Drenagem Urbana2C TUCCI

Gesto da Drenagem Urbana

Prof. Carlos E. M. Tucci (Dsc)Prof. Nelson Motta (Msc)Utilizao de vegetao na cidade de Portland, E.U.A.

Contedo3.1 Impactos 3.1.1 Ciclo Hidrolgico e Ecossistema Aqutico 3.1.2 Sedimentos 3.1.3 Qualidade da gua3.2 Princpios da Gesto Sustentvel3.3 Controle 3.2.1 Na Fonte 3.2.2 Micro e Macrodrenagem

Impactos Devido a UrbanizaoQuantidade: aumento do volume e pico, reduo de EVT e gua subterrnea;Slidos: aumento da eroso, sedimentos e resduos;Qualidade: deteriorizao da qualidade da gua.

Mudana no Volume

Alteraes no hidrogramaAumento do volume do escoamento total e superficial e reduo do subterrneo;Aumento do pico e antecipao do tempo de concentrao para o mesmo risco;Obstrues ao escoamento;

Efeitos da Urbanizaorea impermevel: aumento da superfcie impermevel com as construes reduz o volume infiltrado, aumentando o escoamento superficial e a reduo da EVTCanalizao: acelera o escoamento, reduzindo o tempo de concentrao e aumento da velocidade do escoamento

Curitiba

Coeficiente de EscoamentoVariao do coeficiente de escoamento de eventos da bacia do Dilvio entre dois cenrios urbanosCrescimento de urbanizao de 19% para 40% nos cenrios de 79/82 para 96/97

Grfico2

0.110.34

0.030.31

0.040.3

0.090.4

0.070.4

0.140.24

0.120.35

0.080.49

0.140.27

0.070.59

0.090.35

0.120.41

0.09

0.18

0.07

0.29

0.08

0.2

0.17

0.17

0.29

0.12

0.3

0.29

0.49

0.15

0.29

79-82

96-97

Vazo mxima, m3/s

Coeficiente de escoamento

Plan1

EventoPico integral ( m3/s )Lmina precipitada ( mm )Lmina efetiva ( mm )CVolume do hidrograma ( mm )CN - AMC II

8/8/9622.8421.707.300.3411.9491.70

8/14/9622.2311.003.400.317.9795.20

8/27/9617.0916.905.100.3013.6892.70

9/1/9615.6521.308.400.4017.3793.10

10/24/9621.8523.009.200.4022.7492.70

11/15/9622.3420.905.100.2410.1089.70

6/14/9747.1643.4015.000.3519.9385.10

6/22/9767.4436.1017.600.4922.6091.30

7/18/9721.9423.006.200.279.8689.60

8/3/9734.9535.5021.100.5934.2193.80

8/7/9713.458.503.000.356.6696.80

8/16/9751.5429.1011.800.4117.0591.00

EventoPico integral ( m3/s )Lmina precipitada ( mm )Lmina efetiva ( mm )CVolume do hidrograma ( mm )CN - AMC II

