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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS
ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO STRICTO SENSU EM ENGENHARIA DO MEIO
AMBIENTE
KARLA ALCIONE DA SILVA
ANÁLISE DA EFICIÊNCIA DE MÉTODOS DE CONTROLE DE
ENCHENTES NA ATENUAÇÃO DE PICOS DE CHEIAS
UTILIZANDO O MODELO COMPUTACIONAL SWMM –
STORM WATER MANAGEMENT MODEL
Goiânia/GO
- Agosto, 2007 -
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KARLA ALCIONE DA SILVA
ANÁLISE DA EFICIÊNCIA DE MÉTODOS DE CONTROLE DE
ENCHENTES NA ATENUAÇÃO DE PICOS DE CHEIAS
UTILIZANDO O MODELO COMPUTACIONAL SWMM – STORM
WATER MANAGEMENT MODEL
Goiânia/GO
- Agosto, 2007 –
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação Stricto
Sensu em Engenharia do Meio Ambiente da Universidade
Federal de Goiás, como parte dos requisitos para obtenção do
título de Mestre em Engenharia do Meio Ambiente.
Área de concentração do programa: Recursos Hídricos e
Saneamento Ambiental.
Orientador: Prof. Dr. Klebber Teodomiro Martins Formiga
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KARLA ALCIONE DA SILVA
ANÁLISE DA EFICIÊNCIA DE MÉTODOS DE CONTROLE DE
ENCHENTES NA ATENUAÇÃO DE PICOS DE CHEIAS
UTILIZANDO O MODELO COMPUTACIONAL SWMM – STORM
WATER MANAGEMENT MODEL
Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia do
Meio Ambiente no Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em
Engenharia do Meio Ambiente da Escola de Engenharia Civil da
Universidade Federal de Goiás, aprovada em 31 de agosto de 2007 pela
seguinte Banca Examinadora:
____________________________________________________
Prof. Dr. Klebber Teodomiro Martins Formiga – UFG
Presidente da Banca
___________________________________________________
Prof. Dr. Eduardo Queija de Siqueira – UFG
Examinador Interno
___________________________________________________
Prof. Dr. Néstor Aldo Campana - UNB
Examinador Externo
Dados Internacionais de Catalogação-na-Publicação (CIP)
(GPT/BC/UFG)
Silva, Karla Alcione da.
S586a Análise da eficiência de métodos de controle de Enchentes
na atenuação de picos de cheias utilizando o modelo compu-
tacional SWMM – Storm Water managemente model / Karla
Alcione da Silva. – 2007.
126 f. : il.
Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de
Goiás, Escola de Engenharia Civil, 2007.
Orientador: Prof. Dr. Klebber Teodomiro Martins
Formiga.
Bibliografia: f. 99-104.
Inclui listas de figuras, tabelas , abrev., siglas e símbolos.
Inclui anexos.
1. Águas Pluviais – Controle de inundações – Goiânia
2. Goiânia, região metropolitana (GO) – Impermeabiliza-
ção 3. Storm Water Management Model I. Formiga, Kleb-
ber Teodomiro II. Universidade Federal de Goiás. Escola
de Engenharia Civil III. Título.
CDU: 628.1.037:551.311.2
Ao meu Deus, dono de toda a sabedoria. À
minha amada família, meu equilíbrio, e aos
meus amigos.
AGRADECIMENTOS
Uma das coisas que mais preso no homem é o dom de reconhecer as dádivas de Deus na
sua vida. Saber que tudo o que temos e que somos devemos a Ele. E é por isso que agradeço!
Agradeço a Ele pela minha família, meu bem maior, por minha paz, minha saúde, meu lar, meus
amigos e meu trabalho.
Agradeço à Deus por ter me concedido a bênção de viver em uma família maravilhosa,
com pais agraciados que me proporcionaram, antes de qualquer bem material, o apoio necessário
para o meu crescimento humano e espiritual. Obrigada papai e mamãe!
Aos meus irmãos Kátia Alessandra da Silva e Gustavo Gomes da Silva e meu cunhado
Eliabe Soares da Costa que demonstraram apoio e confiança em todos os momentos. Vocês são
verdadeiramente uma bênção na minha vida.
Ao Kenio Carvalho de Matos. Ainda não criaram palavras para que eu pudesse expressar
a minha enorme gratidão e amor por essa pessoa tão especial. A você eu dedico parte da minha
existência, a você eu dedico a minha formação, o meu mestrado e parte do meu crescimento
humano. Pode ser que eu conseguisse chegar aqui sem seu apoio, mas eu tenho a certeza que a
caminhada seria muito mais árdua.
Existem pessoas que entram na nossa vida com o intuito de provar que não existe bem
maior que o amor, o respeito e a amizade. Entre essas pessoas estão os meus grandes amigos e
irmãos de coração: Andréa Rodrigues da Cunha Naves , Daniela Santana David, Keila Carvalho
de Matos e Viníciu Fagundes Bárbara. À todos estes eu tenho muito a agradecer, principalmente
pelo apoio e carinho a mim sempre demonstrado.
Aos meus amigos Alberto Francener, Frederico Carlos M. de Menezes Filho, Paulo de
Tarso Ferreira Sales, Helaine Resplandes, Prof. Osmar Mendes , Prof. Alfredo Ribeiro da Costa
e Prof. Eduardo Queija de Siqueira, pela paciência e apoio nas horas de dúvidas.
Ao Prof. Altair Sales Barbosa, pelo estímulo e iniciação na pesquisa.
Aos meus amigos Vanuza Gomes Guimarães e Júlio César de Souza Oliveira Pinto, pelo
carinho, compreensão e apoio. Vocês não sabem o quanto foram importantes nessa fase da minha
vida.
Ao meu orientador Klebber Teodomiro Martins pela compreensão, estímulo, persistência,
paciência e empenho para a qualidade deste trabalho. Este sim é um exemplo de humildade e
sabedoria.
Ao Ilton Belchior Cruvinel, pelo estímulo e apoio na fase final desse trabalho.
À Secretária do Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Engenharia do Meio
Ambiente (PPGEMA), Deuzélia Rosa Gomes dos Santos, pela paciência, apoio e conversas
edificantes.
À todos os meus colegas de mestrado que de alguma forma me ofereceu apoio e auxilio.
Aos seguintes órgãos e seus respectivos funcionários, pelo apoio institucional, financeiro
e/ou logístico: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq),
Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Engenharia do Meio Ambiente (PPGEMA) e a
Universidade Federal de Goiás (UFG).
À todos que contribuíram de alguma maneira singular para a conclusão desse trabalho.
“Cada dia a natureza produz o
suficiente para nossas necessidades.
Se cada um tomasse o que lhe fosse
necessário, não haveria pobreza no
mundo e ninguém morreria de
inanição”.
(Mohandas Karamchand Ganhi)
RESUMO
O presente trabalho apresenta a avaliação da eficiência de quatro métodos de controle de
enchentes em uma bacia urbana localizada na cidade de Goiânia, que apresenta graves problemas
de inundação. Estes alagamentos devem-se a alguns fatores que foram levantados, tais como:
muitas áreas impermeabilizadas, poucas áreas verdes e rede com dimensões pequenas e
insuficientes para o escoamento de todo o volume produzido. Foram analisadas a implantação de
microservatórios de detenção, trincheira de infiltração, o aumento da área permeável no interior
do lotes (de 30% e 50%) e o uso dos lagos do Bosque dos Buritis como dispositivo de controle.
Para tanto, procederam-se simulações no modelo computacional SWMM – Storm Water
Management Model – em que foram avaliados 11 cenários hipotéticos na bacia, que consistiram
na aplicação dos dispositivos de forma individual e em conjunto. Para a determinação do índice
de impermeabilização da área estudada foi necessário realizar um levantamento em uma área
amostra, o qual demonstrou uma média de 86.16% de impermeabilização em cada lote. A
precipitação utilizada foi uma série sintética, determinada por meio da equação de chuva
desenvolvida por Costa e Brito (1999) com tempo de recorrência adotado de 2 anos. Para
representar a infiltração, optou-se por trabalhar com a equação de infiltração de Horton, segundo
os parâmetros de Moura (2005). O cenário simulado com a implantação de trincheira de
infiltração e o aumento da área permeável em 50% apresentou aproximadamente 43% de
eficiência na redução da vazão de pico, indicando que essa poderia ser a melhor solução para o
problema analisado, enquanto que o cenário com microreservatórios apresentou a menor
eficiência, aproximadamente 3%.
Palavras-chave: SWMM, dispositivos de controle de enchentes, impermeabiliazação, bacia
urbana.
ABSTRACT
This research presents an evaluation of the eficiency of four flood control measures applied to an
urban basin in the city of Goiânia, State of Goiás, Brazil. Goiânia shows frequent flooding
problems. The following factors have been identified as causes of the floodings: (1) significant
number of impervious areas (2) lack of green areas, (3) insuficient capacity of the pipe network
to convey the produced water volume. Small detention basins, infiltration trenches and the
increase of permeable areas (30-50%) within parcels have been evaluated as flood control
measures as well as the use of the “Lago do Bosque dos Buritis” as a detention basin. For this
purpose, the Stormwater Management Model – SWMM has been applied for evaluating 11
hypothetic management measures in the water basin. The later control measures were evaluated
individually as combined. In determining the impervious area index of the studied area, field
visits have been carried out, which showed high imperviousness. (86.16%). A synthetic rainfall
time series, derived from the equation proposed by Costa e Brito (1999) with recurrence of 2
years, has been used in the simulations. Horton`s equation was applied to represent infiltration
with parameters presented in Moura (2005). The scenario which combines the use of infiltration
trenches and the increase of pervious areas to 50% has shown to be the best solution in reducing
peak flow with 43% eficiency. On the other hand, the scenario using detention basins presented
the smallest efficiency (3%).
Key words: SWMM, flood control measures, imperviousness, urban basin
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 2.1: Esquema do ciclo hidrológico (TEIXEIRA.et al., 2003).......................................23
FIGURA 2.2: Processos que ocorrem numa área urbana (HALL, 1984 apud PORTO,
2004)..............................................................................................................................................25
FIGURA 2.3: Esquema de bacia de detenção (MAIDMENT, 1993 apud TUCCI, 2005)............31
FIGURA 2.4: Esquema de bacia de detenção off-line (adaptado TUCCI, 2005)........................32
FIGURA 2.5: Modelo de reservatório de lote (CRUZ, 1998).......................................................35
FIGURA 2.6: Esquema de armazenamento de água pluvial na fonte (Fonte: Lucia Helena de
Oliveira).........................................................................................................................................36
FIGURA 2.7: Esquema de Vala de Infiltração (URBONAS E STAHRE,1993 apud TUCCI,
2005)..............................................................................................................................................36
FIGURA 2.8: Vala de infiltração...................................................................................................36
FIGURA 2.9: Trincheira de Infiltração (Azzout et al., 1994 apud Silveira, 2002).......................37
FIGURA 2.10: Representação do hidrograma (RAMOS et al., 1999).........................................40
FIGURA 3.1: Área estudada com os pontos de descarga..............................................................65
FIGURA 3.2: Área de alagamento na AV. 87 no Setor Sul em Goiânia (nov/2006)....................65
FIGURA 3.3: Vista aérea do Bosque dos Buritis (Google Earth, 2006).......................................66
FIGURA 4.1: a) Comparação do hidrograma entre SD6 e SD13 na Bacia do Córrego Botafogo;
b) Comparação do hidrograma entre SD6 e SD13 no Bosque dos Buritis....................................69
FIGURA 4.2: Hietograma da precipitação de projeto...................................................................70
FIGURA 4.3: Vista parcial de residências estudadas: a) casa 1; b) casa 6....................................72
FIGURA 4.4: a) Lago 1 do Bosque dos Buritis; b) Lago 2 do Bosque dos Buritis;c) Lago 3 do
Bosque dos Buritis.........................................................................................................................73
FIGURA 4.5: Gráfico de comparação das simulações SLP e SLR...............................................74
FIGURA 4.6: a) Hidrograma de saída dos modelos SD6 e SD6B -Bosque dos Buritis; b)
Hidrograma de saída dos modelos SD6 e SD6B -Córrego Botafogo............................................78
FIGURA 4.7: Localização dos pontos de extravasamento na bacia – SD6...................................79
FIGURA 4.8: Comparação do hidrograma de saída do modelo SD13 no Bosque dos Buritis e
Córrego dos Buriti..........................................................................................................................81
FIGURA 4.9: Localização dos pontos de extravasamento na bacia – SD13.................................82
FIGURA 4.10: a) Hidrograma de saída dos modelos SD13 e SD13B -Bosque dos Buritis; b)
Hidrograma de saída dos modelos SD13 e SD13B -Córrego Botafogo........................................83
FIGURA 4.11: a) Hidrograma de saída dos modelos SD13 e SD13P -Bosque dos Buritis; b)
Hidrograma de saída dos modelos SD13 e SD13P -Córrego Botafogo.........................................84
FIGURA 4.12: a) Hidrograma de saída dos modelos SD13 e SD13P50 -Bosque dos Buritis; b)
Hidrograma de saída dos modelos SD13 e SD13P50 -Córrego Botafogo.....................................86
FIGURA 4.13: a) Hidrograma de saída dos modelos SD13 e SD13TF -Bosque dos Buritis; b)
Hidrograma de saída dos modelos SD13 e SD13TF -Córrego Botafogo......................................87
FIGURA 4.14: a) Hidrograma de saída dos modelos SD13 e SD13BP -Bosque dos Buritis; b)
Hidrograma de saída dos modelos SD13 e SD13BP -Córrego Botafogo......................................89
FIGURA 4.15: a) Hidrograma de saída dos modelos SD13 e SD13P50B -Bosque dos Buritis; b)
Hidrograma de saída dos modelos SD13 e SD13P50B -Córrego Botafogo..................................90
FIGURA 4.16: a) Hidrograma de saída dos modelos SD13 e SD13P50TF -Bosque dos Buritis; b)
Hidrograma de saída dos modelos SD13 e SD13P50TF -Córrego Botafogo................................92
FIGURA 4.17: Hidrograma de entrada e saída do primeiro reservatório......................................93
LISTA DE TABELAS
TABELA 2.1: Alteração de parâmetros climáticos devido à urbanização (adaptado de PORTO,
2004).........................................................................,,,,,,,,,,,,,,,,,,...................................................24
TABELA 2.2: Origem e natureza dos poluentes das águas pluviais (Chocat et a.l, 1997)...........27
TABELA 2.3: Medidas de controle de inundações (RAMOS et al.,1999.....................................30
TABELA 2.4: Vantagens e desvantagens da implantação de bacias de detenção (adaptado de
RAMOS et al.,1999)......................................................................................................................31
TABELA 3.1: Valores de k em função de
ε
.................................................................................60
TABELA 4.1: Características dos lotes da área de amostragem...................................................72
TABELA 4.2: Características dos lagos do Bosque dos Buritis....................................................73
TABELA 4.3: Volume agrupado dos microreservatórios em cada sub-área na discretização em
13....................................................................................................................................................75
TABELA 4.4: Porcentagem de área impermeável por sub-área....................................................76
TABELA 4.5: Cenários simulados no trabalho.............................................................................77
TABELA 4.6: Resumo dos resultados para cada cenário..............................................................94
TABELA A1: Resultado das simulação com o cenário SD13 para o Bosque dos Buritis........ 107
TABELA A2: Resultados da simulação com o cenário SD13 para o Córrego Botafogo..........108
TABELA A3: Resultado da Simulação com o cenário SD13B para o Bosque dos Buritis......109
TABELA A4: Resultado da Simulação com o cenário SD13B para o Córrego Botafogo..........110
TABELA A5: Resultado da Simulação com o cenário SD13P para o Bosque dos Buritis........111
TABELA A6: Resultado da Simulação com o cenário SD13P para o Córrego Botafogo.........112
TABELA A7: Resultado da Simulação com o cenário SD13P50 para o Bosque dos Buritis...113
TABELA A8: Resultado da Simulação com o cenário SD13P50 para o Córrego Botafogo.....114
TABELA A9: Resultado da Simulação com o cenário SD13TF para o Bosque dos Buritis.....115
TABELA A10: Resultado da Simulação com o cenário SD13TF para o Córrego Botafogo.....116
TABELA A11: Resultado da Simulação com o cenário SD13BP para o Bosque dos Buritis..117
TABELA A12: Resultado da Simulação com o cenário SD13BP para o Córrego Botafogo.....118
TABELA A13: Resultado da Simulação com o cenário SD13P50B para o Bosque dos
Buritis...........................................................................................................................................119
TABELA A14: Resultado da Simulação com o cenário SD13P50B para o Córrego Botafogo .120
TABELA A15: Resultado da Simulação com o cenário SD13P50TF para o Bosque dos
Buritis...........................................................................................................................................121
TABELA A16: Resultado da Simulação com o cenário SD13P50TF para o Córrego
botafogo.......................................................................................................................................122
TABELA A17: Resultado da Simulação com as bacias de detenção do Bosque dos Buritis.....123
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
SWMM
Storm Water Management Model
EPA
Environmental Protection Agency
DERMU-
COMPAV
Departamento de Estradas e Rodagens e Companhia de Pavimentação
do Município de Goiânia
MUBDG Mapa Urbano Digital de Goiânia
GPS Sistema de Posicionamento Global ou Global Position System
SCS
Soil Conservation Service
SD6
Discretização da área em 6 sub-área com características atuais, sem
nenhum método de controle
SD6B
Discretização da área em 6 sub-área com implantação de
microreservatórios
SD13
Discretização da área em 13 sub-áreas com características atuais, sem
nenhum métodos de controle;
SD13B Implantação de microreservatórios
SD13P
Aumento de área permeável (30% em cada lote).
SD13PB
Inserção de microreservatórios com aumento da área permeável (30% em
cada lote).
SD13P50 Aumento de área permeável (50% em cada lote).
SD13TF Implantação de trincheira de infiltração no lote
SD13P50B
Aumento de área permeável (50%) com implantação de
microreservatórios
SD13P50TF
Aumento de área permeável (50%) com implantação de valas de
infiltração
SD13LB
Simulação do modelo com a implantação dos lagos dos Bosque dos
Buritis
LISTA DE SÍMBOLOS
esd
V
Escoamento superficial direto
A
Área de drenagem
e
h
Lamina da chuva excedente
F
Retenção do solo
P
Precipitação total
a
I
Extração inicial
e
P
Precipitação escoada
S
retenção potencial do solo
CN
número de curva
i Intensidade de chuva
B
,
b
,
c
parâmetros que descrevem características locais
T
período de retorno
t Duraçã da chuva
β
,
,
γ
,
δ
parâmetros regionais associados ao período de retorno T
I
0
capacidade de infiltração inicial
I
b
capacidade de infiltração final)
K
constante que representa a taxa de decréscimo na
capacidade I
t
c
t
Tempo de concentração
L
Comprimento do talvegue
S
Declividade do talvegue
J
Volume da bacia de detenção
a
Q
Vazão afluente
k
Fator que é função da relação da detenção
c
t
Tempo de concentração
ε
Quociente entre a vazão efluente e vazão
e
Q
Vazão efluente
D
Comprimento do escoamento
v
Velocidade do escoamento
hΔ
Desnível do lote
s
V
Volume da Bacia
d
Q
Vazão pós-ocupação
a
Q
Vazão antes da ocupação
SUMÁRIO
CAPÍTULO 1 –ELEMENTOS PRÉ-TEXTUAIS 19
1.1 Introdução 19
1.2 Justificativa 20
1.3 Objetivos 22
1.3.1 Objetivo Geral 22
1.3.2 Objetivo Especifico 22
CAPÍTULO 2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 23
2.1 O Efeito da Urbanização no Meio Ambiente 23
2.2 Qualidade das águas de escoamento superficial 24
2.3 Medidas de Controle de Inundação 26
2.3.1 Medidas não-estruturais 28
2.3.2 Medidas estruturais 29
2.3.2.1 Reservatórios de detenção 29
2.3.2.2 Dispositivos de Infiltração 34
2.3.2.2.1 Vala, Valetas e Planos de Infiltração 34
2.3.2.2.2 Trincheira de Infiltração 35
2.3.3 Casos Práticos 37
2.4 Chuva Excedente 38
2.4.1 Método do Soil Conservation Service (SCS) 38
2.4.2 Hidrograma 40
2.4.3 Curvas IDF 41
2.5 Modelos Hidrológicos 42
2.6 Aspectos Legais 45
2.6.1 Aspectos Legais da Drenagem Urbana em Nível Internacional 46
2.6.2 Aspectos legais da drenagem urbana no Brasil 47
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS 52
3.1 Escolha do Modelo Computacional 52
3.2 Discretização da Área no Modelo 53
3.3 Parâmetros de entrada no Modelo 54
3.3.1 Intervalo de Tempo de Simulação 54
3. 3.2 Parâmetros básicos 54
3.3.3 Equação de infiltração 55
3.3.4 Tempo de concentração 56
3.3.5 Precipitação de Projeto 57
3.4 Métodos de Controle 58
3.4.1 Microreservatórios de Detenção 59
3.4.1.1 Método do Muller – Neuhaus 59
3.4.1.2 Método do Tucci 60
3.4.2 Bacias de Detenção 61
3.4.2.1 Método Franco 61
3.4.2.2 Método de Guo 62
3.4.3 Ajuste da Simulação da Bacia 62
3.4.4 Consideração dos Microreservatórios no Modelo SWMM 62
3.4.5 Consideração da Vala de Infiltração no Modelo 63
3.4.6 Aumento de Área Permeável 63
3.5 Características da Área Estudada 64
3.5.1 Área de Amostragem 66
3.5.2 Lagos do Bosque dos Buritis - Método de Controle 67
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES 68
4.1 Parâmetros Básicos de Entrada no Modelo 68
4.1.1 Discretização da Área 68
4.1.2 Tempo de Concentração 70
4.1.3 Tempo de Simulação e Precipitação 70
4.1.4 Dimensionamento de Microreservatórios 71
4.1.5 Dimensionamento da Bacia de Detenção 71
4.1.6 Levantamento da Área de Amostragem 72
4.1.7 Lagos do Bosque dos Buritis 73
4.1.8 Simulação dos Microreservatórios no SWMM 74
4.1.9 Aumento da Área Permeável 76
4.1.10 Simulação de Cenários 76
4.2 Resultados e Análise das Simulações 77
4.2.1 Cenários SD6 e SDB6 78
4.2.2 Simulação da Bacia (SD13) 80
4.2.3 Microreservatórios no Cenário (SD13B) 81
4.2.4 Área Permeável de 30% (SD13P) 84
4.2.5 Área permeável de 50% (SD13P50) 85
4.2.6 Trincheiras de Infiltração (SD13TF) 87
4.2.7 Microreservatório com Aumento de Área Permeável para 30%/lote (SD13BP) 88
4.2.8 Microreservatório com Aumento de Área Permeável para 50%/lote (SD13P50B) 90
4.2.9 Trincheira de Infiltração com Aumento de Área Permeável (SD13P50TF) 91
4.2.10 Bacia de Detenção do Bosque dos Buritis 93
4.3. Discussão 94
CAPÍTULO 5 – CONCLUSÕES E SUGESTÕES 96
5.1 Conclusões e Sugestões 96
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 99
ANEXO 1 106
ANEXO 2 108
APENDICE 1 110
CAPÍTULO 1 – ELEMENTOS PRÉ-TEXTUAIS
19
CAPITULO 1 - ELEMENTOS PRÉ-TEXTUAIS
1.1 Introdução
O crescente processo de urbanização das cidades de todo o mundo, seja em países
desenvolvidos ou em desenvolvimento, juntamente com o aumento conseqüente da
impermeabilização das áreas e ocupação inadequadas de áreas ribeirinhas, tem promovido
grandes problemas de inundações urbanas. A impermeabilização não só promove o agravamento
de enchentes, mas também impede a recarga do lençol freático e favorece o aumento da
temperatura local. Mesmo sendo em pequena escala, a mudança do clima pode tomar proporções
maiores à medida que mais áreas vão sendo impermeabilizadas. Estudos recentes indicam uma
relação direta entre o aumento da impermeabilização e o incremento da vazão de pico (TUCCI,
1998). Assim, quanto mais urbanizada a área, maior freqüência de inundações.
