Perfil de linha d'água no riacho Reginaldo (Tr = 10 anos) e localização do bueiro inserido
no modelo.
Na Figura 4.30 é apresentado o mapa de inundação de toda a região simulada com o
modelo hidrodinâmico.
146
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
Figura 4.30: Mapa de inundação da parte baixa da bacia do riacho Reginaldo (Tr = 10 anos).
147
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
4.4. Cenário 4 - Cheia com Tr = 25 anos
Neste Cenário realizou-se um diagnóstico da situação das inundações, da parte baixa da
bacia do riacho Reginaldo, considerando-se uma chuva de projeto com o tempo de retorno de
25 anos.
4.4.1. Riacho Gulandim (Tr = 25 anos)
A Figura 4.31 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica em alguns pontos ao longo do riacho Gulandim.
2.50
Av. Brasil
Av. Comendador Leão
Foz do Gulandim
2.00
Vazão (m³/s)
1.50
1.00
0.50
0.00
-0.50
0
2
4
6
Tempo de Simulação (h)
8
10
12
Figura 4.31: Hidrogramas da cheia com Tr = 25 anos ao longo do riacho Gulandim.
A partir da análise exploratória dos hidrogramas, apresentados na Figura 4.31, é possível
afirmar que a vazão de pico estimada na foz do riacho Gulandim é da ordem de 2,29 m3/s e
ocorreu após 2,35 h de simulação. Destaca-se que a ocorrência de um segundo pico no
hidrograma na foz deste corpo hídrico, parecido com os que ocorrem nos Cenários anteriores,
só ocorre após o término da simulação, assim pode-se afirmar que o controle hidráulico à
148
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
jusante (Reginaldo influenciado pela maré), se comporta de maneira análoga que nos Cenários
já discutidos.
Assim como no Cenário anterior, é possível notar valores de vazão negativa (após 6,7 h de
simulação) no hidrograma da foz do Gulandim. Isso implica num maior alcance do remanso
imposto pelo riacho Reginaldo ao Gulandim, devido tanto ao maior escoamento superficial
gerado na bacia, quanto a maior velocidade de propagação da onda de cheia de 25 anos em
comparação com a de 10 anos.
A Figura 4.32 apresenta o perfil longitudinal do riacho Gulandim, os níveis d'água
máximos obtidos através da simulação hidrodinâmica, as cotas das margens esquerda e direita
ao longo deste corpo hídrico, além do posicionamento e cotas de teto e fundo do bueiro
inserido no modelo do Gulandim.
5.00
4.50
4.00
Cotas (m)
3.50
3.00
2.50
2.00
Nível D'água
1.50
Margem Direita
1.00
Margem Esquerda
Bueiro
0.50
Fundo
0.00
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
Distância da Foz (m)
Figura 4.32: Perfil de linha d'água no riacho Gulandim (Tr = 25 anos) e localização do bueiro inserido
no modelo.
Assim como no Cenário de 10 anos de tempo de retorno, é possível perceber que
ocorrem inúmeros extravasamentos da calha principal, ao longo do canal, para as planícies
149
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
marginais. Os de maior magnitude continuam ocorrendo à montante do bueiro representado
no modelo. Nota-se, também, que as inundações continuam se propagando para montante a
partir da foz do Gulandim, assim como no Cenário anterior.
Próximo à cabeceira do Gulandim, no Conjunto Santo Eduardo, bairro do Poço, não
ocorre extravasamentos. Avaliando a Figura 4.32 pode-se afirmar que o trecho de
aproximadamente 400 m à jusante do bueiro não sofre com inundações.
De uma maneira geral percebe-se, em média, uma sobrelevação de cerca de 10 cm da
linha d'água no Cenário de 25 anos de tempo de retorno em relação ao de 10 anos e o bueiro
representado no modelo continua afogado.
4.4.2. Riacho do Sapo (Tr = 25 anos)
A Figura 4.33 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica em alguns pontos ao longo do riacho do Sapo.
5.00
Av. Comendador Gustavo Paiva
4.50
Av. Jatiúca
Foz do Sapo
4.00
Vazão (m³/s)
3.50
3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
0
2
4
6
Tempo de Simulação (h)
8
10
12
Figura 4.33: Hidrogramas da cheia com Tr = 25 anos ao longo do riacho do Sapo.
150
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
A partir da análise exploratória dos hidrogramas, apresentados na Figura 4.33, é possível
afirmar que a vazão de pico estimada na foz do riacho do Sapo é da ordem de 4,82 m3/s e
ocorreu após 2,90 h de simulação.
A Figura 4.34 apresenta o perfil longitudinal do riacho do Sapo, os níveis d'água máximos
obtidos através da simulação hidrodinâmica, as cotas das margens esquerda e direita ao longo
deste corpo hídrico, além do posicionamento e cotas de teto e fundo dos bueiros inseridos no
modelo deste corpo hídrico.
45.00
Nível D'água
Margem Direita
Margem Esquerda
Bueiros
Fundo
40.00
35.00
Cotas (m)
30.00
25.00
20.00
15.00
10.00
5.00
0.00
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Distância da Foz (m)
3500
4000
4500
Figura 4.34: Perfil de linha d'água no riacho do Sapo (Tr =25 anos) e localização dos bueiros inseridos
no modelo.
Analisando-se os níveis d'água máximos, apresentados na Figura 4.34, é possível perceber
que neste Cenário houve um pequeno extravasamento do escoamento na proximidade da foz
do riacho do Sapo. Como destacado no Cenário com tempo de retorno de 5 anos, tal localidade
apresenta características que as torna propícias às inundações.
No entanto, esperava-se que a falha do sistema de macrodrenagem, da sub-bacia do
riacho do Sapo, ocorresse de maneira mais emblemática para o Cenário com 25 anos de tempo
151
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
de retorno, já que os sistemas de macrodrenagem, geralmente, são projetados para esse
tempo de retorno.
Em relação aos bueiros inseridos no modelo do riacho do Sapo, é possível perceber,
através da Figura 4.34, que a localizada na Avenida Jatiúca não suportou a vazão conduzida
pelo canal neste Cenário. No entanto, mesmo com a ocorrência do remanso na localidade não
houve extravasamento do escoamento de sua calha principal. Os demais bueiros apresentaram
folgas superiores a 0,10 m.
4.4.3. Riacho Pau D’Arco (Tr = 25 anos)
A Figura 4.35 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica em alguns pontos ao longo do riacho Pau D’Arco.
Rua Desembargador Hélio Cabral
12.00
Av. Governador Afrânio Lages (Rodoviária)
Foz do Pau D'arco
Vazão (m³/s)
10.00
8.00
6.00
4.00
2.00
0.00
0
2
4
6
Tempo de Simulação (h)
8
10
12
Figura 4.35: Hidrogramas da cheia com Tr = 25 anos ao longo do riacho Pau D’Arco.
A partir da análise exploratória dos hidrogramas, apresentados na Figura 4.35, é possível
afirmar que a vazão de pico estimada na foz do riacho Pau D’Arco é da ordem de 12,50 m3/s e
ocorreu após 2 h de simulação.
152
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
A Figura 4.36 apresenta o perfil longitudinal do riacho Pau D’Arco, os níveis d'água
máximos obtidos através da simulação hidrodinâmica, as cotas das margens esquerda e direita
ao longo deste corpo hídrico, além do posicionamento e cotas de teto e fundo do bueiro
inserido no modelo deste corpo hídrico.
35.00
30.00
Cotas (m)
25.00
20.00
15.00
Nível D'água
Margem Direita
10.00
Margem Esquerda
Bueiro
Fundo
5.00
0
500
1000
1500
Distância da Foz (m)
2000
2500
3000
Figura 4.36: Perfil de linha d'água no riacho Pau D’Arco (Tr = 25 anos) e localização do bueiro inserido
no modelo.
Analisando-se os níveis d'água máximos, apresentados na Figura 4.36, é possível perceber
que, assim como para o Cenário anterior, não ocorrem extravasamentos ao longo do riacho Pau
D’Arco para o Cenário com tempo de retorno de 25 anos.
Em relação ao bueiro inserido no modelo do riacho Pau D’Arco é possível perceber,
através da Figura 4.36, que esta não ficou afogada para o presente Cenário, já que sua cota de
teto é igual a 30,43 m e o nível d'água atingiu 29,78 m. Como o bueiro suporta a vazão
transportada pelo riacho, à localidade não sofre com problemas de remanso para chuvas com
recorrência de 25 anos.
153
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
4.4.4. Riacho Reginaldo (Tr = 25 anos)
A Figura 4.37 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica em alguns pontos ao longo do riacho Reginaldo.
60.00
50.00
Vazão (m³/s)
40.00
30.00
20.00
10.00
0.00
0
2
4
6
Tempo de Simulação (h)
8
Localidade conhecida como Reginaldo (à montante do Bueiro)
10
12
Foz do Reginaldo
Figura 4.37: Hidrogramas da cheia com Tr = 25 anos ao longo do riacho Reginaldo.
A partir da análise exploratória dos hidrogramas apresentados, na Figura 4.37, é possível
afirmar que a vazão de pico estimada na foz do riacho Reginaldo é da ordem de 26,76 m3/s e
ocorreu após 11h de simulação, após esse momento o hidrograma entra na recessão. Esse
alongamento do hidrograma no exutório do rio, com o aumento do tempo de pico, indica o
crescimento do amortecimento das vazões na bacia. Esse fato está diretamente relacionado
com o aumento dos extravasamentos, com as planícies de inundação da bacia funcionando
como reservatórios de armazenamento.
A Figura 4.38 apresenta o perfil longitudinal do riacho Reginaldo, os níveis d'água
máximos obtidos através da simulação hidrodinâmica, as cotas das margens esquerda e direita
ao longo do canal, além do posicionamento e cotas de teto e fundo do bueiro inserido no
modelo deste corpo hídrico.
154
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
10.00
Nível D'água
Cotas (m)
9.00
Margem Direita
8.00
Margem Esquerda
7.00
Bueiro
6.00
Fundo
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
0
500
1000
1500
2000
2500
Distância da Foz (m)
Figura 4.38: Perfil de linha d'água no riacho Reginaldo (Tr = 25 anos) e localização do bueiro inserido
no modelo.
Analisando-se os níveis d'água máximos, ilustrados na Figura 4.38, é possível perceber
que em praticamente todo o trecho do riacho Reginaldo, simulado com o modelo matemático,
ocorrem extravasamentos. A exceção continua sendo um trecho de aproximadamente 300 m à
jusante do bueiro, que tem cotas mais altas de urbanização. Porém, para todos os fins práticos,
pode-se dizer que todo o rio sai de sua calha, ao longo do trecho modelado.
De uma maneira geral é possível afirmar que ocorre uma sobre-elevação da linha d'água
em torno de 12 cm no trecho do riacho Reginaldo à jusante do bueiro, em comparação com o
Cenário anterior (Tr = 10 anos). Já no trecho à montante deste, em cerca de 880 m, no sentido
da foz do riacho Pau D'arco o aumento do nível do escoamento é, em média, de 90 cm e deste
ponto até a foz do Pau D’Arco (560 m) a elevação é cerca de 70 cm.
Na Figura 4.39 é apresentado o mapa de inundação de toda a região simulada com o
modelo hidrodinâmico.
155
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
Figura 4.39: Mapa de inundação da parte baixa da bacia do riacho Reginaldo (Tr = 25 anos).