2/7/7916.3127.503.100.114.0880.70

2/12/794.439.901.500.031.5388.30

2/28/794.897.200.300.041.3391.70

4/4/7911.4333.002.900.095.1575.90

4/29/799.6123.101.700.073.5480.70

5/9/7921.0736.505.000.149.8077.60

5/18/7913.5136.204.500.128.0976.90

6/11/794.2013.001.000.082.1288.40

7/7/7911.9535.104.800.1410.2578.30

7/25/796.4811.800.800.073.6588.80

8/25/799.7113.501.200.092.7388.40

9/28/7911.6331.703.800.1211.1278.90

10/22/797.0226.202.400.093.7380.00

11/17/7922.9930.405.600.189.5583.10

12/6/795.4919.001.400.073.8683.50

12/12/7943.2136.9010.800.2911.1285.00

12/14/798.3316.001.300.087.0986.40

1/9/8022.4721.004.100.206.1388.10

1/31/8013.2347.208.000.179.0875.00

2/16/8028.7938.606.400.178.6878.40

3/3/8031.3041.8012.100.2917.3183.30

5/1/8010.4739.204.700.127.3375.20

7/20/8027.2948.7014.600.3021.7881.60

8/17/8031.3728.908.400.2911.2287.90

9/12/8119.8287.7042.700.4944.5081.20

11/6/8125.6031.804.900.159.1480.80

2/3/8244.0570.0020.300.2916.5474.90

pcnpCn

10.035714285774.9074.9010.076923076985.10

20.071428571475.0075.0020.153846153889.60

30.107142857175.2075.2030.230769230889.70

40.142857142975.9075.9040.307692307791.00

50.178571428676.9076.9050.384615384691.30

60.214285714377.6077.6060.461538461591.70

70.2578.3078.3070.538461538592.70

80.285714285778.4078.4080.615384615492.70

90.321428571478.9078.9090.692307692393.10

100.357142857180.0080.00100.769230769293.80

110.392857142980.7080.70110.846153846295.20

120.428571428680.7080.70120.923076923196.80

130.464285714380.8080.8091.89

140.581.2081.201.1180048662

150.535714285781.6081.60

160.571428571483.1083.10

170.607142857183.3083.30

180.642857142983.5083.50

190.678571428685.0085.00

200.714285714386.4086.40

210.7587.9087.90

220.785714285788.1088.10

230.821428571488.3088.30

240.857142857188.4088.40

250.892857142988.4088.40

260.928571428688.8088.80

270.964285714391.7091.70

82.19

79-82

Vazo mxima (m3/s)

T (anos)5%mdia95%

214.0232.0455.400.29

523.4946.5675.640.25

1033.4260.7694.420.23

1540.9470.73106.610.21

2047.2078.26116.340.20

2551.1684.66124.050.20

5068.50107.03151.430.18

10090.81134.10183.650.16

Volume (mm)

T (anos)5%mdia95%Cv

24.08.614.00.27

56.512.318.90.24

109.015.923.40.22

1510.918.326.50.21

2012.320.328.80.20

2513.621.930.80.19

5018.127.637.50.18

10023.734.445.30.16

95/97

Vazo mxima (m3/s)

T (anos)5%mdia95%TQmaxVolume

267.6599.25136.380.1623.103.05

591.96129.82170.040.1552.792.78

10116.68157.51201.810.13102.592.6

15132.22176.49221.100.13152.502.51

20144.32190.42238.270.12202.432.46

25155.05202.01250.270.12252.392.41

50187.45242.31292.500.12502.262.29

100232.67287.83340.140.101002.152.18

Volume (mm)

T (anos)5%mdia95%

218.026.235.40.163.05

524.734.144.30.142.78

1031.141.352.20.122.60

1535.346.157.50.122.51

2038.649.861.40.112.46

2541.452.864.60.112.41

5050.863.175.60.102.29

10062.075.188.20.092.18

Cenrio79-82cenrio96-97

T (anos)QmaxVolumeQmaxVolume

20.280.30.160.16

50.250.20.150.14

100.230.20.130.12

150.210.20.130.12

200.20.20.120.11

250.180.20.120.11

500.180.20.110.1

1000.160.20.10.09

MODELOIPHII

Vazo mxima (m3/s)Vazo mxima (m3/s)

T (anos)5%mdia95%T (anos)5%mdia95%

234.7094.17147.160.29294.04147.95201.450.181.571.19

554.06124.68188.930.265125.96189.01251.340.171.521.15

1070.45152.03226.120.2510154.33225.57295.840.161.481.12

1582.22170.03250.240.2415171.97249.41324.810.151.471.11

2089.94183.68268.660.2420186.16267.52346.610.151.461.10

2596.62194.83283.660.2325197.57282.29364.550.151.451.09

50121.09232.78334.390.2250237.22332.60425.170.141.431.08

100146.02272.13392.400.23100282.84390.19494.900.141.431.06

Volume (mm)Volume (mm)