Neste sentindo um sistema de drenagem urbana eficiente se torna um elemento
indispensável a qualquer área urbana e não deve ser visto meramente como uma obra de
engenharia destinada a escoar o excesso de água, pois compreende o conjunto de todas as
medidas a serem tomadas que visem à atenuação dos riscos e dos prejuízos decorrentes de
inundações aos quais a sociedade está sujeita. Para tanto, deve-se trabalhar com diversos
enfoques para minorar estes impactos, tais conceitos são baseados em medidas estruturais e
medidas não estruturais, e serão abordadas nesse trabalho.
Atualmente no mundo, aproximadamente 60% da população vive em áreas urbanas,
no Brasil, segundo o censo de 2000 do IBGE, este índice já está na casa dos 80%. Tal aumento
na taxa de ocupação urbana ocorreu somente nas últimas décadas do Século XX. Este
crescimento na maioria dos casos deu-se de modo desordenado e não planejado, contribuindo
para o aumento das enchentes urbanas. Para que as cidades se tornem mais sustentáveis do ponto
de vista ambiental é necessário implementar o conceito de coleta armazenamento, utilização e
infiltração de águas pluviais, assunto que tem sido muito discutido em nível nacional e
internacional.
Segundo Fendrich (2005), as cidades brasileiras precisam promover a construção de
sistemas de coleta, armazenamento, utilização e infiltração das águas pluviais, para assegurar a
CAPÍTULO 1 – ELEMENTOS PRÉ-TEXTUAIS
20
auto-sustentabilidade dos sistemas de abastecimento de água, restabelecer e proteger a circulação
da água regionalmente. Dessa maneira, o principal foco da presente pesquisa consistiu em
estudar a eficiência de métodos de controle do escoamento e conseqüentemente na redução de
enchentes em bacias urbanas.
A concepção dos métodos para atenuação de picos de cheia baseia-se na redução
parcial ou total do volume escoado nas superfícies pelas precipitações antes que esta atinja a rede
de drenagem existente, ou seja, sua aplicação é realizada no interior de lotes, nos passeios,
estacionamentos, praças e parques, etc.
As formas de redução da cheia avaliadas neste trabalho foram:
− microreservatórios de detenção;
− trincheira de infiltração;
− bacia de detenção
− aumento da área permeável.
A avaliação foi realizada empregando a ferramenta computacional Storm Water
Management Model (SWMM), versão 5.0, desenvolvida pela Environmental Protection Agency
(EPA). Este é um programa gratuito e livre, além de ser um dos mais utilizados nos dias atuais
por pesquisadores de várias partes do mundo na modelagem de sistemas de águas pluviais.
1.2 Justificativa
Os problemas enfrentados pelas bacias urbanas não podem ser resolvidos de forma
isolada pela Engenharia ou simplesmente com o uso de modelos computacionais. É importante
que se consolidem estudos sistemáticos que envolvam as diferentes áreas complementares do
conhecimento, para que, por meio da interdisciplinaridade de equipes, seja possível superar os
atuais e futuros desafios impostos pela nova realidade de urbanização.
Visto que as bacias urbanas possuem, normalmente, um sistema de drenagem antigo e
muitas vezes sub-dimensionado, problemas de alagamentos não são raros de serem observados.
A área adotada como exemplo para o desenvolvimento deste trabalho está localizada em uma
parte nobre da cidade de Goiânia, e é caracterizada por residências com um grande índice de
impermeabilização. Devido a isto, o incremento da vazão de contribuição da área aumentou
CAPÍTULO 1 – ELEMENTOS PRÉ-TEXTUAIS
21
consideravelmente nos últimos anos. Para que o problema de enchentes na região em questão
possa ser sanado, é possível a adoção de medidas caras, por exemplo, a expansão da rede ou a
adoção de medidas alternativas e mais econômicas para o município, mas que necessitariam de
uma maior conscientização da população, da comunidade técnica e de legislações específicas
eficazes. É exatamente nesse ponto que se vê a possibilidade de implantação de métodos de
controle em nível de lote.
Concomitante à questão da adoção de microreservatórios podem ser buscadas
alternativas de detenção em nível de bacia. Sendo assim, vislumbrou-se a possibilidade de
utilização de uma bacia de detenção local, localizado no Bosque dos Buritis, na parte mais baixa
da região estudada, e que poderia ser utilizado como método de controle de enchentes.
A modelação destaca-se como uma ferramenta imprescindível no que tange às
questões hídricas em geral, e principalmente na avaliação de cheias de projeto, pois possibilita
uma ampla abordagem sobre os principais mecanismos e interações que se desenvolvem em uma
área urbana. Através dos modelos matemáticos, é possível compreender algumas propriedades
dos sistemas, prever suas reações a estímulos e estimar suas capacidades de escoamento. Essas
ferramentas também permitem antever os impactos decorrentes de inúmeros cenários hipotéticos,
o que possibilita fundamentar as decisões de gestão de bacias tomadas por seus responsáveis
legais.
Nesta pesquisa, o modelo SWMM foi utilizado, basicamente, na avaliação da
implantação dos métodos de controle na redução dos pontos de alagamento, tendo sido
fundamentado em informações obtidas da literatura e in loco. Esse modelo poderá auxiliar na
busca das possíveis soluções gerenciais para a minimização dos impactos que ocorrem na área,
principalmente no que diz respeito à inundações.
Espera-se que esse trabalho seja uma contribuição para a comunidade científica, visto
que problemas de enchentes são constantes nas grandes cidades.
CAPÍTULO 1 – ELEMENTOS PRÉ-TEXTUAIS
22
1.3 Objetivos
1.3.1 Objetivo Geral
O objetivo deste trabalho foi simular medidas de contenção de cheia em nível de lote e da
bacia verificando também a eficiência destas medidas na diminuição da magnitude e freqüência
das cheias na área.
1.3.2 Objetivos específicos
Foram objetivos específicos da pesquisa:
a) aplicar um método para utilização de um modelo hidrológico computacional;
b) adaptar a simulação de medidas de contenção de cheia - microreservatórios, trincheira de
infiltração e aumento da área permeável - no modelo SWMM;
c) verificar se ocorre alteração significativa na adaptação do modelo de modo ao inviabilizar os
resultados;
d) dimensionar os métodos de controle utilizados empregando métodos da literatura;
e) aplicar o modelo a uma bacia urbana real, localizada na cidade de Goiânia;
f) avaliar a eficiência das medidas isoladamente e em conjunto;
g) divulgar os resultados da pesquisa para a comunidade científica e sociedade interessada.
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
23
CAPITULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 O Efeito da Urbanização no Meio Ambiente
O ciclo hidrológico é um sistema fechado que rege toda a distribuição de água no
planeta. Este é um sistema complexo que pode sofrer influências de alterações no meio. A
urbanização é um dos elementos que pode alterar o funcionamento do ciclo hidrológico e,
conseqüentemente, a distribuição de água além da sua qualidade. Na Figura 2.1, pode-se
visualizar o esquema do ciclo hidrológico.
Figura 2.1 - Esquema do ciclo hidrológico (TEIXEIRA et al., 2003)
Naturalmente, parte da água precipitada sobre a terra sofre o processo de infiltração,
transferência da água da superfície para o interior do solo, mas, para que haja a infiltração é
necessário que o solo esteja suscetível a esse processo. Com a urbanização, tende-se a ocorrer a
impermeabilização de áreas cada vez maiores, o que impede a infiltração e ocasiona grandes
danos ambientais: é promovido o aumento do escoamento superficial; ocorre o impedimento da
recarga do lençol freático, que é realizado através da infiltração; há uma maior evaporação e
menor evapotranspiração e um aumento da temperatura, uma vez que as superfícies permeáveis
absorvem o calor e o devolve ao ambiente. Esse aumento da temperatura pode ainda promover o
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
24
aumento de precipitações convectivas, pois favorece a movimentação do ar ascendente (Tabela
2.1).
Tabela 2.1 - Alteração de parâmetros climáticos devido à urbanização (adaptado de
PORTO, 2004)
Elemento Variação em relação à área natural
Precipitações totais 5 a 10% maior
Temperatura do ar 0,5 a 1,0 ºC maior
Umidade relativa 2 a 8% maior
Nebulosidade 100% maior
Conforme Porto et al.(2004), as conseqüências sobre o clima, apesar de agir em
pequena escala, podem, a longo prazo, causar alterações sobre a qualidade das águas pluviais,
diminuição de vazões mínimas e a conseqüente alteração do microclima urbano como regime de
chuvas, ilhas de calor, elevação na umidade do ar, mudança na direção e velocidade do vento
entre outros. O aumento do escoamento ainda pode promover o aumento de doenças como cólera,
dengue, malária, leptospirose, esquistossomose, febre tifóide e poliomielite. Pode-se observar na
Figura 2.2 alguns dos efeitos da urbanização e as suas interligações.
2.2 Qualidade das águas de escoamento superficial
O escoamento superficial tem efeito direto sobre a qualidade da água de rios e lagos,
pois acaba por transportar o lixo depositado em locais inadequados e contaminantes como, por
exemplo, metais pesados, pesticidas, compostos orgânicos e organismos patogênicos. A
quantidade de lixo carreada para os mananciais aumentou significativamente nas últimas décadas.
A contaminação ocorre, principalmente, em função das ligações clandestinas de esgoto, que é
extremamente nociva ao ecossistema aquático, além de prejudicar o uso dos corpos receptores
para abastecimento público e recreação.
Segundo Fendrich (1999) os efeitos a seguir podem ser notados na qualidade da água
em razão do escoamento de água pluvial, como:
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
25
Figura 2.2 - Processos que ocorrem numa área urbana (HALL, 1984 apud
PORTO, 2004).
♦ aumento do carreamento de nutrientes, como nitrogênio e fósforo, ao corpo receptor
das águas de drenagem urbana, aumentando a população de algas e vegetais aquáticos superiores,
provocando a eutrofização do ecossistema aquático;
♦ aumento dos depósitos de sedimentos (assoreamento) que alteram o leito do corpo
d’água receptor, causando diminuição da capacidade de escoamento, destruição de habitats e
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
26
diminuição e alteração das populações que vivem no fundo dos corpos receptores de águas
pluviais;
♦ depleção da concentração de oxigênio dissolvido (O.D) dos corpos receptores de
águas pluviais, pela decomposição e oxidação de matéria orgânica e dos compostos presentes nos
volumes escoados pela drenagem urbana;
♦ geração de alterações estéticas pelo aumento da concentração de sedimentos em
suspensão, afetando a transparência da água, aumentando a turbidez e alterando a cor e a
aparência do corpo d’água receptor.
A quantidade e a qualidade das águas pluviais são variáveis do mesmo problema e
devem ser consideradas em conjunto e não dissociadas. Águas de drenagem urbana de boa
qualidade se constituem em recursos hídricos potencialmente utilizáveis para irrigação,
abastecimento industrial, recarga de aqüíferos etc (FENDRICH,1999).
Segundo Armitage (2004), o descarte de lixo de forma inadequada representa um
grande problema para o sistema de drenagem, pois plásticos, papéis, metais, material de
construção podem promover a obstrução da rede e contaminação dos mananciais.
A verificação local da ocorrência ou não da carga de poluição torna-se importante,
principalmente, nos casos em que se pretende reter o escoamento superficial urbano em bacias de
detenção, uma vez que o acúmulo de poluentes em uma bacia pode proporcionar maior
necessidade de manutenção e influência no aspecto visual.
Segundo Chocat et a.l (1997), normalmente, cerca de 15% a 25% da carga de poluição
pluvial são atribuídas à chuva. Alguns poluentes com suas respectivas origens estão descritos no
Tabela 2.2.
2.3 Medidas de Controle de Inundação
Segundo Thampapillai e Musgrave (1985), as medidas de controle tem como objetivo
reduzir a freqüência e a gravidade das enchentes.
Segundo Tucci (2005), medidas de controle do escoamento podem ter três
classificações, de acordo com a sua área de atuação na bacia, como:
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
27
• distribuída ou na fonte: é o tipo de controle que atua sobre o lote, praças e passeios,
aumentando áreas para infiltração e percolação, e/ou medidas de armazenamento temporário de
água da chuva em reservatórios residenciais ou de telhados;
• na microdrenagem: é o controle que age sobre o hidrograma resultante de um ou
mais loteamentos. Neste caso podem ser utilizados dispositivos de amortecimento do volume
gerado, como tanques, lagos e reservatórios pequenos.
• na macrodrenagem: é o controle sobre os principais rios e riachos urbanos
As medidas de controle e/ou prevenção de inundação podem ser classificadas em
medidas estruturais e não estruturais.
As medidas estruturais correspondem a obras que visam o controle de enchentes.
Segundo Tucci (2004) são aquelas que modificam o sistema fluvial evitando os prejuízos
decorrentes das enchentes, enquanto que as medidas não estruturais são aquelas em que os
prejuízos são reduzidos pela melhor convivência da população com as enchentes.
Tabela 2.2: Origem e natureza dos poluentes das águas pluviais (Chocat et a.l, 1997)
Origem Natureza dos Poluentes
Circulação de automóveis
• Hidrocarbonetos (óleos, graxas e gasolina).
• Metais provenientes do desgaste dos pneus (zinco,
cadmo, cobre) e de peças metálicas (titânio, cromo,
alumínio...), chumbo (gasolina).
• Óxido de nitrogênio (gases de escapamento).
• Poluentes provenientes da erosão de pavimentos
de vias (elementos procedentes do cimento ou do
pavimento das calçadas, das pinturas do pavimento,
notadamente do chumbo).
Indústria
• Metais (chumbo, Cadmo, zinco).
Resíduos de petróleo e micro poluentes orgânicos
rejeitados sob a forma liquida ou gasosa podendo ser
carreados por longas distâncias.
Animais
• Matéria orgânica proveniente de dejetos de
animais (domésticos ou selvagens) que podem
constituir-se em fonte de contaminação bacteriana ou
viral.
Resíduos sólidos
• Matéria orgânica, plásticos, metais diversos,
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
28
papeis, etc. rejeitados diretamente nas bocas de lobo,
provenientes de lixiviação das superfícies urbanas
pelas águas pluviais, de depósitos ilegais de resíduos
sólidos ou de aterros sanitários mal geridos.
• Poeiras contendo diferentes poluentes (em
particular, o zinco que provém de usinas de
incineração emitindo grandes quantidades de
poluentes).
Erosão dos solos e em canteiros de obras
• Matéria em suspensão (poluição mineral que pode
conter agentes ativos como o asfalto).
Vegetação
• Matérias carbônicas, mais ou menos
biodegradáveis (folhas mortas, polens).
• Nitratos e fosfatos provenientes de adubos.
• Compostos organo-fosforados e carbonatos
(pesticidas e herbicidas).
2.3.1 Medidas não-estruturais
As medidas não-estruturais são mais baratas, pois não demandam grandes obras e
baseiam-se em regulamentação do uso da terra, construções à prova de enchentes, seguro de
enchentes, previsão e alerta de inundação. Estas medidas são discutidas a seguir:
- Regulamentação do uso da terra – neste caso é necessário estabelecer,
primeiramente, o risco de ocorrência de inundações na a área está inserida. À partir disso será
determinado se é permitida ou não a construção de habitações e se esta área pode ser utilizada
para recreação. Para cotas consideradas de menor risco poderão ser permitidas construções, mas
observando a necessidade de precauções especiais.
- Construções à prova de enchentes – é um conjunto de medidas projetadas para
reduzir perdas de edificações localizadas em várzeas de inundação durante a ocorrência de
cheias.
- Seguro – consente ao indivíduo ou empresa a obtenção de uma proteção econômica
para as perdas eventuais.
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
29
-Previsão de alerta – é um sistema composto de aquisição de dados em tempo real,
transmissão de informações para um centro de análise, previsão em tempo atual com modelo
matemático e Plano de Defesa Civil que envolve todas as ações individuais ou de comunidade
para reduzir as perdas durante as enchentes (TUCCI, 2004).
A inexistência do suporte de medidas não estruturais é apontada, atualmente, como
uma das maiores causas de problemas de drenagem nos centros mais desenvolvidos (RAMOS et
al., 1999).
2.3.2 Medidas estruturais
As medidas estruturais podem ser divididas em extensivas e intensivas. As extensivas
são aquelas que agem direto na bacia, procurando alterar as relações entre a precipitação e a
vazão, como o aumento de áreas impermeáveis, dispositivos de armazenamentos disseminados na
bacia e alteração da cobertura vegetal do solo, que reduz os picos de enchentes e controla a
erosão da bacia (TUCCI, 2004). Segundo Canholi (2005), as medidas intensivas são aquelas que
agem no rio e podem ser de quatro tipos:
• de aceleração do escoamento: canalização e obras correlatas;
• de retardamento de fluxo: reservatórios (bacias de detenção/retenção),
restauração de calhas naturais;
• de desvio do escoamento: túneis de derivação e canais de desvio;
• e ações individuais que visem promover resistência de edificações a
enchentes.
Na Tabela 2.3 são apresentadas algumas medidas estruturais e não-estruturais para o
controle de inundações. Dentre as medidas estruturais está inserida a bacia de detenção,
dispositivo que será discutido com maior detalhamento a seguir.
2.3.2.1 Reservatórios de detenção
A bacia de detenção é um dispositivo de armazenamento capaz de reduzir o pico do
hidrograma das cheias através do armazenamento de parte do volume escoado (Figura 2.3).
Segundo Milograma (2001), o objetivo da bacia de detenção é minimizar o impacto hidrológico
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
30
da redução da capacidade de armazenamento natural da bacia hidrográfica por causa da
impermeabilização decorrente da urbanização. Não é promovida a redução do volume do
hidrograma, simplesmente consegue-se uma distribuição temporal.
Conforme a Natural Resources Conservation Service (NRCS) Planning and Design
Manual, as principais razões para o uso de bacias de detenção são a redução do pico na descarga
de águas pluviais, o controle de inundações e a prevenção de carreamento para a jusante do canal.
Também, é provável que ocorra a remoção de alguns poluentes, além da redução dos custos de
um sistema de galerias de drenagem, em razão da redução das dimensões das galerias;
diminuição de erosões, causada pela redução das vazões; aumento do tempo de resposta do
escoamento superficial; melhoria das condições para reuso da água e recarga dos aqüíferos.
Porém as limitações também existem. Uma delas está relacionada à manutenção que quando não
adequada, pode causar entupimento, por isso deve-se observar o local de instalação, para que não
ocorra impedimentos para a realização das operações normais.
Tabela 2.3 - Medidas de controle de inundações (RAMOS et al.,1999)
Medidas estruturais
Aumento da
capacidade de
escoamento das
calhas
• Diques marginais ou anulares.
• Melhoria das calhas (aumento da seção transversal, desobstruções e retificações).
• Canalização (melhoria da calha e revestimento, substituição da calha por
galeria/canal ou desvio).
Medidas nos cursos d’água principais
Medidas para
detenção das águas
pluviais
• Medidas locais (armazenamento
em telhado, cisternas, bacias de
detenção em parques, etc.).
• Medidas fora do local
(armazenamento em leitos secos ou em
reservatórios implantados em pequenos
cursos d’água)
Redução das vazões
de cheias
Medias para
controle de
escoamento
superficial direto
Medidas para
infiltração das águas
pluviais
• Medidas locais (poços, trincheiras,
bacias de infiltração, escoamento
dirigido para terrenos gramados, etc.)
Medidas não estruturais
• Regulamentação do uso e ocupação do solo (principalmente em fundo de vale)
• Proteção contra inundações (medidas de proteção individual das edificações em áreas de risco)
• Seguro contra inundações
• Sistemas de alerta, ações de defesa civil, relocações
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
31
Figura 2.3: Esquema de bacia de detenção (MAIDMENT, 1993 apud TUCCI, 2005)
Ramos et al. (1999), resumem algumas vantagens e desvantagens que devem ser
analisadas anteriormente ao projeto de implantação de bacias de detenção (Quadro 2.4).
Tabela 2.4 : Vantagens e desvantagens da implantação de bacias de detenção(adaptado
de RAMOS et al.,1999)
Medida Vantagem Desvantagem
Reservatório ou bacias
de detenção.
1. Retardo do deflúvio superficial
direto
2. Benefício recreativo:
3. quadras poliesportivas se o
terreno for propício
4. Esteticamente agradável
5. Pode controlar extensas áreas
de drenagem, liberando descargas
relativamente pequenas
1. Requer grandes áreas
2. Custos de manutenção:
a) poda da grama
b) herbicidas
c) limpeza periódicas
(remoção de
sedimentos)
3. Área de proliferação de
pernilongos
4. Sedimentação do
reservatório
Existem algumas classificações para os reservatórios. Tucci (2005) os classifica em
off-line ou in-line. O reservatório é classificado como in-line quando a drenagem atravessa o
reservatório; e como off-line quando o escoamento é transferido para a área de amortecimento
somente após atingir uma certa cota, recebendo somente o excedente da rede de drenagem
(Figura 2.4) .
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
32
Detenção
S
istema de drenagem
Figura 2.4: Esquema de bacia de detenção off-line (adaptado TUCCI, 2005)
Cruz et al.,(2001) ressalta que apesar do dispositivo poder ser implementado em nível
de lote, na microdrenagem e na macrodrenagem. O controle na macrodrenagem demanda maior
tempo de implementação, custos muito elevados, além de solicitar grandes áreas livres e com
posicionamento adequado. A aplicação de detenção em nível de microdrenagem tem a vantagem
de uma implementação mais simples, demandando menos tempo e pode ser aplicada em
pequenos espaços livres, como praças, jardins ou quintais.
Estes dispositivos podem estar sendo adotados em três escalas:
● lote,
● loteamento ou
● na bacia.
Existem muitas formas de se construir os reservatórios, desde o método convencional,
com concreto armado, até tanques pré-fabricados. Podem ser construídos também com anéis pré-
moldados e fibras de vidro.
Para Cruz et al. (1998), o controle em nível de microdrenagem pode ser realizado no
lote ou no loteamento completo. O controle em nível de lote permite a redução de uma parte de
impactos em decorrência da urbanização, já que ainda haverá uma vazão de contribuição das
ruas, calçadas e áreas públicas, a qual não será direcionada para a bacia de detenção localizada no
interior do lote. O uso de reservatórios na fonte geralmente ocorre para áreas já loteadas, ao passo
que o reservatório na saída do loteamento é usado para futuros loteamentos.
O controle na rede de microdrenagem ou loteamento, em princípio, tem a vantagem da
escala, pois apenas um reservatório é mais eficiente do que o somatório de pequenos
reservatórios devido a quantidade de manutenção requerida para vários reservatórios ao invés de
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
33
apenas um. As vantagens do controle na fonte são a redução da quantidade de material sólido e a
redução da rede de drenagem do loteamento e da distribuição da manutenção entre os usuários
(TUCCI,2006).
Ainda segundo Cruz et al. (1998), o armazenamento pode ser efetuado através de
telhados, pequenos reservatórios residenciais, estacionamentos, áreas esportivas, entre outros.
