Curva dos 100 anos: prevenções ao ordenamento urbano

Manejo de águas pluviais

Manejo de águas pluviais Quantidade de água Microdrenagem (definição não existe) Macrodrenagem Qualidade da água Ecologia (meio ambiente)

Triângulo relacionado ao tomador de decisões

Manejo de águas pluviais: QUANTIDADE

Enchente

Bacia Hidrográfica divisor das águas é o limite da bacia rede de canais

Bacias e microbacias As bacias e microbacias hidrográficas são unidades obrigatórias para a abordagem do planejamento urbano (Maricato, 2001).

Ciclo hidrológico natural tentamos manter o ciclo hidrológico: voltar ao que existia

Pluviômetro com proveta graduada interna P (mm)= r 2 h/R h=altura da água na proveta India (rede), 400 ac; Palestina, 100ac, China 1300 dc, Coreia, 1500 dc.

Pluviógrafo de flutuador

Precipitações médias mensais de Caraguatatuba Mês T  P  (°C)  (mm)   Jan   28,0   303   Fev   28,3   292   Mar   27,6   255   Abr   25,1   177   Mai   22,5   121   Jun   21,1   106   Jul   20,9   80   Ago   22,7   108   Set   23,9   176   Out   25,2   271   Nov   26,4   266   Dez   27,2   288   TOTAIS     2.443 

Hietograma Usar Huff primeiro quartil com 50% de probablidade

Huff, 1990, Kentucky para áreas até 1 Huff, 1990, Kentucky para áreas até 1.037km2 Primeiro quartil para chuvas menores ou igual a 6h (+comum); Segundo quartil para chuvas de 6,1h a 12h; Terceiro quartil para chuvas entre 12,1h a 24h e o Quarto quartil para chuvas maiores que 24h. (Segundo quartil usado na Usina de Belo Monte no rio Xingu, chuva de 24h, intervalo de 1h, Tr=2anos, Tr=10anos e Tr=100anos)

Curvas acumuladas de Huff para os Quartís: I, II, III e IV

Período de retorno

Período de retorno P=1/T T= freqüência P=probabilidade É o período de tempo em que um determinado evento hidrológico é igualado ou superado pelo menos uma vez. Galerias de águas pluviais prediais e públicas ≥ 25 anos ( P=1/25=0,04 4%) Reservatório de detenção dentro do lote: 25anos Rios e canais : Tr=100 anos (P=1/100 =1%) Bueiros: ≥ 100anos

Níveis de enchentes

Mapa com a inundação chuva de 100anos (USA Fema-Federal Management Emergency Agency)

Leed: piso 1,5m acima de Tr=100anos (não há lei e nem normas mundiais)

Como calcular a curva dos 100anos? Primeiro: calcular a vazão de pico na seção escolhida para Tr=100anos. Segundo: temos a vazão e um perfil da seção no local. Terceiro: adote uma altura y qualquer e calcular a vazão Q100 calculada usando a equação de Manning. Q= (1/n) x Ax R (2/3) x S0,5 A= área molhada (m2) S= declividade (m/m) Se Q calculado for igual a Q100 OK, caso contrario aumente ou diminua o valor de y até achar a vazão Q100 calculada. Quarto: o método é feito por tentativas para cada seção.

Politécnica de Milão, Itália I plani de drenaggio urbano Prof. Dr Politécnica de Milão, Itália I plani de drenaggio urbano Prof. Dr. Giulio De Marchi Diretrizes européias: 200 60/CE e 2007 60/CE Adaptação para a Itália Área A Tr= 100anos Área B Tr=200 anos (Inglaterra usa devido mudanças climáticas) Área C: Área de inundação catastrófica Tr=500 anos (Mississipi, 1993 inundação, Paraibuna, 2011-SP Brasil)

Leito menor Tr=2anos (afastamento 15m ( Leito menor Tr=2anos (afastamento 15m (?), Código Florestal) Leito maior Tr=100anos (Enchentes)

Projeto de lei federal Curva dos 100anos

Projeto de Lei Federal para curva dos 100anos Minuta de projeto de lei federal: curva dos 100 anos   Cria o mapa da curva de 100anos nos córregos e rios outras providências. Artigo 1. O governo de cada estado colocará a disposição do público a cada 5 anos mapas das áreas de enchentes relativos à curva obtida com período de retorno de 100anos em todos os córregos e rios do município localizados na área urbana e rural. Artigo 2. Os mapas deverão ser refeitos de cinco em cinco anos, levando-se em conta o aumento da área impermeável, mudanças no uso do solo e possíveis mudanças climáticas. A área da curva dos 100anos poderá sofrer alterações com a construção de reservatórios de detenção e aumento da infiltração de água no solo.