156
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
Conforme comentado no item 3.3.5, apresenta-se aqui o mapeamento das inundações da
bacia do riacho Reginaldo desenvolvido por Holz (2010), que mapeou, através de pesquisa de
campo com a população, o alcance das inundações em algumas áreas que foram mapeadas
através dos resultados desta dissertação.
A Figura 4.40 mostra as duas manchas de inundações supracitadas no riacho Pau D’Arco.
Holz (2010) comenta que essa mancha ocorreu 1 vez nos últimos 6 anos.
Figura 4.40: Comparação entre as manchas de inundação obtidas por Holz (2010) e neste trabalho, no
riacho Pau D’Arco.
Já a Figura 4.41 apresenta as duas manchas de inundações em um trecho do riacho
Reginaldo. Holz (2010) comenta que essa mancha ocorreu 1 vez nos últimos 25 anos.
157
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
Figura 4.41: Comparação entre as manchas de inundação obtidas por Holz (2010) e neste trabalho, no
riacho Reginaldo.
A semelhança entre estes resultados traz uma maior segurança, para os demais
resultados obtidos neste trabalho devido às semelhanças dos mapeamentos elaborados nos
dois trabalhos.
4.5. Cenário 5 - Cheia com Tr = 50 anos
Neste Cenário realizou-se um diagnóstico da situação das inundações, da parte baixa da
bacia do riacho Reginaldo, considerando-se uma chuva de projeto com o tempo de retorno de
50 anos.
4.5.1. Riacho Gulandim (Tr = 50 anos)
A Figura 4.42 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica em alguns pontos ao longo do riacho Gulandim.
158
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
2.80
Av. Brasil
Av. Comendador Leão
Foz do Gulandim
2.30
Vazão (m³/s)
1.80
1.30
0.80
0.30
-0.20
-0.70
0
2
4
6
Tempo de Simulação (h)
8
10
12
Figura 4.42: Hidrogramas da cheia com Tr = 50 anos ao longo do riacho Gulandim.
A partir da análise exploratória dos hidrogramas, apresentados na Figura 4.42, é possível
afirmar que a vazão de pico estimada na foz do riacho Gulandim é da ordem de 2,28 m3/s e
ocorreu após 2,30 h de simulação.
Assim como no Cenário anterior, é possível notar valores de vazão negativa (após 7,1 h de
simulação) no hidrograma da foz do Gulandim. Isso implica num maior alcance do remanso
imposto pelo riacho Reginaldo ao Gulandim, devido tanto ao maior escoamento superficial
gerado na bacia, quanto a maior velocidade de propagação da onda de cheia de 50 anos em
comparação com a de 25 anos.
A Figura 4.43 apresenta o perfil longitudinal do riacho Gulandim, os níveis d'água
máximos obtidos através da simulação hidrodinâmica, as cotas das margens esquerda e direita
ao longo deste corpo hídrico, além do posicionamento e cotas de teto e fundo do bueiro
inserido no modelo do Gulandim.
159
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
5.00
4.50
4.00
3.50
Cotas (m)
3.00
2.50
2.00
Nível D'água
1.50
Margem Direita
1.00
Margem Esquerda
Bueiro
0.50
Fundo
0.00
0
200
400
600
800
1000
Distância da Foz (m)
1200
1400
1600
1800
Figura 4.43: Perfil de linha d'água no riacho Gulandim (Tr = 50 anos) e localização do bueiro inserido
no modelo.
Assim como no Cenário de 25 anos de tempo de retorno, é possível perceber que
ocorrem inúmeros extravasamentos da calha principal, ao longo do canal, para as planícies
marginais. Os de maiores magnitudes continuam ocorrendo à montante do bueiro
representado no modelo. Nota-se ainda que as inundações se propagam para montante a partir
da foz do Gulandim, assim como ocorre no Cenário anterior. Avaliando a Figura 4.43 pode-se
afirmar que o trecho de aproximadamente 150 m à jusante do bueiro não sofre com
inundações.
De uma maneira geral percebe-se, em média, uma sobre-elevação de cerca 10 cm da
linha d'água no Cenário de 50 anos de tempo de retorno em relação ao de 25 anos, no trecho à
jusante do bueiro. Já à montante do bueiro o aumento do nível d'água é de 6 cm.
4.5.2. Riacho do Sapo Gulandim (Tr = 50 anos)
A Figura 4.44 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica em alguns pontos ao longo do riacho do Sapo.
160
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
Av. Comendador Gustavo Paiva
5.00
Av. Jatiúca
Foz do Sapo
Vazão (m³/s)
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
0
2
4
6
Tempo de Simulação (h)
8
10
12
Figura 4.44: Hidrogramas da cheia com Tr = 50 anos ao longo do riacho do Sapo.
A partir da análise exploratória dos hidrogramas, apresentados na Figura 4.44, é possível
afirmar que a vazão de pico estimada na foz do riacho do Sapo é da ordem de 5,10 m3/s e
ocorreu após 2,70 h de simulação.
A Figura 4.45 apresenta o perfil longitudinal do riacho do Sapo, os níveis d'água máximos
obtidos através da simulação hidrodinâmica, as cotas das margens esquerda e direita ao longo
deste corpo hídrico, além do posicionamento e cotas de teto e fundo dos bueiros inseridos no
modelo deste corpo hídrico.
Analisando-se os níveis d'água máximos, apresentados na figura supracitada, é possível
perceber que neste Cenário houve um pequeno extravasamento do escoamento na
proximidade do exutório do riacho do Sapo. Nota-se que os mesmos ocorrem da sua foz até
cerca de 700 m para montante.
161
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
45.00
Nível D'água
Margem Direita
Margem Esquerda
Bueiro
Fundo
40.00
35.00
Cotas (m)
30.00
25.00
20.00
15.00
10.00
5.00
0.00
0
500
1000
1500
2000
2500
Distância da Foz (m)
3000
3500
4000
4500
Figura 4.45: Perfil de linha d'água no riacho do Sapo (Tr = 50 anos) e localização dos bueiros inseridos
no modelo.
Em relação aos bueiros inseridos no modelo do riacho do Sapo, é possível perceber,
através da Figura 4.45, que o localizado na Avenida Jatiúca e o situado ao lado do Shopping não
suportaram a vazão conduzida pelo canal, ficando afogados. No entanto, mesmo com a
ocorrência do remanso nas duas localidades não ocorrem extravasamentos da calha principal
nestas regiões. Os demais bueiros apresentaram folgas superiores a 0,10 m.
4.5.3. Riacho Pau D’Arco (Tr = 50 anos)
A Figura 4.46 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica em alguns pontos ao longo do riacho Pau D’Arco.
162
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
15.00
Rua Desembargador Hélio Cabral
13.00
Av. Governador Afrânio Lages (Rodoviária)
Foz do Pau D'arco
11.00
Vazão (m³/s)
9.00
7.00
5.00
3.00
1.00
-1.00
0
2
4
6
Tempo de Simulação (h)
8
10
12
Figura 4.46: Hidrogramas da cheia com Tr = 50 anos ao longo do riacho Pau D’Arco.
A partir da análise exploratória dos hidrogramas, apresentados na Figura 4.46, é possível
afirmar que a vazão de pico estimada na foz do riacho Pau D’Arco é da ordem de 13,60 m3/s e
ocorreu após 1,90 h de simulação.
A Figura 4.47 apresenta o perfil longitudinal do riacho Pau D’Arco, os níveis d'água
máximos obtidos através da simulação hidrodinâmica, as cotas das margens esquerda e direita
ao longo deste corpo hídrico, além do posicionamento e cotas de teto e fundo do bueiro
inserido no modelo deste corpo hídrico.
163
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
35.00
30.00
Cotas (m)
25.00
20.00
15.00
Nível D'água
Margem Direita
Margem Esquerda
10.00
Bueiro
Fundo
5.00
0
500
1000
1500
Distância da Foz (m)
2000
2500
3000
Figura 4.47: Perfil de linha d'água no riacho Pau D’Arco (Tr = 50 anos) e localização do bueiro inserido
no modelo.
Analisando-se os níveis d'água máximos, apresentados na Figura 4.47, é possível perceber
que, assim como para o Cenário anterior, não ocorrem extravasamentos consideráveis ao longo
do riacho Pau D’Arco para a chuva com tempo de retorno de 50 anos. No entanto, a cerca de
350 m à montante de sua foz ocorre um extravasamento de cerca de 10 cm.
Em relação ao bueiro inserido no modelo do riacho Pau D’Arco é possível perceber,
através da Figura 4.47, que este não ficou afogado, já que sua cota de teto é igual a 30,43 m e o
nível d'água atingiu 29,82 m. Como o bueiro suporta a vazão transportada pelo riacho, à
localidade não sofre com problemas de remanso para chuvas com recorrência de 50 anos.
4.5.4. Riacho Reginaldo (Tr = 50 anos)
A Figura 4.48 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica em alguns pontos ao longo do riacho Reginaldo.
164
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
Figura 4.48: Hidrogramas da cheia com Tr = 50 anos ao longo do riacho Reginaldo.
A partir da análise exploratória dos hidrogramas apresentados, na Figura 4.48, é possível
afirmar que a vazão de pico estimada na foz do riacho Reginaldo é da ordem de 28,46 m3/s e
ocorreu após 11,8 h de simulação e após esse momento o hidrograma entra na recessão.
A Figura 4.49 apresenta o perfil longitudinal do riacho Reginaldo, os níveis d'água
máximos obtidos através da simulação hidrodinâmica, as cotas das margens esquerda e direita
ao longo do canal, além do posicionamento e cotas de teto e fundo do bueiro inserido no
modelo deste corpo hídrico.
165
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
10.00
Nível D'água
Margem Direita
Margem Esquerda
Bueiro
Fundo
9.00
8.00
Cotas (m)
7.00
6.00
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
0
500
1000
1500
Distância da Foz (m)
2000
2500
Figura 4.49: Perfil de linha d'água no riacho Reginaldo (Tr = 50 anos) e localização do bueiro inserido
no modelo.
Analisando-se os níveis d'água máximos, ilustrados na Figura 4.49, é possível perceber
que em praticamente todo o comprimento do riacho Reginaldo, simulado com o modelo
matemático, ocorrem extravasamentos. A exceção continua sendo um pequeno trecho de
aproximadamente 180 m, à jusante do bueiro, com cotas urbanizadas mais altas e devido ao
afogamento do bueiro.
De uma maneira geral é possível afirmar que ocorre uma sobrelevação da linha d'água de
cerca de 10 cm no trecho do riacho Reginaldo, à jusante do bueiro, em comparação com o
Cenário anterior. Já no trecho à montante do bueiro, em cerca de 880 m, no sentido da foz do
riacho Pau D'arco, o aumento do nível do escoamento é, em média, de 70 cm e deste ponto até
a foz do Pau D’Arco (560 m) a elevação é cerca de 60 cm, em relação ao Cenário de 25 anos.
Na Figura 4.50 é apresentado o mapa de inundação de toda a região simulada com o
modelo hidrodinâmico.
166
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
Figura 4.50: Mapa de inundação da parte baixa da bacia do riacho Reginaldo (Tr = 50 anos).
167
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
4.6. Resumo do Diagnóstico das Inundações na bacia do riacho Reginaldo
Neste tópico discute-se o diagnóstico da situação das inundações, da parte baixa da bacia
do riacho Reginaldo, considerando-se os tempos de retorno dos cinco Cenários anteriores, ou
seja, 2, 5, 10, 25 e 50 anos.
