Comparison between the total volume required and the volume of the reservoir

Table 12 synthesized the consumption for municipalities taken for this article. They refer to the most unfavorable situation (maximum).

Table 12.- Total volume required in 2072

Municipalities Pop. Mun. Floating Pop. Occupaid Pers. Agriculture Municipalities Tot. Pop.

Unity Volume [m³] Volume [m³] Volume [m³] Volume [m³] Volume [m³]

ADA

Bombinhas 18,277.20 762,787.60 7,073.28 0.00 788,138.08

Porto Belo 20,482.80 41,766.90 7,394.29 427,000.00 496,633.99

Itapema 68,625.00 245,291.80 27,999.00 2,050,000.00 2,391,915.80

Baln,Camboriú 100,380.80 534,794.40 44,067.17 14,000.00 693,242.37

Itajaí 102,612.40 123,306.20 49,253.95 8,589,000.00 8,864,172.55

Navegantes 66,877.40 30,900.00 19,193.81 0.00 116,971.21

Penha 23,495.20 37,194.60 5,944.29 0.00 66,634.09

Baln,Piçarras 22,565.20 34,577.20 5,641.30 0.00 62,783.70

AID

Camboriú 61,224.00 45,557.80 11,081.54 3,297.000 3,824,876.34

Ilhota 73,305.94 0.00 20,965.50 0.00 94,271.44

Luiz Alves 48,855.80 0.00 19,053.76 0.00 58,382.68

HIDROLOGÍASUPERFICIALYSUBTERRÁNEA | 152

AII

Botuverá 8,154.20 0.00 3,873.25 14.000 26,027.45

Guabiruba 65,343.20 0.00 24,503.70 224.000 313,846.90

Brusque 150,277.80 0.00 67,625.01 343.000 560,902.81

Gaspar 1,245.00 0.00 534.11 3,019.800 3,021,579.11

For better understanding, Table 13 was conceived to demonstrate de consumption by area researched and the total for the region (ADA, AID, and AII).

Table 13.- Subtotal for consumption of municipalities and the total general consumption

Municipalities Pop. Mun. Floating Pop. Occupaid Pers. Agriculture Municipalities Tot. Pop.

Unity Volume [m³] Volume [m³] Volume [m³] Volume [m³] Volume [m³]

ADA 423,316.00 1,810,618.70 166,557.09 10,465,000 12,865,491.79

AID 183,385.74 45,557.80 51,100.80 3,297,000 3,577,044.34

AII 225,020.20 0.00 96,536.07 3,600,800 3,922,356.27

TOTAL GENERAL CONSUMPTION (15 municipalities) [without addiction of factors] 20,364,892.40 m³

If the dam volume meets the total volume required (required by the population and all sectors) follow the calculation form. According to (Anjos apud Antonello, 2022) artificial dam with 20 million cubic meters of water.

Total reservoir volume > Necessary total volume [2]

20.000.000m³ < 20.429.028,90 m³ Conclusion: does not meet

There are consumptions not contemplated in this article, for example, the consumption of industry. It is worth reflecting that the dam is one of the devices for water collection, whereas there are also rains downstream of the dam, and there is the Guarani Aquifer for supplementation.

According to (Biondo, L.V.R.; Mello, I. da S.; Silva, B S. da, 2021), water demand considers user needs and losses factors. Factors of use needs are (soil saturation, flooding of the area, and replacement of et losses) and factors of losses (water conduction, per growth, lateral infiltration, and surface runoff).

Total water demand = Water demand * F1 * F2* F3* F4* F5 [3]

F1 is a weighting factor linked to usage requirements of use needs factors.

F2 is a weighting factor linked to usage requirements loss factors

F3 is a weighting factor, the dry months in the municipalities of Vidal Ramos, Imbuia, Presidente Nereu and Botuverá (estimated value) F4 is a loss factor connected to water that will pass through the hydroletric

F5 is a loss factor linked to decreased OB of water

FINAL CONSIDERATIONS

The future of the planet earth rests on anthropomorphism (human attitudes) toward natural capital. The human need to progress must not destroy the house that resides. In this item, sustainable development brings light and demonstrates that it is feasible to progress and respect nature's ability to regenerate.