Esses reservatórios podem ser utilizados também para armazenar água para irrigação de grama,
lavagem de superfícies ou automóveis. Porém, alguns estudiosos esclarecem que, quando se
deseja um reuso dessa água, outros dispositivos deverão ser projetados, tais como coletores,
filtros e sistemas de bombeamentos. Segundo Junior e Barbassa (2006), o microrreservatório de
detenção deve ser construído abaixo do nível do solo de edificações para armazenamento
temporário de água de chuva seguindo o modelo proposto por Cruz (1998), ilustrado na Figura
2.5.
Filho et al., (2007), ressalta que o uso dos microreservatórios está sujeito a algumas
restrições relacionadas a espaços livres, profundidade da rede coletora principal, declividade dos
lotes, nível freático alto e deposição de resíduos sólidos.
As áreas públicas, por exemplo, praças, parques e quadras esportivas, podem ser
utilizadas para a instalação desses dispositivos em nível de loteamento sem nenhuma perda de
espaço, uma vez que eles podem ser construídos de forma subterrânea ou como espelho d’água.
Ressalta-se apenas a necessidade de planejamento detalhado, de forma que possibilite a gestão do
sistema de drenagem que, à medida que é implantado, torna-se mais complexos que os sistemas
clássicos.
Figura 2.5: Modelo de reservatório de lote (CRUZ, 1998)
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
34
Nas bacias de detenção, o tempo de residência, ou seja, o tempo em que a água
permanece armazenada na bacia, pode ser influenciado primeiramente por dois fatores:
hidrológico (distribuição temporal das vazões de contribuição) e hidráulica (a duração da vazão
durante um evento).
2.3.2.2 Dispositivos de Infiltração
Dispositivos de infiltração são aqueles implantados junto à superfície ou a pequena
profundidade, com o objetivo de recolher as águas pluviais e favorecer infiltração, reduzindo,
dessa forma, o volume escoado. Podem ser instalados em várias áreas como, por exemplo,
canteiros centrais e passeios, estacionamentos, jardins, terrenos esportivos, em áreas verdes em
geral e apresentam varias vantagens, pois, além de proporcionarem, a o alivio do sistema de
drenagem, favorecem também benefícios hidrológicos e ambientais (Figura 2.6).
Baptista et al. (2005) citam alguns benefícios do uso de trincheiras:
▪ ganho financeiro, com a redução das dimensões do sistema de drenagem, sendo, às
vezes até dispensável;
▪ ganho paisagístico, uma vez que ocupa pouco espaço;
▪ ganho ambiental, proporcionado pela recarga do lençol freático.
Ainda segundo Baptista et al. (2005), algumas dificuldades na utilização de trincheiras
devem ser identificadas:
▪ necessidade de manutenção periódica;
▪ menores eficiências em áreas com declividades fortes;
▪ risco de contaminação do lençol.
Os principais dispositivos de infiltração são valas, valetas de infiltração e planos de
infiltração, trincheiras de infiltração.
2.3.2.2.1 Vala, Valetas e Planos de Infiltração
As valas de infiltração são simples depressões escavadas no solo com o objetivo de
recolher a água do escoamento superficial e efetuar o armazenamento temporário juntamente com
a infiltração de parte dessa água (Figura 2.7 e 2.8). O que diferencia uma vala ou valetas de
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
35
planos é a dimensão delas. Segundo Baptista et al. (2005), as valas ou valetas possuem
dimensões longitudinais significativamente maiores que suas dimensões transversais, ao contrário
dos planos que não possuem dimensões longitudinais muito maiores do que as transversais e as
profundidades são reduzidas, todos, no entanto,desempenham a mesma função, reter e infiltrar
parte da água de escoamento.
2.3.2.2.2 Trincheira de Infiltração
Assim como os dispositivos citados anteriormente, as trincheiras de infiltração são
técnicas compensatórias, instaladas com o objetivo de reter e infiltrar parte da água do
escoamento superficial. A trincheira é implantada junto à superfície ou a pequena profundidade,
apresenta largura e profundidade reduzidas, usualmente não ultrapassando um metro, entretanto,
tem suas dimensões longitudinais maiores. A evacuação das águas captadas pode se efetuada por
duas formas, infiltração no solo, através da base e das paredes laterais e por descarga natural.
Figura 2.6 - Esquema de armazenamento de água pluvial na fonte (Fonte:
OLIVEIRA,2005)
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
36
Figura 2.7 : Esquema de Vala de Infiltração (URBONAS E STAHRE,1993 apud
TUCCI, 2005)
Figura 2.8: Vala de infiltração
As trincheiras devem ser preenchidas com material granular graúdo, geralmente pedra
de mãos, seixos ou brita, devem ser revestidas com material tipo manta geotêxtil, o que ainda
auxilia na redução da poluição do lençol, sendo que boa parte dos poluentes fica retida junto com
os sedimentos (Figura 2.9). O uso desse dispositivo em vários países, por exemplo, Japão,
remota a muitos anos (CRUZ et al., 1998).
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
37
Figura 2.9: Trincheira de Infiltração (Azzout et al., 1994 apud Silveira, 2002)
2.3.3 Casos Práticos
Vários estudos sobre bacias de detenção vêm sendo desenvolvidos nas últimas
décadas. Alguns dos quais demonstram que há muitos anos a bacia de detenção, mesmo de modo
precário, tem sido utilizada no controle de inundações. Eles indicam que medidas de controle de
enchentes foram utilizadas na antiga Babilônia, na bacia hidrográfica do Rio Eufrates, desviando
as águas excedentes para depressões no deserto árabe (FRANCO,2004).
Uma enchente ocorrida em 1913, no Estado de Ohio, nos Estados Unidos da América,
teria atentado para a construção de diversas bacias de detenção, apenas para fins de controle de
cheias.
O reservatório de detenção é uma realidade há duas décadas no Japão. O uso
obrigatório desse dispositivo no país se tornou necessário a partir do aumento de enchentes em
área urbana. Conforme Cruz et al., (1998), a maior parte dos reservatórios é de residências, cerca
de 60%, o que representa de 1% a 2% da superfície de controle.
Estudos na Alemanha objetivaram analisar o uso de cisternas em uma área residencial
de 2,69ha com 29% representados por telhados. Este estudo concluiu que as 140 cisternas de 0,5
m
3
reduziram de 10% a 20% a vazão de pico. Na França, bacias desse tipo foram usadas na
prevenção de enchentes já no ano de 1711 (CRUZ et al., 1998).
No Brasil, as primeiras bacias de detenção foram instaladas em Belo Horizonte em
1953, e estão em funcionamento até hoje. Atualmente as cidades de São Paulo e Curitiba têm se
destacando na adoção dessas medidas.
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
38
No estudo realizado por Cruz et al. (1998) para a cidade de Curitiba, foi avaliado o
volume necessário ao amortecimento das enchentes em lotes. Esses volumes foram estimados por
intermédio do uso de um modelo matemático hidrológico de chuva-vazão. Foi trabalhado com
tempo de retorno de 2 e 5 anos e cenário de taxa de impermeabilização de 50, 75, 80, 90 e 100%.
As áreas dos lotes utilizadas na simulação foram de 300, 400,500 e 600m
2
. Foi verificado que
para o maior lote (600 m
2
), com 100% de área impermeabilizada, necessitar-se-ia de um
reservatório com volume na ordem de 2,2 m
3
, ao passo que, para o mesmo lote com apenas 50%
de impermeabilização, o reservatório necessário seria de 1m
3
. Este estudo demonstrou ainda que
para todos os modelos simulados essa estrutura ocuparia apenas 1% da área total do lote.
2.4 Chuva Excedente
Entende-se por quantidade de chuva a altura da água caída e acumulada sobre uma
superfície plana e impermeável (PINTO et al., 1976). Já o escoamento superficial direto ou chuva
excedente é a parcela da chuva total que escoa inicialmente pela superfície do solo,
concentrando-se em enxurradas e, posteriormente, em cursos de água. Ela é a maior responsável
pelas vazões de cheia, particularmente em bacias urbanizadas.
O volume do escoamento superficial direto é encontrado pela multiplicação da área de
drenagem (A) com a lâmina de chuva excedente he.
eesd
hAV .=
(2.1)
Existem, atualmente, métodos para o cálculo da chuva excedente que se baseiam em
relações empíricas. São muito utilizados, pois representam facilidade e confiabilidade quando
empregados com discernimento. Um exemplo desse métodos é o método Soil Conservation
Service (SCS) utilizado para cálculo das vazões de pico no método racional.
2.4.1 Método do Soil Conservation Service
O Método do Soil Conservation Service (SCS) foi desenvolvido pelo Departamento
de Agricultura dos Estados Unidos e é aplicado especialmente quando não se dispõem de dados
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
39
hidrológicos. Este método relaciona o escoamento direto acumulado com a precipitação total a
partir do traçado das curvas-número. Baseia-se em um parâmetro que descreve o tipo de solo, sua
utilização e condição de superfície no que diz respeito à potencialidade de gerar escoamento
superficial. Este parâmetro é representado por CN, que significa curva número (BAUNGARTEN
et al., 2003). Methods (2003) afirma que o método SCS consiste de um procedimento da divisão
do total da chuva representado por um modelo de hietrograma, com extrações iniciais
(interceptação, infiltração e armazenamento em depressões), retenção do solo e o escoamento.
Podendo ser representado pela seguinte fórmula:
ea
PIPF −−=
(2.2)
em que: F é o equivalente a retenção do solo (mm);
P é a precipitação total (mm);
I
a
são as extrações iniciais (mm);
P
e
é a precipitação escoada (mm).
A equação do SCS também pode ser descrita da seguinte forma:
)10
1000
(4.25 −=
C
N
S (2.3)
em que: S é a retenção potencial do solo; CN é o número de curva e varia entre 0 e 100,
correspondendo o zero a uma bacia de condutividade hidráulica infinita e o cem a uma bacia
totalmente impermeável.
O valor de CN retrata as condições de cobertura e solo Quanto maior o valor de CN,
maior também é o escoamento superficial e menor a retenção potencial.
O parâmetro CN depende dos seguintes fatores: tipo de solo, condições de uso e
ocupação do solo, umidade antecedente do solo.
As principais vantagens deste método são:
•
parâmetro único CN;
•
ampla difusão com abundante bibliografia sobre experiências de sua utilização.
As principais desvantagens são:
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
40
• não considera a percolação, ou seja, não permite avaliar o escoamento subterrâneo;
• não considera recuperação da capacidade de infiltração. Basicamente, o método se
adapta para cálculos em bacias com escassez de informação.
2.4.2 Hidrograma
O hidrograma é um gráfico que representa a vazão ao longo do tempo decorrente do
hietograma. A área da curva representa o volume do escoamento superficial direto (V
esd
)
proporcionado pela chuva excedente (h
e
) sobre uma área de drenagem (A). O hidrograma é
caracterizado pelo seu volume (V
esd
) e pela sua forma, que juntos descrevem a vazão de pico (Q
p
)
e, ainda por um tempo, de ascenção (t
a
), que representa o tempo entre o início da chuva até o pico
do hidrograma, por um tempo de base (t
b
), duração total do escoamento superficial direto e por
um tempo de retardamento (t
p
), em que o tempo que vai do centro de massa do hietograma de
chuva excedente até o pico do hidrograma, conforme pode ser visualizado na
Figura 2.10.
Figura 2.10: Representação do hidograma
(RAMOS et al., 1999)
Segundo Tucci (2004) o hidrograma é a representação gráfica da vazão distribuída
no tempo e esse é o resultado das interações dos componentes do ciclo hidrológico.
A forma do hidrograma depende de alguns fatores. Segundo Tucci (2004), os mais importantes
são:
•
Relevo – densidade de drenagem, declividade do rio ou bacia, capacidade de
armazenamento e forma.
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
41
• Cobertura da bacia – a cobertura vegetal tende a retardar o escoamento e aumentar
a perda por evapotranspiração.
•
Modificações artificiais no rio – um reservatório ou uma canalização influencia
diretamente no tempo de escoamento.
•
Distribuição, duração e intensidade da precipitação – a distribuição e a duração da
precipitação exercem influência direta no hidrograma.
•
Solo – condições iniciais do solo são fatores que influenciam no resultado do
escoamento.
A análise do hidrograma pode ser realizada por meio de métodos hidráulicos e
hidrológicos. As equações do escoamento não permanente (conservação de massa e quantidade
de movimento) são o embasamento hidráulico.
2.4.3 Curvas IDF
As curvas de intensidade-duração-frequência, também conhecidas como equações de
chuva, estabelecem a relação entre a intensidade e a duração da precipitação e seu período de
retorno.
Os parâmetros característicos das precipitações intensas são representados por:
•
duração: tempo da chuvada;
•
intensidade: relação entre a altura da chuva e sua duração;
•
freqüência: ocorrência em um determinado período de anos.
As equações de chuva representam um importante recurso para os projetos de
drenagem em geral, visto que em muitos casos não se dispõem de dados fluviométricos.
Costa e Brito (1999) determinaram 17 equações de chuva para o estado de Goiás e Sul
do Tocantins.Foi aplicado o método da estação-ano para chegar as equações que possibilitam a
utilização de sete parâmetros, em que se distinguem por características locais, conforme
Equação
2.4
.
b
T
c) t (
)T ( B
+
+
δ
β
α
γ
(2.4)
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
42
em que:
i é a intensidade máxima de chuva (mm/min);
t é a duração (min);
T é o período de retorno (ano);
α
,β,γ,δ são parâmetros regionais associados ao período de retorno T;
B , b , c , são parâmetros que descrevem características locais.
2.5 Modelos Hidrológicos
Modelos hidrológicos podem ser definidos como representações matemáticas do fluxo
de água e seus constituintes sobre alguma parte da superfície e/ou subsuperfície terrestre
permitem a simulação de processos físicos nas suas dimensões temporais (PULLAR;
SPRINGER, 2000), possuem importância na previsão de enchentes ou para estimativas da
disponibilidade hídrica em situações de escassez.
Conforme Rennó (2007), de maneira geral, um modelo é um sistema de equações e
procedimentos compostos por variáveis e parâmetros. Eles procuram simular o percurso da água
desde a precipitação até a saída da água do sistema, seja por escoamento para fora da bacia
hidrográfica, seja por evapotranspiração.
A escolha de um determinado tipo de modelo deve ser feita com base na aplicação que
se deseja e na disponibilidade de dados básicos. Um dos modelos descritos e documento sobre na
área de recursos hídricos é o IPH II. A sua utilização se refere a estimativa de hidrogramas de
cheias em bacias urbanas, porém, a uma das principais dificuldades de utilização é a estimativa
de seus parâmetros dentro dos diferentes cenários (GERMANO, 2007). O modelo IPH II é
composto pelos seguintes algoritmos:
1. perdas através da evaporação e interceptação;
2. separação de escoamentos;
3. propagação dos escoamentos superficial; e
4. propagação subterrânea.
Germano (2007), utilizou o modelo IPH II, para representar eventos de cheia em 28
bacias urbanas em 6 cidades brasileiras. Essas foram utilizadas na análise dos prognósticos e da
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
43
variabilidade dos parâmetros para orientar o uso deste modelo para outras bacias brasileiras. Na
análise dos resultados foram avaliados a vazão de pico e o volume escoado, o que permitiu obter
parâmetros dos modelos para bacias com características e dados hidrológicos de bacias urbanas
onde existem poucas informações e grande variabilidade das condições físicas.
O IPHS 1 é um modelo computacional que permite a determinação do hidrograma de
projeto que é obtido com base na precipitação máxima ocorrida sobre uma bacia ou a partir de
uma precipitação associada a um determinado risco.O modelo permite discretizar o sistema em
dois módulos básicos: Bacia e Rio. Está disponível gratuitamente no site do Instituto de
Pesquisas Hidráulicas (IPH) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Segundo
Pedrollo et al., (2007), o conjunto de operações hidrológicas a serem estudadas no modelo, seja
de forma isolada, seja na forma de uma Rede Hidrográfica, é constituído por Pontos de Controle,
Reservatórios, Sub-bacias, Trechos de Água e Derivações.
Vendrame e Lopes (2005) utilizaram o modelo IPHS 1 para analisar variação dos
hidrogramas de projeto relativos ao exutório das bacias, em função do crescimento populacional
e conseqüentemente da impermeabilização do solo na bacia de Pararangaba em São José dos
Campos (SP), que foram trabalhados com cenário de urbanização, pré-urbanização, urbanização
atual e urbanização futura. O hidrograma final de projeto para cada cenário de urbanização
indicou uma variação nas vazões máximas de forma crescente em função do acréscimo da taxa de
ocupação na bacia.
Pedrollo et al., (2007) utilizaram o modelo IPHS 1 para análise de cheias no
município de Criciúma (SC). O modelo permitiu simular o processo de transformação chuva-
vazão e a propagação de vazão nos cursos de água e derivações neles inseridas. Por meio das
simulações, Pedrollo et al., (2007) identificaram os pontos de alagamento e os respectivos
volumes excedentes.
Drucker (2001) desenvolveu um trabalho de modelagem hidrológica em uma bacia
hidrográfica de micro-escala (503.22 ha) localizada na Amazônia Central através do programa
TOPOG de modelagem, desenvolvido pelo Common Wealth Scientific and Industrial Research
Organization (CSIRO) e pelo Cooperative Research Centre for Catchment Hydrology. (CRCCH),
Austrália. O TOPOG é um “pacote” de modelagem hidrológica baseada nos aspectos físicos do
terreno e distribuída espacialmente. O TOPOG é um software de livre acesso para fins de
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
44
pesquisa, uma vez realizado o cadastramento com a Common Wealth Scientific and Industrial
Research Organization (CSIRO).
O TOPOG descreve o programa como um “pacote” de modelagem hidrológica
baseado nos aspectos físicos do terreno que descreve como a água se movimenta ao longo de
determinada paisagem, sobre a superficie, infiltra e percola no solo até a água subterrânea e volta
à atmosfera via evaporação. O programa foi desenvolvido para ser aplicado a pequenas bacias
(até 1000 ha e normalmente menores do que 100 ha) e é referido como um pacote de modelagem
hidrológica de parâmetros distribuídos e determinístico (DRUCKER, 2001).
Outro modelo de análise hidrológica de cheias é o ABC5win que originou-se com
finalidades didáticas. Porém, no seu atual estágio de desenvolvimento, vem sendo utilizado
profissionalmente devido às facilidades da utilização da interface gráfica (ROBERTO, 2007). Ele
permite a análise de cheias em bacias em diversos cenários, o caminhamento das ondas de cheia
em reservatórios de amortecimento,
O Sistema ABC5win pode ser uma ferramenta indispensável na elaboração de leis de
zoneamento, uma vez que ele permite a análise de estudos de vazões máximas. Segundo Garcia
(2005), vários aplicativos foram desenvolvidos nas últimas décadas, com o objetivo de
representar de forma simplificada os processos envolvidos no escoamento superficial e nas redes
de condutos e canais. Dentre estes pode-se destacar alguns aplicativos como MOUSE-DHI,
InfoWorks, SWMM-EPA.
O aplicativo SWMM se destaca por ser amplamente utilizado em simulações de
drenagem urbana. Trabalhos que utilizaram o SWMM podem ser facilmente encontrados nos
meio científicos e em projetos de Engenharia.
•
O modelo SWMM foi aplicado em 1987 em uma bacia urbana de Bukit
Timah. Por meio deste trabalho, conclui-se que o SWMM apresentava um bom
desempenho para simulação do sistema de drenagem (SELVALINGAM et
al.,1987).
• Bertoni (1998) aplicou o modelo SWMM para uma bacia na cidade de
Rafaela, no estado de Santa Fé, região central da Argentina. A bacia foi
discretizada obedecendo ao critério de homogeneidade, chegando a um total
51 sub-bacias. Bertoni ressalta que a determinação do passo de tempo e do
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
45
grau de discretização deve ser observada e escolhidas com cautela, uma vez
que o modelo apresenta uma instabilidade numérica.
•
Villarreal et al., apud Garcia (2005), utilizaram o modelo SWMM para
analisar o sistema de drenagem, verificando o comportamento da vazão de
pico para diferentes configurações do sistema.
•
Garcia (2005) testou o uso do SWMM para buscar a melhor representação dos
processos envolvidos no escoamento pluvial em uma bacia na cidade de Santa
Maria (RS). O aplicativo Storm Water Management Model (SWMM)
apresentou bons resultados na simulação dos eventos.
2.6 Aspectos Legais
A inexistência de planejamento, ordenamento do uso do solo, mecanismos legais
eficientes e Planos Diretores de Drenagem Urbana contribui para o agravamento do problema das
enchentes. A população possui o conceito equivocado de que se deve impermeabilizar para
progredir. Nota-se a falta de conscientização e inexistência de ações que visem o esclarecimento
da população sobre as várias questões envolvidas. Contudo é de conhecimento amplo que
também é necessário o uso de legislações para que se possa obter sucesso.
Dias et al. (2002) definem drenagem urbana como: as medidas que visam minimizar
os riscos que as enchentes podem representar às populações, diminuir prejuízos causados por
inundações e possibilitar o desenvolvimento urbano de forma harmônica, articulada e sustentável.
De acordo com a nova drenagem urbana, a reserva de áreas permeáveis é um
importante elemento.
Os estudos e as elaborações de projetos de drenagem demandam grandes
investimentos e, com raras exceções, esses sistemas se caracterizam pela incapacidade de
permitir, durante eventos chuvosos intensos, que os escoamentos superficiais escoem livremente
sem ocorrência de inundações. Esta é a prova evidente da indispensável reformulação do antigo
modelo de drenagem urbana, ou seja, a idéia de ser necessário retirar a água excedente o mais
rápido possível do seu local de origem.
Não diferente dos outros paises, o Brasil, que sofre constantemente com as inundações
urbanas, tem buscado alternativas que promovam, no mínimo, a amenização dos problemas
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
46
relacionados a enchentes. E muitas cidades tem visto na legislação uma forte aliada na busca de
soluções. Novas legislações, que ordenam o uso do solo e estipulam a vazão máxima de
contribuição para a rede de drenagem, estão em vigor ou estão em processo de aprovação em
várias cidades do país. A adoção de Planos Diretores de Drenagem Urbana (PDDU) passa a ser
requisito indispensável para as grandes cidades brasileiras, uma vez que este instrumento oferece
mecanismos que possibilitam estudar a bacia hidrográfica de modo a buscar soluções de grande
alcance no espaço e tempo.
Segundo Tucci (2000), “O Plano Diretor de Drenagem Urbana ( PDDU), deve prever
a minimização do impacto ambiental devido ao escoamento pluvial, a sua regulamentação, deve
contemplar o planejamento das áreas a serem desenvolvidas e a densificação das áreas atualmente
loteadas”.
A visão atual adotada na elaboração dos PDDU e das novas legislações que
contemplam o controle de enchentes é a de que cada usuário urbano não pode promover o
aumento da cheia natural. Baseadas neste conceito, as novas legislações têm buscado disciplinar
o uso do solo, no caso de novas edificações, e implantar alternativas que favoreçam o
desafogamento das redes de drenagem.
2.6.1 Aspectos Legais da Drenagem Urbana em Nível Internacional
Não só o Brasil sofre com perdas de vidas humanas e materiais nas enchentes urbanas.
Países desenvolvidos também estão em busca de alternativas que promovam a solução deste
problema, para conseguirem resultados positivos alguns dos quais têm recorrido a legislações e
cobranças de taxas.