Com base na análise comparativa dos resultados supracitados, discute-se a necessidade
de soluções em cada uma das sub-bacias em estudo, visando apoiar a elaboração dos Cenários
de projeto que mitigarão os problemas aqui diagnosticados, ou seja, a proposta das
intervenções que serão apresentadas no próximo capítulo.
4.6.1. Riacho Gulandim
A Figura 4.51 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica na foz do riacho Gulandim para os tempos de retorno de 2, 5, 10, 25 e 50 anos.
Figura 4.51: Hidrogramas da cheia para os diversos tempos de retorno na foz do riacho Gulandim.
Já a Tabela 4.1, apresenta os valores da vazão de pico para os diferentes tempos de
retorno, utilizados para elaborar o diagnóstico das inundações na bacia do riacho Gulandim.
168
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
Tabela 4.1: Vazões de pico para os diferentes tempos de retorno na foz do riacho Gulandim.
TEMPO DE RETORNO (ANOS)
VAZÃO DE PICO NA FOZ (m3/s)
2
5
10
25
50
2,23
2,36
2,28
2,29
2,28
A análise da Figura 4.51 e da Tabela 4.1, mostra que a vazão de pico na foz do riacho
Gulandim pouco variou para os diferentes tempos de retorno. Este fato está relacionado
basicamente, com a forte influência do controle hidráulico que o riacho Reginaldo exerce sobre
esse corpo hídrico, além da própria bacia estar atuando no amortecimento de vazões que
extravasam da calha principal.
A Figura 4.52 apresenta o perfil da linha d'água obtido através das simulações para os
diferentes tempos de retorno ao longo do riacho Gulandim.
5.00
4.50
4.00
3.50
Cotas (m)
3.00
Tr = 2 anos
2.50
Tr = 5 anos
Tr = 10 anos
2.00
Tr = 25 anos
Tr = 50 anos
1.50
Margem Direita
1.00
Margem Esquerda
Bueiro
0.50
Fundo
0.00
0
200
400
600
800
1000
Distância da Foz (m)
1200
1400
1600
1800
Figura 4.52: Perfil da linha d'água para os diversos tempos de retorno ao longo do riacho Gulandim.
Analisando-se os níveis d'água máximos, apresentados na Figura 4.52, é possível perceber
que a partir do Cenário com 10 anos de tempo de retorno, ocorrem extravasamentos da calha
169
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
principal, praticamente ao longo de todo o canal e o bueiro discretizado no modelo já se
encontra afogado.
Avaliando-se, comparativamente os Cenários menos e mais críticos, ou seja, 2 e 50 anos
de tempo de retorno, percebe-se uma sobrelevação média de 50 cm no trecho à jusante do
bueiro até a foz do riacho Gulandim e de 55 cm à montante do bueiro até sua cabeceira.
Em relação à variação máxima nas cotas do nível d'água, pode-se afirmar que o aumento
mais considerável ocorreu, devido ao remanso, à montante do bueiro, e foi de 66 cm. Já a
sobrelevação mínima ocorreu logo à jusante do bueiro e foi de 30 cm.
Diante do exposto, e considerando que nas margens do riacho Gulandim encontram-se
ruas que compõem a infraestrutura viária de importantes bairros da cidade de Maceió (e.g.
Poço, Jaraguá), as intervenções nessa sub-bacia devem procurar áreas onde seja possível
realizar o armazenamento provisório das águas do riacho Gulandim.
Outra alternativa que pode ser pensada, mas que pode comprometer o sistema de
microdrenagem da região, e piorar a situação no trecho do riacho Reginaldo onde este corpo
hídrico deságua, é a implantação de diques marginais.
Por fim, ressalta-se que esta discussão foi considerada quando da elaboração do
capítulo de intervenções, tanto do ponto de vista da diminuição das inundações na sub-bacia
do Gulandim, quanto em relação a diminuição da vazão afluente ao riacho Reginaldo,
preocupando-se, principalmente, com o evento mais crítico que afeta as sub-bacias de menor
porte.
Nesse sentido, Vidal et. al. (2011) mostraram que projetos de controle de inundações na
sub-bacia do riacho Gulandim devem considerar a chuva de projeto com duração igual ao
tempo de concentração da bacia do riacho Reginaldo, ou seja, 247 min, em vez de considerar o
tempo de concentração da bacia do Gulandim (40 min), pois se trata de um evento mais crítico.
4.6.2. Riacho do Sapo
A Figura 4.53 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica na foz do riacho do Sapo para os tempos de retorno de 2, 5, 10, 25 e 50 anos.
170
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
5.50
Tr = 2 anos
Tr = 5 anos
4.50
Tr = 10 anos
Tr = 25 anos
Tr = 50 anos
Vazão (m³/s)
3.50
2.50
1.50
0.50
-0.50
0
2
4
6
Tempo de Simulação (h)
8
10
12
Figura 4.53: Hidrogramas da cheia para os diversos tempos de retorno na foz do riacho do Sapo.
A Tabela 4.2, apresenta os valores da vazão de pico para os diferentes tempos de retorno,
utilizados para elaborar o diagnóstico das inundações na bacia do riacho do Sapo.
Tabela 4.2: Vazões de pico para os diferentes tempos de retorno na foz do riacho do Sapo.
TEMPO DE RETORNO (ANOS)
VAZÃO DE PICO NA FOZ (m3/s)
2
5
10
25
50
3,02
3,87
4,28
4,82
5,10
A análise exploratória da Figura 4.53 e da Tabela 4.2, permite afirmar que a vazão de pico
na foz do riacho do Sapo aumentou cerca de 70%, comparando o Cenário com tempo de
retorno de 50 anos em relação ao de 2 anos, ou seja, a vazão de pico saiu da casa de 3 m3/s
para 5,1 m3/s.
A Figura 4.54 apresenta o perfil da linha d'água obtido através das simulações para os
diferentes tempos de retorno ao longo do riacho do Sapo. Destaca-se, com a finalidade de ter
uma melhor percepção sobre a variação dos níveis d'água, apresentados nessa figura, não foi
171
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
ilustrada toda a extensão do riacho do Sapo, pois seu trecho situado no bairro do Jacitinho
apresenta uma declividade forte, que, quando representado dificulta a visualização dos
resultados, em função da escala necessária.
14.00
Tr = 2 anos
Tr = 5 anos
Tr = 10 anos
Tr = 25 anos
Tr = 50 anos
Margem Direita
Margem Esquerda
Bueiros
Fundo
12.00
Cotas (m)
10.00
8.00
6.00
4.00
2.00
0.00
0
500
1000
1500
2000
Distância da Foz (m)
2500
3000
3500
Figura 4.54: Perfil da linha d'água para os diversos tempos de retorno ao longo do riacho do Sapo.
Analisando os níveis d'água máximos, apresentados na Figura 4.54, é possível perceber
que não ocorrem extravasamentos da calha principal, praticamente ao longo de todo o canal,
com exceção de um trecho, da sua foz até cerca de 700 m para montante, onde ocorreram
pequenos extravasamentos.
Em relação aos bueiros, pode-se afirmar que mesmo para o Cenário com Tr igual a 50
anos, apenas os localizados na Avenida Jatiúca e o ao lado do antigo Shopping Iguatemi
sofreram afogamento.
Avaliando comparativamente os Cenários menos e mais críticos, ou seja, 2 e 50 anos de
tempo de retorno, percebe-se uma sobre-elevação média de 60 cm no trecho à jusante do
bueiro situado na Avenida Jatiúca até a foz do riacho do Sapo, de 1,10 m à jusante do bueiro
172
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
situado na Avenida Gustavo Paiva e à montante do situado na Avenida Jatiúca e de 30 cm à
montante do bueiro da Avenida Gustavo Paiva e o Ornato Box, no bairro do Jacintinho.
Em relação à variação máxima nas cotas do nível d'água, pode-se afirmar que o aumento
mais considerável ocorreu, devido ao remanso, à montante do bueiro situado ao lado do antigo
Iguatemi, e foi de 1,35 m. Já a sobre-elevação mínima ocorreu logo à montante do bueiro
situado na Avenida Gustavo Paiva e foi de 26 cm.
Diante do exposto, e considerando-se que nas margens do riacho do Sapo encontram-se
ruas que compõem a infraestrutura viária de importantes bairros da cidade de Maceió (e.g.
Poço, Mangabeiras, Jatiúca), com exceção do bairro do Jacintinho, as intervenções nessa subbacia devem procurar áreas onde seja possível realizar o armazenamento provisório das águas
do riacho do Sapo. No entanto, medidas desse tipo podem piorar a situação das inundações a
jusante de onde são implantadas tais estruturas hidráulicas.
Outra alternativa que pode ser pensada, mas que pode comprometer o sistema de
microdrenagem da região, e piorar a situação no trecho do riacho Reginaldo onde este corpo
hídrico deságua, é a implantação de diques marginais.
Numa parte da sub-bacia do riacho do Sapo poderiam ser pensadas soluções que
retardassem o escoamento, ou seja, em seu trecho situado no bairro do Jacintinho. No entanto,
devido à alta declividade do riacho nesse trecho e à ausência de vales encaixados, medidas
como a construção de barragens não devem apresentar grande eficiência, devido ao pequeno
volume d'água que seria armazenado nos reservatórios.
Por fim, ressalta-se que esta discussão foi considerada quando da elaboração do
capítulo de intervenções, tanto do ponto de vista da diminuição das inundações na sub-bacia
do Sapo, quanto em relação à diminuição da vazão afluente ao riacho Reginaldo, preocupandose principalmente com o evento mais crítico que afeta as sub-bacias de menor porte.
Assim, as ações que visam controlar as inundações na sub-bacia do riacho do Sapo
devem avaliar qual o evento mais crítico para as bacias de menor porte, assim como avaliado
por Vidal et. al. (2011) para a bacia do Gulandim. É preciso ter em mente que o tempo de
concentração da bacia do riacho Reginaldo é de 247 min, e que o da bacia do Sapo é de 82 min.
173
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
Diante disto é possível propor soluções que não combinem os picos dos hidrogramas, tirando
proveito da possível defasagem.
4.6.3. Riacho Pau D’Arco
A Figura 4.55 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica na foz do riacho Pau D’Arco para os tempos de retorno de 2, 5, 10, 25 e 50 anos.
14.00
Tr = 2 anos
Tr = 5 anos
12.00
Tr = 10 anos
Tr = 25 anos
10.00
Vazão (m³/s)
Tr = 50 anos
8.00
6.00
4.00
2.00
0.00
0
2
4
6
Tempo de Simulação (h)
8
10
12
Figura 4.55: Hidrogramas da cheia para os diversos tempos de retorno na foz do riacho Pau D’Arco.
A Tabela 4.3, apresenta os valores da vazão de pico para os diferentes tempos de retorno,
utilizados para elaborar o diagnóstico das inundações na bacia do riacho Pau D’Arco.
Tabela 4.3: Vazões de pico para os diferentes tempos de retorno na foz do riacho Pau D’Arco.
TEMPO DE RETORNO (ANOS)
VAZÃO DE PICO NA FOZ (m3/s)
2
5
10
25
50
6,73
8,78
10,47
12,50
13,60
174
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
A análise exploratória da Figura 4.55 e da Tabela 4.3 permite afirmar que a vazão de pico,
na foz do riacho Pau D’Arco, aumentou cerca de 100% comparando o Cenário com tempo de
retorno igual a 50 anos em relação ao de 2 anos, ou seja a vazão de pico saiu da casa de 6,7
m3/s para 13,6 m3/s.