Among the main ones involved in the Itajaí Mirim sub-basin is the municipality of Botuverá (dam site), Brusque (the principal municipality affected by the impacts of floods in the middle Valley of Itajaí Mirim), and finally, the municipality of Itajaí in the mouth of the river (accounts for floods of the Itajaí Mirim River and Itajaí-Açu River).

Nature evolves in smaller and larger cycles, from where the return time of the same rain intensity was theorized.

Finally, to be sustainable, the undertaking must be economically viable in the long term, respect the regeneration capacity of nature and generate a standard good/improve society's quality of life.

The subject of regional sustainability and other aspects of the Itajaí Mirim River Sub-basin is not exhausted in this article. This theme is comprehensive, detailed, and developed in the academy.

HIDROLOGÍASUPERFICIALYSUBTERRÁNEA | 153

For the design of projects and implementation involving regional sustainability, it is necessary to have a holistic vision, deep knowledge about the region of study, and the wisdom to recognize the nuances involved.

REFERENCES

Antonello, L. Defesa Civil e Casam firmam termo de cooperação para a execução da barragem de Botuverá.Disponível em:< https://omunicipio.com.br/defesa-civil-e-casan-firmam-termo-de-cooperacao-para-execucao-da-barragem-de-botuvera/>. Acesso em: 10 fev. 2022.

Ambiental Limpeza Urbana e Saneamento Ltda. Histórico mensal de 2014 até 2021 referente as toneladas de resíduos coletados dos municípios de Balneário Camboriú, Camboriú, Itapema e Itajaí.

[Documento obtido através de requisição, sem restrição de confidencialidade].

Arquivo Histórico José Ferreira da Silva / Fundação Cultural de Blumenau. Memória Digital: impressões do Dr. Blumenau ao explorar o Itajaí. Disponível em: < https://www.blumenau.sc.gov.br/secretarias/fundacao-cultural/fcblu/memoria-digital-impressoes-do-dr-blumenau-ao-explorar-o-itajai79>. Acesso em 23 mar. 2022.

Atlas ambiental da Foz do Rio Itajaí-Açu. Coordenação Editorial Fernando Luiz Diehl, Coordenação Artística Cláudio Rogério Guerra. Itajaí. Chilicom, 2017.

Biondo, L.V.R.; Mello, I. da S.; Silva, B S. da. ESTUDO DE CASO: Bacia do Rio Itajaí Mirim. [Documento obtido através de requisição].

Cardoso, M. Fundador de Blumenau, uma das vítimas da cheia de 1855. Disponível em:<

https://brasil.estadao.com.br/noticias/geral,fundador-de-blumenau-uma-das-vitimas-da-cheia-de-1855,289854>. Acesso em 22 mar. 2022

Chechin, A. D. A Natureza Como Limite da Economia: a contribuição de Nicholas Georgescu – Roegen. São Paulo: Editora Senac, 2010. 264p.

Deutschland Magazine (2008). Editora Franfurter Societäts-Druckerei GmBH. Edição 02/2008.

Defesa Civil Santa Catarina. Barragem Botuverá. Disponível em:

<https://www.defesacivil.sc.gov.br/barragem-botuvera/>. Acesso em 09 jul.2022.

Edital. Tomada de Preço 007/2020. Elaboração de Estudo Ambiental Simplificado e Licenciamento da Obra do Binário da Osvaldo Reis. Disponível em: < https://itajai.sc.gov.br>. Acesso em 09 jul.2022.

Elklinton, J. Canibais com garfo e faca. São Paulo: Editora Makron Books, 2001. 444p.

Gazeta do Povo. Enchente ocorrida há 153 anos em SC é similar à atual. Disponível em: <

https://www.gazetadopovo.com.br/vida-e-cidadania/enchente-ocorrida-ha-153-anos-em-sc-e-similar-a-atual-bbf6kl0sjz2f8by70xtokp6xa/>. Acesso em 23 mar. 2022

Gonzalez, M. C., Saldarriaga, G., & Jaramillo, O. M. A. R. (2010). Estimación de la demanda de agua. IDEAM, Estudio Nacional del Agua.