T (anos)5%mdia95%T (anos)5%mdia95%

210.531.952.80.34223.337.953.60.201.18920615

516.341.967.40.31530.848.066.60.181.1452074392

1021.551.080.40.301037.357.177.90.181.1198274171

1524.956.988.80.291541.563.085.30.171.1070110701

2027.461.495.20.282044.667.490.90.171.0975411171

2529.465.1100.50.282547.371.195.50.171.0923336918

5036.577.6118.00.275056.683.5111.10.161.0760309278

10044.891.9138.20.2610067.297.8128.90.161.0638529316

Vazo Mxima

T (anos)scsiphiiscsiphiiT (anos)QmxVolume (mm)QmxVolume

232.0494.1799.25147.9520.630.670.360.390.39

546.56124.68129.82189.0150.570.610.330.360.36

1060.76152.03157.51225.57100.540.580.320.350.35

1570.73170.03176.49249.41150.520.560.310.340.34

2078.26183.68190.42267.52200.510.550.30.340.34

2584.66194.83202.01282.29250.50.550.30.330.33

50107.03232.78242.31332.60500.480.530.290.320.32

100134.10272.13287.83390.191000.460.510.280.310.31

T (anos)SCSIPH IISCSIPH II

28.631.926.237.9294.17147.95

512.341.934.148.05124.68189.01

1015.951.041.357.110152.03225.57

1518.356.946.163.015170.03249.41

2020.361.449.867.420183.68267.52

2521.965.152.871.125194.83282.29

5027.677.663.183.550232.78332.60

10034.491.975.197.8100272.13390.19

IoIbhKsupKsubRmax

07.02.197912.000.20.852.01309.7

12.02.197910.000.750.853.71303.18

11.06.197912.590.290.853.6301.27

28.02.197911.250.210.833.5300

04.04.19799.750.750.852.63303.8

28.09.197910.000.570.84.71303.48

29.04.197910.340.840.852.64303.39

09.05.19799.750.140.854.59304.04

18.05.19799.750.80.832.86301.52

07.07.19799.750.80.831301

25.07.197910.000.630.852.74300.15

25.08.197910.000.60.852.19301.3

22.10.19799.750.680.853.09308.84

06.12.197912.000.440.854.08300.33

12.12.197912.000.750.852.13012

14.12.197910.000.390.82.76300.44

09.01.198012.000.520.851.34305.34

31.01.198011.400.360.822.53306.39

16.02.198012.000.740.850.993010.4

03.03.19809.750.750.830.71300

01.05.198010.870.520.82.58308.06

20.07.19809.750.80.82.84301

17.08.198010.500.40.81.71305.1

12.09.198111.160.750.822.73300.68

06.11.19819.750.150.83.26301.76

03.02.198213.680.670.852.983015

Mdia10.760.560.832.6930.004.16

Desvio padro1.12566185660.22615583460.02093212471.026256528104.1745078568

Assimetria0.9225174213-0.5814858289-0.7270020038-0.0383441934-1.096416894

Esatsticas de Monte Carlo

mdia0.5561550.833554.04714

d. padro0.04837845520.00041290416.2588534471

assim

IoIbhKsupKsubRmax

01.09.9610.000.550.84.7306

03.08.9710.000.390.81.94300.97

08.08.9610.000.150.83.1305.73

14.06.979.000.20.81.7309.3

14.08.969.000.440.82303.19

18.07.978.000.550.82.5309.5

24.10.9610.000.550.82.59304.39

27.08.9610.000.490.81.2306.2

07.08.979.000.450.84300

24.06.9610.000.50.80.23017

16.08.9710.000.160.81.5304.5

Mdia9.550.400.802.3130.006.07

Desvio padro0.6875516510.15805637660.00000002111.274839740404.6715810055

vazo de picocoeficiente de escoamento

16.310.1122.840.34

4.430.0322.230.31

4.890.0417.090.30

11.430.0915.650.40

9.610.0721.850.40

21.070.1422.340.24

13.510.1247.160.35

4.200.0867.440.49

11.950.1421.940.27

6.480.0734.950.59

9.710.0913.450.35

11.630.1251.540.41

7.020.09

22.990.18

5.490.07

43.210.29

8.330.08

22.470.20

13.230.17

28.790.17

31.300.29

10.470.12

27.290.30

31.370.29

19.820.49

25.600.15

44.050.29

Vazesmximas

10.406.709382244719791980198119821983198419851986198719881989199019911992199319941995199619971077

