Prévia do material em texto
Aula 10 - Generalidades UNIDADE 4 – DRENAGEM URBNA 109 Unidade 10 – Drenagem Urbana Aula 10: Generalidades No processo de assentamento dos agrupamentos populacionais, o sistema de drenagem se sobressai como um dos mais sensíveis dos problemas causados pela urbanização, tanto em razão das dificuldades de esgotamento das águas pluviais quanto em razão da interferência com os demais sistemas de infraestrutura, além de que, com retenção da água na superfície do solo, surgem diversos problemas que afetam diretamente a qualidade de vida desta população. 1. Introdução O sistema de drenagem de um núcleo habitacional é o mais destacado no processo de expansão urbana, ou seja, o que mais facilmente comprova a sua ineficiência, imediatamente após as precipitações significativas, trazendo transtornos à população quando causa inundações e alagamentos. Além desses problemas gerados, também propicia o aparecimento de doenças como a leptospirose, diarreias, febre tifoide e a proliferação dos mosquitos anofelinos, que podem disseminar a malária. E, para isso tudo, estas águas deverão ser drenadas e como medida preventiva adotar-se um sistema de escoamento eficaz que possa sofrer adaptações, para atender à evolução urbanística, que aparece no decorrer do tempo. Para que este objetivo seja atingido, é de fundamental importância a realização de pesquisas entomoepidemiológicas detalhadas, para identificação com precisão dos locais escolhidos pelo vetor para reprodução, de forma a orientar as ações de drenagem. Um sistema geral de drenagem urbana é constituído pelos sistemas de macrodrenagem e macrodrenagem. Sob o ponto de vista sanitário, a drenagem visa principalmente: Aula 10 - Generalidades INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS – ESGOTO E DRENAGEM 110 • Desobstruir os cursos d’água dos igarapés e riachos, para eliminação dos criadouros (formação de lagoas); • A não propagação de algumas doenças de veiculação hídrica. 2. Conceitos 2.1. Microdrenagem A microdrenagem urbana é definida pelo sistema de condutos pluviais a nível de loteamento ou de rede primária urbana, que propicia a ocupação do espaço urbano ou periurbano por uma forma artificial de assentamento, adaptando-se ao sistema de circulação viária. É formada de: • Boca de lobo: dispositivos para captação de águas pluviais, localizados nas sarjetas; • Sarjetas: elemento de drenagem das vias públicas. A calha formada é a receptora das águas pluviais que incidem sobre as vias públicas e que para elas escoam; • Poço de visita: dispositivos localizados em pontos convenientes do sistema de galerias para permitirem mudança de direção, mudança de declividade, mudança de diâmetro e limpeza das canalizações; • Tubos de ligações: são canalizações destinadas a conduzir as águas pluviais captadas nas bocas de lobo para a galeria ou para os poços de visita; • Condutos: obras destinadas à condução das águas superficiais coletadas. 2.2. Macrodrenagem É um conjunto de obras que visam melhorar as condições de escoamento de forma a atenuar os problemas de erosões, assoreamento e inundações ao longo dos principais talvegues (fundo de vale). Ela é responsável pelo escoamento final das águas, a qual pode ser formada por canais naturais ou artificiais, galerias de grandes dimensões e estruturas auxiliares. A macrodrenagem de uma zona urbana corresponde à rede de drenagem natural pré-existente nos terrenos antes da ocupação, sendo constituída pelos igarapés, córregos, riachos e rios localizados nos talvegues e valas. Os canais são cursos d’água artificiais destinados a conduzir água à superfície livre. A topografia do terreno, natureza do solo e o tipo de escoamento, determinam a forma da seção a ser adotada, as inclinações de taludes e declividade longitudinal dos canais. Aula 10 - Generalidades UNIDADE 4 – DRENAGEM URBNA 111 Apesar de independentes, as obras de macrodrenagem mantêm um estreito relacionamento com o sistema de drenagem urbano, devendo, portanto, serem projetadas conjuntamente para uma determinada área. As obras de macrodrenagem consistem em: • Retificação e/ou ampliação das seções de cursos naturais; • Construção de canais artificiais ou galerias de grandes dimensões; • Estruturas auxiliares para proteção contra erosões e assoreamento, travessias (obras de arte) e estações de bombeamento. As razões para a necessidade de implantar ou ampliar nos centros urbanos, as vias de macrodrenagem são: • Saneamento de áreas alagadiças; • Ampliação da malha viária em vales ocupados; • Evitar o aumento de contribuição de sedimento provocado pelo desmatamento e manejo inadequado dos terrenos, lixos lançados sobre os leitos; • Ocupação dos leitos secundários de córregos. 