Hawken, P.;Lovins, L.H.; Lovins, A. Capitalismo Natural: criando a próxima revolução industrial. São Paulo: Editora Pensamento, 2000. 358 p.

Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística- IBGE. Estimativas da População. Disponível em: <

https://ibge.gov.br/estatisticas/sociais/populacao/9103-estimativas-de-populacao.html?=&t=resultados>.

Acesso em: 02 mai. 2022.

Jornal dos Bairros. População da região da AMFRI está próxima de alcançar 700 mil habitantes. Disponível em: < https://www.jornaldosbairros.tv/noticia/42503>. Acesso em 26 jun.2022.

Maes, J. Os dois vegetais que usam mais água do que todas as outras plantações do mundo. Disponível em:<https://hypescience.com/vegetais-agua-meio-ambiente/>.Acesso em: 10 mar. 2022.

MARCUZZO, F. F. N.; MELATI, M. Mapeamento fisiográfico básico das sub-bacias pertencentes à Bacia

Hidrográfica do Atlântico no Trecho Sudeste. Disponível em:

<http://rigeo.cprm.gov.br/jspui/handle/doc/17849>. Acesso em: 26 fev.2022.

Ministério do Desenvolvimento Regional. Secretaria Nacional de Saneamento [SNS]. Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS - Série Histórica). Disponível em:

<http://app4.mdr.gov.br/serieHistorica/>. Acesso em: 05 jul.2022

Ministério do Meio Ambiente. Sistema Nacional de Informações sobre a Gestão de Resíduos Sólidos-SINIR.

Disponível em: <https://sinir.gov.br/relatorios/municipal/>. Acesso em: 05 jul.2022.

HIDROLOGÍASUPERFICIALYSUBTERRÁNEA | 154

Município de Balneário Camboriú. Secretaria de Turismo e Desenvolvimento Econômico. Fluxo Turístico Municipal. [Documento obtido através de requisição].

Município de Camboriú. Secretaria de Desenvolvimento Econômico. Fluxo turístico municipal. [Documento obtido através de requisição].

Município de Itapema. Secretaria de Turismo e Desenvolvimento Econômico. Fluxo turístico municipal.

[Documento obtido através de requisição].

PAIXÃO, R. O. O lixo urbano de Aquidauana-MS: diagnóstico, aspectos não técnicos e medidas migratórias.

Faculdade de Filosofia, letras e ciências humanas. São Paulo, 1999. (mimeo)

Programa de Educação Continuada – PECE [Escola Politécnica da USP]. Especialização: Planejamento e Gestão de Cidades. Disponível em: < https://pecepoli.com.br/especializacao/planejamento-e-gestao-de-cidades/>.Acesso em: 13 jul.2022.

HIDROLOGÍASUPERFICIALYSUBTERRÁNEA | 155

APPENDIX 1. – The magnitude of the Itajaí River Hydrographic Basin and Highlight for the Itajaí-Açu River in blue

Project: Itajaí River Hydrographic Basin, Sub-basin Itajaí Mirim River, AMFRI and Itajaí-Açu River

German Sustainable Building Council

Scale: Without Scale Roberto Klintwort

HIDROLOGÍASUPERFICIALYSUBTERRÁNEA | 156 APPENDIX 2.- Map of the Itajaí Mirim Sub-basin

APPENDIX 3.- Overlap of the Itajaí-Açu River on the Itajaí Mirim River for statistical and holistic analysis

German Sustainable Building Council Roberto Klintwort

HIDROLOGÍASUPERFICIALYSUBTERRÁNEA | 157

S

IMULAÇÃO DO

U

SO DE

M

EDIDAS

C

OMPENSATÓRIAS PARA

D

RENAGEM

U

TILIZANDO O

SWMM: C

ASO NA

B

ACIA DO

R

IO

J

UQUERIQUERÊ

, C

ARAGUATATUBA

, SP

Amanda Cristina Gonçalves da Silva¹,Vassiliki Terezinha Galvão Boulomytis², Taís Arriero Shinma Galbetti³, Luciene Pimentel da Silva⁴, Jose Gilberto Dalfré Filho⁵

1,2Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo – IFSP; ³Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul – UEMS; ⁴Pontifícia Universidade Católica do Paraná –PUCPR e Universidade do Estado do Rio de Janeiro - UERJ; ⁵Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP.