Nos Estados Unidos foi estabelecido pela Environmental Protection Agency –
Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA), a criação de um programa que
consiste na exigência da aplicação das Best Managemente Practices (BMPs). Este programa
abrange o controle dos impactos qualitativos e quantitativos provindos da drenagem urbana. A
implantação foi dividida em duas etapas. A primeira etapa consiste na aplicação em cidades com
pelo menos 100 mil habitantes. Atualmente, está sendo implantada a segunda etapa do programa,
em que são incluídas as cidades com população inferior a 100 mil habitantes. O município deve
demonstrar que está buscando atingir os objetivos através de um Plano de Drenagem Urbana. A
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
47
penalidade pode ser aplicada com a de imposição de ação judicial promovida pela EPA ao
município.
No região metropolitana de Denver, EUA, alguns princípios foram estabelecidos na
política de drenagem: a drenagem é um subsistema de todo o sistema urbano; a drenagem é um
problema de alocação de espaço; o escoamento de cheia é um recurso fora de local; as estratégias
de drenagem urbana devem ser um esforço de múltiplas finalidades e múltiplos meios (WRIGHT,
1969).
Na França o processo de controle se deu mediante a opção por Comitês de Bacias
como Fóruns para tomadas de decisões. Estes comitês de bacias trabalham pressionando os
municípios para a adequação do tratamento de seus efluentes.
A Europa fez a opção por cobrança de área impermeável. O valor da área
impermeável foi fixado em U$ 1/m
2
/ano. Este método objetiva a adoção de mais áreas
permeáveis, ou seja, o usuário opta por área permeável ou paga pela área total impermeabilizada.
A Austrália adotou o uso de reservatórios de lotes. Os proprietários têm a obrigação
de construir pequenas caixas de retenção das águas pluviais advindas do interior do seu lote.
2.6.2 Aspectos legais da drenagem urbana no Brasil
Na tentativa de coibir a impermeabilização total da área, as Leis de Zoneamento e Uso
do Solo impõem a limitação de taxas mínimas de áreas permeáveis a serem conservadas em cada
lote. Muitos municípios brasileiros já têm buscado na legislação uma forma de controle de
enchentes. Alguns municípios brasileiros já possuem legislações específicas de drenagem urbana.
Porém, na maioria dos casos, existem pontos mal definidos nessas leis, o que permitem que sejam
burladas. A falta de fiscalização também se mostra como um grande entrave no controle.
As legislações relacionadas à drenagem urbana estão vinculadas ao uso do solo,
recursos hídricos e licenciamento ambiental. A Constituição Federal determina o domínio dos
rios. A legislação de recursos hídricos em nível federal estabelece princípios básicos da gestão
através de bacias hidrográficas, que podem ser de domínio estadual ou federal.
Segundo Silveira (2002), “algumas legislações estaduais definem outorga do uso da
água, mas não legislam sobre o despejo de efluente de drenagem. A legislação ambiental
estabelece normas e padrões de qualidade da água do rios através de classes, mas não define
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
48
restrições com relação aos efluentes urbanos lançados no rio”. Sendo estes aspectos ainda não
observados pelos Estados, os impactos resultantes da urbanização permanecem no mesmo ritmo.
A Constituição Federal, em seu artigo 30, define que é de responsabilidade municipal
o disciplinamento do uso do solo visando à proteção ambiental, porém, os Estados e a União
também podem estabelecer normas para o seu uso. Neste contexto, observa-se que a questão da
drenagem urbana está sob a afluência do Município do Estado e da Federação. No entanto, apesar
disto, nota-se que as questões de drenagem e inundações são comumente consideras no
zoneamento relativo ao uso do solo.
Quanto ao licenciamento, a drenagem urbana está relacionada com licenças
ambientais para a construção de obras hidráulicas de drenagem, regulada pela Lei 6.938/81 e pela
resolução CONAMA n. 237/97.
Para Tucci (1995), implementar medidas sustentáveis na cidade é necessário
desenvolver o Plano Diretor de Drenagem Urbana. O Plano se baseia em princípios onde os
principais são os seguintes:
(a) os novos desenvolvimentos não podem aumentar a vazão máxima de jusante;
(b) o planejamento e controle dos impactos existentes devem ser elaborados
considerando a bacia como um todo;
(c) o horizonte de planejamento deve ser integrado ao Plano Diretor da cidade;
(d) o controle dos efluentes deve ser avaliado de forma integrada com o esgotamento
sanitário e os resíduos sólidos.
O Plano Diretor deve ser desenvolvido priorizando as medidas não-estruturais que
podem ser basicamente as legislações. Essas legislações abrangem essencialmente as novas
edificações e podem ser incorporadas ao Plano Diretor Urbanos ou em decretos municipais
específicos. Ao passo que as medidas estruturais adotadas em último caso devem ser projetadas
para evitar os impactos já existentes na bacia, sempre observando um fator de risco do projeto e o
desenvolvimento futuro.
T
Tucci (1995) recomenda algumas atividades a serem desenvolvidas conforme o PDDU:
♦ faixas ribeirinhas e sub-bacias urbanas devem ser observadas instituindo
normas para execução de projetos e ocupação urbana;
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
49
♦ área legislada e controlada deve ser subdividida em distritos, para os quais
são realizados estudos para regulamentar o tipo de ocupação e os critérios que devem ser
seguidos;
♦ elaboração de manual de drenagem urbana, de forma que possa servir de
orientação aos engenheiros e projetistas e fiscais de projetos;
♦ instituir equipes específicas e com orientações para fiscalizar, operar e dar a
manutenção adequada aos sistemas de drenagem urbana e ainda com capacidade para
elaborar estudos de acompanhamento e planejamento.
Alguns casos de legislações brasileiras são encontrados nos municípios de Santo
André, Belo Horizonte, São Paulo, Curitiba, Maringá, Florianópolis, Caxias do Sul, Porto Alegre
e outras que ainda estão em fase de elaboração.
A cidade de Belo Horizonte foi a precursora na criação de lei que visa a utilização de
reservatórios de detenção. A Lei nº 7.166/96 define que a edificação localizada nesta cidade pode
impermeabilizar 100% de sua área, exceto em Zonas de Proteção Ambiental e ZPs, com a
condição de que haja área descoberta , equivalente a taxa de permeabilização mínima, dotada de
vegetação que contribua para o equilíbrio climático ou que seja construída caixa de captação e
drenagem que retarde o lançamento das águas pluviais provenientes das áreas descobertas.
Infelizmente, a lei previa uma exceção, ou seja, que a construção da bacia de detenção dependeria
de parecer de viabilidade de um engenheiro.
Preocupados com a atual situação de calamidade da drenagem urbana da cidade, a
Prefeitura de Santo André, em 1998, implantou o primeiro Plano Diretor de Drenagem Urbana do
Brasil, abrindo caminho para vários outros que seguiram o seu exemplo. O PDDU de Santo
André (SP) é complementado pela lei nº 7.733/1998, que ainda prevê, em seu artigo 27, que “os
volumes de água consumida, esgotos coletados e águas drenadas serão mensurados através de
equipamentos próprios, tecnicamente aprovados pelo Semasa, para efeito de controle e cobrança
pelos serviços prestados”, ou seja, o serviço de drenagem urbana na cidade é taxativo. E o artigo
59 designa que no PDDU “deverá prever a adoção de mecanismos de diminuição dos picos de
cheias em locais de contribuição acentuada de águas pluviais...” .
Em São Paulo, a cidade que mais possui áreas impermeáveis do país, a Prefeitura já se
atentou para essa questão e, há três anos, foi promulgada a Lei Municipal nº 13.276/2002, que
tornou obrigatória a execução de reservatórios de detenção para a coleta de água pluvial
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
50
proveniente de telhado e pavimentos, no lote edificado ou não, que tenham área
impermeabilizada superior a 500m
2
.
A Prefeitura de São Paulo desenvolveu um projeto de Diretrizes Básicas Para Projetos
de Drenagem Urbana no Município de São Paulo que estabelece normas para as construções e
obras de drenagem, bem como estabelece diretrizes para o melhor funcionamento do sistema de
drenagem urbano.
São Paulo foi a precursora no estabelecimento de normas de controle de poluição
ambiental. Em 1973, a Lei nº 997 foi regulamentada pelo Decreto nº 8.468/76, que atribui à
CETESB elaboração de normas para controle de poluição, especificações e instruções técnicas e
fiscalização da emissão de poluentes.
Em Curitiba (PR) a Lei nº 10.785/2003 estabelece a criação do Programa de
Conservação e Uso Racional da Água em Edificações (PURAE). Apesar de não ser uma lei
específica para a drenagem urbana, esta pode vir a favorecê-la, visto que contempla ações de
utilizações de fontes alternativas de abastecimento que compreendem, a captação, o
armazenamento e a utilização de água proveniente das chuvas.
No município de Maringá (PR) a Lei nº 6.345/2003, muito semelhante à Lei nº
10.785/2003 de Curitiba, também institui o programa de reaproveitamento de águas. Ela
considera no seu artigo 2º, entre outras questões, a coleta e a utilização da água de chuva.
Em Florianópolis (SC), foi proposta a elaboração do Plano Diretor de Drenagem
Urbana para bacia hidrográfica do Itacorubi. A proposta abrange principalmente a adoção de
ações que privilegiem a retenção de água, mas também é analisado o sistema urbano num
contexto completo, em que, relacionadas a atividades de limpeza, desassoreamento e
desobstrução de cursos d’água, implantações de obras de maior porte e intervenções in loco, são
abrangidas e dividas em medidas emergências, medidas de curto prazo, medidas de médio e
longo prazo.
Em Caxias do Sul (RS), em 1978, foi aprovada a Lei nº 2.452/78 que disciplina “o uso
do solo para proteção dos mananciais, cursos e reservatórios de água e demais recursos hídricos”.
No artigo 2º desta Lei são instituídas áreas de proteção para mananciais urbanos e, no artigo 5º,
são especificadas exigências ao licenciamento de atividades nestas áreas, o que inclui “solução
adequada, aos problemas de erosão e de escoamento de águas, inclusive pluviais”. Ainda no
Artigo 18º desta Lei, parágrafo 3º, é estabelecido para a área considerada de segunda categoria
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
51
(áreas que são permitidas ocupação na bacia hidrográfica) que a ocupação do lote deve manter no
mínimo 50% de área permeável. Porém uma outra lei para este mesmo município (Lei 3.300/88)
disciplina o uso e parcelamento do solo, estabelecendo restrições de ocupação, além de não
permitir a ocupação de algumas áreas consideradas áreas de proteção permanente (APP
s
). E ainda
é clara quando se refere ao parcelamento do solo.Define que este não pode prejudicar o
escoamento de águas pluviais. A Lei de Parcelamento de Solo está sob proposta de alteração e
uma das propostas é inserir um artigo nas normas gerais que defina “...a vazão máxima de saída
da drenagem urbana de qualquer parcelamento na cidade deve ser igual ou menor que o das
condições naturais pré-existentes na área parcelada”.
No início de 2000, foi criado em Porto Alegre, como lei, o Plano de Desenvolvimento
Urbano e Ambiental (PMPA,2000), em que foram introduzidos artigos relativos à drenagem
urbana. O Plano especifica a necessidade de os novos empreendimentos fazerem o
amortecimento do aumento da vazão em função da urbanização, bem como obrigar aos novos
loteamentos, a permanência das vazões pré-existentes. O artigo 97 desse Plano define a instalação
de reservatórios de detenção pluvial para o amortecimento da vazão em zonas consideradas
problemáticas. O artigo 134 restringe o parcelamento do solo em terrenos alagadiços e sujeitos a
inundações.
Em Goiânia, a legislação do Uso do solo (Lei Complementar nº 031 de 29 de
dezembro de 1994) regulamenta a porcentagem de área máxima de impermeabilização em cada
lote. Essa legislação trabalha com tabelas para baixa, média e alta densidade.
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
52
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
A modelagem é atualmente uma ferramenta indispensável em vários trabalhos, sejam
eles científicos ou em projetos executivos. No entanto, para que se tenha êxito nas respostas é
necessário que os dados inseridos no modelo sejam os mais representativos da realidade.
Optou-se nessa pesquisa pela aplicação em um sistema de drenagem da área urbana
na cidade de Goiânia. No entanto, o intuito da pesquisa não é realizar um estudo de caso da área
escolhida, sendo que a resposta buscada não diz respeito a resultados específicos para está área,
mas para áreas urbanas com características semelhantes. Por este motivo, não foi feita a
calibração do modelo.
Os dados topológicos utilizados nessa pesquisa foram conseguidos em projetos
executivos existentes, em equações ou, quando isso não foi possível, foram estimados com base
na literatura. Desse modo, esse estudo foi desenvolvido de acordo com a alguns passos,
conforme abaixo descrito:
• escolha do modelo computacional;
• definição da área trabalhada;
• obtenção de dados do projeto executivo;
• incorporação de dados no modelo;
• simulação do cenário atual com duas discretizações espaciais diferentes de área;
• definição dos dispositivos a serem simulados;
• simulação de cenários.
3.1 Escolha do Modelo Computacional
A utilização de modelos de simulação constitui uma importante ferramenta de auxilio
e implementação de projetos, pois com sua utilização, é possível realizar análises que antecedem
o projeto executivo alcançando-se maior eficácia.
A avaliação foi realizada empregando a ferramenta computacional Storm Water
Management Model (SWMM) versão 5.0, desenvolvida pela Environmental Protection Agency
(EPA). Trata-se de um programa de modelagem de sistemas de águas pluviais, utilizado nas
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
53
etapas antecedentes ao projeto executivo. O SWMM surgiu na década de 60 e foi um dos
primeiros modelos computacionais para análise quali-quantitativa de escoamento em áreas
urbanas.
Alguns critérios foram levados em conta na escolha do modelo e o SWMM
apresentou algumas características que se mostraram decisivas para sua escolha. O SWMM
apresenta uma flexibilidade na divisão da área de modo a representá-la da maneira mais
adequada, devendo obedecer critérios de homogeneidade no agrupamento, o que permite uma
representação mais aproximada da realidade. Ele é um programa que trabalha com modelação do
escoamento em regime unidimensional, exigindo, assim, uma menor quantidade de dados de
entrada, sendo um modelo determinístico que trabalha com modelo de onda cinemática. . Possui
uma boa documentação sendo um dos programas mais utilizados na área de drenagem urbana
(SIQUEIRA, 2003). Além destas características, ele é de domínio público, tendo também o seu
código aberto para modificações.
O modelo trabalha com a simulação de vários aspectos de qualidade e quantidade os
processos do ciclo hidrológico, tais como, precipitação escoamento superficial,
evapotranspiração, infiltração, interceptação e armazenamento em depressões (SIQUEIRA,
2003).
Como a maioria dos modelos, a dificuldade de se utilizar o SWMM está relacionada,
principalmente a disponibilidade dos dados de entrada, que dependem de observações de campo
e séries históricas. Algumas informações básicas para simulação hidrológica são necessárias
como: precipitação, dimensão da área de drenagem, largura representativa da área, coeficiente de
rugosidade de Manning, declividade, altura do armazenamento em depressões e parâmetros de
infiltração, além de dados da rede de drenagem instalada (diâmetro, forma e material dos tubos).
3.2 Discretização da Área no Modelo
O primeiro passo na execução da simulação é a discretização da área e
posteriormente a entrada dos dados da área a ser simulada e os critérios de escolha desses dados.
Para tanto, foi necessário realizar uma discretização em áreas menores. A área é representada por
um conjunto de sub-áreas com canais de propagação interconectados.
Na simulação deve-se priorizar a forma mais simplificada que seja capaz de
reproduzir de forma mais próxima a situação real. Realizou-se a divisão da bacia observando a
homogeneidade do uso do solo, constatada in loco e por meio de imagem aérea (QUICKBIRD,
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
54
2002). Foram considerados nesse processo as áreas verdes e o tipo de ocupação (casas ou
edifícios).
3.3 Parâmetros de entrada no Modelo
Para a realização da simulação no SWMM, é necessário que alguns parâmetros de
entrada sejam fornecidos ao modelo, a saber:
▪ dimensões e declividades da área;
▪ série de precipitações;
▪ comprimento, localização e diâmetros da rede de drenagem;
▪ localização, profundidade e cotas dos poços de visita (pv’s);
▪ porcentagem de área impermeável;
▪ modelo de escoamento;
▪ comprimento do máximo de escoamento na bacia;
▪ coeficientes de Manning;
▪ equação de infiltração a ser utilizada
▪ parâmetros da equação de infiltração;
▪ taxa de evaporação;
▪ armazenamento em depressões.
Os dados de entrada no modelo devem ser estimados ou obtidos in loco, quando
possível. Esses dados são inseridos no modelo por meio de uma interface visual.
3.3.1 Intervalo de Tempo de Simulação
O intervalo de simulação é o tempo em que o modelo efetua o cálculo das equações.
O intervalo da precipitação deve coincidir com o tempo de simulação, ou seja, se a precipitação
foi calculada a cada minuto até 30min, deve-se indicar o intervalo de simulação a cada minuto
também. Isso favorece a análise dos resultados sem perdas na precisão dos mesmos.
3. 3.2 Parâmetros básicos
As informações topológicas sobre a rede são dados fundamentais para a simulação de
um sistema de drenagem. A metodologia utilizada na determinação das características do sistema
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
55
de drenagem consistiu do levantamento de informações relativas à rede subterrânea de condutos
e superficial de escoamento junto ao DERMU-COMPAV (Departamento de Estradas e
Rodagens e Companhia de Pavimentação do Município de Goiânia) que cedeu os dados
referentes à localização dos poços de visitas na área de estudo e da rede de drenagem urbana, os
demais dados, como, comprimento da rede e cotas dos poços de visitas foram estimados com o
auxilio do MUBDG (Mapa Urbano Digital de Goiânia).
Devido à inexistência de alguns dados no projeto executivo real da rede, como
profundidade dos PVs e da tubulação da rede, foi necessário a adoção destes valores com base
em dados normalmente utilizados em projetos, Segundo Azevedo Netto (1998) o recobrimento
mínimo deve ser de 1m e a profundidade máxima de 3,5m. O cálculo das áreas foi realizado
com o uso do software AUTOCAD 2004, enquanto que a porcentagem de área impermeável foi
obtida tomando como referencia o levantamento realizado in loco e por meio de imagem de
satélite.
O coeficiente de Manning (n) utilizado como dado de entrada no SWMM foi
adotado com base em Rossman (2005), em que foi usado o valor de 0,013 para superfícies de
asfalto e 0,15 para superfícies gramadas ou de pouca vegetação.
3.3.3 Equação de infiltração
A infiltração é fenômeno de penetração da água nas camadas do solo, através de
vazios, sob a ação da gravidade. Ela é um fenômeno extremamente importante no controle do
balanço hidrológico, como medida corretiva e mitigadora do impacto causado ao ciclo da água
local.
Existem, atualmente, várias equações para o cálculo da infiltração no solo, o SWMM
possui a opção de se trabalhar com três formulações: Horton, Green Ampt e Curve Number. Para
o desenvolvimento deste trabalho foi escolhida a equação de Horton, devido à maior
disponibilidade dos seus dados na literatural. Os parâmetros desta equação foram adotados a
partir de Moura (2005), que foram obtidos para superfícies gramadas, considerando que quase a
totalidade de áreas permeáveis da área de estudo é dessa tipologia de superfície. Assim, os
parâmetros de entrada para equação de infiltração de Horton foram:
I
0
= 120mm/h (capacidade de infiltração inicial)
I
b
= 88 mm/h (capacidade de infiltração final)
K = 25h
-1
( constante que representa a taxa de decréscimo na capacidade I
t
)
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
56
Uma restrição do modelo de Horton é que este deve ser aplicado apenas quando a
intensidade da precipitação for maior que a capacidade de infiltração da superfície (MOURA,
2005). Outro problema está em se se adotar parâmetros fixos de infiltração para toda a bacia pois
esta sofre influência de diversos fatores como, o tipo de solo, cobertura vegetal, grau de
compactação, declividade, dentre outros. Por este motivo, ela apresenta uma grande variabilidade
espacial. No entanto, os valores empregados neste trabalho são médios que tendem a representar,
de um modo geral a área trabalhada.
3.3.4 Tempo de concentração
O tempo de concentração (t
c
) é um dos parâmetros mais importantes no cálculo de
vazão e de qualquer projeto executivo de drenagem urbana e representa o tempo de percurso da
água do ponto mais distante da bacia até seção de estudo. Normalmente, este tempo é adotado
como duração da chuva de projeto.
Existem inúmeras fórmulas empíricas para o cálculo do t
c
, elas permitem a sua
definição em bacias onde não se dispõe de dados simultâneos de chuva e fluviométricos para
uma determinação experimental. Nesse trabalho foram testadas três dessas fórmulas para o
cálculo do tempo de concentração, conforme segue abaixo:
Kirpich
Desenvolvida em 1940 para estado americano do Tenessee, com dados de sete
pequenas bacias, é uma fórmula empírica muito usada. Possui limitações com relação às
declividades, devendo ser empregada para bacias com declividades entre 3% e 10% e em áreas
de, no máximo 0,50 km². Apesar de suas limitações, Silveira (2005) afirma que pode ser
conseguido resultado razoável em bacias urbanas até 26 km
2
.
3850770
06630
. .
c
xSL,t
−
×=
(3.1)
onde t
c
é o tempo de concentração, em horas; L é o comprimento do talvegue, em km
e S é a declividade do talvegue, em m/m.
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
57
Califórnia Culverts Practice
Apresentada pelo Departamento de Estradas de Rodagem da Califórnia em 1942 é
semelhante à fórmula de Kirpich, ocorrendo a substituição do S por L/H. Possui as mesmas
limitações com relação a área e declividades, embora tenha sido muito utilizada também para
áreas maiores dentro da aplicabilidade do método racional.
38501551
57
,,
c
xHxLt
−
= (3.2)
onde t
c
é o tempo de concentração, em minutos; L é o comprimento do talvegue, em km e H é a
diferença de cotas entre a saída da bacia e o ponto mais alto do talvegue em m.
Carter
A fórmula de Carter foi desenvolvida para cálculo em bacias com áreas entre 16 a 21
km
2
. A equação de Carter destaca-se por representar bacias de baixa declividade do talvegue
menor que 0,5%. (SILVEIRA, 2005).
3,06,0
0977.0
−
= xSxLt
c
(3.3)
em que t
c
é o tempo de concentração, em horas; L é o comprimento do talvegue, em km e S é a
declividade do talvegue, em m/m.
3.3.5 Precipitação de Projeto
A precipitação de projeto é um parâmetro indispensável em qualquer trabalho de
modelagem de águas pluviais. As equações de chuva têm sido de fundamental importância nos
estudos e elaboração de projetos de drenagem urbana, uma vez que grande parte das bacias é
desprovida de registros fluviométricos.
A precipitação utilizada nessa pesquisa foi uma tormenta padronizada, determinada
por meio da equação de chuva (
Equação 3.6), desenvolvida por Costa e Brito (1999) com tempo
de recorrência adotado de 2 anos; a intensidade foi calculada a cada minuto por um intervalo de
tempo total de 30min, conforme o tempo de concentração encontrado para a área. Com base nos
dados de precipitação obtidos foi construído o hietograma de projeto utilizando o modelo do
SCS - Soil Conservation Service (TUCCI, 1998).