2.3. Licenciamento Ambiental Para a execução de qualquer obra de drenagem, deverá ser obtida no órgão de proteção ambiental do município ou do estado a: • “I - Licença Prévia (LP) – concedida na fase preliminar do planejamento do empreendimento ou atividade aprovando sua localização e concepção, atestando a viabilidade ambiental e estabelecendo os requisitos básicos e Aula 10 - Generalidades INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS – ESGOTO E DRENAGEM 112 condicionantes a serem atendidos nas próximas fases de sua implementação;” • “II - Licença de Instalação (LI) – autoriza a instalação do empreendimento ou atividade de acordo com as especificações constantes dos planos, programas e projetos aprovados, incluindo as medidas de controle ambiental e demais condicionantes, da qual constituem motivo determinante;” • “III - Licença de Operação (LO) – autoriza a operação da atividade ou empreendimento, após a verificação do efetivo cumprimento do que consta das licenças anteriores, com as medidas de controle ambiental e condicionantes determinados para a operação.” “Parágrafo único – As licenças ambientais poderão ser expedidas isolada ou sucessivamente, de acordo com a natureza, características e fase do empreendimento ou atividade”. 2.4. Tipos de Drenagens Os principais tipos de drenagens são caracterizados conforme descrições a seguir. 2.4.1. Superficial É utilizada mais adequadamente para terrenos planos, com capa superficial sustentável e subsolo rochoso ou argiloso impermeável, impede o encharcamento do terreno, evita a saturação prolongada do solo e acelera a passagem de água sem risco de erosão e acumulação de lama no leito. Consta dos seguintes serviços: • Preparação da superfície do terreno; • Melhoria dos leitos naturais das águas; • Construção de valas. 2.4.2. Subterrânea A drenagem subterrânea tem como objetivo descer o lençol freático até um nível que favoreça os cultivos e garantir a estabilidade das estradas e a segurança das construções. A drenagem subterrânea, utilizando valas, é aplicada nos casos em que não é preciso descer o lençol freático mais que 1,5 m, isto porque o volume de terra a ser removido será proporcional ao quadrado da profundidade da vala. Aula 10 - Generalidades UNIDADE 4 – DRENAGEM URBNA 113 2.4.3. Vertical É utilizada em terrenos planos quase sem declive para que a água drene, como nos pântanos e marisma. Estes terrenos possuem uma capa superficial encharcada por existir abaixo dela uma camada impermeável, impedindo, assim, a infiltração. Poder-se-á dar saída às águas superficiais e subterrâneas, pelos poços verticais, fincados ou perfurados, preenchidos com pedras, cascalho ou areia grossa, protegendo assim, a sua estabilidade. Deve-se tomar precauções, em decorrência deste tipo de drenagem ocasionar risco de contaminação das águas subterrâneas. 2.4.4. Elevação MecânicaÉ utilizada nas seguintes situações: • Quando o nível da água a ser bombeada é inferior ao nível do local destinado a receber o líquido, uma vez que não há carga hidráulica no extremo inferior da área a ser drenada; • Quando o lençol freático do terreno é elevado, podendo-se substituir a rede de drenagem superficial por sistema de poços, a partir do bombeamento para as valas coletoras. 2.5. Critérios e Estudos para Obras de Drenagens Devem ser levados em consideração os seguintes critérios. • Levantamento topográfico que permita: ✓ Avaliar o volume da água empoçada; ✓ Conhecer a superfície do pântano em diferentes alturas; ✓ Determinar a profundidade do ponto mais baixo a drenar; ✓ Encontrar a localização de uma saída apropriada; e ✓ Determinar o traçado dos canais ou valas; • Estudo da origem da água que alimenta a área alagada, análise das consequências prováveis da vazão máxima e mínima, o uso da água e a reprodução de vetores; • Estudo do subsolo com ênfase na sua permeabilidade; • Distâncias a zonas povoadas, de trabalho ou lazer; • Exame da possibilidade de utilizar o material ao escavar as valas; Aula 10 - Generalidades INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS – ESGOTO E DRENAGEM 114 • Estudo das consequências ecológicas e da aceitação da drenagem pela população. 