E-mails: ¹Amanda1cristina1@gmail.com;²vassiliki@ifsp.edu.br; ³taisarriero@uems.br; ⁴pimentel.luciene@pucpr.br; ⁵dalfre@unicamp.br

RESUMO:

O processo de urbanização implica na impermeabilização de áreas e, sem o planejamento adequado, causa alterações importantes no ciclo hidrológico e na vida da população como alagamentos e inundações. Estas alterações aumentam, portanto, o escoamento superficial e levam os sistemas de drenagem, muitas vezes ineficientes, ao seu limite de funcionamento. O munícipio de Caraguatatuba, localizado no Litoral Norte do estado de São Paulo, apresenta amplo crescimento urbano previsto para os próximos anos. De maneira a mitigar os impactos causados pela acelerada urbanização, promovendo um escoamento superficial mais próximo do natural, este trabalho simulou o uso de medidas compensatórias, empregando o software de simulação hidrológica Storm Water Management Model (SWMM). As medidas compensatórias simuladas foram: telhado verde, pavimento permeável e cisternas. As simulações foram aplicadas em cinco cenários: o cenário atual, sem urbanização; e quatro alternativas de cenários futuros, sendo uma com a impermeabilização máxima prevista em legislação e três com o uso de medidas compensatórias em 10%, 20% e 30% das áreas impermeáveis, respectivamente. Os resultados indicaram desempenho satisfatório na implementação das medidas, com redução de 9,51% da vazão de escoamento com o tratamento de 30% da área impermeável pelos dispositivos, quando comparados com o cenário de urbanização sem o uso das medidas de drenagem sustentável.

PALAVRAS-CHAVE: Modelo hidrológico (SWMM); medidas compensatórias; escoamento superficial.

ABSTRACT:

The urbanization process implies the waterproofing of areas and, without adequate planning, causes important changes in the hydrological cycle and in the life of the population, such as floods and inundations. These changes, therefore, increase surface runoff and take drainage systems, which are often inefficient, to their operating limit. The municipality of Caraguatatuba, located on the North Coast of the state of São Paulo, has a large urban growth forecast for the coming years. In order to mitigate the impacts caused by the accelerated urbanization, promoting a surface runoff closer to the natural one, this work simulated the use of compensatory measures, using the Storm Water Management Model (SWMM) hydrological simulation software. The simulated compensatory measures were: green roof, permeable pavement and cisterns. The simulations were applied in five scenarios: the current scenario, without urbanization; and four alternatives for future scenarios, one with the maximum waterproofing provided for in legislation and three with the use of compensatory measures in 10%, 20% and 30% of the impermeable areas, respectively. The results indicated satisfactory performance in the implementation of the measures, with a 9.51% reduction in the flow rate with the treatment of 30% of the impermeable area by the devices, when compared to the urbanization scenario without the use of sustainable drainage measures.

KEYWORDS: Hydrological model (SWMM); sustainable drainage measures; surface runoff.

HIDROLOGÍASUPERFICIALYSUBTERRÁNEA | 158

INTRODUÇÃO

Segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE, 2010) a partir da década de 1970 a população brasileira urbana ultrapassou a população rural, de 52 milhões e 41 milhões, respectivamente. Evidentemente, as ocupações urbanas cada vez mais intensas e, em grande parte, sem o adequado planejamento urbano traz consequências à drenagem urbana, por diminuir ou até extinguir as áreas naturais cobertas por vegetação. A impermeabilização, além de ser diretamente responsável pelo aumento do escoamento superficial das bacias urbanas, reduz o tempo de concentração da bacia hidrográfica.

O escoamento superficial ocorre quando o volume de precipitação excede a capacidade de infiltração do solo. Em regiões onde o nível do lençol freático é alto, o solo satura-se mais rapidamente, diminuindo a capacidade de infiltração e aumentando o volume de água que é escoado.