216.8818.335166920595.55.5janeiro11211211984.55066.512577108.54688968621124.0024

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9915.3835.0890035724

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1093.2030.1507664165

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11127.9618.4497445738

11217.1327.4433769026

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11454.9544.6547904286

1155.0037.0193100987

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1188.8914.3677138369

11910.6625.347754972

12023.5627.9443387994

12141.8325.5477204505

12218.4531.9265485134

12316.3731.1508215873

12460.9629.1782093026

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12610.4517.2808542276

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12831.3436.0757108189

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1305.349.2163933801

13115.387.8516881154

1326.9327.3989526142

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14079.1148.8000539462

14162.0932.8764792657

1425.2013.9108432272

14331.3416.826951966

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14513.9429.5806133649

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1472.0223.4068573405

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15021.7928.2679417118

15153.3633.3870634727

1529.6539.8581421306

15337.1456.5878556418

15472.7871.0105813962

15559.8454.2090684461

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15932.7421.8871454802

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1629.6521.0195440091

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16624.1725.9820886064

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1717.7932.6522946914

17214.8938.7326741928

17375.2754.8467813145

17426.0364.0397319036

17563.2381.7331048848

176102.8574.5969564033

17779.1176.1138290632

17841.8349.7435056118

179107.4035.8014389754

Plan1

79-82

96-97

Probabilidade

CN

Plan2

79-82

96-97

tempo de retorno, anos

vazo mxima, m3/s

Plan3

79-82

96-97

Tempo de retorno, anos

vazes mximas, m3/s

79-82

96-97

Vazo mxima, m3/s

Coeficiente de escoamento

6.7093822447

18.3351669205

21.2808977592

25.9569466706

34.8955119282

34.3792181811

42.0335877607

23.9324754628

24.1370825152

29.7076378784

38.7476406081

41.8809788321

47.7031053412

48.9578186783

40.9143007864

27.6346317026

27.378477394

26.2271709919

24.8226325126

20.2429857888

37.6228863151

28.463993515

20.6285075119

7.9311604842

9.6977314529

17.7378245084

14.9028876525

17.5963840283

16.217451457

13.0712278287

17.3224855118

19.2240844372

22.3240844372

30.2229086849

24.790062663

23.2123283637

13.0346450218

24.1679344663

44.7830422949

62.1936767247

62.1936767247

52.0475902309

49.6168601706

45.6964807199

47.1521259039

28.9559792292

28.3820486481

20.8225305926

29.2843412321

22.9164104792

21.2548321796

15.2567598774

13.7263305972

19.1633181139

28.9070132411

38.331158738

52.4414357201

52.2755661296

65.0193163759

42.0782632407

30.0366993667

9.3992329037

12.1611142096

17.4362816511

16.4712406761

16.0235357705

31.375245064

52.9777525019

73.6046292369

61.313116568

47.3860068795

27.4391130525

39.1100561171

42.4541776923

44.4222703457

23.9907016341