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
58
3.4 Métodos de Controle de Enchente
Nesse trabalho simulou-se de quatro métodos de controle de enchentes para
diminuir o escoamento evacuado para a rede de drenagem pluvial, os métodos simulados foram:
microreservatórios de detenção, trincheiras de infiltração, aumento de área permeável e bacia de
detenção
Com a finalidade de verificar a eficiência desses dispositivos no abatimento das
vazões de pico, foram construídos cenários com características diferentes, onde se pode simular
a implantação de alguns métodos de controle de cheias. As simulações foram realizadas,
inicialmente, de forma isolada, ou seja, um modelo para cada método, posteriormente, foram
realizadas simulações com mais de um método simultaneamente, sendo eles:
• Implantação de microreservatorios;
• Aumento de área permeável (30% em cada lote);
• microreservatórios com aumento da área permeável (30% em cada lote);
• Aumento de área permeável (50% em cada lote);
• implantação de trincheira de infiltração no lote;
• microreservatórios com aumento de área permeável (50%);
• valas de infiltração com aumento de área permeável (50%);
Dessa forma foi possível verificar a eficiência desses métodos de controle agindo de
forma conjunta.
A representação de um sistema de drenagem real através do modelo parte sempre de
alguns elementos fundamentais como: os nós e os vínculos existentes entre eles. Os nós
representam, nesse trabalho, poços de visita enquanto que os vínculos caracterizam a canalização
do sistema de drenagem.
Para quantificar o impacto na redução das vazões de pico, obtido com a adoção dos
métodos de controle, utilizou-se o parâmetro denominado eficiência (e). Este parâmetro foi
definido, neste trabalho, como uma relação entre as máximas vazões escoadas na área sem
dispositivos e a situação da área com os dispositivos.
Para a simulação desses métodos no modelo, a determinação do volume dos
microreservatórios e bacias de detenção tiveram que ser realizados previamente conforme
apresentando a seguir.
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
59
3.4.1 Microreservatórios de Detenção em Nível de Lote
Para que fosse simulada a aplicação dos microreservatórios no modelo foi necessário
anteriormente se calcular, manualmente, o volume requerido dessa bacia para cada lote e então
concluído, através da quantidade total de lotes na área, o volume total de detenção para toda a
área de contribuição. O valor encontrado foi inserido em um campo do modelo que representa o
acúmulo de água em depressões (DStore-Imperv).
Neste trabalho foram utilizados os métodos Muller–Neuhaus (1953), citado em
Wilken (1998) e Tucci (1999). Para o cálculo dos microreservatórios foi realizado obedecendo a
critérios de forma que o volume de detenção fosse o necessário para que se obtivesse a vazão
atual de saída do lote igual à vazão de pré-urbanização, ou seja, a vazão em condições naturais.
Para o cálculo das vazões foi utilizada a fórmula racional:
)106,3(
6
∗
=
CiA
Q
(3.5)
em que C é o coeficiente de escoamento superficial; A e a área de drenagem em m
2
; i é a
intensidade pluviométrica em mm/h e Q é a vazão em m
3
/s
A intensidade de chuva foi calculada pela curva idf para Goiânia determinada por
Costa e Brito (1999) válida para 1 ano
≤ T ≤ 8 anos, para o dimensionamento dos
microreservatórios.
0,974711
62740,0
T
0,22
0,14710
) 24,8 t (
)T ( * 56,7928
i
0,09
+
=
+
(3.6)
onde i é a intensidade máxima de chuva (mm/min); t é a duração (min); T é o período de
retorno (ano);
3.4.1.1 Método do Muller – Neuhaus (1953)
O volume da bacia de detenção determinado pela fórmula de Muller – Neuhaus é
dado por:
Kc
t
a
QJ
⋅
⋅=
(3.7)
Sendo o k um fator que é função da relação da detenção
ε
, isto é, do quociente entre
a vazão efluente e vazão afluente, ou seja
)(
ε
fk
=
, onde
Qa
Qe
=
ε
em que
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
60
ε
1
log=k
(3.8)
De posse do valor de
ε
foi então, através da Tabela 3.1, determinado o valor de k.
Para este método, a intensidade foi calculada pela equação de chuva de Goiânia com
o período de retorno de 2 anos e tempo de concentração de 5 minutos. A vazão é obtida pela
formula racional, considerando um coeficiente de escoamento igual a 0,8.
Tabela 3.1: Valores de k em função
ε
ε
K
ε
K
0,10 1,000 0,60 0,222
0,15 0,824 0,65 0,187
0,20 0,699 0,70 0,155
0,25 0,602 0,75 0,125
0,30 0,523 0,80 0,097
0,35 0,456 0,85 0,071
0,40 0,398 0,90 0,046
0,45 0,347 0,95 0,022
0,50 0,301 1,00 0,000
3.4.1.2 Método do Tucci (1999)
A velocidade de escoamento na superfície pode ser estimada por (SCS,1975 apud
TUCCI, 1998):
2/1
kSv =
(3.9)
onde
k é um fator que depende da superfície e S a declividade em %.
Tucci (1999) trabalha com declividade média dos lotes de 1%, adotando-se o
k igual
a 0,610. O tempo de concentração é calculado por:
2/1
2/3
hk
D
v
D
t
Δ
==
(3.10)
onde D é o comprimento do escoamento; e
h
Δ
é o desnível no lote.
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
61
A estimativa da vazão máxima do lote pode calculada através da equação racional. O
coeficiente de escoamento adotado para condições de pré-urbanização foi de 0,1 (matas, parques
e campos de esporte) e para o lote desenvolvido foi de 0,8.
Considerando que
Q
a
é a vazão natural antes da ocupação do lote e Q
d
a vazão após a
ocupação do lote, o volume necessário para manter o pico das condições naturais é estimado por:
)1(.
d
Q
a
Q
d
t
d
QVs −=
(3.11)
3.4.2 Bacias de Detenção
Foram avaliados dois métodos para o cálculo da bacia de detenção a ser instalada na
área para redução do volume escoado. Os métodos empregados foram os propostos por Franco
(2004) e Guo (1999), e são descritos a seguir.
Para o dimensionamento da bacia de detenção de grande porte foi utilizada a outra
equação determinada por Costa e Brito (1999), válida para 8 anos
< T ≤ 100 anos
0,974711
) 24,8 t (
0,14710
T * 64,3044
i
+
=
(3.12)
3.4.2.1 Método Franco (2004)
Franco (2004) determinou a seguinte equação para cálculo de volume de bacias de
detenção. Ela descreve melhor o caso de órgãos de descarga livre, vertedores ou descargas de
fundo:
()
2
2
1
K
d
t
s
i
n
b
d
t
m
aT
k
CA
d
V
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
−
+
=
(3.13)
sendo
V
d
o volume de detenção da bacia; i
s
a intensidade efluente, equivalente; k
1
e k
2
os fatores
de conversão de unidades;
C o coeficiente de escoamento (adimensional); A a área da bacia
(km
2
); T o tempo de recorrência (anos); t
d
a duração da chuva (min); a, b, m, n são parâmetros
das relações de chuva obtidos da equação
idf.
Segundo Franco (2004) o tempo de retorno para o dimensionamento de bacias de
detenção deve ser utilizado de 50 a 100 anos, o que para uma vida útil de 25 a 50 anos resulta
num risco de falha ao longo desse período de 22 a 64 %.
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
62
3.4.2.2 Método de Guo (1999)
Guo (1999) determinou uma equação para o cálculo do volume de bacias de
detenção.
[]
d
T
d
mQ
d
AT
d
CIV −=
α
60 (3.14)
sendo V o volume; C o coeficiente de escoamento; i a intensidade da chuva (mm/h); A é a área
(ha); T
d
é a duração da chuva em minutos; m é a relação entre o tempo de concentração e o
tempo de duração da chuva que geralmente é utilizado um valor entre 0,75 e 0,85 (URBONAS
AND STAHRE, 1992) e Q
a
a vazão de pico;
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
=
d
dc
T
Tt
m
2
(3.14)
onde t
c
é o tempo de concentração e T
d
é o tempo de duração da chuva.
3.4.3 Ajuste da Simulação da Bacia
Embora o modelo SWMM tenha uma boa flexibilidade de uso, a simulação direta de
microreservatórios poderia ser muito laboriosa, pois seria necessário introduzir reservatórios ao
final de todos os lotes. Desta forma, foi necessário procurar a melhor forma de representar estes
processos.
Nessa representação foi então necessário antes comprovar a viabilidade e eficiência
desse modelo. Neste sentido, foram realizadas duas simulações em um lote com 520m
2
, com
100% de área impermeável. O primeiro cenário contou com a simulação de um reservatório de
detenção com capacidade de 4,32m
3
. No segundo cenário foi simulado este mesmo volume por
meio do parâmetro que representa o armazenamento da chuva em depressões (DStore-Imperv).
Em seguida foram comparados os resultados das simulações. Buscou-se com isso comprovar a
viabilidade de estar substituindo o uso do reservatório pelo parâmetro.
3.4.4 Consideração dos Microreservatórios no Modelo SWMM
De posse do volume necessário de cada microreservatórios e da quantidade de total
de lotes de cada sub-área, foi então calculado o volume total de armazenamento em cada sub-
área. Esse valor foi então inserido no campo ‘D’store-imperv” de modo a simular o efeito destes
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
63
reservatórios. O parâmetro “subarea Routing” que simula a direção do fluxo, ficou fixado em
“outlet”.
3.4.5 Consideração da Vala de Infiltração no Modelo
Na determinação do volume de armazenamento da vala de infiltração foi adotada
a mesma metodologia da bacia de detenção. Definido o volume requerido para cada lote, foi
então estabelecido o volume de armazenamento total para cada sub-área, obedecendo ao mesmo
critério adotado para a aplicação de bacia de detenção. A diferença do volume total é que neste
caso, foi inserido no parâmetro (DStore-perv),que representa o armazenamento de água em
depressões permeáveis.
Para efetivação da simulação desse cenário em específico, foi necessário também
alterar o parâmetro “subarea Routing” que simula a direção do fluxo, sendo alterado para
“pervious”. Nesse caso indica que o fluxo está procedendo de uma área impermeável para uma
área permeável.
3.4.6 Aumento de Área Permeável
Sabendo-se que a área estudada possui um alto índice de impermeabilização.
Buscou-se realizar simulações de aumento de área permeável com o objetivo de determinar o
efeito desta ação na redução de enchentes.
Inicialmente foi calculada a porcentagem de área permeável e impermeável de cada
sub-área por meio de cálculo baseado no levantamento in loco e com o auxilio de imagens de
satélite. Considerando-se que só existe área permeável no interior dos lotes e em algumas áreas
verdes públicas, determinou-se os valores da seguinte forma:
•
nas sub-áreas que não possuem parques ou áreas verdes públicas foi considerada a
porcentagem de permeabilidade apenas dos lotes;
•
nas sub-áreas que possuem alguma área verde foi realizado o cálculo da
porcentagem dessa área (parque ou área verde pública) sobre a área total e então
inserido na quantidade de área de permeável, juntamente com a porcentagem
representada pela permeabilidade dos lotes.
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
64
Tendo-se em conta que o modelo teve por objetivo simular o efeito do aumento de
área permeável no interior dos lotes, foi respeitado apenas o lote no cálculo desse novo valor.
Foi-se então, subtraído o valor anteriormente encontrado de permeabilidade representado pelos
lotes em cada sub-área e substituído pelo valor que representou o aumento para 30% e 50% para
cada lote.
3.5 Características da Área Estudada
Para representar a situação pesquisada em um contexto prático, optou-se pela
aplicação da metodologia a uma área urbana real. A área escolhida está localizada na cidade de
Goiânia, situada na bacia do Córrego dos Buritis, uma sub-bacia do Córrego Botafogo e
compreende parte dos Setores Oeste, Bueno e Marista (
Anexo 1). A área total tem 162,7 ha e
compreende 1.609 lotes, maiores que 500m
2
, em sua maioria com mais de 80% da área
impermeabilizada, com declividade média da área em 3 % e comprimento do talvegue de 2.580
m. A área possui drenagem para o Bosque dos Buritis e Bacia do Córrego Botafogo, conforme
ilustrado na figura retirada do SWMM (
Figura 3.1)
A rede de drenagem desta área é insuficiente para drenar todo o escoamento
produzido, e, associada ao pequeno número de áreas verdes, praças e bosques, favorece os
constantes problemas de enchentes na região com ruas alagadas, trânsito comprometido e
insegurança para os transeuntes (
Figuras 3.2 a e b).
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
65
Figura 3.1: Área estudada com os pontos de descarga
Figuras 3.2: a e b) Vista parcial da área de alagamento na Av. 87 no Setor Sul em Goiânia
(nov/2006).
a
)
b
)
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
66
Estas características, em conjunto com a existência de lagos no Bosque dos Buritis
(
Figura 3.3), situado na parte mais baixa da área de contribuição e que pode ser utilizado como
medida de controle favoreceram a eleição dessa região como representação do estudo.
A delimitação da área foi realizada de forma manual utilizando os arquivos do Mapa
Urbano Básico Digital de Goiânia (MUBDG) versão 18 de 2004. Os arquivos do MUBDG
foram de importância para a aquisição dos dados referentes à localização da área na cidade,
hidrografia, curva de nível e dimensões da bacia e dos lotes.
Figura 3.3: Vista aérea do Bosque dos Buritis (Google Earth, 2006)
3.5.1 Área de Amostragem
Com o objetivo de realizar a caracterização da área de contribuição estudada com
relação à permeabilidade foi eleita uma área de amostragem. Essa área foi escolhida é uma zona
residencial sem edifícios que é representativa da área. Esta área apresenta um nível elevado de
urbanização (
Anexo 1).
Para este estudo, foi necessário realizar vistorias nas residências, onde se
determinou, através de medições, a porcentagem de área permeável e impermeável de cada lote.
CAPÍTULO 3 – MATERIAIS E MÉTODOS
67
Esses dados foram utilizados na determinação da porcentagem de área permeável da área e
foram indispensáveis na simulação de aumento de área permeável nos lotes.
3.5.2 Lagos do Bosque dos Buritis - Método de Controle
Nesse estudo, foi aplicada a simulação de bacias de detenção de grande porte. Para
tanto, foram utilizados como possíveis locais de armazenamento os lagos do Bosque dos Buritis.
O local possui três lagos, sendo um desativado e os outros dois com acúmulo de água procedente
do Córrego dos Buritis. Está área está localizada na parte mais baixa da bacia e recebe a
contribuição do escoamento pluvial decorrente de parte dela, sendo que a outra parte tem
descarga na bacia do Córrego Botafogo. Para que se pudesse simular e verificar a eficiência
desses lagos como dispositivo de controle de enchente daquela área, foram determinadas
inicialmente as áreas por meio do aparelho de GPS (Sistema de Posicionamento Global).
Baseadas nos dados obtidos foram então inseridos esses valores no modelo e processada a
simulação.
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
68
CAPÍTULO 4 - RESULTADOS E DISCUSSÕES
Nesse capítulo são apresentados os resultados obtidos nesta pesquisa. Inicialmente
serão mostrados os resultados preliminares à simulação, nesta etapa são definidos parâmetros do
modelo como: dimensões das sub-áreas tempo de concentração e precipitação de projeto.
Em seguida, são apresentados os resultados encontrados na simulação do escoamento
na área sem métodos de controle e após a implantação desses métodos.
4.1 Parâmetros Básicos de Entrada no Modelo
4.1.1 Discretização da Área
Foram avaliados dois níveis de discretização da área. A área foi dividida em 6 e 13
sub-áreas (Anexo 2) tendo dois pontos finais de descargas do escoamento, Bosque dos Buritis e
Bacia do Córrego Botafogo, conforme projeto original de drenagem urbana. Comparando os
resultados obtidos na simulação do SD6 (simulação com 6 sub-áreas) com a simulação SD13
(simulação com 13 sub-áreas), é possível verificar que a maior diferença ocorreu com relação
aos pontos de extravasamentos, sendo que na situação SD6 foram identificados 11 pontos de
extravasamento de água em alguns locais da rede, enquanto que no SD13 ocorreram 20, isto se
deve à discretização das sub-áreas. O montante extravasado pela rede no cenário SD13 foi de
33,6 mm, o que representa 60% da precipitação ocorrida.
A vazão de pico no Bosque dos Buritis para o cenário SD6 foi de 5.098,59 L/s e de
5.477,49 L/s para o cenário SD13, diferença de 6,9%. Para a bacia do Córrego Botafogo ocorreu
uma vazão de pico de 8.766,79 L/s para o cenário SD13, enquanto que para o SD6 a vazão foi de
9.617.39 L/s, redução de aproximadamente 8,8% (Figura 4.1 a e b), verificou-se que não
ocorreu alteração significativa buscou-se então trabalhar com a discretização em 13 sub-áreas.
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
69
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
0 20 40 60 80 100 120 140
Tempo (min)
Vazão (L/s)
sd6
sd13
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 20 40 60 80 100 120 140
Tempo (min)
Vazão (L/s)
sd6
sd13
Figura 4.1: a) Comparação do hidrograma entre SD6 e SD13 na
Bacia do Córrego Botafogo; b) Comparação do hidrograma entre
SD6 e SD13 no Bosque dos Buritis
a
)
a
)
a
)
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
70
4.1.2 Tempo de Concentração
O tempo de concentração da área de contribuição foi calculado por três fórmulas
empíricas diferentes, Kirpich, Califórnia Culverts Practice e Carter (SILVEIRA, 2005), obtendo-
se como resultados 31,8min, 32,3min e 29,6min respectivamente. Estas equações apresentaram
resultados similares, assim optou-se por trabalhar com um valor de 30min para o tempo de
concentração da bacia.
4.1.3 Tempo de Simulação e Precipitação
O intervalo de discretização do tempo empregado em todas as simulações neste
trabalho foi de 1min. Esse tempo foi adotado após alguns testes em que se verificou que períodos
maiores podiam não representar bem os resultados, enquanto, que tempos menores não
apresentaram diferenças significativas nos mesmos.
A precipitação foi calculada por meio da equação de chuva a cada minuto até o tempo
de concentração calculado, 30min, com tempo de retorno de 2 anos, onde foi possível construir o
hietograma de projeto com base no método SCS (Figura 4.2). A precipitação total do evento foi
de 56,8 mm.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324252627282930
Tempo (min)
Intensidade (mm/h)
Figura 4.2: Hietograma da precipitação de projeto
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
71
4.1.4 Dimensionamento de Microreservatórios
O dimensionamento dos microreservatórios foi realizado com duas metodologias,
Muller (1953) e Tucci (1999). Foram dimensionados microreservatórios para lotes com 520m
2
,
média padrão da região de estudo, com tempo de retorno de 2 anos para o cálculo da intensidade
pluviométrica.
As vazões calculadas foram de 1,8 L/s para a pré-ocupação e 9 L/s para pós-
ocupação. Pelo método Muller obteve-se um reservatório com volume de 1,88m
3
enquanto que
o método de Tucci encontrou-se um valor de 7,56 m
3
.
Os dois métodos se diferem nos seguintes pontos: no método do Tucci é trabalhado
com o conceito moderno da conservação do estado de pré-ocupação, onde o dimensionamento do
microreservatórios é realizado buscando sempre que a vazão de saída seja a mesma em uma
condição de pré-ocupação. Com isto optou-se por adotar o valor encontrado por meio do método
de Tucci. Vale ressaltar que um volume de armazenamento maior que o encontrado pelo método
do Tucci se tornaria inviável para a instalação em lotes, uma vez que ocuparia grandes espaços.
4.1.5 Dimensionamento da Bacia de Detenção
A bacia de detenção foi dimensionada para uma área total de 75,7 ha, com declividade de
3% e comprimento do talvegue de 2.580m, com um tempo de retorno de 50 anos e coeficiente de
escoamento adotado de 0,9. Nesse dimensionamento foi empregado o método de Guo (2004).
Deve-se ressaltar que o reservatório de detenção não foi dimensionado para toda a área,
pois a área de contribuição possui dois pontos de descarga, Bosque dos Buritis e Bacia do
Córrego Botafogo. O lago está localizado na parte do Bosque dos Buritis, sendo considerado
para este o cálculo apenas a área que contribui para o Bosque dos Buritis. O volume encontrado
para bacia de detenção a partir destas considerações foi de 11.796,42 m³.
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
72
4.1.6 Levantamento da Área de Amostragem
Foi efetuado um levantamento amostral da área de estudo que serviu de base para a
determinação da porcentagem de área permeável e impermeável a ser usada no modelo.
Identificou-se uma média de 86% de impermeabilização, com a presença de alguns lotes com
praticamente 100% de área impermeável (Figuras 4.3 a e b). O levantamento foi efetuado em
dez residências e os resultados são apresentados na Tabela 4.1.
Tabela 4.1: Características dos lotes da área de amostragem.
Casas
Área Total do lote
(m
2
)
Área permeável (%) Área impermeável (%)
Casa 1 585,64 6,21 93,79
Casa 2 1.774,44 29,08 70,92
Casa 3 506,99 9,32 90,68
Casa 4 1.013,98 11,96 88,04
Casa 5 506,99 19,53 80,47
Casa 6 731,23 23,58 76,42
Casa 7 1.043,18 32,13 67,87
Casa 8 521,59 6,55 93,45
Casa 9 521,59 0,00 100,00
Casa 10 1.043,18 0,00 100,00
Considerando-se que a Lei de Uso do Solo de Goiânia – Lei Complementar nº 031 de
29 de dezembro de 1994 – prevê para aquela região 30% de área permeável em cada lote, é
possível perceber então que a lei não está sendo cumprida, pois apenas em uma residência
estudada foi encontrado esse percentual.
Figura 4.3: Vista parcial de residências estudadas: a) casa 1; b) casa 6.
a
)
b
)
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
73
4.1.7 Lagos do Bosque dos Buritis
Existem três lagos no Bosque dos Buritis (Figuras 4.4 a, b e c), o levantamento deles
realizado, por meio de aparelho GPS, permitiu encontrar a área inundada e volume acumulado de
cada um, conforme Tabela 4.2 .
Figura 4.4: Lago do Bosque dos Buritis: a) Lago 1; b) Lago2; c) Lago 3.
Tabela 4.2: Características dos lagos do Bosque dos Buritis
Lago
1 2 3
Área (m²) 1.560 8.820 10.400
Profundidade (m) 2,5 3,5 2,0
Volume (m³) 3.900 30.870 20.800
a
)
c
)
b
)
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
74
4.1.8 Simulação dos Microreservatórios no SWMM
A adoção dos microreservatórios dentro do modelo implicaria na necessidade de se
criar um reservatório para cada lote. Com isto o número de unidades de áreas de simulações teria
que ser igual ao número de lotes. Sendo este procedimento impraticáve devido a grande
quantidade de lotes, optou-se por adotar a representação do reservatório de detenção dentro do
modelo através da substituição deste por um parâmetro de armazenamento em depressões -
DStore-Imper.
Para comprovar a viabilidade de se adotar esta metodologia procedeu-se com uma
comparação dos resultados das simulações em um lote. Primeiro realizou-se a simulação de uma
área com a implantação do reservatório e em uma segunda simulação foi inserido no campo do
parâmetro que representa o armazenamento de água em depressões (DStore-Imperv) o mesmo
volume de armazenamento do reservatório adotado na primeira simulação.
No cenário com o uso do parâmetro (SLP) a vazão de pico calculada foi de 22,6 L/s
aos 25min após o início da chuva, com início do escoamento aos 8 min, enquanto que para a
simulação com o reservatório (SLR) a vazão de pico é de 22,4 L/s que ocorreu aos 26 min e o
escoamento se iniciando aos 9 min.