A Figura 4.56 apresenta o perfil da linha d'água obtido através das simulações para os
diferentes tempos de retorno ao longo do riacho Pau D’Arco.
35.00
30.00
Cotas (m)
25.00
Tr = 2 anos
20.00
Tr = 5 anos
Tr = 10 anos
Tr = 25 anos
15.00
Tr = 50 anos
Margem Direita
Margem Esquerda
10.00
Bueiro
Fundo
5.00
0
500
1000
1500
Distância da Foz (m)
2000
2500
3000
Figura 4.56: Perfil da linha d'água para os diversos tempos de retorno ao longo do riacho Pau D’Arco.
Analisando os níveis d'água máximos, apresentados na Figura 4.56, é possível perceber
que não ocorrem extravasamentos da calha principal praticamente ao longo de todo o riacho,
com exceção de um trecho, a cerca de 350 m à montante de sua foz, onde ocorreram pequenos
extravasamentos (10 cm).
Em relação ao bueiro, pode-se afirmar que mesmo para o Cenário com Tr igual a 50 anos
este não sofreu afogamento.
Avaliando comparativamente os Cenários menos e mais críticos, ou seja, 2 e 50 anos de
tempo de retorno, percebe-se uma sobrelevação média de 60 cm entre a foz do Pau D’Arco e
175
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
cerca de 1 km para montante, de 1,45 m deste ponto até mais 400 m rio acima, de 40 cm deste
ponto para jusante do bueiro inserido no modelo e 20 cm à montante do bueiro até a cabeceira
do Pau D’Arco.
Em relação à variação máxima nas cotas do nível d'água, pode-se afirmar que o aumento
mais considerável ocorreu, devido ao remanso imposto pelo Reginaldo, na foz do Pau D’Arco, e
foi de 2,42 m. Já a sobrelevação mínima ocorreu logo à jusante do bueiro e foi de 10 cm.
Diante do exposto, e considerando-se que a urbanização, em alguns trechos, da subbacia do riacho Pau D’Arco, situa-se muito próximo ao talvegue deste corpo hídrico, as
intervenções nesta bacia devem analisar a busca de soluções que desocupem/aumentem áreas
naturais de várzeas. Como nesta sub-bacia não existem importantes vias que compõem a
infraestrutura viária da cidade, é mais fácil, e menos oneroso, desocupar estes locais,
recuperando ambientalmente as margens do riacho e livrando a população das áreas com risco
iminente de inundação, porém é socialmente mais complicado.
Outra alternativa que pode ser pensada, mas que só resolve os problemas localmente e
agrava os problemas de inundação à jusante, é a canalização e retificação do riacho Pau D’Arco,
bem como a implantação de diques marginais a este corpo hídrico.
Devido às características de vale bem encaixado, em algumas localidades ao longo do
Pau D’Arco, pode-se pensar em soluções que retardem o escoamento e amorteçam as vazões
de pico, ou seja, a construção de barragens. Individualmente ou em cascatas, estas podem
apresentar grande eficiência nesta bacia, devido aos consideráveis volumes d'água que podem
ser armazenados nos reservatórios formados com a implantação destas obras de arte.
Por fim, ressalta-se que esta discussão foi considerada quando da elaboração do
capítulo de intervenções, tanto do ponto de vista da diminuição das inundações na sub-bacia
do Pau D’Arco, quanto em relação à diminuição da vazão afluente ao riacho Reginaldo,
preocupando-se principalmente com o evento mais crítico que afeta as sub-bacias de menor
porte.
Assim, as ações que visem controlar as inundações na sub-bacia do riacho Pau D’Arco
devem avaliar qual o evento mais crítico para as bacias de menor porte, assim como avaliado
por Vidal et. al. (2011) para a bacia do Gulandim. É preciso ter em mente que o tempo de
176
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
concentração da bacia do riacho Reginaldo é de 247 min e que o da bacia do Pau D’Arco é de 62
min. Diante disto, é possível propor soluções, que não combinem os picos dos hidrogramas,
tirando proveito da possível defasagem.
4.6.4. Riacho Reginaldo
A Figura 4.57 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica na foz do riacho Reginaldo para os tempos de retorno de 2, 5, 10, 25 e 50 anos.
30.00
Tr = 2 anos
Tr = 5 anos
25.00
Tr = 10 anos
Tr = 25 anos
Tr = 50 anos
Vazão (m³/s)
20.00
15.00
10.00
5.00
0.00
0
2
4
6
Tempo de Simulação (h)
8
10
12
Figura 4.57: Hidrogramas da cheia para os diversos tempos de retorno na foz do riacho Reginaldo.
A Tabela 4.4, apresenta os valores da vazão de pico para os diferentes tempos de retorno,
utilizados para elaborar o diagnóstico das inundações na bacia do riacho Reginaldo.
Tabela 4.4: Vazões de pico para os diferentes tempos de retorno na foz do riacho Reginaldo.
TEMPO DE RETORNO (ANOS)
VAZÃO DE PICO NA FOZ (m3/s)
2
5
10
25
50
18,33
22,84
24,57
26,76
28,46
177
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
A análise exploratória da Figura 4.57 e da Tabela 4.4, permite afirmar que a vazão de pico
na foz do riacho Reginaldo, aumentou cerca de 55% do comparando o Cenário com tempo de
retorno de 50 anos em relação ao de 2 anos, ou seja, a vazão de pico saiu da casa de 18,33 m3/s
para 28,46 m3/s.
A Figura 4.58 apresenta o perfil da linha d'água obtido através das simulações para os
diferentes tempos de retorno ao longo do riacho Reginaldo.
10.00
Tr = 2 anos
Tr = 5 anos
Tr = 10 anos
Tr = 25 anos
Tr = 50 anos
Margem Direita
Margem Esquerda
Bueiro
Fundo
9.00
8.00
Cotas (m)
7.00
6.00
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
0
500
1000
1500
Distância da Foz (m)
2000
2500
Figura 4.58: Perfil da linha d'água para os diversos tempos de retorno ao longo do riacho Reginaldo.
Analisando os níveis d'água máximos, apresentados na Figura 4.58, é possível perceber
que, a partir do Cenário com 10 anos de tempo de retorno, ocorrem extravasamentos da calha
principal praticamente ao longo de todo o canal e o bueiro discretizado no modelo já se
encontra afogado.
Avaliando comparativamente os Cenários menos e mais críticos, ou seja, 2 e 50 anos de
tempo de retorno, percebe-se uma sobrelevação média de 60 cm entre a foz do Reginaldo e à
jusante do bueiro e de 2,90 m entre afluência do riacho Pau D’Arco no Reginaldo e à montante
do bueiro.
178
4. DIAGNÓSTICO DAS INUNDAÇÕES NA BACIA DO RIACHO REGINALDO
Em relação à variação máxima nas cotas do nível d'água, pode-se afirmar que o aumento
mais considerável ocorreu, devido ao remanso, à montante do bueiro, e foi de 3,41 m. Já a
sobre-elevação mínima foi próximo ao seu exutório e foi em torno de 60 cm.
Diante do exposto, e considerando que, à jusante do bueiro, nas margens do riacho
Reginaldo encontram-se ruas que compõem a infraestrutura viária de importantes bairros da
cidade de Maceió (e.g. Poço, Jaraguá, Centro), as intervenções nessa bacia devem procurar
áreas onde seja possível realizar o armazenamento provisório das águas do riacho Reginaldo.
No trecho entre o exutório do Pau D’Arco e o bueiro no Reginaldo, apesar de existir uma
intensa ocupação e a presença de vias não pavimentadas, nessa localidade, não existe rede de
microdrenagem nem de coleta de esgoto. Assim, apesar da necessidade de desapropriações,
para a utilização de áreas que amorteçam as vazões, esta região apresenta um maior potencial
para esse fim que o trecho à jusante do bueiro, que além de edificações também conta com a
presença das redes que compõem o saneamento básico.
Devido às características de vale bem encaixado, em algumas localidades ao longo do
Reginaldo, pode-se pensar em soluções que retardem o escoamento e amorteçam as vazões de
pico, ou seja, a construção de barragens, individualmente ou em cascatas, pode apresentar
grande eficiência na diminuição das inundações neste corpo hídrico, devido aos consideráveis
volumes d'água que podem ser armazenados nos reservatórios formados com a implantação
destas obras de arte.
Outra alternativa que pode ser pensada, mas que no entanto pode comprometer o
sistema de microdrenagem da região, e piorar a situação das inundações no trecho à jusante
onde a estrutura hidráulica foi pensada, é a implantação de diques marginais.
Por fim, ressalta-se que esta discussão foi considerada quando da elaboração do
capítulo de intervenções, do ponto de vista da diminuição das inundações na bacia do riacho
Reginaldo.
179
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
Neste capítulo serão discutidos os resultados encontrados a partir da modelagem
hidrodinâmica realizada através do Modelo de Células de Escoamento, elencando todas as
intervenções propostas.
Os Cenários com as intervenções propostas, na parte baixa da bacia do riacho Reginaldo,
que visam mitigar os problemas com as inundações identificados nos Cenários de diagnóstico,
terão como princípios, sempre que possível, a proposição de alternativas ligadas a Drenagem
Urbana Sustentável, conforme discutido no capítulo da revisão de literatura.
Os Cenários de intervenções serão discutidos comparativamente com o Cenário de
diagnóstico que considerou uma chuva de projeto com 25 anos de tempo de retorno, conforme
orientação do Manual do Ministério das Cidades, Programa 1138 - Drenagem Urbana e
Controle de Erosão Marítima e Fluvial, que visa ações de apoio a sistemas de Drenagem Urbana
Sustentáveis e de Manejo de Águas Pluviais (Brasil, 2011).
No entanto, destaca-se que, devido ao alto grau de urbanização consolidada da região de
estudo, é praticamente impossível realizar intervenções sem precisar demolir edificações e
reassentar a população. Isto acontece devido ao crescimento desordenado e sem planejamento
de inúmeros bairros na cidade de Maceió, que permitiram que a urbanização se consolidasse
mesmo em Áreas de Preservação Permanente (APP's), onde as próprias Leis Brasileiras
Federais, a exemplo do Código Florestal (Lei Federal 4.771, de 15 de setembro de 1965),
proíbem tais ocupações.
Considerando estes aspectos, os estudos conceituais propostos atuaram de forma
parciomoniosa na tentativa de alcançar a melhor alternativa técnica. Porém, é preciso deixar
claro que as ações podem ainda não resolver os problemas de maneira geral e sim melhorar a
situação diagnosticada. Isso se deve, principalmente, ao fato da bacia do riacho Reginaldo não
estar sendo modelada integralmente, o que limita as ações à parte da bacia discretizada no
MODCEL.
Caso toda a bacia estivesse sendo modelada, seria possível agir de maneira distribuída em
toda a sua área, o que diminuiria o porte de ações locais e aumentaria o número de ações
distribuídas, melhorando o conjunto de maneira geral.
180
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
Em relação às intervenções propostas apenas a proposição da barragem, no eixo do
riacho Reginaldo, não está inserida no contexto das técnicas compensatórias utilizadas para
desenvolvimento de projetos de drenagem urbana sustentável, conforme discutido no capítulo
de revisão de literatura.