34.9883616003

35.0814765748

37.7886607553

37.7886607553

37.1500960514

55.0803783338

36.0333268819

31.0330124109

17.4541269694

45.6151437693

52.3200314828

66.3135887773

41.7389082296

37.5757668818

20.3595820786

35.8202972784

39.0111764076

40.6582802875

40.4504645505

43.000341624

39.0221580485

39.2299737855

35.0890035724

38.8523746647

17.8002363487

13.283834273

8.8885558501

7.3050296188

24.6695785607

22.8915450203

21.9207758709

23.5452703402

30.1507664165

34.7957119276

18.4497445738

27.4433769026

23.3984313915

44.6547904286

37.0193100987

38.3146689333

17.1938342029

14.3677138369

25.347754972

27.9443387994

25.5477204505

31.9265485134

31.1508215873

29.1782093026

12.2072279909

17.2808542276

37.6442522752

36.0757108189

30.7547979125

9.2163933801

7.8516881154

27.3989526142

49.7628673933

74.0193010899

60.7396320061

38.4319447579

22.8628638346

37.8397560065

56.1720261581

48.8000539462

32.8764792657

13.9108432272

16.826951966

30.6386317053

29.5806133649

34.2538484678

23.4068573405

29.9952943863

38.4612531688

28.2679417118

33.3870634727

39.8581421306

56.5878556418

71.0105813962

54.2090684461

144.2952064045

128.4058123024

121.9322300756

21.8871454802

14.1903520595

21.4671117816

21.0195440091

39.2639183245

39.0593112721

46.6145888478

25.9820886064

22.5747585703

38.2823454356

40.0489164043

40.3648684336

32.6522946914

38.7326741928

54.8467813145

64.0397319036

81.7331048848

74.5969564033

76.1138290632

meses

volume, mm

Aumento de VolumeAumento do volume mdio trimestral ao longo do tempo no Dilvio em Porto Alegre

Tendncia do efeito da urbanizao no picoA relao entre cenrio de pr-desenvolvimento e ps-desenvolvimento diminui com o aumento do tempo de retorno Devido ao efeito da infiltrao sobre o total precipitado que constante

Impactos Ambientais sobre o Ecossistema AquticoAumento da temperatura (Silveira 1997 Porto Alegre);Aumento de sedimentos e material slido;Obstrues ao escoamento;Diminuio da qualidade da gua pluvial;Contaminao de aqferos.

Obstruo por sedimentos & slidos (lixo)Fase 1: Grande produo de sedimentos durante crescimento da cidade;Fase 2: sedimentos + slidos (lixo) com a populao. Fase 3: reduo na fase final da urbanizao devido a melhoria da limpeza urbana e reduo das superfcies desprotegidas

ErosoEroso e reas degradadas: aumento da velocidade devido a urbanizao produzem ravinamento e eroso nas superfcies desprotegidas gerando reas degradadas e eroso regressiva destruindo residncias, avenidas entre outros Aumento da concentrao: sedimentos e slidos (lixos)

Eroses criadas por erros em lanamento de drenagem de guas pluviaisEroso Linear

Campo Grande MS / Eroso da Mata do JacintoDimenses: largura = 70,0 a 100,0 m, comprimento = 700,0 m, profundidade = 5,0 a 16,5 m.Perodo de ocorrncia: 1975 a 2000.

Foto Area de 2000

Recuperao da rea degradada

Vistas Laterais do Parque da Mata do Jacinto

Projetos inadequados

Slidos !!!!O problema minimizado com adequada freqncia de coleta e educao da populao com multas pesadas.

MaceiFalta de Dissipador

Manaus

Belo Horizonte

Contaminao de AqferosAterros Sanitrios em rea de recarga;

Fossas spticas;

Redes de condutos de guas pluviais ou esgoto entupidos.