3. Infraestrutura de Água no Meio Urbano A saber, os principais sistemas hídricos em ambiente urbano, uns já estudados, outros em estudos e alguns apenas para conhecimento, são: • Mananciais de águas; • Abastecimento de água; • Coleta e tratamento de águas servidas (efluentes domésticos e industriais); • Controle da drenagem urbana; • Controle de inundações ribeirinhas. Os mananciais de água urbana são as fontes superficiais ou subterrâneas de água para abastecimento humano, animal e industrial. Os mananciais superficiais são os rios e lagos adjacentes às comunidades. Nestes sistemas, a quantidade de água disponível varia ao longo do tempo e, para atender a demanda, muitas vezes é necessário construir um reservatório para garantir o atendimento da demanda hídrica da comunidade ao longo do tempo. Os mananciais subterrâneos são os aquíferos que armazenam água no subsolo e permitem o atendimento da demanda através de bombeamento. A água subterrânea geralmente é utilizada em cidades pequenas e médias, pois depende da capacidade do aquífero de suportar a vazão que se deseja retirar sem comprometer seu balanço de entrada e saída de água. O abastecimento de água envolve a utilização da água extraída de mananciais que é transportada até a estação de tratamento de água (ETA) e depois distribuída à população por uma rede de encanamentos. Este sistema depende de suntuosos investimentos, geralmente públicos, para garantir água em quantidade e qualidade adequada à população. O assunto é melhor aprofundado na disciplina de Instalações Hidráulicas – Água Fria e Quente. O sistema de coleta e tratamento de águas servidas, como estudado em sulas anteriores, é o sistema de coleta dos efluentes residenciais, comerciais e industriais, de transporte deste volume, tratamento numa estação de tratamento de esgoto (ETE) e despejo da água tratada de volta ao sistema hídrico natural. O controle de inundações ribeirinhas consiste em evitar que a população seja atingida pelas inundações naturais. Os rios nos períodos chuvosos extravasam seu leito menor e Aula 10 - Generalidades UNIDADE 4 – DRENAGEM URBNA 115 ocupam o leito maior, dentro de um processo natural. Como isto ocorre de forma irregular ao longo do tempo, a população tende a ocupar o leito maior, ficando sujeita ao impacto das inundações. A drenagem urbana, como se sabe, envolve a rede de coleta de água precipitada sobre as superfícies urbanas, tratamento, que acaba acontecendo apenas nos casos em que é conduzida conjuntamente com as águas servidas, e o retorno aos rios. Como as cidades, geralmente, encontram-se assentadas em proximidades de corpos hídricos, o controle de inundações ribeirinhas passa a ser efetuada conjuntamente com o controle da drenagem. Assim como inundações ribeirinhas impactam e influenciam o controle da drenagem de pluviais, outros setores apresentam interfaces que, num planejamento integrado, devem ser consideradas. 3.1. Inundações Ribeirinhas Um vale de inundação (Figura) é definido principalmente por dois leitos: O leito menor, que representa a seção de rio por onde as águas escoam na maior parte do tempo, e o leito maior, por onde o rio escoa durante as inundações. O leito menor é claramente definido pelas margens dos rios e o leito maior é delimitado pelo vale onde o rio meandra. As inundações ocorrem quando as águas dos rios, riachos ou galerias pluviais saem do leito menor de escoamento devido à falta de capacidade de transporte de um destes sistemas e ocupa áreas utilizadas pela população para moradia, transporte (ruas, rodovias e passeios), recreação, comércio, indústria, e outras atividades humanas. Quando a precipitação é intensa e o solo não tem capacidade de infiltrar, grande parte do volume escoa para o sistema de drenagem, superando sua capacidade natural de escoamento. O excesso do volume que não consegue ser drenado ocupa a várzea inundando-a de acordo com a topografia das áreas próximas aos rios. Estes eventos Aula 10 - Generalidades INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS – ESGOTO E DRENAGEM 116 ocorrem de forma aleatória em função dos processos climáticos locais e regionais. Este tipo de inundação é aqui denominado inundação ribeirinha. 4. Planos Diretores de Drenagem Urbana Plano Diretor de Drenagem Urbana (PDDrU) tem sido cada vez mais instrumento das Cidades no planejamento e gestão das águas e que tem como objetivo criar os mecanismos de gestão da infraestrutura urbana relacionados com o escoamento das águas pluviais e dos cursos d’água na área urbana. Com isso, visa evitar perdas econômicas e melhorar as condições de saúde e meio ambiente da cidade. 