Entretanto, apesar das barragens utilizadas no controle de inundações não serem
consideradas uma das técnicas compensatórias em drenagem urbana, o seu impacto sobre a
hidrodinâmica dos rios, bem como no ciclo hidrológico acabam sendo semelhantes aos
princípios dos projetos sustentáveis, pois sua implantação gera o amortecimento do pico do
hidrograma, diminuição da velocidade do escoamento, retenção do escoamento no
reservatório aumentando a recarga do aquífero, aumento do tempo de concentração das
bacias hidrográficas, entre outros fatores que são conceituados como os principais princípios de
projetos sustentáveis em drenagem urbana. Apenas a escala, de fato, foge ao conceito original,
por não poder ser considerada uma ação distribuída.
Além dos aspectos supracitados é importante destacar a eficiência da utilização de
barragens no controle de inundações. Entretanto, é preciso avaliar os impactos ambientais
decorrentes da implantação destas estruturas, bem como os riscos associados.
5.1. Cenário 1 - Recuperação da Área de Preservação Permanente (APP) às margens do
riacho Pau D’Arco
Este Cenário propõe a recuperação ambiental da Faixa Marginal de Proteção ao longo do
riacho Pau D’Arco através da revegetação/reflorestamento da mata ciliar.
Tal intervenção é proposta, pois se pôde notar, avaliando o Cenário de diagnóstico das
inundações na bacia deste corpo hídrico, que as características da passagem da onda de cheia
ao longo do riacho Pau D’Arco não apresentam uma considerável sobre-elevação da linha
d'água, quando comparado à vazão escoada na calha principal.
Diante do exposto, é possível afirmar que a população que sofre com inundações nesta
importante sub-bacia do riacho Reginaldo, que apresenta uma ocupação urbana bastante
densa, que foi se consolidando com o decorrer dos anos ao longo deste corpo hídrico, como
principal problema. Em visitas de campo e através das imagens do software Google Earth, nota-
181
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
se a existência de edificações que margeiam o talvegue do riacho Pau D’Arco, estando assim
inseridas nas Áreas de Preservação Permanente (APP's) ou Faixa Marginal de Proteção (FMP).
Assim, a proposta para o presente Cenário passa pela demarcação da Área de
Preservação Permanente ao longo deste rio, bem como pela identificação, de maneira
macroscópica, das edificações que estão inseridas nestas áreas. Além disso, nota-se que
praticamente toda a mancha de inundação elaborada no Cenário de diagnóstico é menos
restritiva que a demarcação da APP. Assim, o reassentamento dos moradores que moram
nestas áreas os deixará livre das inundações que ocorrem na APP ao longo do riacho Pau
D’Arco.
A FMP o longo do riacho foi considerada a partir do nível da cheia normal do rio,
conforme preconizado no Código Florestal brasileiro (Lei Federal 4.771, 1965). Considerou-se
que na bacia do Pau D’Arco, que está inserida nos bairros do Jacintinho e Feitosa, a ocupação
urbana está consolidada assim a faixa que delimita a APP é considerada igual a 15 m, conforme
preconizado pela Resolução 369/06 do CONAMA.
A Figura 5.1 apresenta o cruzamento das informações entre a área de APP e a mancha de
inundação para o tempo de retorno de 25 anos obtido no Cenário de diagnóstico.
182
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
Figura 5.1: Mapa com as áreas inundáveis (25 anos) e APP no riacho Pau D’Arco.
183
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
Analisando a Figura 5.1, é possível notar que praticamente toda a área inundável pela
cheia de 25 anos de tempo de retorno está inserida na APP do Pau D’Arco, com exceção de um
pequeno trecho à montante da afluência do córrego Piabas. Assim, o reassentamento dos
moradores que residem nessas áreas, além de recuperar ambientalmente este corpo hídrico,
resolveria o problema de inundações na bacia. Estima-se que cerca de 229 edificações na
margem esquerda e 276 na margem direita precisariam ser demolidas, para recuperação da
APP do riacho Pau D’Arco. Além disso, é importante o desenvolvimento de projetos sociais que
visem reassentar os moradores ali residentes, bem como conscientizá-los da importância de
não ocupar as áreas ribeirinhas aos corpos hídricos.
Esta intensa ocupação nas margens do Pau D’Arco, ou seja, cerca de 505 edificações,
mostra o quanto é complicado recuperar ambientalmente corpos hídricos inseridos em bacias
urbanas densamente ocupadas, refletindo a importância de se desenvolver as cidades através
de bom planejamento urbano integrado.
5.2. Cenário 2 - Bacias de detenção nas sub-bacias dos riachos Gulandim e Sapo
Neste Cenário, foi considerada a implantação de duas bacias de detenção, sendo uma na
bacia do riacho Gulandim e outra ao longo do riacho do Sapo. A finalidade destes reservatórios
visa amortecer os hidrogramas afluentes ao riacho Reginaldo e diminuir os extravasamentos
que ocorrem ao longo de cada um destes corpos hídricos, através do rebaixamento da linha
d'água. Vale ressaltar que a estrutura hidráulica de saída d’água dos reservatórios foi idealizada
como comportas de sentido único do tipo flap.
Foram vislumbradas duas localidades potenciais para implantação da bacia de detenção
do riacho Gulandim, ou seja, livres de ocupação e o mais próximo do riacho possível. A primeira
situa-se por trás do Condomínio Praias Belas (Rua Potiguar) e o segundo localiza-se por traz do
Moinho Motrisa, os dois no bairro do Poço. A Figura 5.2 apresenta as duas áreas supracitadas.
184
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
Gulandim em bueiro
Bacia de detenção
riacho Gulandim
Figura 5.2: Áreas potenciais para implantação das bacias de detenção no riacho Gulandim.
A partir da avaliação de qual seria o melhor local para realização tanto da obra de
implantação do reservatório, quanto do ponto de vista do comportamento hidrodinâmico do
riacho Gulandim, optou-se pela área por trás do condomínio. Como esta área localiza-se a cerca
de 150 m do eixo do rio, será necessário construir galerias de drenagem com aproximadamente
o dobro deste comprimento, para que haja tanto a afluência quanto à descarga do escoamento.
Esta bacia de detenção possui uma área aproximada de 10.199 m2, a tubulação que
conduz água para dentro do reservatório deve ser implantada na cota 3,3 m e a de descarga
será na cota 2,5 m. A elevação do coroamento do entorno do reservatório deve ser
estabelecida na cota 4,3 m. Assim o volume aproximado desta bacia é em torno de 17.338 m3
considerando uma borda livre de 10 cm.
A Figura 5.3 mostra o comportamento das vazões obtidos por meio da modelagem
hidrodinâmica na foz do riacho Gulandim, antes e após a implantação da bacia de detenção.
185
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
2.40
1.90
Vazão (m³/s)
1.40
0.90
0.40
-0.10
-0.60
0
2
4
6
8
10
Tempo de Simulação
(h)
Foz do Gulandim sem intervenção
Foz do Gulandim
com intervenção
12
Figura 5.3: Hidrograma da cheia com Tr = 25 anos ao longo do riacho Gulandim antes e após a
implantação da bacia de detenção.
A partir da análise exploratória dos hidrogramas apresentados, na Figura 5.3, é possível
afirmar que a vazão de pico na foz do riacho Gulandim foi reduzida de 2,29 m3/s para 1,82 m3/s,
ou seja, a bacia de detenção amorteceu cerca de 26% da vazão de pico na foz do riacho
Gulandim.
Na Figura 5.4 é apresentado o hidrograma de vazão afluente e de descarga na bacia de
detenção, bem como o nível d'água no interior do reservatório no período simulado. Estas
figuras indicam o funcionamento desta estrutura hidráulica e que o nível d'água no reservatório
após 29 h de simulação está na cota 2,60 m. Enfatiza-se, que mesmo quando o reservatório
atinge o nível d'água máximo (3,70 m) este fica com uma borda livre de 60 cm. O que indica que
a saída poderia ser ainda mais restritiva.
186
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
4
2
3.8
3.6
3.4
1.2
Cotas (m)
Vazão (m³/s)
1.6
0.8
0.4
3.2
3
2.8
2.6
2.4
0
0
5
10
15
20
Tempo de Simulação (h)
Vazão Afluente ao Reservatório
25
Vazão de Descarga do Reservatório
30
0
2
4
6
8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Tempo de Simulação (h)
Nível D'água no Reservatório
Fundo do Reservatório
Figura 5.4: a) Hidrograma de vazão afluente e de descarga na bacia de detenção e b) Nível d'água no
interior do reservatório do riacho Gulandim.
A Figura 5.5 apresenta o perfil longitudinal do riacho Gulandim, os níveis d'água máximos
obtidos através da simulação hidrodinâmica no diagnóstico e com as intervenções deste
Cenário, as cotas das margens esquerda e direita ao longo do canal, além do posicionamento e
cotas de teto e fundo do bueiro inserido no modelo deste corpo hídrico.
Figura 5.5: Perfil de linha d'água no riacho Gulandim com e sem a bacia de detenção.
187
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
Analisando-se os níveis d'água máximos, apresentados na Figura 5.5, é possível perceber
que em alguns pontos houve um significativo rebaixamento na linha d'água após a implantação
do reservatório. Num trecho de aproximadamente 260 m, à montante do bueiro, houve uma
redução média nas cotas da linha d'água de 40 cm, deste ponto até a cabeceira do Gulandim a
redução foi de 13 cm. O bueiro inserido no modelo desafogou e ficou com uma borda livre de 6
cm.
Em relação à bacia de detenção a ser implantada na bacia do riacho do Sapo, foi escolhido
um terreno marginal ao riacho, próximo do WalMart, na divisa dos bairros Jatiúca e
Mangabeiras. Este local é um estacionamento de propriedade da empresa Sococo. A área que
se pretende usar para implantar o reservatório não é utilizada com frequência por esta
empresa. A Figura 5.6 mostra em destaque a área onde foi locada a bacia de detenção.
Bacia de detenção
Figura 5.6: Área potencial para implantação da bacia de detenção do riacho do Sapo.
Esta bacia de detenção possui uma área aproximada de 4.109 m2, a altura que se inicia o
vertimento do escoamento para o interior do reservatório deve ser implantada na cota 5,0 m e
a tubulação de descarga será na cota 4,0 m. O contorno do reservatório deve ser feito na cota
5,4 m. Assim o volume aproximado desta bacia é em torno de 5.342 m3, considerando uma
borda livre de 10 cm.
188
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
A Figura 5.7 mostra o comportamento das vazões obtidos por meio da modelagem
hidrodinâmica na foz do riacho do Sapo, antes e após a implantação da bacia de detenção.
5.00
Vazão (m³/s)
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
0
2
4
6
8
10
Tempo de Simulação
Foz do Sapo sem intervenção
Foz do (h)
Sapo com intervenção
12
Figura 5.7: Hidrogramas da cheia com Tr = 25 anos ao longo do riacho do Sapo antes e após a
implantação da bacia de detenção.
A partir da análise exploratória dos hidrogramas apresentados, na Figura 5.7, é possível
afirmar que a vazão de pico na foz do riacho do Sapo foi reduzida de 4,82 m3/s para 4,53 m3/s,
ou seja, a bacia de detenção amorteceu cerca de 10% da vazão na foz do riacho do Sapo.
Na Figura 5.7 é apresentado o hidrograma de vazão afluente e de descarga na bacia de
detenção, bem como o nível d'água no interior do reservatório no período simulado. Estas
figuras indicam o funcionamento desta estrutura hidráulica e indica que o reservatório esvazia
após cerca de 21 h. Enfatiza-se, que mesmo quando o reservatório atinge o nível d'água
máximo (4,90 m), este fica com uma borda livre de 50 cm, o que indica que a saída poderia ser
ainda mais restritiva.