Verifica-se através do gráfico (Figura 4.5) de comparação das vazões de pico e dos
valores encontrados que em ambas as situações não há diferenças significativas de resultado,
apenas 0,98% na vazão de pico, o que comprova a viabilidade da substituição do reservatório
pelo parâmetro de armazenamento na bacia.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
0 102030405060
Tempo (min)
Vazão (L/s)
SLP - simulação com
parâmetro
SLR - simulação com
reservatório
Figura 4.5: Gráfico de comparação das simulações SLP e SLR
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
75
Foram realizadas outras simulações com diferentes configurações de áreas de drenagem,
verificando-se que não ocorrem diferenças significativas entre as vazões de bacias que
consideram os reservatórios propriamente ditos e aquelas que utilizam a substituição destes pelo
parâmetro de armazenamento em áreas impermeáveis.
Comprovada a possibilidade de substituição do reservatório pelo parâmetro que
representa o armazenamento de água em depressões, procedeu-se o somatório do volume total
armazenamento por sub-área representado por um reservatório de 7,56 m
3
em cada lote, o que
resultou em uma lâmina d’água em mm (Equação 4.1), inserido no parâmetro - DStore-Imper -
de cada sub-área, conforme observado na Tabela 4.3.
lizaçãoImpermeabi x Area
Volume
Lâmina =
(4.1)
Tabela 4.3: Volume agrupado dos microreservatórios das 13 sub-áreas
Sub-área
Sub-áreas
(ha)
Quantidade de
lotes
Área
impermeável
(%)
Lâmina
d’água (mm)
1 18,25
91
71,13
5,3
2 21,61
248
91,74
9,5
3 11,73
132
88,94
9,6
4 14,58
172
84,04
10,6
5 16,51
151
91,51
7,6
6 4,68
77
85,19
14,6
7 6,58
65
90,99
8,2
8 14,14
107
87,09
6,6
9 8,06
56
93,09
5,6
10 14,13
121
86,38
7,5
11 6,56
46
94,95
5,6
12 15,10
224
89,32
12,6
13 10,75
119
92,03
9,1
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
76
4.1.9 Aumento da Área Permeável
O aumento de área permeável em cada lote foi importante para identificar a influência
desse parâmetro na redução das enchentes. Foi trabalhado com duas vertentes, primeiro com
aumento da área permeável para 30% em cada lote e depois para 50%, os resultados foram
agrupados por sub-área, conforme pode ser visualizados na Tabela 4.4. Estes dados foram
adotados nos cenários simulados com alteração de área permeável (Tabela 4.5).
Tabela 4.4: Porcentagem de área impermeável por sub-área
Impermeável (%) Impermeável (%)
Sub-área
Atual
Com os lotes
com 30% de
permeabilidade
Com os lotes
com 50% de
permeabilidade
Sub-área
Atual
Com os lotes
com 30% de
permeabilidade
Com os lotes
com 50% de
permeabilidade
1 71,13 66,94 61,75 8 87,09 80,73 72,86
2 91,74 82,09 70,16 9 93,09 87,25 80,02
3 88,94 79,48 67,78 10 86,38 79,18 70,27
4 84,04 74,13 61,86 11 94,95 89,05 81,76
5 91,51 83,82 74,31 12 89,32 76,85 61,43
6 85,19 71,36 54,25 13 92,03 83,73 71,22
7 90,99 82,68 72,41
Ressalta-se que o aumento de área permeável ocorreu apenas no interior do lote, por isso
foi considerado apenas a área dos lotes para o novo valor de área impermeável de cada sub-área.
4.1.10 Simulação de Cenários
Buscou neste trabalho avaliar a viabilidade de implantação de métodos de controle na
redução de enchentes em uma área urbana, por isso foram testados alguns cenários. Nesses
cenários foram avaliados diferentes configurações de métodos de controle, sendo analisados ao
todo 11 diferentes situações, conforme caracteriza a Tabela 4.5.
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
77
Tabela 4.5: Cenários simulados no trabalho
Abreviaturas Características
SD6
Discretização da área em 6 sub-áreas (Figura 4.1) com
características atuais, sem nenhum método de controle.
SD6B Implantação de microreservatórios
SD13
Discretização da área em 13 sub-áreas (Figura 4.2) com
características atuais, sem nenhum métodos de controle;
SD13B Implantação de microreservatórios
SD13P
Aumento de área permeável (30% em cada lote).
SD13PB
Inserção de microreservatórios com aumento da área
permeável (30% em cada lote).
SD13P50
Aumento de área permeável (50% em cada lote).
SD13TF Implantação de trincheira de infiltração no lote
SD13P50B
Aumento de área permeável (50%) com implantação de
microreservatórios
SD13P50TF
Aumento de área permeável (50%) com implantação de
valas de infiltração
SD13LB
Simulação do modelo com a implantação dos lagos dos
Bosque dos Buritis
4.2 Resultados e Análise das Simulações
Para cada simulação realizada nessa pesquisa, foram construídos dois gráficos: um
para a descarga na Bacia do Córrego Botafogo e outro para a do Bosque dos Buritis. Objetivou-
se com eles estimar a eficiência dos métodos de controle de enchente. A avaliação dos modelos
foi feita por meio da comparação da vazão e do tempo de pico dos diferentes cenários. Ao se
proceder as simulações verificou-se que a área de estudo apresentava diversos pontos de
alagamento, por isto, avaliou-se também o volume extravasado pela rede, comparando-o com a
precipitação ocorrida. O volume total extravasado no evento foi obtido a partir do modelo, este
volume foi dividido pela área da bacia de contribuição de modo a determinar a lâmina de água
excedente. Nas tabelas do Apêndice A são apresentados os resultados detalhados de cada
simulação.
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
78
4.2.1 Cenários SD6 e SDB6
Inicialmente testou-se um cenário da área, com maior discretização, onde a área foi
dividida em 6 sub-áreas. Foram realizadas duas simulações com esta discretização, SD6 (área
sem método de controle) e SD6B (implantação de microreservatórios). Foi possível perceber que
a vazão permaneceu com valores aproximados nas duas simulações e o tempo de pico não se
alterou, demonstrando que os microreservatórios não apresentaram resultados satisfatórios,
conforme pode ser visualizado na Figura 4.6.
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
0 20 40 60 80 100 120 140
Tempo (min)
Vazão (L/s)
SD6
SD6B
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
0 20 40 60 80 100 120 140
Tempo (min)
Vazão (L/s)
SD6
SD6B
Figura 4.6: a) Hidrograma de saída dos modelos SD6 e SD6B -Bosque dos
Buritis; b) Hidrograma de saída dos modelos SD6 e SD6B -Córrego Botafogo
b
)
a
)
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
79
Nas duas simulações, a área apresentou, 11 pontos de extravasamento de água em
alguns locais da rede, conforme pode ser observado em vermelho na Figura 4.7.
Figura 4.7 – Localização dos pontos de extravasamento na bacia – SD6
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
80
A situação crítica ocorreu a partir dos 18min de chuva e se prolonga até os 35min, onde
começa a haver o “esvaziamento” do sistema. A implantação dos microreservatórios não
apresentou praticamente nenhuma alteração nesse cenário uma vez que a vazão de pico no
Bosque dos Buritis para o cenário SD6 foi de 9.617,39 L/s, e 9.390,52 para o SD6B, redução
média de 2,4 %, os dois com tempo de pico aos 23min. Para o córrego Botafogo a vazão de pico
foi de 5.098,59 L/s para o SD6 e 5.079,17 L/s para o SD6B, redução aproximada de 0,38%, com
tempo de pico aos 22min nos dois cenários.
Outro aspecto possível de ser observado nessa simulação é o fato de que os
microreservatórios apresentaram eficiência apenas nos primeiros 12min de chuva, com eficiência
reduzida ao longo do período de precipitação. Isso ocorre porque os microreservatórios
conseguem reter apenas os primeiros volumes precipitados, ou seja, até encher, a partir do
momento em que é preenchido o seu volume total a água começa a passar direto, não
proporcionando nenhum armazenamento adicional.
4.2.2 Simulação da Bacia (SD13)
Nessa simulação foram identificados a vazão e o tempo de pico nos dois pontos de
descarga e ainda os pontos de extravasamento na rede. No Bosque dos Buritis a vazão de pico
ocorreu aos 19min após o início da chuva, a vazão de pico foi de 5.477,49 L/s . Para a bacia do
Córrego Botafogo, a vazão de pico ocorreu aos 20min, com vazão de 8.766,79 L/s, conforme
pode ser visualizado nos hidrogramas representados na Figura 4.8. O resultado dessa simulação
servirá como comparação para os demais cenários simulados. Foram identificados 20 pontos de
extravasamento na rede (Figura 4.9), com início a partir dos 5min. Esses resultados estão mais
detalhados nas Tabelas A1 e A2.
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
81
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0 20406080100120140
Tempo (min)
Vazão (L/s)
BOSQUE DOS BURITIS
CÓRREGO BOTAFOGO
Figura 4.8: Comparação do hidrograma de saída do modelo SD13 no
Bosque dos Buritis com o Córrego Botafogo
4.2.3 Microreservatórios no Cenário (SD13B)
As análises dessa simulação tiveram como referência a comparação com resultados
obtidos na simulação do cenário SD13. Nessa simulação foi possível verificar que, nos dois
pontos de descarga, não ocorreu alteração significativa na vazão nem no tempo de pico. No
Bosque dos Buritis a vazão de pico ocorreu aos 20min após o início da chuva, a vazão de pico foi
5.265,99 L/s, uma redução aproximada de 3,86% quando comparado com o cenário SD13,
retardo de 5min no início do escoamento.
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
82
Figura 4.9 – Localização dos pontos de extravasamento na bacia – SD13
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
83
Na bacia do Córrego Botafogo, a vazão de pico ocorreu aos 22min, com vazão de
8.047,67 L/s, redução média de 8,2%, um pouco maior que a apresentada para o Bosque dos
Buritis com retardo de 6min no início do escoamento. Essa situação pode ser visualizada na
Figura 4.10.
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 20 40 60 80 100 120 140
Tempo (min)
Vazão (L/s)
SD13
SD13B
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0 20 40 60 80 100 120 140
Tempo (min)
Vazão (L/s)
SD13
SD13B
Figura 4.10: a) Hidrograma de saída dos modelos SD13 e SD13B –
Bosque dos Buritis; b) Hidrograma de saída dos modelos SD13 e
SD13B -Córrego Botafogo
b
)
a
)
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
84
A implantação de microreservatórios não alterou a quantidade de pontos de
extravasamento, porém o início do extravasamento teve um retardo de 5 min, iniciando aos 10
min do início da chuva, conforme pode ser observado nas Tabelas A3 e A4. O total extravasado
foi de 29,7mm, resultando em uma eficiência sob o ponto de vista da redução do alagamento de
11,5%
4.2.4 Área Permeável de 30% (SD13P)
Assim como no cenário analisado anteriormente, não foi verificada alteração
significativa na vazão e no tempo de pico no Bosque dos Buritis. A vazão de pico ocorreu aos
19min após o início da chuva assim como no cenário SD13 e no SD13B e foi de 5.145,4 L/s,
uma redução aproximada de 6%. Para a bacia do Córrego Botafogo, a vazão de pico ocorreu aos
20min, com vazão de 8.225,58 L/s, redução média de 6,17%. Esse modelo não apresentou
retardo no início do escoamento em nenhum dos dois pontos de descarga. Essa situação pode ser
melhor visualizada na Figura 4.11 e nas Tabelas A5 e A6.
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 20 40 60 80 100 120 140
Tempo (min)
Vazão (L/s)
SD13
SD13P
Foram identificados 20 pontos de extravasamento na rede, com início a partir dos
5min, sendo a redução do volume extravasado de 9,4%.
a
)
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
85
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0 20406080100120140
Tempo (min)
Vazão (L/s)
SD13
SD13P
Figura 4.11: a) Hidrograma de saída dos modelos SD13 e SD13P –
Bosque dos Buritis; b) Hidrograma de saída dos modelos SD13 e
SD13P – Córrego Botafogo
4.2.5 Área permeável de 50% (SD13P50)
Nessa simulação foi possível verificar que no ponto de descarga do Bosque dos
Buritis ocorreu uma pequena alteração na vazão, 4.824,73 L/s, e o tempo de pico permaneceu o
mesmo, aos 19min. Houve redução aproximada de 11,92%. Para a bacia do Córrego Botafogo, a
vazão de pico ocorreu aos 20min, com vazão de 7.476,61 L/s, redução aproximada de 14,71%,
assim como no modelo SD13P, esse modelo também não apresentou retardo no início do
escoamento (Tabelas A7 e A8). Conforme os hidrogramas representados na Figura 4.12.
Foram identificados 19 pontos de extravasamento na rede, com início a partir dos
5min, enquanto que o volume extravasado foi reduzido para 26,4mm, ou seja, 46% do volume
precipitado.
b
)
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
86
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 20406080100120140
Tempo (min)
Vazão (L/s)
SD13
SD13P50
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0 20406080100120140
Tempo(min)
Vazão (L/s)
SD13
SD13P50
Figura 4.12: a) Hidrograma de saída dos modelos SD13 e
SD13P50 -Bosque dos Buritis; b) Hidrograma de saída dos
modelos SD13 e SD13P50 -Córrego Botafogo
a
)
b
)
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
87
4.2.6 Trincheiras de Infiltração (SD13TF)
A simulação com as trincheiras de infiltração demonstrou uma melhor eficiência com
relação aos demais métodos analisados. No ponto de descarga do Bosque dos Buritis ocorreu
uma alteração significativa na vazão 4.165,04 L/s, redução aproximada de 23,96% na vazão de
pico, retardo no escoamento de 8min. Para a bacia do Córrego Botafogo, a vazão de pico ocorreu
aos 23min, com vazão de 8.555,96 L/s, redução aproximada 2,4 % na vazão de pico, retardo de
7min no início do escoamento. Conforme os hidrogramas representados na Figura 4.13 e
Tabelas A9 e A10..
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 20 40 60 80 100 120 140
Tempo (min)
Vazão (L/s)
SD13
SD13TF
Foram identificados 20 pontos de extravasamento na rede, com início a partir dos
5min. Esse cenário apresentou uma pequena diminuição no volume extravasado 30,3mm
(9,76%)
a
)
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
88
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0 20 40 60 80 100 120 140
Tempo (min)
Vazão (L/s)
SD13
SD13TF
Figura 4.13: a) Hidrograma de saída dos modelos SD13 e
SD13TF -Bosque dos Buritis; b) Hidrograma de saída dos modelos
SD13 e SD13TF -Córrego Botafogo
4.2.7 Microreservatório com Aumento de Área Permeável para 30%/lote (SD13BP)
A simulação com os microreservatórios em conjunto com o aumento da área
impermeável não apresentou eficiência significativa em nenhum dos dois pontos de descarga. No
Bosque dos Buritis ocorreu uma alteração pouco significativa na vazão de pico, 5.035,91 L/s,
com tempo de pico aos 20min. Redução aproximada de 8,06% na vazão de pico e retardo de
5min no início do escoamento. Para a bacia do Córrego Botafogo também não demonstrou
eficiência significativa, a vazão de pico ocorreu aos 21min, com vazão de 7.609,03 L/s, redução
aproximada de 13,20 % na vazão de pico e retardo de 6min no início do escoamento, conforme
os hidrogramas representados na Figura 4.14. Esses resultados podem ser melhor visualizados
nas Tabelas A11 e A12.
b
)
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
89
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 20 40 60 80 100 120 140
Tempo (min)
Vazão (L/s)
SD13
SD13BP
Foram identificados 19 pontos de extravasamento na rede, com início a partir dos
10min, havendo uma redução de 20% no volume extravasado que passou a ser de 26,7mm.
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0 20 40 60 80 100 120 140
Tempo (min)
Vazão (L/s)
SD13
SD13BP
Figura 4.14: a) Hidrograma de saída dos modelos SD13 e
SD13BP -Bosque dos Buritis; b) Hidrograma de saída dos
modelos SD13 e SD13BP -Córrego Botafogo
b
)
a
)
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
90
4.2.8 Microreservatório com Aumento de Área Permeável para 50%/lote (SD13P50B)
A simulação com os microreservatórios em conjunto com o aumento da área
impermeável para 50% em cada lote, demonstrou pouca alteração no tempo de pico para o
Bosque dos Buritis, enquanto que a vazão apresentou uma redução de 14,89%, vazão de
4.661,60 L/s, retardo de 5min no início do escoamento. Para a bacia do Córrego Botafogo o
tempo de pico permaneceu o mesmo, com vazão de 6.984,61 L/s, redução aproximada de 20,29
%, retardo de 6min no início do escoamento. Conforme os hidrogramas representados na Figura
4.15 e Tabelas A13 e A14.
Foram identificados 19 pontos de extravasamento na rede, com início a partir dos
9min. Entretanto a redução do volume extravasado foi de 34,5%.
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 20406080100120140
Tempo (min)
Vazão (L/s)
SD13
SD13P50B
a
)
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
91
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0 20406080100120140
Tempo (min)
Vazão (L/s)
SD13
SD13P50B
Figura 4.15: a) Hidrograma de saída dos modelos SD13 e
SD13P50B -Bosque dos Buritis; b) Hidrograma de saída dos
modelos SD13 e SD13P50B -Córrego Botafogo
4.2.9 Trincheira de Infiltração com Aumento de Área Permeável (SD13P50TF)
Este cenário demonstrou a melhor eficiência na redução da vazão de pico e no tempo
nos dois pontos de descarga, novamente o Bosque dos Buritis apresentou melhor resultado. No
Bosque dos Buritis vazão de pico foi de 2.368,70 L/s, tempo de pico, aos 31min. Redução
aproximada de 56,75%, retardo de 9min no início do escoamento. Para a bacia do Córrego
Botafogo, a vazão de pico ocorreu aos 31min, com vazão de 5.594,85 L/s, redução aproximada
de 35,66 %, retardo de 10min no início do escoamento (Figura 4.16).Esses resultados estão
apresentados detalhadamente nas Tabelas A15 e A16.
b
)
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
92
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 20406080100120140
Tempo (min)
Vazão (L/s)
SD13
SD13P50TF
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0 20 40 60 80 100 120 140
Tempo (min)
Vazão (L/s)
SD13
SD13P50TF
Figura 4.16: a) Hidrograma de saída dos modelos SD13 e
SD13P50TF -Bosque dos Buritis; b) Hidrograma de saída dos
modelos SD13 e SD13P50TF -Córrego Botafogo
O número de pontos de extravasamento nesta configuração da rede foi também igual
a 19, com início a partir dos 13min. A redução do volume extravasado foi de 45,6%, ou 18,3mm,
que corresponde a 32,3% da precipitação na bacia.
b
)
a)
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
93
4.2.10 Bacia de Detenção do Bosque dos Buritis
A implantação das bacias de detenção no Bosque dos Buritis se mostrou eficiente na
contenção do escoamento a jusante. O escoamento chega ao primeiro reservatório com uma
vazão de máxima de 11.508,82 L/s aos 22 min, e sai com uma vazão de 10.743.49 L/s. O retardo
do escoamento no início do escoamento foi de 16min (Figura 4.17). O segundo reservatório
consegue reter todo o volume escoado, que chega com uma vazão máxima de 10.743.49 L/s, aos
28 min após a entrada no primeiro reservatório. O que demonstra que não é necessária a
implantação de uma terceira bacia de detenção para esta situação. No entanto, para uma chuva
com período de retorno maior que dois anos, esta solução poderia ser estudada.
O volume máximo armazenado no primeiro reservatório é de 3.782.04 m
3
, enquanto
que o segundo não chega a ser preenchido totalmente, com um volume quase permanente de
17.339,15m
3
, conforme pode ser observado na Tabelas A17.
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Tempo (min)
Vazão (L/s)
Entrada do reservatório
Saída do reservatório
Figura 4.17: Hidrograma de entrada e saída do primeiro reservatório
Quando comparado às dimensões dos lagos existentes no Bosque dos Buritis,
observa-se que apenas os lagos 1 e 2 seriam necessários para conter o volume total escoado, pois
os dois juntos representa um volume total de 34.770 m
3
.
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
94
4.3. Discussão
Quando comparados os resultados das simulações dos diversos cenários é possível
avaliar a eficiência de cada um. Na Tabela 4.6 é apresentado um resumo dos resultados
encontrados para cada cenário.
Todos os cenários foram avaliados tomando-se como metodologia a comparação das
vazões de pico, com a vazão de pico encontrada para o cenário sem fa implantação dos
dispositivos de controle - SD13 - e o volume de flooding, que representa o volume extravasado
na rede.
A análise da eficiência dos dispositivos de controle levou em conta dois parâmetros a
redução no pico da cheia, e a diminuição no volume extravasado na rede de drenagem, que se
mostrou insuficiente para escoar a chuva.
Tabela 4.6: Resumo dos resultados para cada cenário.
Cenário Vazão (L/s) Eficiência (%)
Lâmina
extravasada (mm)
Eficiência na redução do
extravasamento (%)
SD13 14.173,5
2
33,6
0
SD13B 13.767,4
0
2,87
%
29,7
2
11,55
%
SD13P 13.370,9
8
5,66
%
30,4
4
9,40
%
SD13P50 12.301,3
4
13,21
%
26,3
9
21,46
%
SD13TF 12.778,6
7
9,84
%
30,3
2
9,76
%
SD13BP 13.049,7
1
7,93
%
26,7
0
20,54
%
SD13P50B 11.982,3
5
15,46
%
22,0
0
34,52
%
SD13P50TF 8.139,0
3
42,58
%
18,2
8
45,60
%
Na avaliação dos dispositivos individualmente, verifica-se que houve uma redução de
2,9% a 13,2% no pico de cheia. Enquanto que a diminuição do volume extravasado foi de 9,4% a
21,5%, sendo que a melhor alternativa individual foi o aumento da área permeável nos lotes para
50% do total. Tal medida está sendo adotada atualmente em alguns condomínios horizontais de
Goiânia.
A pouca redução no pico de cheia é decorrência das características da área, como:
alto índice de impermeabilização, tanto das áreas privadas quanto da vias públicas; rede de
drenagem que é incapaz de escoar uma chuva com período de retorno relativamente pequeno.
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
95
Devido a estes fatores, foi necessário avaliar os dispositivos alocados de forma
conjunta, de modo a se verificar a eficiência dos mesmos na minoração dos efeitos das enchentes
na área.
A adoção de dispositivos conjuntos mostrou uma redução de 7,9% a 42,6% no pico
de cheia e uma diminuição entre 20,5% e 45,6% no volume extravasado pela rede. O cenário
com implantação de trincheiras de infiltração e aumento de área permeável para 50% -
SD13P50TF - foi o que apresentou resultado mais satisfatório, tanto na redução do volume
escoado, quanto na diminuição do volume extravasado na rede. Isso ocorre, pois uma vez que
diminui a quantidade de água escoada na rede, ela passa a conseguir drenar uma maior parte do
volume.
CAPÍTULO 5 – CONCLUSÕES E SUGESTÕES
96
CAPÍTULO 5 - CONCLUSÕES E SUGESTÕES
5.1 Conclusões e Sugestões
O presente trabalho contemplou o estudo de dispositivos de controle de cheias em
bacias urbanas, para isso foi utilizada como modelo uma área urbana da cidade de Goiânia. Essa
área demonstra graves problemas de alagamento, isso se deve a fatores que foram levantados,
tais como: muitas áreas impermeabilizadas, poucas áreas verdes, rede com dimensões pequenas e
insuficientes para o escoamento de todo o volume produzido.
Foi possível comprovar esse dado durante o levantamento de campo realizado na área
amostral do presente estudo, onde foi detectado que grande parte dos lotes situado nessa área
estão com área impermeável superior a estabelecida na legislação de uso do solo do município,
Lei Complementar nº 031 de 29 de dezembro de 1994, ficando em média com 86,16% de
impermeabilização no lote, restando 13.84% de área permeável, sendo que na legislação está
estabelecido no mínimo 30% para cada lote.