Projeto de Lei Federal para curva dos 100anos Artigo 3. O horizonte mínimo do projeto será de 20anos. Artigo 4. As novas construções a serem aprovadas dentro da curva dos 100anos atenderão exigências específicas da Prefeitura de modo a preservar vidas humanas e bens materiais. A áreas externas à área da inundação com altura de até 0,30m referente a curva dos 100anos poderá ser construída. Artigo 5. Fica proibido haver novas construções na área abaixo da cota de inundação mais de 0,30m de profundidade definida pela curva dos 100anos.

Ilha de Calor a) plantar árvores b) pintar os telhados de branco (CDHU+LEED+EPUSP Ilhabela) c) telhado verde (projeto de norma ABNT, projeto de lei CMSP) ∆t= 2,96 x log P – 6,41 (para cidades americanas) ∆t= 2,01 x log P – 4,06 (para cidades européias) P= população em habitantes

Urbanização e aumento das precipitações de curta duração

Slope das curvas de duração Canadá, Conference anual de civil engineering, junho, 2002 data base: 1975

Aumento das precipitações de curta duração devido a urbanização (Canadá, British Columbia 2002)

Efeito da urbanização Carter, 1961, Anderson, 1970, Dunne e Leopold, 1978in ASCE, 1996 Hydrology f= 1 + 1,5 U f= fornece o aumento relativo do aumento do pico da descarga U= fração da área impermeável Exemplo: 10% de aumento na área impermeável f= 1 + 1,5x0,1= 1,15 ( 15% de aumento na vazão de pico)

Exemplo de equação de chuva intensa de Caraguatatuba Latitude: 23 ⁰ 37´ 13” Longitude: 45⁰ 24´ 47” K=702,441 a=0,163 b=25,000 c=0,581 K. Tra I = ------------------------ (mm/h) (t+b) c Tr= período de retorno (anos) t= tempo de concentração (min)

El Niño Oscilação Sul (ENOS) El Nino Intervalo de 2 anos a 10anos. Média 5anos Aquecimento da água no Oceano Pacifico no dia de Natal perto do Peru: El Nino. Dura 12meses a 18meses Ao contrário, Resfriamento: La Nina Campinas: correlação trimestral com eventos do El Nino.

Em Nino dezembro, janeiro e fevereiro

Maré: considerar nos cálculos minimo de

Análise do gradiente hidráulico

Extravasamento de um PV quando o gradiente hidráulico está acima da tampa do PV

Conduto Forçado Maré alta; nível alto de um rio; nivel alto do tailwater Fórmula de Hazen-Willians, perdas de cargas localizadas, máximo 0,50m do piso da rua

Microdrenagem

Microdrenagem Poços de visita, galerias, caixa de ligação, boca de lobo ASCE, 1992: boas práticas- a água não chegar na rua próxima

Método em microdrenagem Método Racional usando Tr=25anos e em lugares especiais Tr=50anos (tubos, galerias, bocas de lobo)

Ligações de esgoto sanitário e águas pluviais Brasil adota sistema separador absoluto, isto é, esgoto separado das águas pluviais

Grade; Boca de leão Boca de lobo; slotted

Guia e Sarjeta velocidade na sarjeta =3,0m (P. S. W Guia e Sarjeta velocidade na sarjeta =3,0m (P.S.W.) 3,5m/s ou 4m/s (entrada máxima <15cm Cuidado !!!)

Dimensionamento de galerias Método Racional, maior tc para o ponto considerado

Risco para pedestres serem escorregar ou ser levados pela enxurrada (CIRIA) Risco do pedestre ser levado pela enxurrada y . V ≤ 0,5m2/s Risco do pedestre escorregar na enxurrada y . V2 < 1,23m3/s2 y < 0,20m (via pública) y < 0,30m (rodovia)

Bueiro

Dimensionamento errado do bueiro (máximo duas seções conforme FHWA)Quantidade

FHWA: bueiro c/máximo duas células Casos: entupimento Cuidado com o número de Froude e número de Vedernikov

Métodos de cálculos

Instalações prediais pluviais Calha Tr=25anos

Métodos de cálculos de canais e rios Método Racional até 2km2 de área da bacia Método do SCS (Soil Conservation Service) Método I-PAI-WU Método de Ven Te Chow Método de Clark Método de Snyder

Pontes Hidráulica de pontes para Tr=100anos Estudo de erosão na ponte para Tr=200anos Verificar remanso a montante Máximo de remanso: 0,30m Considerar o lançamento no mar com altura da maré de 2,00m.