189
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
5
4.5
Cotas (m)
Vazão (m³/s)
0.8
0.4
4
3.5
0
0
3
6
9
12
15
Tempo de Simulação (h)
Vazão Afluente ao Reservatório
18
Vazão de Descarga do Reservatório
21
0
2
4
6
8
10
12
14
Tempo de Simulação (h)
Nível D'água no Reservatório
16
18
20
Fundo do Reservatório
Figura 5.8: a) Hidrograma de vazão afluente e de descarga na bacia de detenção e b) Nível d'água no
interior do reservatório.
A Figura 5.9 apresenta o perfil longitudinal do riacho do Sapo, os níveis d'água máximos
obtidos através da simulação hidrodinâmica no diagnóstico e com as intervenções deste
Cenário, as cotas das margens esquerda e direita ao longo do canal, além do posicionamento e
cotas de teto e fundo do bueiro inserido no modelo deste corpo hídrico.
Destaca-se que com o a finalidade de ter uma melhor percepção sobre a variação do nível
d'água, apresentados nessa figura, não foi ilustrada toda a extensão do riacho do Sapo, pois seu
trecho situado no bairro do Jacitinho apresenta uma declividade forte, e assim não se percebe
variações significativas nas suas cotas do nível d'água, neste trecho.
190
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
15.00
Nível D'água sem intervenção
Nível D'água com intervenção
Margem Direita
Margem Esquerda
Bueiros
Fundo
Cotas (m)
12.00
9.00
6.00
3.00
0.00
0
500
1000
1500
2000
Distância da Foz (m)
2500
3000
3500
Figura 5.9: Perfil de linha d'água no riacho do Sapo com e sem a bacia de detenção.
Analisando-se os níveis d'água máximos, apresentados na Figura 5.9, é possível perceber
que houve um considerável rebaixamento na linha d'água após a implantação do reservatório,
num trecho de aproximadamente 1.145 m à montante do bueiro situado na Avenida Jatiúca.
Tal rebaixamento foi da ordem de 35 cm e ocorreu devido ao não afogamento dos bueiros do
riacho do Sapo. O bueiro que apresentou a menor borda livre foi o da Avenida Jatiúca, com
folga de 8 cm.
5.3. Cenário 3 - Implantação da Barragem no riacho Reginaldo
Este Cenário é o que propõe a medida de maior impacto ambiental dentre todas as
intervenções propostas. No entanto, é também a de maior eficiência hidráulica no sentido de
resolver os problemas das inundações na parte baixa da bacia do riacho Reginaldo. Aqui é
proposto a implantação de uma barragem no eixo do riacho Reginaldo, a cerca de 510 m à
montante da afluência do riacho Pau D’Arco.
191
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
A priori não se pensou em implantar tal obra de arte e buscou-se através de pequenas
medidas, ou seja, de menor impacto ambiental, resolver o problema das inundações no riacho
Reginaldo.
Como discutido no diagnóstico, a principal causa dos alagamentos que ocorrem à
montante do bueiro, que foi representado no modelo matemático, é o remanso provocado
devido ao estrangulamento do rio por conta desta estrutura, já à jusante do mesmo o problema
associa-se a influência da maré.
Nesse sentido, antes de pensar na concepção da implantação da barragem, foram
avaliados os melhoramentos da situação das inundações neste riacho através da simulação
hidráulica das seguintes medidas:
•
Dragagem do fundo, primeiramente de 0,50 m e em seguida, 1,00 m;
•
Implantação de um pequeno barramento, no riacho Pau D’Arco com um eixo de
aproximadamente 40 m de comprimento, próximo a sua afluência ao riacho
Reginaldo, criando um reservatório de amortecimento de 57.000 m3;
•
Elevação de 0,50 m da cota do teto do bueiro que estrangula o riacho Reginaldo; e
•
Implantação de reservatórios, com um volume aproximado de 28.000 m3 as
margens do riacho Reginaldo, na localidade conhecida como Reginaldo, no bairro
do Poço.
Nenhuma destas medidas, individualmente ou integradas, foram capazes de melhorar
consideravelmente o problema de inundação diagnosticado no riacho Reginaldo. Assim, optouse pela implantação da barragem neste corpo hídrico, pois esta estrutura é capaz de amortecer
o escoamento o suficiente para que o bueiro de jusante não afogue e o remanso ocorrido na
localidade seja evitado e o quadro de inundações seja praticamente resolvido, conforme será
mostrado mais adiante.
No entanto, vale ressaltar que para a implantação da barragem necessita-se reassentar
alguns moradores e posteriormente demolir cerca de 55 edificações. Tais residências, em sua
grande maioria, encontram-se situadas nas encostas do vale do Reginaldo e, apesar de neste
trabalho não ter sido demarcadas as APP's na bacia em estudo, utilizando-se a legislação
192
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
brasileira, é provável que estas residências estejam inseridas em Áreas de Preservação
Permanente, devido a inclinação das encostas que compõem o vale do Reginaldo.
Destaca-se, também, que com essa intervenção pode-se prescindir da pequena barragem
imaginada para o Pau D’Arco, mantendo este afluente em estado mais natural.
A Figura 5.10 ilustra o local que foi escolhido para a implantação do eixo da barragem,
bem como a área do seu reservatório de amortecimento.
Reservatório de Amortecimento
Figura 5.10: Eixo da barragem e reservatório de amortecimento na bacia do riacho Reginaldo.
A implantação da barragem criará um reservatório com um volume aproximado de
145.337 m3, o comprimento do seu eixo terá em torno de 90 m, a área da comporta de
descarga de fundo será de 0,50 m2 e a cota de sua crista é de 26,70 m.
A Figura 5.11 mostra o comportamento das vazões obtidos por meio da modelagem
hidrodinâmica na foz e à montante do bueiro no riacho Reginaldo, antes e após a implantação
da barragem.
193
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
60.00
Vazão (m³/s)
50.00
40.00
30.00
20.00
10.00
0.00
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Tempo de Simulação (h)
À montante da Galeria com intervenção
Foz do Reginaldo sem intervenção
À montante da Galeria sem intervenção
Foz do Reginaldo com intervenção
18
Figura 5.11: Hidrogramas da cheia com Tr = 25 anos ao longo do riacho Reginaldo antes e após a
implantação da barragem.
A partir da análise exploratória dos hidrogramas apresentados, na Figura 5.11, em
comparação com os do Cenário de diagnóstico, é possível afirmar que a recessão dos
hidrogramas é amortecida consideravelmente.
Como exemplo podemos citar a foz do riacho Reginaldo, que teve uma redução na vazão
de pico de 26,76 m3/s para 19,52 m3/s, ou seja, a barragem amorteceu cerca de 30% da vazão,
já à montante do bueiro a vazão caiu de 53,53 m3/s para 15,79 m3/s, ou seja, um
amortecimento de 70%. Neste ponto o amortecimento é consideravelmente maior pelo fato do
bueiro, apesar de ter afogado, não permanecer muito tempo nessa situação, gerando apenas
um pequeno remanso.
Na Figura 5.12 é apresentado o hidrograma de vazão afluente e de descarga no
reservatório de amortecimento, bem como o nível d'água no interior deste durante o tempo de
simulação. Estas figuras indicam o funcionamento desta estrutura hidráulica e mostra que, após
18 h de simulação o nível d'água no reservatório é igual a 22,70 m. Enfatiza-se que, quando o
reservatório atinge o nível d'água máximo (25,50 m), este fica com uma borda livre de 1,20 m, o
que mostra que a descarga de fundo poderia ser ainda mais restrita.
194
30
50
25
40
20
Cotas (m)
60
30
20
15
10
5
10
0
0
0
2
4
6
8
10
12
Tempo de Simulação (h)
Vazão Afluente ao Reservatório
14
16
18
Vazão de Descarga do Reservatório
0
2
4
6
8
10
12
Tempo de Simulação (h)
Nível D'água no Reservatório
14
16
Fundo do Reservatório
Figura 5.12: a) Hidrograma de vazão afluente e de descarga no reservatório da barragem e b) Nível
d'água no interior do reservatório.
A Figura 5.13 apresenta o perfil longitudinal do riacho Reginaldo, os níveis d'água
máximos obtidos através da simulação hidrodinâmica no diagnóstico e com as intervenções
deste Cenário, as cotas das margens esquerda e direita ao longo do canal, além do
posicionamento e cotas de teto e fundo do bueiro inserido no modelo deste corpo hídrico.
10.00
Nível D'água sem intervenção
Nível D'água com intervenção
Margem Direita
Margem Esquerda
Bueiro
Fundo
9.00
8.00
7.00
Cotas (m)
Vazão (m³/s)
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
6.00
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
0
500
1000
1500
Distância da Foz (m)
2000
2500
Figura 5.13: Perfil de linha d'água no riacho Reginaldo com e sem a barragem.
195
18
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
Analisando-se os níveis d'água máximos, apresentados na Figura 5.13, é possível perceber
que houve um significativo rebaixamento na linha d'água após a implantação da barragem. No
trecho entre a foz do riacho Pau D’Arco e o bueiro, houve uma redução média nas cotas da linha
d'água de 2,30 m, já o trecho à jusante do bueiro até a foz do Reginaldo a redução foi de 45 cm.
No entanto, o bueiro ainda sofreu afogamento, mas por um período muito curto de tempo, o
que não causou um remanso significativo.
5.4. Cenário 4 - Implantação de Paisagem Multifuncional às margens do riacho Reginaldo
Este Cenário é proposto com o intuito de tornar as ações na bacia do riacho Reginaldo
mais sustentáveis, utilizando o conceito de paisagens multifuncionais, que conforme discutido
na revisão de literatura, são obras de paisagismo e urbanismo que prevê usos múltiplos para a
mesma área, incorporando funções de amortecimento de cheias.
Nestes ambientes, podem ser instalados equipamentos urbanos para recreação e lazer,
como, por exemplo, campos de futebol, quadras poliesportivas, mesas de jogos. Além disso, a
área recebe um tratamento paisagístico no sentido de diminuir as áreas impermeáveis do local
através do reflorestamento e revegetação. No entanto, quando da ocorrência de chuvas
intensas a "paisagem" funciona como um reservatório de amortecimento de cheias e, após o
término das chuvas e manutenção da área por parte do órgão competente, geralmente a
prefeitura, voltará a ter a função paisagística e de lazer.
O Instituto Estadual do Ambiente do Estado do Rio de Janeiro tem adotado a
nomenclatura de Parques Fluviais ou Parques Lineares para caracterizar suas paisagens
multifuncionais. O desenvolvimento de projetos que utilizam a implantação de parques fluviais
é prática comum no órgão, pois se acredita que é possível conceber projetos de controle de
inundações e recuperação ambiental utilizando-se esses elementos. Como exemplo, podem-se
citar os Projetos desenvolvidos para recuperar ambientalmente os municípios severamente
atingidos pelas chuvas de janeiro de 2011, na catástrofe ocorrida na Região Serrana do Estado.
Daí vem à importância deste Cenário que, apesar de necessitar do reassentamento de
vários moradores e a demolição de 131 edificações, devido a intensa urbanização na parte
baixa da bacia do riacho Reginaldo, mostra os benefícios hidráulicos de adotar paisagens
multifuncionais.