O modelo foi aplicado para Goiânia, porém antes seria necessário se fazer calibrações
dos parâmetros hidrológicos, o que não ocorreu, fazendo com que o estudo seja considerado
teórico, apesar ter sido aplicado em uma área real de Goiânia.
Para a redução de enchentes em bacia urbanas, foram avaliados métodos de controle
de cheias: microreservatórios, trincheiras de infiltração em nível de lote, aumento de áreas
permeável (para 30% e 50%) e bacia de detenção aplicados a área de estudo. Foram realizadas
11 simulações para a bacia estudada no Modelo SWMM, sendo 1 para cada cenário.
Foram analisados dois cenários de discretização com 6 e 13 sub-áreas. Comparando o
resultado entre esses dois cenários pode-se observar que não ocorreu alteração significativa na
vazão, menor que 10% de diferença entre as duas vazões de pico, e no tempo de pico nos dois
pontos de descarga. A maior alteração apresentada entre os dois foi com relação aos pontos de
extravasamentos que no Cenário SD6, apresentou 11 enquanto que no Cenário SD13 foram
observados 20. Os resultados para estes cenários não mostraram muita diferença, o que indica
que uma discretização menor não apresentaria melhora significativa nos resultados. Sendo que as
dimensões das sub-bacias encontradas foram ainda menores que os valores usados na literatura
(SIQUEIRA, 2003).
CAPÍTULO 5 – CONCLUSÕES E SUGESTÕES
97
Por se estar trabalhando com áreas de discretização maiores que o lote, os
dispositivos de controle foram considerados indiretamente nas simulações do modelo na forma
de acúmulo de águas em depressões. Para se comprovar a viabilidade desta suposição, efetuou-se
a comparação do escoamento gerado, considerando um lote dotado de um reservatório de saída
que representa a bacia de detenção, e um lote em que esta bacia foi considerada como sendo uma
depressão. Os resultados mostraram a viabilidade desta aproximação uma vez que a diferença na
vazão de pico foi inferior a 1 %, comprovando a suposição inicial.
Na análise dos resultados foram avaliados a vazão de pico, tempo de pico, pontos de
extravasamento e volume escoado para cada cenário. Na análise da rede sem dispositivos,
observou-se que para a chuva de projeto com 2 anos de período de retorno ocorreram vários
pontos de extravasamento do fluxo. O extravasamento total nesta situação foi de 59% da
precipitação, denotando uma incapacidade de escoar o volume total precipitado. Assim, a vazão
no final da área sozinha não é representativa do sistema uma vez que o extravasamento funciona
como um armazenamento a montante. Desta forma o volume extravasado também foi um
parâmetro importante para avaliar a eficiência das medidas de controle nesta bacia.
A análise da influência do microreservatório e trincheira de infiltração na redução da
cheia mostrou que esta foi capaz de reduzir respectivamente 2,9% e 9,8% na vazão de pico total
e 11,5% e 9,8 % no volume extravasado do sistema. Esta pequena influência na diminuição do
pico mostra que para uma região com nível de impermeabilização elevado este tipo de controle
sozinho não irá solucionar o problema da cheia na área.
Considerando o aumento de área permeável de 30 e 50%, observou-se
respectivamente uma redução de apenas 5,6% e 13,2% na vazão de pico e de 9,4% e 21,5% no
volume extravasamento. Observou-se que o aumento de área permeável em cada lote não trouxe
muita alteração no escoamento, uma vez que a porcentagem de área permeável ainda permanece
pequena com relação ao total da área.
As melhores configurações para diminuição das cheias nas áreas estudadas foram as
que empregaram mais de um dispositivo ou medida em conjunto. A adoção da trincheira de
infiltração com o aumento da área permeável para 50%, possibilitou uma redução de 50% na
vazão de pico e 45,6% no volume extravasado, indicando a melhor solução a ser adotada para a
área.
CAPÍTULO 5 – CONCLUSÕES E SUGESTÕES
98
A adoção de bacia de detenção de grande porte no final da rede de drenagem se
mostrou uma alternativa viável para a rede estudada, uma vez que a mesma deságua em um
sistema de lagoas que poderiam servir para este fim. Verificou-se que os lagos dos bosques dos
Buritis apresentam uma boa capacidade de absorver as enchentes advindas de área de estudo.
Entretanto os benefícios desta alternativa só ocorreriam na parte de jusante (Parte do Setor
Oeste) , uma vez que as inundações da área de estudo continuariam ocorrendo.
Como recomendações para a continuidade deste estudo sugere-se efetuar uma
calibração dos parâmetros do modelo com base em medições de vazão e precipitação efetuadas
em campo e, ainda, realizar medidas de infiltração para observar a homogeneidade.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Divisão de áreas - 13 Sub-áreas
Divisão de áreas - 6 Sub-áreas
A=24.59 ha
Área sem
contribuição
A=38.55 ha
A=33.26 ha
A=25.85 ha
A=22.18 ha
A=18.25 ha
A=18.25 ha
A
=
4
,
6
8
h
a
A=21,61 ha
A=11,73 ha
A=16,51 ha
A
=
6
,
5
8
h
a
A
=
8
,
0
6
h
a
A
=
6
,
5
6
h
a
A
=
1
5
,
1
0
h
a
A
=
1
0
,
7
5
h
a
A
=
1
4
,
1
3
h
a
A
=
1
4
,
1
4
h
a
A
=
1
4
,
5
8
h
a
Área sem
contribuição
A3
A6
ÁREA
SEM
CON TRIBUIÇÃO
Ponto de descarga
da Bacia do Botafogo
Ponto de descarga
do Bosque dos Buritis
Área sem discretização com divisão de lotes e
rede de drenagem
D
i
r
e
ç
ã
o
d
o
e
s
c
o
a
m
e
n
t
o
n
exo 2: Discretização da área trabalhada
o
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e:
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de
Go
iânia- M
U
BD
G,
2
00
4
.
ÁREA
DE
ESTUDO
Vista geral da rua estudada.
Anexo 1:
Localização da área pesquisada.
Fonte: COMDATA: Imagem de Satélite. Goiânia, Goiás. QUICKBIRD UTM.22, SAD.69(sem escala),2002.
110
Tabela A1: Resultado das simulação com o cenário SD13 para o Bosque dos
Buritis
Tempo
(min)
SD13
Tempo
(min)
SD13
Tempo
(min)
SD13
1 0 48 678.67 95 236.54
2 80.2 49 648.86 96 228.5
3 260.94 50 622.37 97 220.98
4 507.46 51 598.74 98 213.88
5 798.36 52 577.57 99 207.34
6 1116.95 53 558.55 100 200.61
7 1450.54 54 541.41 101 193.96
8 1835.76 55 525.92 102 188.16
9 2328.11 56 511.87 103 182.61
10 2745.57 57 499.1 104 176.99
11 3113.87 58 487.46 105 172.08
12 3465.78 59 476.83 106 167.35
13 3818.47 60 467.09 107 162.5
14 4182.4 61 458.16 108 158.04
15 4567.29 62 449.95 109 153.63
16 4983.91 63 442.38 110 149.36
17 5279.98 64 435.39 111 145.19
18 5432.03 65 428.94 112 140.97
19 5477.49 66 422.95 113 136.76
20 5447.19 67 417.4 114 132.63
21 5364.95 68 412.25 115 129.26
22 5248.5 69 407.45 116 126.12
23 5110.62 70 402.97 117 123.03
24 4960.47 71 398.8 118 120
25 4804.37 72 394.89 119 116.75
26 4646.78 73 391.24 120 113.48
27 4490.6 74 387.82 121 110.18
28 4337.71 75 384.61 122 107.95
29 4189.53 76 381.6 123 105.69
30 4046.63 77 378.77 124 103.52
31 3909.53 78 376.1 125 100.92
32 3226.35 79 373.59 126 98.59
33 2704.18 80 371.22 127 96.28
34 2298.38 81 368.98 128 94.08
35 1979.4 82 366.12 129 91.95
36 1727.52 83 378.21 130 89.89
37 1531.06 84 365.06 131 87.93
38 1375.07 85 347.01 132 85.88
39 1245.73 86 331.1 133 83.07
40 1137.45 87 317.22 134 80.82
41 1046.03 88 304.77 135 79.19
42 968.23 89 293.21 136 77.79
43 901.55 90 282.6 137 76.56
44 844.03 91 272.43 138 74.85
45 794.11 92 262.9 139 73.2
46 750.55 93 253.78 140 71.21
47 712.34 94 244.93 141 69.82
111
Tabela A2: Resultados da simulação com o cenário SD13 para o Córrego
Botafogo
Tempo
(min)
SD13
Tempo
(min)
SD13
Tempo
(min)
SD13
1 0 48 2563.52 95 221.75
2 75.68 49 2446.77 96 215.6
3 249.88 50 2204.72 97 208.66
4 495.72 51 2028.43 98 200.41
5 798.52 52 1870.23 99 195.12
6 1711.4 53 1727.54 100 189.91
7 3077.92 54 1605.07 101 184.1
8 3643.94 55 1490.56 102 178.34
9 4070.64 56 1388.54 103 172.82
10 4524.8 57 1295.78 104 167.25
11 4996.13 58 1210.56 105 161.63
12 5485.13 59 1136.16 106 157.23
413 5994.57 60 1064.62 107 152.75
14 6529.06 61 1001.64 108 148.21
15 7095.74 62 942.42 109 143.9
16 7704.58 63 887.84 110 140.09
17 8187.37 64 839.62 111 136.34
18 8505.79 65 793.25 112 132.78
19 8689.55 66 748.96 113 129.24
20 8766.79 67 708.63 114 125.82
21 8762.09 68 675.64 115 122.63
22 8696.03 69 642.06 116 119.52
23 8585.15 70 607.67 117 116.42
24 8442.65 71 580.66 118 113.49
25 8278.67 72 553.45 119 110.66
26 8101.16 73 527.4 120 107.89
27 7915.98 74 503.05 121 105.2
28 7727.46 75 480.63 122 102.52
29 7539.04 76 459.08 123 99.86
30 7352.91 77 438.76 124 97.38
31 7170.86 78 419.85 125 95.14
32 6355.16 79 402.64 126 93.04
33 5698.68 80 386.62 127 90.99
34 5166.06 81 370.77 128 88.95
35 4733.75 82 355.72 129 86.93
36 4376.33 83 341.99 130 84.94
37 4075.09 84 328.7 131 83.02
38 3819.17 85 315.86 132 81.16
39 3600.17 86 303.3 133 79.37
40 3411.52 87 289.65 134 77.12
41 3248 88 277.92 135 75.67
42 3105.48 89 263.41 136 74.3
43 2980.61 90 261.94 137 72.8
44 2870.68 91 254.53 138 71.28
45 2773.47 92 243.28 139 69.79
46 2687.14 93 234.91 140 68.34
47 2610.17 94 228.64 141 66.93
112
Tabela A3: Resultado da Simulação com o cenário SD13B para o Bosque
dos Buritis
Tempo
(min)
SD13B
Tempo
(min)
SD13B
Tempo
(min)
SD13B
1 0 48 678.13 95 236.03
2 0 49 648.39 96 227.93
3 0 50 621.95 97 220.35
4 0 51 598.36 98 213.51
5 0 52 577.23 99 207.03
6 58.78 53 558.25 100 200.11
7 266.85 54 541.14 101 193.66
8 572.73 55 525.67 102 187.67
9 945.67 56 511.64 103 182.11
10 1362.37 57 498.89 104 176.66
11 1805.65 58 487.27 105 171.89
12 2264.26 59 476.65 106 167.13
13 2732.59 60 466.93 107 162.25
14 3245.48 61 458.01 108 157.75
15 3886.78 62 449.81 109 153.35
16 4480.26 63 442.26 110 149.09
17 4894.1 64 435.28 111 144.92
18 5132.5 65 428.83 112 140.71
19 5244.46 66 422.86 113 136.48
20 5265.99 67 417.31 114 132.37
21 5224.18 68 412.16 115 129.06
22 5139.17 69 407.37 116 125.92
23 5025.64 70 402.9 117 122.79
24 4894.31 71 398.73 118 119.66
25 4752.74 72 394.83 119 116.41
26 4606.38 73 391.18 120 113.31
27 4458.9 74 387.77 121 110.13
28 4312.75 75 384.56 122 107.88
29 4169.81 76 381.55 123 105.59
30 4031.01 77 378.72 124 103.34
31 3897.1 78 376.06 125 100.69
32 3217.02 79 373.55 126 98.4
33 2697.02 80 371.18 127 96.16
34 2292.78 81 368.95 128 93.98
35 1974.95 82 366.11 129 91.84
36 1723.93 83 378.08 130 89.78
37 1528.14 84 364.32 131 87.81
38 1372.66 85 346.12 132 85.76
39 1243.72 86 330.25 133 82.96
40 1135.76 87 316.45 134 80.71
41 1044.59 88 304.01 135 79.08
42 967 89 292.51 136 77.68
43 900.5 90 281.91 137 76.45
44 843.12 91 271.79 138 74.75
45 793.32 92 262.3 139 73.1
46 749.85 93 253.23 140 71.11
47 711.73 94 244.4 141 69.73
113
Tabela A4: Resultado da Simulação com o cenário SD13B para o Córrego
Botafogo
Tempo
(min)
SD13B
Tempo
(min)
SD13B
Tempo
(min)
SD13B
1 0 48 2553.08 95 221.26
2 0 49 2436.19 96 215.12
3 0 50 2194.88 97 208.21
4 0 51 2019.64 98 199.98
5 0 52 1862.26 99 194.71
6 0 53 1720.34 100 189.51
7 0.08 54 1598.53 101 183.72
8 56.44 55 1484.63 102 177.97
9 283.2 56 1383.07 103 172.46
10 635.05 57 1290.78 104 166.91
11 1087.73 58 1205.99 105 161.3
12 1911.89 59 1131.93 106 156.92
13 3886.77 60 1060.71 107 152.45
14 4585.18 61 998.03 108 147.93
15 5307.01 62 939.08 109 143.63
16 6079.04 63 884.83 110 139.82
17 6744.44 64 836.79 111 136.08
18 7250.45 65 790.55 112 132.53
19 7612.63 66 746.41 113 129
20 7851.96 67 706.34 114 125.59
21 7990.2 68 673.59 115 122.41
22 8047.67 69 640.05 116 119.31
23 8042.12 70 605.81 117 116.21
24 7988.55 71 578.9 118 113.28
25 7899.2 72 551.79 119 110.46
26 7784.03 73 525.85 120 107.7
27 7650.78 74 501.58 121 105.01
28 7505.47 75 479.24 122 102.35
29 7352.99 76 457.78 123 99.69
30 7196.74 77 437.53 124 97.22
31 7039.54 78 418.69 125 94.98
32 6249.57 79 401.56 126 92.88
33 5612.67 80 385.59 127 90.84
34 5095.21 81 369.79 128 88.8
35 4674.79 82 354.79 129 86.79
36 4326.8 83 341.11 130 84.8
37 4033.15 84 327.86 131 82.88
38 3783.38 85 315.06 132 81.03
39 3569.42 86 302.54 133 79.25
40 3384.93 87 288.94 134 77
41 3224.88 88 277.24 135 75.55
42 3085.26 89 262.78 136 74.19
43 2962.85 90 261.32 137 72.69
44 2855 91 253.94 138 71.17
45 2759.56 92 242.72 139 69.69
46 2674.76 93 234.38 140 68.24
47 2599.12 94 228.13 141 66.83
114
Tabela A5: Resultado da Simulação com o cenário SD13P para o Bosque
dos Buritis
Tempo
(min)
SD13P
Tempo
(min)
SD13P
Tempo
(min)
SD13P
1 0 48 638,53 95 191,57
2 80,11 49 611,67 96 185,44
3 260,05 50 587,83 97 179,23
4 504,13 51 566,59 98 173,74
5 790,23 52 547,61 99 168,18
6 1101,19 53 530,57 100 163,2
7 1424,21 54 515,23 101 158,16
8 1794,54 55 501,38 102 153,22
9 2270,92 56 488,83 103 148,38
10 2670,02 57 477,44 104 143,58
11 3017,15 58 467,07 105 139,07
12 3345,28 59 457,6 106 134,66
13 3671,5 60 448,95 107 130,86
14 4005,97 61 441,01 108 127,25
15 4357,81 62 433,71 109 123,71
16 4736,95 63 427 110 120,15
17 4998,09 64 420,81 111 116,62
18 5121,55 65 415,08 112 113,46
19 5145,4 66 409,79 113 110,48
20 5100,27 67 404,88 114 107,96
21 5009,31 68 400,31 115 105,31
22 4889,41 69 396,07 116 102,29
23 4752,46 70 392,12 117 99,62
24 4606,74 71 388,43 118 97,05
25 4457,83 72 384,99 119 94,61
26 4309,53 73 381,77 120 92,24
27 4164,21 74 378,76 121 90,04
28 4023,28 75 375,93 122 87,8
29 3887,77 76 373,27 123 84,83
30 3757,98 77 370,06 124 82,24
31 3634,16 78 381,72 125 80,32
32 2996,03 79 367,09 126 78,74
33 2512,76 80 347,68 127 77,32
34 2139,25 81 330,6 128 75,58
35 1845,83 82 315,64 129 73,4
36 1612,48 83 302,24 130 71,35
37 1425,53 84 289,91 131 70,07
38 1275,91 85 278,29 132 68,89
39 1156,29 86 267,46 133 67,42
40 1056,59 87 257,27 134 66,12
41 972,68 88 247,41 135 64,78
42 901,49 89 238,05 136 62,83
43 840,65 90 228,99 137 61,9
44 788,29 91 220,61 138 60,53
45 742,96 92 213,04 139 59,29
46 703,48 93 205,59 140 58
47 668,93 94 198,07 141 56,79
115
Tabela A6: Resultado da Simulação com o cenário SD13P para o Córrego
Botafogo
Tempo
(min)
SD13P
Tempo
min)
SD13P
Tempo
(min)
SD13P
1 0 48 2205,37 95 178,35
2 75,59 49 2000,21 96 172,3
3 248,88 50 1828,21 97 166,43
4 491,88 51 1676,81 98 160,44
5 788,75 52 1546,45 99 154,81
6 1668,18 53 1428,34 100 150,31
7 3024,12 54 1321,59 101 145,53
8 3590,97 55 1225,43 102 140,81
9 3990,82 56 1140,75 103 136,35
10 4414,74 57 1063,14 104 132,5
11 4850,88 58 993,06 105 128,78
12 5300,17 59 929,31 106 125,1
13 5765,8 60 869,88 107 121,49
14 6252,84 61 818,01 108 118,09
15 6768,78 62 768,63 109 114,81
16 7323,88 63 721,92 110 111,65
17 7755,64 64 675,99 111 108,61
18 8029,52 65 645,43 112 105,64
19 8176,66 66 609,56 113 102,76
20 8225,58 67 577,09 114 99,96
21 8200,48 68 548,01 115 97,16
22 8121,12 69 519,99 116 94,45
23 8003,05 70 493,71 117 91,97
24 7858,37 71 469,66 118 89,75
25 7696,23 72 446,67 119 87,62
26 7523,63 73 424,91 120 85,51
27 7345,65 74 405,11 121 83,41
28 7165,98 75 387,56 122 81,34
29 6987,52 76 370,4 123 79,34
30 6812,03 77 353,68 124 77,42
31 6640,95 78 338,41 125 75,06
32 5859,88 79 324,25 126 73,5
33 5235,9 80 310,29 127 72,03
34 4732,03 81 296,64 128 70,44
35 4322,14 82 282,56 129 68,83
36 3988,05 83 270,35 130 67,26
37 3717,43 84 259,25 131 65,73
38 3490,53 85 253,39 132 64,26
39 3297,73 86 245,44 133 62,82
40 3132,7 87 231,09 134 61,44
41 2990,5 88 226,3 135 60,09
42 2867,23 89 218,44 136 58,79
43 2759,77 90 211,73 137 57,52
44 2665,6 91 204,72 138 56,3
45 2582,68 92 195,99 139 55,1
46 2512,17 93 189,91 140 53,94
47 2449,02 94 184,39 141 52,81
116
Tabela A7: Resultado da Simulação com o cenário SD13P50 para o Bosque
dos Buritis
Tempo
(min)
SD13P50
Tempo
(min)
SD13P50
Tempo
(min)
SD13P50
1 0 48 591,64 95 144,63
2 79,99 49 568,28 96 139,69
3 258,79 50 547,6 97 135,11
4 499,45 51 529,21 98 130,77
5 778,85 52 512,79 99 126,52
6 1079,34 53 498,09 100 122,33
7 1388,07 54 484,88 101 118,36
8 1738,29 55 472,96 102 114,43
9 2194,64 56 462,19 103 111,44
10 2571,93 57 452,42 104 108,14
11 2894,99 58 443,53 105 104,73
12 3197,53 59 435,43 106 101,8
13 3497,14 60 428,03 107 98,89
14 3804,15 61 421,25 108 95,89
15 4127,65 62 415,03 109 93,23
16 4477,32 63 409,31 110 90,6
17 4712,28 64 404,04 111 87,39
18 4815,28 65 399,18 112 84,11
19 4824,73 66 394,68 113 81,86
20 4770,86 67 390,51 114 80,04
21 4676,03 68 386,64 115 78,49
22 4556,2 69 383,04 116 75,96
23 4422,35 70 379,7 117 73,54
24 4282 71 375,81 118 71,94
25 4140,05 72 387,22 119 70,49
26 3999,8 73 371,59 120 68,84
27 3863,18 74 349,44 121 67,34
28 3731,32 75 329,84 122 65,79
29 3605 76 312,98 123 63,91
30 3484,36 77 298,04 124 62,5
31 3369,53 78 284,29 125 60,96
32 2760,07 79 271,68 126 59,49
33 2303,54 80 259,83 127 58,04
34 1953,87 81 248,59 128 56,69
35 1681,24 82 237,68 129 55,41
36 1465,85 83 227,74 130 54,22
37 1294,27 84 218,75 131 52,69
38 1157,62 85 210,01 132 51,14