Princpios da gesto sustentvelA bacia como sistema (impactos no devem ser transferidos)Controle do conjunto da bacia (estruturais e no-estruturais)Meios: Plano Diretor Urbano/Drenagem, legislao e manual;Horizontes de Expanso (Plano Diretor deve planejar);Os critrios sustentveis, controle sobre ampliao da cheia e transferncia de impactos;O controle permanente contra violaes de legislaes e participao social;Educao;Administrao (responsabilidade municipal);

Geralmente as reas junto aos rios possuem espao para parques;Planeje os parques, utilizando uma parcela do mesmo para reteno ou deteno; possvel obter as reas no desmembramento dos loteamento dentro das reas pblicas; possvel tambm legislar para que o desenvolvimento do parque seja do empreendedor

Planejamento da expanso da macro-drenagem

Porto AlegrePossveis solues para minimizar os problemas

Grenoble, Frana

Medidas de controle na fonteAumentam a rea de infiltrao atravs de: valos, poos e bacias de infiltrao, trincheiras de infiltrao ou bacias de percolao, pavimentos permeveis e mantas de infiltrao; Armazenam temporariamente a gua em reservatrios locais

InfiltraoPlano de InfiltraoValo de infiltrao

Trincheira de infiltrao e percolaoRuas com infiltrao nos passeios

Infiltrao: Vantagens

Reduo das vazes mximas jusante;Reduo do tamanho dos condutos;Aumento da recarga do aqfero;Preservao da vegetao natural;Reduo da poluio transportada para os rios;

Dificuldades para InfiltraoImpermeabilizao do solo de algumas reas pela falta de manuteno;Aumento do nvel do lenol fretico, atingindo construes em subsolo.Profundidade do lenol fretico no perodo chuvoso menor que 1,20 m, abaixo da superfcie filtrante;

Dificuldades para Infiltrao

Camada impermevel a 1,20 m ou menos da superfcie infiltrante;A superfcie infiltrante est preenchida com terra;Os solos superficiais e subsuperficiais so de baixa permeabilidade ( classificados, segundo o Soil Conservation Service, como pertencentes ao grupo hidrolgico D, ou a taxa de infiltrao saturada menor que 7,60 mm/h).

Trincheiras

Comprimento: 10 m; largura: 0,8 m; profundidade: 1mrea de contribuio: 600 m2 reas com paraleleppedos, terreno natural e gramaMonitorado desde Julho 1999Trincheira 1

Projeto de Recuperao da Nascente do Crrego dos BuritisSob o Clube de Engenharia de Goinia - GOHISTRICO DO CENGA nascente do Crrego do Buritis no Clube de Engenharia,da sinal de vida depois de oito anos seca. Em dois meses, uma idia simples - perfuraes pelos 14,7 mil metros deterreno - fez brotar gua no local. O projeto pode ser modelo para recuperar outras reas.

O homem retira gua dos poos atravs de bombas.

Para o processo inverso basta encaminhar as guas de chuva para os poos de infiltrao. COMO CAPTURAR AS GUAS DE CHUVA

Nem toda rea verde permevel

Trincheiras e poos executados

Poo em canaletas de escoamento.

Pavimentos permeveis Blocos vazadosAsfalto porosoConcreto porosoEstacionamento construdo para monitoramento no IPH

EXPERIMENTOS COM DIFERENTES SUPERFCIES

Medidas na macrodrenagem Deteno so reservatrios mantidos secos na maior parte do tempo e so utilizados para controle de pico, ou seja controle quantitativo;Reteno so reservatrios mantidos com lminas de gua que tm a funo de reduzir o pico e melhoria da qualidade da gua. Por exemplo, banhados ou reservatrios urbanos. As retenes necessitam de maior volume e mais espao;As detenes fechadas podem custar at 7 vezes as enterradas (sem considerar desapropriao).

DetenoReteno

Detalhe do Extravasor

Dispositivo de sada

Exemplo de Dispositivo de SadaVertedor da Bacia de Deteno de guas Espraiadas em So Paulo - SP

Deteno off-line

Exemplo de Deteno Off-line

Deteno Enterrada

Deteno on-line

Exemplo de Detenes On-line

Re-naturalizao Recuperar as funes naturais dos sistemas hdricos urbanos;Depois da coleta e tratamento de esgoto;Retenes e controle da qualidade da gua;Recuperar o meio ambiente aqutico e as condies naturais.

Sistema integrado a natureza

Documents

Drenagem Urbana2C TUCCI