196
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
Entretanto, como citado anteriormente, antes de simular o Cenário com a implantação da
barragem para resolver o problema das inundações no riacho Reginaldo, foram tentadas ações
de menor porte, como a discutida em tela, mas não foram obtidos ganhos significativos. Assim
neste Cenário serão discutidos os ganhos obtidos em comparação com o Cenário anterior, ou
seja, após a implantação da barragem e vale destacar que os ganhos serão bem mais
ambientais e sociais que hidráulicos.
A paisagem multifuncional utilizada como reservatório possui uma área aproximada de
19.022 m2, a cota de vertimento do escoamento para o interior do reservatório é igual a 3,5 m
e sua cota de coroamento deve ser implantada em 4,5 m. Assim o volume aproximado do
reservatório é de cerca de 17.120 m3, considerando uma borda livre de 10 cm.
A Figura 5.14 ilustra a área utilizada para implantação da paisagem multifuncional.
Reservatório de Amortecimento
Figura 5.14: Área potencial para implantação da paisagem multifuncional na bacia do Reginaldo.
Na Figura 5.15 é apresentado o nível d'água no interior do reservatório no período
simulado. Esta figura indica o funcionamento desta estrutura hidráulica, e que após 18 h de
simulação, o nível d'água no reservatório está na cota 3,91 m. Enfatiza-se que, mesmo quando
o reservatório atinge o nível d'água máximo (4,39 m) este fica com uma borda livre de 11 cm.
197
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
5
Cotas (m)
4
3
2
0
2
4
6
8
10
12
Tempo de Simulação (h)
Nível D'água no Reservatório
14
16
18
Fundo do Reservatório
Figura 5.15: Nível d'água no interior do reservatório (paisagem multifuncional).
O rebaixamento da linha d'água, com a implantação desta paisagem multifuncional em
relação ao Cenário anterior, foi em média, de 5 cm ao longo de todo o canal e o bueiro não
afogou em nenhum momento da simulação, ao contrário do que ocorreu no Cenário onde foi
proposta a implantação da barragem, ficando com uma borda livre de 4 cm.
5.5. Cenário 5 - Integração de todas as intervenções propostas
Neste Cenário, serão apresentados os resultados de todas as intervenções propostas
anteriormente de maneira conjunta, ilustrando a nova situação das inundações no trecho
simulado da bacia do riacho Reginaldo. As intervenções conjuntas são as seguintes:
•
Implantação das bacias de detenção sendo uma na sub-bacia do riacho Gulandim e
outra no riacho do Sapo. Os reservatórios apresentam um volume de amortecimento de
17.338 m3 e 5.342 m3 respectivamente;
•
Implantação da barragem no eixo do riacho Reginaldo criando um reservatório com um
volume de amortecimento de aproximadamente 145.337 m3; e
•
Implantação da paisagem multifuncional de uso público as margens do riacho Reginaldo
com o reservatório de amortecimento com volume de 17.120 m3.
198
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
A Figura 5.16 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica na foz do riacho Gulandim, antes e após a implantação de todas as intervenções
propostas. Observando o comportamento da recessão do hidrograma após as intervenções, em
comparação com o do Cenário sem intervenções, pode-se afirmar que devido ao
amortecimento das vazões tanto no riacho Gulandim, quanto no Reginaldo, percebe-se que o
remanso imposto pelo Reginaldo no Gulandim é mais suave.
2.50
2.00
Vazão (m³/s)
1.50
1.00
0.50
0.00
-0.50
0
2
4
6
Tempo de Simulação (h)
Foz do Gulandim sem intervenções
8
10
12
Foz do Gulandim com intervenções
Figura 5.16: Hidrogramas da cheia com Tr = 25 anos na foz do riacho Gulandim antes e após a
implantação de todas as intervenções.
Já a Figura 5.17 apresenta o perfil longitudinal do riacho Gulandim, os níveis d'água
máximos obtidos através da simulação hidrodinâmica no diagnóstico e com a implantação de
todas as intervenções propostas, as cotas das margens esquerda e direita ao longo do canal,
além do posicionamento e cotas de teto e fundo do bueiro inserido no modelo deste corpo
hídrico.
199
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
5.00
4.50
4.00
3.50
Cotas (m)
3.00
2.50
2.00
Nível D'água sem intervenções
Nível D'água com intervenções
Margem Direita
Margem Esquerda
Bueiro
Fundo
1.50
1.00
0.50
0.00
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Distância da Foz (m)
Figura 5.17: Perfil de linha d'água no riacho Gulandim com e sem intervenções.
1600
1800
Analisando-se os níveis d'água máximos, apresentados na Figura 5.17, é possível perceber
que houve um significativo rebaixamento na linha d'água após a implantação das intervenções,
a diferença de cota máxima foi de 45 cm ao passo que a mínima foi de 8 cm. O bueiro inserido
no modelo matemático não ficou afogado e apresentou uma borda livre de 9 cm, assim não
ocorre remanso na região.
A Figura 5.18 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica na foz do riacho do Sapo, antes e após a implantação de todas as intervenções
propostas.
200
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
5.00
Vazão (m³/s)
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
0
2
4
6
Tempo de Simulação (h)
Nível D'água sem intervenções
8
10
12
Nível Dágua com intervenções
Figura 5.18: Hidrogramas da cheia com Tr = 25 anos na foz do riacho do Sapo antes e após a
implantação de todas as intervenções.
Já a Figura 5.19 apresenta o perfil longitudinal do riacho do Sapo, os níveis d'água
máximos obtidos através da simulação hidrodinâmica no diagnóstico e com a implantação de
todas as intervenções propostas, as cotas das margens esquerda e direita ao longo do canal,
além do posicionamento e cotas de teto e fundo do bueiro inserido no modelo deste corpo
hídrico. Destaca-se que, assim como em alguns Cenários anteriores, a fim de melhor apresentar
os resultados, na Figura 5.19, só apresenta-se parte do riacho do Sapo.
201
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
Nível D'água sem intervenções
Nível D'água com intervenções
Margem Direita
Margem Esquerda
Bueiros
Fundo
14.00
12.00
Cotas (m)
10.00
8.00
6.00
4.00
2.00
0.00
0
500
1000
1500
2000
Distância da Foz (m)
2500
3000
3500
Figura 5.19: Perfil de linha d'água no riacho do Sapo com e sem intervenções.
Analisando-se os níveis d'água máximos, apresentados na Figura 5.19, é possível perceber
que, em alguns locais, houve um significativo rebaixamento na linha d'água após a implantação
das intervenções, o desnível máximo na linha d'água foi de 43 cm ao passo que o mínimo foi de
5 cm. Ressalta-se que, conforme esperado, os locais com alta declividade não sofre mudança no
nível d'água. Nenhum dos bueiros inseridos no modelo matemático ficou afogado, e o que
apresentou a menor borda livre (9 cm) foi o que se localiza na Avenida Jatiúca. Assim, não
ocorre remanso em nenhuma localidade ao longo do riacho do Sapo.
A Figura 5.20 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica na foz do riacho Pau D’Arco, antes e após a implantação de todas as
intervenções propostas.
202
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
12.00
10.00
Vazão (m³/s)
8.00
6.00
4.00
2.00
0.00
0
2
4
6
Tempo de Simulação (h)
Foz do Pau D'árco sem intervenções
8
10
12
Foz do Pau D'árco com internções
Figura 5.20: Hidrogramas da cheia com Tr = 25 anos na foz do riacho Pau D’Arco antes e após a
implantação de todas as intervenções.
Já a Figura 5.21 apresenta o perfil longitudinal do riacho Pau D’Arco, os níveis d'água
máximos obtidos através da simulação hidrodinâmica no diagnóstico e com a implantação de
todas as intervenções propostas, as cotas das margens esquerda e direita ao longo do canal,
além do posicionamento e cotas de teto e fundo do bueiro inserido no modelo deste corpo
hídrico.
203
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
35
30
Cotas (m)
25
20
Nível D'água sem intervenções
15
Nível D'água com intervenções
Margem Direita
10
Margem Esquerda
Bueiro
Fundo
5
0
500
1000
1500
Distância da Foz (m)
2000
2500
3000
Figura 5.21: Perfil de linha d'água no riacho Pau D’Arco com e sem intervenções.
Analisando-se os níveis d'água máximos, apresentados na Figura 5.21, é possível perceber
que, próximo à sua foz, houve um significativo rebaixamento na linha d'água após a
implantação das intervenções. O desnível máximo na linha d'água foi de 1,56 m, próximo a sua
afluência com o Reginaldo, já o rebaixo mínimo foi de 1 cm. Ressalta-se que, conforme
esperado, os locais com alta declividade não sofre mudança no nível d'água. O bueiro inserido
no modelo matemático não ficou afogado, e sua borda livre foi superior a 60 cm, assim não
ocorre remanso na região.
Destaca-se que a sensível redução do nível d'água na foz do Pau D’Arco, deve-se às
melhorias obtidas no Reginaldo, que facilitaram as descargas deste riacho, e não a remoção das
ocupações urbanas ribeirinhas na APP do Pau D’Arco, pois esta intervenção, individualmente,
não provocaria um rebaixo tão significativo da linha d'água.
A Figura 5.22 mostra o comportamento das vazões obtidas por meio da modelagem
hidrodinâmica na foz do riacho Reginaldo, antes e após a implantação de todas as intervenções
propostas.
204
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
30.00
25.00
Vazão (m³/s)
20.00
15.00
10.00
5.00
0.00
0
2
4
6
8
10
Tempo de Simulação (h)
Foz do Reginaldo com intervenções
12
14
16
18
Foz do Reginaldo sem intervenções
Figura 5.22: Hidrogramas da cheia com Tr = 25 anos na foz do riacho Reginaldo antes e após a
implantação de todas as intervenções.
A partir da análise exploratória dos hidrogramas apresentados, na Figura 5.22, é possível
afirmar que a vazão de pico na foz do riacho Reginaldo foi reduzida de 26,76 m3/s para 19,22
m3/s, ou seja, houve um amortecimento de aproximadamente 29% após a implantação das
ações integradas.
Já a Figura 5.23 apresenta o perfil longitudinal do riacho Reginaldo, os níveis d'água
máximos obtidos através da simulação hidrodinâmica no diagnóstico e com a implantação de
todas as intervenções propostas, as cotas das margens esquerda e direita ao longo do canal,
além do posicionamento e cotas de teto e fundo do bueiro inserido no modelo deste corpo
hídrico.
205
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
Figura 5.23: Perfil de linha d'água no riacho Reginaldo com e sem intervenções.
Analisando-se os níveis d'água máximos, apresentados na Figura 5.23, é possível perceber
que houve um significativo rebaixamento na linha d'água após a implantação das intervenções,
o desnível máximo na linha d'água foi de 2,62 m, ao passo que o mínimo foi de 44 cm. O bueiro
inserido no modelo matemático não ficou afogado, e sua borda livre foi de 5 cm. Diante do
exposto, percebe-se que o grave Cenário de inundações que ocorria às margens do riacho
Reginaldo, na localidade conhecida como Reginaldo, e que tinha profundidades da ordem de 3
m, foi melhorada consideravelmente. Além disso, à jusante do bueiro também ocorreu um
significativo rebaixamento das profundidades d’água, no entanto, essa região passou a ser o
pior local do ponto de vista das inundações da área modelada.
Na Figura 5.24 é apresentado o mapa de inundação de toda a região simulada com o
modelo hidrodinâmico, após a implantação de todas as intervenções propostas.
206
5. CENÁRIOS COM AS INTERVENÇÕES PROPOSTAS
Figura 5.24: Mapa de inundação da parte baixa da bacia do riacho Reginaldo após implantação de
todas as intervenções propostas (Tr = 25 anos).