4.1. Princípios Os princípios essenciais para o bom desenvolvimento de um programa consistente de drenagem urbana são: a) O PDDrU faz parte do Plano de Desenvolvimento Urbano e Ambiental (PDDUA) da cidade. A drenagem faz parte da infraestrutura urbana, portanto deve ser planejada em conjunto com os outros sistemas, principalmente o plano de controle ambiental, esgotamento sanitário, disposição de resíduos sólidos e tráfego. b) O escoamento durante os eventos chuvosos não pode ser ampliado pela ocupação da bacia, tanto num simples loteamento como nas obras de macrodrenagem existentes no ambiente urbano. Isto se aplica tanto a um simples aterro urbano como também se aplica à construção de pontes, rodovias e impermeabilização dos espaços urbanos. O princípio é de que cada usuário urbano não deve ampliar a cheio natural. c) O plano de controle da drenagem urbana deve contemplar as bacias hidrográficas sobre as quais a urbanização se desenvolve. As medidas não podem reduzir o impacto de uma área em detrimento de outra, ou seja, os impactos de quaisquer medidas não devem ser transferidos. Caso isso ocorra deve-se prever medidas mitigadoras. d) O plano deve prever a minimização do impacto ambiental devido ao escoamento pluvial, através da compatibilização com o planejamento do saneamento ambiental, controle de materiais sólidos e a redução da carga poluente das águas pluviais que escoam para o sistema fluvial externo à cidade. e) A regulamentação do PDDrU deve contemplar o planejamento das áreas a serem desenvolvidas e a densificação das áreas atualmente loteadas. Depois que a bacia ou parte dela estiver ocupada, dificilmente o poder público terá condições de Aula 10 - Generalidades UNIDADE 4 – DRENAGEM URBNA117 responsabilizar aqueles que estiverem ampliando a cheia, portanto se a ação pública não for realizada preventivamente através do gerenciamento, as consequências econômicas e sociais futuras serão muito maiores para o município. f) O controle de enchentes é realizado através de medidas estruturais e não estruturais, que dificilmente estão dissociadas. As medidas estruturais envolvem grande quantidade de recursos e resolvem somente problemas específicos e localizados, o que não significa que este tipo de medida seja totalmente descartada. A política de controle de enchentes certamente poderá chegar a soluções estruturais para alguns locais, mas dentro da visão de conjunto de toda a bacia, onde estas estão racionalmente integradas com outras medidas preventivas (não–estruturais) e compatibilizadas com o esperado desenvolvimento urbano. O controle deve ser realizado considerando a bacia como um todo e não trechos isolados. g) Valorização dos mecanismos naturais de escoamento na bacia hidrográfica, preservando, quando possível, os canais naturais. h) Integrar o planejamento setorial de drenagem urbana, esgotamento sanitário e resíduo sólido. A palavra-chave é a integração da drenagem com outros aspectos dos recursos hídricos urbanos. i) Os meios de implantação do controle de enchentes são o Plano Diretor Urbano, as Legislações Municipal/Estadual e o Manual de Drenagem. O primeiro estabelece as linhas principais, as legislações controlam e o Manual orienta. j) 1Controle permanente: o controle de enchentes é um processo permanente; não basta que se estabeleçam regulamentos e que se construam obras de proteção; é necessário estar atento às potenciais violações da legislação na expansão da ocupação do solo das áreas de risco; nenhum espaço de risco seja desapropriado se não houver uma imediata ocupação pública que evite a sua invasão; a comunidade deve ter uma participação nos anseios, nos planos, na sua execução e na contínua obediência das medidas de controle de enchentes. k) A educação de engenheiros, arquitetos, agrônomos e geólogos, entre outros profissionais, da população e de administradores públicos é vista como essencial para que as decisões públicas sejam tomadas conscientemente por todos. l) O custo da implantação das medidas estruturais e da operação e manutenção da drenagem urbana deve ser transferido aos proprietários dos lotes, proporcionalmente a sua área impermeável, que é a geradora de volume adicional, com relação as condições naturais. Aula 10 - Generalidades INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS – ESGOTO E DRENAGEM 118 m) O conjunto destes princípios prioriza o controle do escoamento urbano na fonte, distribuindo as medidas para aqueles que produzem o aumento do escoamento e a contaminação das águas pluviais. 