39 1049,71 86 201,19 133 49,93
40 960,51 87 193,42 134 48,69
41 885,77 88 186,06 135 47,65
42 822,61 89 179,51 136 46,77
43 768,83 90 173,05 137 45,9
44 722,7 91 167,27 138 45,03
45 682,89 92 161,24 139 44,15
46 648,31 93 155,31 140 43,25
47 618,13 94 149,74 141 42,33
117
Tabela A8: Resultado da Simulação com o cenário SD13P50 para o Córrego
Botafogo
Tempo
(min)
SD13P50
Tempo
(min)
SD13P50
Tempo
(min)
SD13P50
1 0 48 1696,05 95 128,6
2 75,43 49 1544,98 96 124,47
3 247,28 50 1408,64 97 120,58
4 485,77 51 1289,8 98 116,76
5 773,35 52 1183,87 99 113,04
6 1600,16 53 1091,82 100 109,47
7 2942,03 54 1007,57 101 106,17
8 3510,83 55 934,27 102 102,94
9 3871,14 56 866,35 103 99,78
10 4251,65 57 806,03 104 96,73
11 4638,17 58 751,58 105 93,78
12 5032,29 59 700,1 106 90,84
13 5437,84 60 650,63 107 87,99
14 5860,29 61 616,28 108 85,43
15 6307,4 62 576,75 109 83,13
16 6789,35 63 544,75 110 80,92
17 7151,88 64 512,91 111 78,74
18 7365,89 65 483,6 112 76,59
19 7464,47 66 456,56 113 74,28
20 7476,61 67 431,41 114 71,96
21 7425,93 68 407,8 115 70,41
22 7331,01 69 386,24 116 68,71
23 7205,92 70 367,49 117 66,95
24 7061,27 71 349,09 118 65,21
25 6904,76 72 331,46 119 63,54
26 6742,12 73 315,84 120 61,92
27 6577,34 74 300,67 121 60,35
28 6413,17 75 285,46 122 58,84
29 6251,76 76 269,94 123 57,39
30 6094,28 77 250,9 124 55,98
31 5941,69 78 247,23 125 54,63
32 5218,3 79 239,33 126 53,31
33 4649,13 80 227,55 127 52,04
34 4195,24 81 218,03 128 50,81
35 3829,67 82 210,92 129 49,62
36 3533,61 83 203,67 130 48,47
37 3294,38 84 196,12 131 47,36
38 3103,32 85 187,09 132 46,29
39 2943,49 86 180,13 133 45,25
40 2807,94 87 173,92 134 44,26
41 2692,12 88 167,68 135 43,28
42 2592,49 89 161,31 136 42,31
43 2506,24 90 154,76 137 41,39
44 2433,46 91 148,66 138 40,51
45 2359,4 92 143,76 139 39,65
46 2094,2 93 138,75 140 38,82
47 1875,41 94 133,6 141 38
118
Tabela A9: Resultado da Simulação com o cenário SD13TF para o Bosque
dos Buritis
Tempo
(min)
SD13TF
Tempo
(min)
SD13TF
Tempo
(min)
SD13TF
1 0 48 907,08 95 7,97
2 0 49 821,24 96 7,26
3 0 50 743,6 97 6,6
4 0 51 673,55 98 6
5 0 52 610,53 99 5,47
6 0 53 554,1 100 5
7 0 54 503,87 101 4,58
8 0 55 459,52 102 4,2
9 4 56 420,84 103 3,85
10 41,23 57 387,72 104 3,55
11 116,73 58 360,16 105 3,27
12 234,54 59 337,51 106 3,01
13 398,81 60 328,29 107 2,79
14 673,78 61 329,06 108 2,58
15 1087,08 62 320,24 109 2,39
16 1481,91 63 314,21 110 2,22
17 1866,91 64 312,04 111 2,06
18 2246,23 65 310,48 112 1,92
19 2611,25 66 294,48 113 1,79
20 2949,5 67 260,82 114 1,67
21 3250,9 68 224,76 115 1,56
22 3509,1 69 192,62 116 1,45
23 3721,46 70 165,69 117 1,36
24 3888,29 71 143,19 118 1,28
25 4012,03 72 123,91 119 1,2
26 4096,41 73 108,27 120 1,12
27 4145,86 74 94,07 121 1,06
28 4165,04 75 80,3 122 1
29 4158,52 76 70,12 123 0,94
30 4130,59 77 62,01 124 0,88
31 4085,15 78 55,13 125 0,83
32 3893,05 79 48,99 126 0,79
33 3654,68 80 43,58 127 0,75
34 3395,93 81 37,92 128 0,71
35 3133,09 82 33,52 129 0,67
36 2876,11 83 29,18 130 0,63
37 2630,77 84 24,87 131 0,6
38 2400,14 85 22,84 132 0,57
39 2185,61 86 20,5 133 0,54
40 1987,48 87 18,43 134 0,52
41 1805,42 88 16,62 135 0,49
42 1638,71 89 14,84 136 0,47
43 1486,43 90 13,06 137 0,45
44 1347,6 91 11,61 138 0,43
45 1221,19 92 10,46 139 0,41
46 1106,24 93 9,55 140 0,39
47 1001,83 94 8,73 141 0,37
119
Tabela A10: Resultado da Simulação com o cenário SD13TF para o Córrego
Botafogo
Tempo
(min)
SD13TF
Tempo
(min)
SD13TF
Tempo
(min)
SD13TF
1 0 48 2633,44 95 1,24
2 0 49 2503,93 96 1,14
3 0 50 2139,91 97 1,05
4 0 51 1823,42 98 0,97
5 0 52 1566,47 99 0,9
6 0 53 1339,38 100 0,83
7 0 54 1144,33 101 0,77
8 55,78 55 973,34 102 0,72
9 234,36 56 820,57 103 0,67
10 536,71 57 701,44 104 0,62
11 1079,69 58 593,76 105 0,58
12 2634,35 59 500,41 106 0,54
13 3746,89 60 420,81 107 0,51
14 4405,09 61 349,89 108 0,48
15 5086,92 62 303,57 109 0,45
16 5793,52 63 255,43 110 0,42
17 6493,41 64 210,82 111 0,39
18 7128,1 65 174,36 112 0,37
19 7653,61 66 142,46 113 0,35
20 8052,23 67 115,09 114 0,33
21 8325,79 68 91,96 115 0,31
22 8487,61 69 71,51 116 0,3
23 8555,96 70 53,86 117 0,28
24 8549,83 71 39,22 118 0,26
25 8486,61 72 27,51 119 0,25
26 8381,16 73 18,81 120 0,24
27 8245,59 74 13,99 121 0,23
28 8089,42 75 11,98 122 0,21
29 7920,07 76 10,32 123 0,2
30 7743,14 77 8,94 124 0,19
31 7562,81 78 7,77 125 0,19
32 7250,51 79 6,79 126 0,18
33 6787,32 80 5,95 127 0,17
34 6283,25 81 5,24 128 0,16
35 5792,68 82 4,63 129 0,15
36 5339,42 83 4,11 130 0,15
37 4931,55 84 3,66 131 0,14
38 4569,49 85 3,27 132 0,13
39 4250,18 86 2,93 133 0,13
40 3969,32 87 2,64 134 0,12
41 3722,32 88 2,38 135 0,12
42 3504,84 89 2,15 136 0,11
43 3312,95 90 1,95 137 0,11
44 3143,21 91 1,77 138 0,1
45 2992,65 92 1,62 139 0,1
46 2858,72 93 1,48 140 0,1
47 2739,22 94 1,35 141 0,09
120
Tabela A11: Resultado da Simulação com o cenário SD13BP para o Bosque
dos Buritis
Tempo
(min)
SD13BP
Tempo
(min)
SD13BP
Tempo
(min)
SD13BP
1 0 48 638,14 95 191,27
2 0 49 611,32 96 185,02
3 0 50 587,53 97 179,01
4 0 51 566,32 98 173,67
5 0 52 547,36 99 168,05
6 58,74 53 530,35 100 163,03
7 266,06 54 515,03 101 157,97
8 569,18 55 501,2 102 153,03
9 936,15 56 488,67 103 148,19
10 1342,99 57 477,29 104 143,4
11 1772,33 58 466,94 105 138,9
12 2213,12 59 457,48 106 134,5
13 2660,27 60 448,83 107 130,69
14 3148,86 61 440,9 108 127,07
15 3763,98 62 433,62 109 123,59
16 4329,56 63 426,91 110 120,03
17 4716,93 64 420,73 111 116,49
18 4932,78 65 415,01 112 113,34
19 5027,07 66 409,72 113 110,37
20 5035,91 67 404,81 114 107,78
21 4985,97 68 400,26 115 105,14
22 4896,72 69 396,02 116 102,11
23 4782,11 70 392,07 117 99,52
24 4652,15 71 388,39 118 97,03
25 4513,79 72 384,95 119 94,41
26 4371,96 73 381,73 120 92,18
27 4229,92 74 378,72 121 89,97
28 4089,8 75 375,89 122 87,72
29 3953,19 76 373,24 123 84,75
30 3820,87 77 370,05 124 82,17
31 3693,43 78 381,62 125 80,24
32 3034,12 79 366,56 126 78,66
33 2533,47 80 347,07 127 77,25
34 2146,41 81 330,01 128 75,51
35 1843,4 82 315,09 129 73,33
36 1604,85 83 301,72 130 71,29
37 1418,54 84 289,37 131 70,02
38 1274,05 85 277,77 132 68,83
39 1154,82 86 267,05 133 67,36
40 1055,35 87 256,89 134 66,06
41 971,64 88 247,05 135 64,72
42 900,6 89 237,66 136 62,78
43 839,88 90 228,55 137 61,84
44 787,63 91 220,2 138 60,48
45 742,38 92 212,74 139 59,24
46 702,98 93 205,34 140 57,95
47 668,49 94 197,82 141 56,74
121
Tabela A12: Resultado da Simulação com o cenário SD13BP para o Córrego
Botafogo
Tempo
(min)
SD13BP
Tempo
min)
SD13BP
Tempo
(min)
SD13BP
1 0 48 2198,51 95 178,07
2 0 49 1993,44 96 172,03
3 0 50 1822,32 97 166,17
4 0 51 1671,52 98 160,18
5 0 52 1541,64 99 154,57
6 0 53 1423,99 100 150,08
7 0,08 54 1317,67 101 145,31
8 56,41 55 1221,85 102 140,6
9 282,24 56 1137,5 103 136,15
10 630,37 57 1060,15 104 132,31
11 1074,42 58 990,33 105 128,6
12 1870,88 59 926,79 106 124,92
13 3831,79 60 867,57 107 121,32
14 4501,23 61 815,88 108 117,92
15 5182,48 62 766,66 109 114,65
16 5905,31 63 720,11 110 111,49
17 6517,36 64 674,33 111 108,47
18 6970,48 65 643,86 112 105,5
19 7283,48 66 608,1 113 102,62
20 7479,42 67 575,73 114 99,82
21 7581,09 68 546,74 115 97,04
22 7609,03 69 518,81 116 94,32
23 7580,65 70 492,6 117 91,85
24 7510,33 71 468,62 118 89,63
25 7409,49 72 445,7 119 87,51
26 7287,26 73 424 120 85,4
27 7150,6 74 404,26 121 83,3
28 7004,8 75 386,77 122 81,24
29 6854,09 76 369,65 123 79,24
30 6701,37 77 352,97 124 77,32
31 6548,99 78 337,74 125 74,97
32 5786,97 79 323,62 126 73,41
33 5177,25 80 309,69 127 71,94
34 4684,26 81 296,07 128 70,35
35 4282,78 82 282,03 129 68,75
36 3955,29 83 269,84 130 67,18
37 3689,91 84 258,78 131 65,66
38 3467,23 85 252,93 132 64,18
39 3277,84 86 245 133 62,75
40 3115,6 87 230,68 134 61,37
41 2975,72 88 225,91 135 60,02
42 2854,38 89 218,06 136 58,72
43 2748,53 90 211,37 137 57,46
44 2655,73 91 204,37 138 56,23
45 2573,97 92 195,67 139 55,04
46 2504,31 93 189,59 140 53,88
47 2440,72 94 184,09 141 52,76
122
Tabela A13: Resultado da Simulação com o cenário SD13P50B para o Bosque
dos Buritis
Tempo
(min)
SD13P50B
Tempo
(min)
SD13P50B
Tempo
(min)
SD13P50B
1 0 48 591,39 95 144,53
2 0 49 568,06 96 139,59
3 0 50 547,41 97 135,01
4 0 51 529,04 98 130,68
5 0 52 512,64 99 126,44
6 58,68 53 497,95 100 122,25
7 264,91 54 484,75 101 118,28
8 563,84 55 472,85 102 114,36
9 921,78 56 462,09 103 111,37
10 1313,62 57 452,32 104 108,07
11 1721,6 58 443,45 105 104,67
12 2134,79 59 435,36 106 101,74
13 2548,46 60 427,96 107 98,83
14 2997,52 61 421,19 108 95,82
15 3568,2 62 414,98 109 93,2
16 4083,85 63 409,26 110 90,52
17 4423,5 64 403,99 111 87,1
18 4598,98 65 399,13 112 84,12
19 4661,6 66 394,63 113 81,89
20 4647,52 67 390,47 114 80,05
21 4582,69 68 386,6 115 78,47
22 4485,48 69 383,01 116 75,93
23 4368,66 70 379,66 117 73,51
24 4241,14 71 375,79 118 71,9
25 4108,86 72 387,15 119 70,46
26 3975,9 73 371,29 120 68,81
27 3844,8 74 349,08 121 67,31
28 3717,13 75 329,49 122 65,75
29 3594,01 76 312,65 123 63,87
30 3475,81 77 297,73 124 62,46
31 3362,85 78 284,01 125 60,93
32 2755,17 79 271,42 126 59,46
33 2299,86 80 259,58 127 58,01
34 1951,03 81 248,36 128 56,67
35 1679,02 82 237,47 129 55,38
36 1464,08 83 227,54 130 54,19
37 1292,85 84 218,56 131 52,66
38 1156,46 85 209,83 132 51,12
39 1048,75 86 200,99 133 49,91
40 959,71 87 193,08 134 48,67
41 885,1 88 185,76 135 47,63
42 822,04 89 179,49 136 46,75
43 768,34 90 173,04 137 45,88
44 722,28 91 167,2 138 45,01
45 682,52 92 161,15 139 44,13
46 647,99 93 155,2 140 43,23
47 617,85 94 149,63 141 42,31
123
Tabela A14: Resultado da Simulação com o cenário SD13P50B para o Córrego
Botafogo
Tempo
(min)
SD13P50B
Tempo
(min)
SD13P50B
Tempo
(min)
SD13P50B
1 0 48 1692,41 95 128,48
2 0 49 1541,92 96 124,35
3 0 50 1405,82 97 120,47
4 0 51 1287,29 98 116,65
5 0 52 1181,61 99 112,93
6 0 53 1089,79 100 109,37
7 0,08 54 1005,72 101 106,07
8 56,34 55 932,6 102 102,84
9 280,69 56 864,82 103 99,69
10 622,84 57 804,64 104 96,64
11 1053,25 58 750,31 105 93,7
12 1808,94 59 698,94 106 90,77
13 3745,33 60 649,57 107 87,91
14 4371,66 61 615,3 108 85,36
15 4992,06 62 575,85 109 83,06
16 5641,69 63 543,91 110 80,85
17 6175,39 64 512,13 111 78,68
18 6552,15 65 482,89 112 76,53
19 6795,64 66 455,89 113 74,22
20 6931,79 67 430,79 114 71,9
21 6984,61 68 407,22 115 70,35
22 6974,67 69 385,7 116 68,65
23 6918,63 70 366,99 117 66,9
24 6829,7 71 348,61 118 65,16
25 6717,98 72 331,03 119 63,49
26 6591,26 73 315,42 120 61,87
27 6455,28 74 300,28 121 60,31
28 6314,21 75 285,09 122 58,8
29 6171,34 76 269,6 123 57,35
30 6028,76 77 250,59 124 55,94
31 5888,18 78 246,93 125 54,59
32 5176,77 79 239,04 126 53,28
33 4616,35 80 227,28 127 52
34 4168,97 81 217,78 128 50,77
35 3808,34 82 210,67 129 49,58
36 3516,09 83 203,44 130 48,44
37 3279,84 84 195,9 131 47,33
38 3091,13 85 186,88 132 46,26
39 2933,19 86 179,94 133 45,22
40 2799,17 87 173,74 134 44,23
41 2684,6 88 167,5 135 43,25
42 2585,99 89 161,14 136 42,29
43 2500,6 90 154,6 137 41,37
44 2428,5 91 148,51 138 40,48
45 2354,57 92 143,61 139 39,63
46 2089,66 93 138,61 140 38,79
47 1871,38 94 133,47 141 37,98
124
Tabela A15: Resultado da Simulação com o cenário SD13P50TF para o Bosque
dos Buritis
Tempo (min) SD13P50TF Tempo (min) SD13P50TF Tempo (min) SD13P50TF
1 0 48 966,6 95 3,37
2 0 49 904,1 96 3,1
3 0 50 845,22 97 2,85
4 0 51 789,85 98 2,62
5 0 52 737,87 99 2,42
6 0 53 689,17 100 2,24
7 0 54 642,81 101 2,08
8 0 55 606,62 102 1,93
9 0 56 575,4 103 1,79
10 2,96 57 529,98 104 1,67
11 19,84 58 490,35 105 1,55
12 51,63 59 456,8 106 1,45
13 100,34 60 428,3 107 1,36
14 168,45 61 401,86 108 1,27
15 258,89 62 360,55 109 1,19
16 375,05 63 301,6 110 1,12
17 519,89 64 243,2 111 1,05
18 814,14 65 193,74 112 0,99
19 1067,15 66 154,28 113 0,93
20 1260,98 67 123,63 114 0,88
21 1425,51 68 102,58 115 0,83
22 1574,15 69 84,41 116 0,78
23 1710,55 70 71,27 117 0,74
24 1835,06 71 61,71 118 0,7
25 1947,4 72 53,27 119 0,66
26 2047,32 73 46,08 120 0,63
27 2134,83 74 38,51 121 0,59
28 2210,19 75 33,56 122 0,56
29 2273,88 76 28,77 123 0,54
30 2326,48 77 24,6 124 0,51
31 2368,7 78 21,77 125 0,49
32 2329,14 79 19,12 126 0,46
33 2264,28 80 16,91 127 0,44
34 2183,21 81 14,6 128 0,42
35 2092,24 82 12,74 129 0,4
36 1995,76 83 11,24 130 0,38
37 1896,85 84 10,05 131 0,37
38 1797,67 85 9,06 132 0,35
39 1699,71 86 8,15 133 0,33
40 1604,02 87 7,33 134 0,32
41 1511,29 88 6,58 135 0,31
42 1421,97 89 5,93 136 0,29
43 1336,36 90 5,36 137 0,28
44 1254,6 91 4,86 138 0,27
45 1176,76 92 4,42 139 0,26
46 1102,84 93 4,03 140 0,25
47 1032,82 94 3,68 141 0,24
125
Tabela A16: Resultado da Simulação com o cenário SD13P50TF para o Córrego
Botafogo
Tempo (min) SD13P50TF Tempo (min) SD13P50TF Tempo (min) SD13P50TF
1 0 48 2603,46 95 0,87
2 0 49 2379,72 96 0,8
3 0 50 1946,89 97 0,75
4 0 51 1627,18 98 0,69
5 0 52 1346,16 99 0,64
6 0 53 1110,02 100 0,6
7 0 54 908,57 101 0,56
8 0 55 737,69 102 0,52
9 0 56 597,38 103 0,49
10 0 57 475,54 104 0,46
11 8,69 58 373,44 105 0,43
12 59,86 59 282,86 106 0,4
13 155,38 60 226,13 107 0,38
14 299,48 61 169,47 108 0,36
15 690,52 62 121,3 109 0,34
16 2058,59 63 85 110 0,32
17 2771,46 64 57,88 111 0,3
18 3079,42 65 42,49 112 0,28
19 3421,97 66 34,82 113 0,27
20 3761,14 67 28,42 114 0,25
21 4084,72 68 23,36 115 0,24
22 4383,78 69 19,4 116 0,23
23 4652,06 70 16,23 117 0,22
24 4885,87 71 13,66 118 0,21
25 5083,75 72 11,57 119 0,2
26 5245,91 73 9,86 120 0,19
27 5373,83 74 8,45 121 0,18
28 5469,78 75 7,29 122 0,17
29 5536,58 76 6,32 123 0,16
30 5577,24 77 5,5 124 0,15
31 5594,85 78 4,82 125 0,15
32 5460,67 79 4,24 126 0,14
33 5278,12 80 3,74 127 0,13
34 5067,78 81 3,32 128 0,13
35 4843,88 82 2,96 129 0,12
36 4616,12 83 2,65 130 0,12
37 4390,94 84 2,37 131 0,11
38 4172,52 85 2,14 132 0,11
39 3963,46 86 1,93 133 0,1
40 3765,25 87 1,75 134 0,1
41 3578,6 88 1,59 135 0,1
42 3403,75 89 1,45 136 0,09
43 3240,58 90 1,32 137 0,09
44 3088,75 91 1,21 138 0,09
45 2947,8 92 1,11 139 0,08
46 2817,2 93 1,02 140 0,08
47 2696,36 94 0,94 141 0,08
126
Tabela A17: Resultado da Simulação com as bacias de detenção no Bosque dos Buritis
Tempo
(min)
vazão de
entrada
vazão de
saída do 1º
reservatório
Tempo
(min)
vazão
de
entrada
vazão de
saída do 1º
reservatório
Tempo
(min)
vazão
de
entrada
vazão de
saída do 1º
reservatório
1 0 0 48 2061.95 2287.53 95 215.47 224.1
2 80.2 0 49 1909.82 2089.9 96 208.75 232.94
3 260.94 0 50 1773.45 1919.99 97 202.32 279.44
4 507.46 0 51 1613.82 1741.13 98 196.16 468.86
5 460.27 0 52 1533.3 1616.62 99 190.26 269
6 762.82 0 53 1454.63 1522.42 100 184.61 380.75
7 680.29 0 54 1366.51 1436.78 101 179.19 383.6
8 1036.45 0 55 1278.22 1345.35 102 173.98 0
9 1221.05 0 56 1197.5 1255.73 103 168.99 107.26
10 2677.18 0 57 1123.76 1174.22 104 164.19 0
11 3603.49 0 58 1056.08 1090.79 105 159.58 397.61
12 4785.32 0 59 996.71 1036.29 106 155.14 290.81
13 5212.08 0 60 935.67 974.67 107 150.88 0
14 6386.58 0 61 885.01 915.54 108 146.78 74.7
15 6705.16 0 62 832.84 863.04 109 142.83 0
16 8031.4 0 63 792.12 816.65 110 139.03 0
17 8359.12 4925.09 64 751.97 774.94 111 135.36 0
18 9601.45 6337.63 65 700.32 727.83 112 131.84 0
19 9880.47 7376.81 66 675.98 687.95 113 128.43 0
20 10916.43 8188.26 67 647.75 662.3 114 125.15 0
21 10917.58 8890.6 68 618.42 633.11 115 121.99 0
22 11528.82 9441.82 69 589.81 603.75 116 118.93 0
23 11243.08 9898.63 70 562.65 575.59 117 115.98 241.83
24 11536.17 10231.99 71 537.1 549.05 118 113.13 258.07
25 11089.52 10487.83 72 513.08 524.15 119 110.38 328.52
26 11206.05 10636.75 73 490.6 500.81 120 107.72 0
27 10695.35 10728.79 74 469.49 478.84 121 105.15 0
28 10707.16 10743.59 75 449.48 458.25 122 102.66 270.81
29 10179.93 10717.51 76 430.92 438.89 123 100.25 0
30 10133.38 10619.88 77 413.22 420.87 124 97.93 0
31 9619.63 10485.32 78 396.01 403.15 125 95.67 0
32 9133.65 10262.37 79 380.36 386.8 126 93.49 204.97
33 8682.23 9988.44 80 365.75 371.65 127 91.38 0
34 8018.49 9650.89 81 351.85 357.29 128 89.33 353.8
35 7305.19 9222.53 82 338.64 343.59 129 87.35 0
36 6513.27 8693.36 83 326.09 330.55 130 85.42 113.5
37 5785.76 8077.04 84 314.18 318.07 131 83.56 0
38 5176.72 7398.45 85 302.86 306.14 132 81.75 197.32
39 4636.45 6700.7 86 292.11 294.74 133 79.99 0
40 4198.67 5994.4 87 281.87 283.91 134 78.29 0
41 3801.48 5314.86 88 272.13 273.64 135 76.64 0
42 3431.58 4676.41 89 262.85 264 136 75.04 0
43 3128.36 4094.98 90 254.01 255.03 137 73.48 233.79
44 2851.23 3593.81 91 245.57 246.65 138 71.96 0
45 2607.95 3152.56 92 237.52 238.85 139 70.49 0
46 2402.21 2798.46 93 229.84 231.81 140 69.07 0
47 2225.81 2519.46 94 222.49 226.15 141 67.68 0
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