207
6. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
6. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
Neste capítulo busca-se fazer uma análise final dos resultados obtidos na elaboração
desta Dissertação de Mestrado, apresentando conclusões sintéticas. Além disto, deixam-se
recomendações que podem vir melhorar os resultados obtidos, ampliá-los ou mesmo nortear a
continuidade de outras pesquisas.
6.1. Conclusões
Diante dos resultados obtidos no presente trabalho, conclui-se que:
1. Foi possível aplicar o Modelo de Células de Escoamento desenvolvido por Miguez
(2001) para diagnosticar e propor soluções para a problemática das inundações,
existente, na parte baixa da bacia do riacho Reginaldo, escolhida como área de
estudo;
2. A situação das inundações diagnosticadas na bacia do riacho Reginaldo é bastante
grave, sobretudo, para a população de classe baixa que ocupa as Áreas de
Preservação Permanente ao longo dos corpos hídricos que foram abordados;
3. Com exceção do riacho do Sapo, os outros corpos hídricos (Reginaldo, Pau D’Arco e
Gulandim) apresentaram sérios problemas com o extravasamento do escoamento
da calha principal dos rios, principalmente no trecho do riacho Reginaldo
discretizado no modelo de células. As profundidades máximas do nível d'água nas
células marginais aos riachos Gulandim, do Sapo, Pau D’Arco e Reginaldo foram da
ordem de 58 cm, 34 cm, 52 cm e 4,21 m, respectivamente, para o Cenário com 25
anos de tempo de retorno;
4. As vazões de pico na foz do riacho Gulandim praticamente não se alteraram para os
diferentes tempos de retorno simulados no diagnóstico. Essa situação se deve ao
extravasamento e amortecimento de vazões na própria bacia do Gulandim (de
forma indesejável) e pelas restrições de maré impostas ao riacho Reginaldo e deste
no Gulandim. A do riacho do Sapo aumentou cerca de 70%, comparando-se o
Cenário de 2 e 50 anos de tempo de retorno, a do Pau D’Arco praticamente dobrou
e a do Reginaldo aumentou aproximadamente 55%;
208
6. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
5. Os bueiros representados no riacho Gulandim e Reginaldo sofreram afogamento no
Cenário que considera a cheia com 5 anos de tempo de retorno. O bueiro localizado
na Avenida Jatiúca (riacho do Sapo) e o ao lado do Shopping sofreu afogamento para
o Cenário com tempo de retorno de 25 anos, os demais bueiros do riacho do Sapo e
o do riacho Pau D’Arco não afogaram;
6. A avaliação dos mapas de inundações elaborados para os diversos tempos de
retorno no diagnóstico permitem acompanhar o grau de exposição da população às
inundações, verificar as profundidades d'água atingidas em cada localidade e o
aumento das áreas inundáveis;
7. Através das simulações hidráulicas realizadas para os Cenários de intervenções,
obtiveram-se melhorias no preocupante quadro de inundações observadas nos
Cenários de diagnóstico. Tanto as ações locais, ou seja, nas sub-bacias (Gulandim,
Sapo, Pau D’Arco e Reginaldo), quanto às ações integradas melhoraram o quadro
dos extravasamentos do escoamento das calhas principais na área da bacia simulada
com o MODCEL. Deve-se destacar que a possibilidade de produzir diferentes
Cenários de teste com o auxílio da modelagem matemática foi fundamental no
desenvolvimento de soluções efetivas;
8. O Cenário de intervenção que propõe a recuperação das Áreas de Preservação
Permanente do riacho Pau D’Arco evitaria que centenas de pessoas sofressem com
os problemas de inundações e prova que a problemática das inundações nesta bacia
está intimamente relacionada à ocupação irregular das áreas ribeirinha ao longo do
riacho Pau D’Arco;
9. O Cenário de intervenção que propõe a implantação da bacia de detenção na subbacia do riacho Gulandim amorteceu a vazão na foz deste riacho em cerca de 26%,
caindo de 2,29 m3/s no Cenário sem intervenção para 1,82 m3/s. Neste Cenário, o
maior ganho no rebaixamento da linha d'água foi de 44 cm logo à jusante do bueiro
representado no modelo. Com a implantação da bacia de detenção o bueiro do
riacho Gulandim deixou de falhar;
209
6. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
10. O Cenário de intervenção que propõe a implantação da bacia de detenção na subbacia do riacho do Sapo amorteceu a vazão na foz deste riacho em cerca de 10%,
caindo de 4,82 m3/s no Cenário sem intervenção para 4,53 m3/s com a implantação
da bacia de detenção. Neste Cenário, o maior ganho no rebaixamento da linha
d'água foi de 42 cm logo à montante do bueiro situado ao lado do Shopping. Com a
implantação da bacia de detenção nenhum dos bueiros do riacho do Sapo sofreu
afogamento;
11. A tentativa de melhoramentos da situação das inundações no trecho do riacho
Reginaldo, numa primeira aproximação, não foi efetiva com a simulação hidráulica
das seguintes medidas: dragagem do fundo, primeiramente de 0,50 m e, em
seguida, de 1,00 m; implantação de um pequeno barramento, no riacho Pau D’Arco
com um eixo de aproximadamente 40 m de comprimento, próximo à sua afluência
ao riacho Reginaldo, criando um reservatório de amortecimento de 57.000 m3;
elevação de 0,50 m da cota do teto do bueiro que estrangula o riacho Reginaldo e
Implantação de reservatórios, com um volume aproximado de 28.000 m3 às margens
do riacho Reginaldo, na localidade conhecida como Reginaldo, no bairro do Poço;
não melhoramento a situação das inundações ao longo do riacho Reginaldo;
12. O Cenário que propôs a implantação da barragem no eixo do riacho Reginaldo foi o
que teve o maior impacto sobre a melhora das inundações ao longo deste corpo
hídrico. Com a implantação da barragem obteve-se um amortecimento de 40%,
devido à redução da vazão de pico de 25,76 m3/s no Cenário sem intervenção para
19,52 m3/s com a intervenção. Além disso, houve um rebaixamento médio de 2,30
m nas cotas da linha d'água, à montante do bueiro que fica no curso principal do
riacho. Já no trecho à jusante do bueiro, até a foz do Reginaldo, a redução foi de 45
cm. O bueiro sofreu afogamento, mas por um período muito curto de tempo, o que
não causou um remanso significativo;
13. O Cenário que visa à recuperação ambiental da bacia do riacho Reginaldo através da
implantação da Paisagem Multifuncional, ou seja, proposição de um reservatório
que funciona também como área de lazer e recreação, apresentou uma pequena
210
6. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
melhoria da situação das inundações visto que foi discutido comparativamente com
o Cenário após a implantação da barragem. O fato mais relevante é que o bueiro
não afoga em nenhum momento da simulação deste Cenário, ao contrário do que
aconteceu no Cenário com a implantação da barragem. Esse fato mostra que há
importantes efeitos locais, provavelmente por causa dos elevados níveis de
impermeabilização e a utilização desta paisagem multifuncional mostra um
resultado efetivo da otimização espacial das medidas que precisam ser propostas e
adotadas; e
14. O Cenário que integrou todas as intervenções propostas é o que melhora de
maneira sistêmica toda a área modelada. Nele é possível notar que a vazão de pico
na foz do riacho Reginaldo foi reduzida de 26,76 m3/s para 19,22 m3/s, ou seja,
ocorre um amortecimento em torno de 29%, após a implantação das ações
integradas. Ressalta-se, que em todos os corpos hídricos, houve uma redução das
inundações como, visualizado no mapa de inundação deste Cenário (Figura 5.24).
Por fim, enfatiza-se o ganho no rebaixamento da linha d'água em todos os corpos
hídricos, destacando-se a redução de 2,62 m nas cotas da linha d'água em alguns
trechos do riacho Reginaldo que tiveram uma melhor resposta às ações propostas.
6.2. Recomendações
A principal recomendação deixada ao término desta dissertação é que seja modelada
toda a bacia do riacho Reginaldo, com o Modelo de células de Escoamento, pois assim seria
possível realizar o diagnóstico completo dos problemas das inundações nesta importante bacia
urbana que está inserida na capital Alagoana, sendo possível avaliar a introdução de controles
também no trecho alto da bacia. Além disso, se esta recomendação for atendida, seria possível
propor intervenções distribuídas ao longo de toda a área da bacia, utilizando outros princípios
da Drenagem Urbana Sustentável como, por exemplo, a contenção dos escoamentos na fonte,
ou seja, em todos os locais onde ele é gerado. Nesse sentido, poder-se-ia prever ações de
menor impacto ambiental pontualmente, evitando a implantação da barragem no riacho
Reginaldo.
211
6. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
Além da recomendação principal supracitada, para estudos futuros que envolva os temas
discutidos neste trabalho, recomenda-se:
Aumentar a cobertura dos levantamentos topobatimétricos ao longo dos corpos
hídricos da bacia, principalmente no riacho Reginaldo e no Pau D’Arco;
O aumento da rede de monitoramento da bacia do riacho Reginaldo é imprescindível
para melhorar o conhecimento das inundações na bacia. Duas seriam as ações
principais: a primeira trata da instalação de um pluviógrafo na parte baixa da bacia, para
que se possa conhecer o comportamento das precipitações nessa região. Além disso, a
instalação de um linígrafo ou de uma estação fluviométrica no eixo do riacho Reginaldo
é imprescindível para o conhecimento do comportamento da hidrodinâmica do principal
corpo hídrico da bacia;
A ampliação da rede de monitoramento da bacia do Reginaldo, também ajudaria na
obtenção de dados que auxiliassem numa possível validação da modelagem efetuada,
que não foi feita no presente trabalho, que teve dados suficientes apenas para uma
calibração;
Realização de visitas de campo aos pontos do riacho do Sapo e Pau D’Arco que não
puderam ser visitados principalmente por questões de segurança ou de acesso;
Representação de outros bueiros de menor importância ou porte, mas que também
estrangulam os corpos hídricos da área de estudo;
Elaborar uma melhor subdivisão das células localizadas na margem direita do riacho
Reginaldo, pois como neste trecho não se localiza nenhum afluente importante do
riacho Reginaldo ele foi discretizado de forma macroscópica neste trabalho;
Estudar soluções pontuais para as localidades que apresentaram uma lâmina d'água
entre 0,60 a 0,80 cm, identificadas no mapa de inundações após a implantação das
intervenções propostas. Como exemplo de locais que apresentaram uma profundidade
d'água dessa ordem, podem-se citar as vias de fundo de vale próximo à foz do riacho
Reginaldo. Uma solução para esta localidade, talvez, seja a implantação de um sistema
de bombeamento que direcione parte da cheia do riacho Reginaldo diretamente para o
mar. Alguns problemas pontuais, porém, provavelmente se referem à microdrenagem.
212
6. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
Outro passo importante na representação mais completa da bacia seria a introdução
deste sistema no MODCEL, que, em sua estrutura, permite esta representação
integrada;
Elaboração de ensaios de campo com a utilização de traçadores para determinação mais
consistente e redução das incertezas envolvidas na determinação do tempo de
concentração da bacia do riacho Reginaldo, já que esta bacia é foco de diversos estudos
e projetos desenvolvidos pelos pesquisadores da UFAL; e
Elaboração de novos diagnósticos utilizando outras combinações do pico da maré,
elaborando cenários menos críticos que os mapeados neste trabalho.
213
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