Horizonte de projeto Horizonte de projeto: 20anos Não há normas técnicas da ABNT para drenagem de águas pluviais em logradouros públicos (somente instalações de águas pluviais prediais possuem norma)

Período de retorno P=1/T T= freqüência P=probabilidade É o período de tempo em que um determinado evento hidrológico é igualado ou superado pelo menos uma vez. Galerias de águas pluviais prediais e públicas ≥ 25 anos ( P=1/25=0,04 4%) Reservatório de detenção dentro do lote: 25anos Rios e canais : Tr=100 anos (P=1/100 =1%) Bueiros: ≥ 100anos

Debris flow

Desastre março 1967 Debris flow (Avalanches; Fluxo de detritos): cascalho, areia, lama, galhos, troncos de árvores, blocos de rocha etc. Tempo: segundos a poucos minutos Velocidade: 5m/s a 20m/s Vazão de detritos= 10 a 20 vezes vazão de cheia de água Pressões de impacto: 30 KN a 1000KN/m2 Declividade de 5 graus a 15 graus Caraguatatuba 120 mortos, 400 casas destruídas 700 escorregamentos de terra Danos na rodovia dos Tamoios Chuva em 24h: 420mm/dia (517mm/dia) Dois dias: 586mm/2 (695mm/2dias)dias Estudos prof. Dr. Faiçal Massad (EPUSP)

Debris flow Existem obras mitigadoras Cálculos aproximados da velocidade v, volume V, vazão Q, comprimento B. Determinados canais de água servirão para transporte de lama, árvores e matacões. Frequência: 100anos ou 200 anos USA, British Columbia: 500 anos para Q de debris flow Áustria: 150 anos Japão: não especifica o período de retorno

Manejo de águas pluviais: Qualidade

Amostradores de águas pluviais

BMP Teoria do first flush (90% reduzirá 80% do TSS) P=25mm

BMP Volume de reservatório (WQv) para melhoria da qualidade das águas pluviais Schueler Rv = 0,05 + 0,009. AI   WQv= (P/1000) . Rv . A Sendo: WQv= volume para melhoria da qualidade das águas pluviais (m3); Rv= coeficiente de escoamento volumétrico; A= área da bacia (m2); AI= área impermeável (%) e P= first flush ou carga de lavagem = 25mm de precipitação.

Pavimento modular (concreto ou PVC)

Pavimento modular BMP

Pavimento modular

Pavimento modular

Pavimento modular

Pavimento modular

Pavimento modular BMP

Pavimento modular Area ≤ 2ha S ≤ 5% Lençol freático: 1,20m K≥3,6mm/h (CIRIA)

Eficiência do pavimento modular

Pavimento modular Abaixam a temperatura cerca de 9ºC Alternativas para diminuir os efeitos da ilha de calor: árvores, pintar o telhado de branco, telhado verdes e pavimentos permeáveis.

Pavimento modular Há dois tipos básicos; Tipo A - Quando toda a água é infiltrada Tipo B - Nada é infiltrado

Pavimento modular Tipo A-Quando toda a água é infiltrada

Pavimento modular Tipo B – nada se infiltra A água toda é drenada

Trincheira de infiltração

Trincheira de infiltração dura 15anos; lençol freatico: 1,20m ou 1,50m;

Trincheira de infiltração custo C (US$)=1317 x V 0,63

Trincheira de infiltração solo tipo A ou B pedra britada 3 (25mm a 35mm) Inftiltração 7mm/h a 60mm/h

Canal gramado

Canal gramado

Canal gramado (ao longo fazemos faixa de filtro gramada) Melhoria da qualidadade das águas pluviais através da filtração Quase não há infiltração no solo

Caixa de captação de óleos e graxas Remove hidrocarbonetos (querosene, benzeno, gasolina, óleo, diesel etc) Remove 60% de sedimentos (TSS)

Uso: Posto de gasolina Pista de aeroportos Estacionamento de veículos Estrada de rodagem asfaltadas

Posto de gasolina

Aeroportos

Estacionamento de veículos

Estrada de rodagem

Caixa de captação de óleos e graxas (gravidade, normas API para glóbulos maiores ou iguais a 150µm e reduz o efluente para 50mg/L de óleos e graxas) Área máxima de 4.000m2

Placas coalescentes (para glóbulos iguais ou maiores que 60µm e reduzem efluente para 10mg/L de óleos e graxas)

Placas coalescentes

Caixa de retenção de óleo e sedimentos

Reservatório de detenção estendido

Reservatório de detenção estendido: quantidade + qualidade

Reservatório de detenção (Método Racional: até 3km2) V= 0,5 x (Qpós – Qpré ) tb x 60 Sendo: V= volume (m3) Qpós = vazão de pico no pós-desenvolvimento (m3/s) Qpré = vazão de pico no pré-desenvolvimento (m3/s) tc= tempo de concentração no pós desenvolvimento (min) tb= 3 x tc

Pico de enchentes pré e pós desenvolvimento

Frederick Law Olmsted, arquiteto Parque do Fens- Boston: Quantidade +qualidade -1877

Reservatório de detenção estendido

Reservatório de detenção estendido (enchente+melhoria da qualidade das aguas pluvais)

Reservatório de detenção estendido

Sugestão: Area acima de terreno > 10.000m2 obrigar a fazer reservatório de detenção estendido (quantidade +qualidade). Existe lei estadual para áreas impermeáveis acima de 500m2

Seminário sobre drenagem urbana em regiões litorâneas 3 de julho de 2012 Caraguatatuba Engenheiro civil Plinio Tomaz E-mail: pliniotomaz@uol.com.br Site: www.pliniotomaz.com.br Celular (11) 8181-6484