4.2. Estrutura A estrutura do Plano Diretor de Drenagem Urbana pode ser vista na Figura a seguir. Os grandes grupos são: dados de entrada, fundamentos, desenvolvimento, produtos e programas. Cada uma destas etapas é explicada a seguir. 4.2.1. Dados de Entrada São as informações básicas necessárias para a elaboração do Plano Diretor. Estas informações abrangem os Planos de Gerenciamento e aspectos institucionais; cadastros físicos e dados hidrológicos. • Planos de Gerenciamento: Plano de Desenvolvimento urbano da cidade, Plano de Saneamento ou esgotamento sanitário, Plano de Controle dos Resíduos Sólidos e Plano Viário. São Planos que apresentam interface importante com a Drenagem Urbana. Quando os planos de Água e Aula 10 - Generalidades UNIDADE 4 – DRENAGEM URBNA 119 Saneamento e Resíduos sólidos são desenvolvidos de forma integradas as interfaces entre estes elementos devem ser destacadas; • Aspectos Institucionais: Legislação municipal relacionada com o Plano Diretor Urbano e meio ambiente; Legislação estadual de recursos hídricos e Legislação federal; Gestão da drenagem dentro do município; • Cadastro Físico: Cadastro da rede pluvial, bacias hidrográficas, uso e tipo de solo das bacias, entre outros dados físicos; • Dados hidrológicos: precipitação, vazão, sedimentos e qualidade da água do sistema de drenagem. O ideal é que este conjunto de informações esteja informatizado através de um SIG (Sistema Geográfico de Informações) e banco de dados georreferenciados. 4.2.2. Fundamentos São os elementos definidores do Plano, englobam os princípios, objetivos, estratégias e cenários; subdivisão da cidade em sub-bacias e sua compatibilização com o sistema de administração da mesma para a gestão da drenagem; e um diagnóstico do conjunto da drenagem urbana da cidade e suas interfaces. A seguir são descritos estes elementos. • Objetivos: um PDDrU deve buscar: (i) planejar a distribuição da água no tempo e no espaço, com base na tendência de ocupação urbana compatibilizando esse desenvolvimento e a infraestrutura para evitar prejuízos econômicos e ambientais; (ii) controlar a ocupação de área de risco de inundação através de restrições em áreas de alto risco e (iii) convivência com as enchentes nas áreas de baixo risco. • Estratégias: podem ser estabelecidas considerando o desenvolvimento do Plano Diretor de Desenvolvimento Urbano e outros planos e a infraestrutura existente na cidade. Assim, o PDDru pode adotar estratégias quanto ao desenvolvimento do Plano, quanto ao controle ambiental, ou outros aspectos. O PDDrU precisa apresentar medidas para remediar os problemas já existentes em decorrência da urbanização, como também deve apresentar medidas para prevenção da ocorrência de enchentes e inundações em áreas que futuramente venham a ser urbanizadas. 4.2.3. Desenvolvimento Aula 10 - Generalidades INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS – ESGOTO E DRENAGEM 120 Inclui medidas estruturais e não-estruturais. As principais medidas não-estruturais envolvem legislação e regulamentação sobre o aumento da vazão devido à urbanização e a ocupação de áreas de risco em regiões ribeirinhas, além da gestão dos serviços urbanos relacionados com as águas pluviais. O próprio Plano de Drenagem configura uma medida não estrutural de controle das enchentes urbanas, pois através de nova legislação ou da regulamentação da legislação existente busca-se introduzir os seus princípios. As medidas estruturais envolvem a determinação dos locais onde a drenagem não tem capacidade de escoamento e produz inundações para o cenário e risco escolhido. O Plano deve apresentar solução para evitar que eventos deste tipo ocorram. As etapas usuais são as seguintes: • Avaliação da capacidade de drenagem existente; • Identificação dos locais críticos, onde ocorrem inundações para o cenário e riscos definidos; • Estudo de alternativas para controle destas inundações; • Avaliação econômica; • Avaliação ambiental. 4.2.4. Programas São os estudos complementares de médio e longo prazo recomendados dentro do PDDrU visando a melhoria do planejamento da drenagem urbana de cada cidade. Dentro deste contexto podem ser previstos programas relacionados com o monitoramento de dados necessários ao planejamento e estudos complementares, manutenção e educação. A sua fiscalização deve ser incorporada na gestão. Baseado e adaptado de FUNASA, Christopher Freire, Lidiane Souza. Edições sem prejuízo de conteúdo.