As cheias urbanas são causadas por esse volume de água pluvial que não infiltrou devido à impermeabilização ou saturação do solo, que escoa superficialmente até as áreas próximas aos rios, nos pontos mais baixos da cidade.

A Figura 1 elucida a relação da vazão com a urbanização. Em áreas urbanizadas, a vazão de pico é mais alta, em um tempo menor, enquanto em áreas não urbanizadas, a vazão de pico é mais baixa e é amenizada num intervalo maior de tempo devido à maior área disponível para infiltração.

Figura 1.- Comparação entre hidrogramas de áreas urbanizadas e não urbanizadas. Fonte: Tucci (2000).

O sistema de drenagem urbano (SDU) é formado por estruturas instaladas destinadas à retenção, ao transporte e à disposição final das águas pluviais. A função da microdrenagem é coletar e transportar a água pluvial até o sistema de macrodrenagem, retirando a água pluvial dos pavimentos das vias públicas, evitando alagamentos nessas áreas. As sarjetas são responsáveis por escoar as águas pluviais por gravidade para as bocas coletoras e às galerias. Entre as tubulações são instalados poços de inspeção para facilitar a manutenção da rede. Após o transporte, a água tem como destino um curso ou corpo d’água receptor (ROSA et al., 2018). Neste arranjo convencional de drenagem, eventuais regiões alagadas em pontos mais altos da bacia são substituídas por importantes inundações nos pontos mais baixos, nos cursos d´água receptores. Caminhando-se para jusante, esta situação se torna mais evidente, com o aumento da vazão que deve ser escoada. É fundamental conceber adequadamente o sistema de drenagem, a fim de garantir o escoamento seguro das águas pluviais, evitando inundações (ALMEIDA, 2020) e, neste aspecto, o sistema de drenagem convencional tem se mostrado ineficiente, impactando diretamente a população.

Atualmente, é notória a mudança da convencional visão higienista para a visão sustentável dos sistemas de drenagem urbanos (ROSA et al., 2022). Como exemplo, o uso de medidas compensatórias busca minimizar os efeitos da urbanização sobre o ciclo hidrológico, visando controlar o escoamento superficial junto à fonte geradora de escoamento, aumentando a parcela de água retida ou infiltrada, reduzindo ou retardando os picos de cheias e também permitindo a recarga do lençol freático.

É evidente que a drenagem com o uso de medidas compensatórias extrapola a concepção da canalização do escoamento, que aumenta sua velocidade (portanto, sua vazão) e que a transfere para jusante. Esta técnica visa mitigar o impacto da urbanização, ao mesmo tempo que tenta retomar as

HIDROLOGÍASUPERFICIALYSUBTERRÁNEA | 159

condições hidrológicas naturais, com a finalidade última de melhorar a qualidade de vida da população e preservar o meio ambiente.

As medidas compensatórias a serem usadas estão condicionadas ao objetivo a ser atingido no local de implantação, às características do local, à legislação em vigor, às propriedades do solo, ao tipo de construção existente, entre outros fatores (NETO, 2019), podendo ser usadas de forma combinada, visando aumentar ainda mais o índice de infiltração de águas pluviais e reduzir o escoamento superficial. Algumas medidas que vêm sendo implantadas como alternativas ao sistema de drenagem convencional são: pavimentos permeáveis, células de biorretenção, jardins de chuva, trincheiras de infiltração, telhados verdes, microrreservatórios de detenção, entre outros. Neste trabalho é dada ênfase à discussão de três medidas compensatórias sustentáveis: coberturas verdes, pavimento permeável e cisternas.

O uso de pavimento permeável é capaz de reduzir o volume de escoamento superficial, promovendo infiltração no solo, atuando como um retardador do tempo de pico em cheias e efetuando a recarga no lençol freático. Caracterizam-se por apresentarem superfície porosa ou perfurada (ALVES, 2017). Os telhados verdes também têm sido utilizados como alternativas de drenagem na fonte, tendo como metas a gestão das águas pluviais no próprio lote e as melhorias no conforto térmico e acústico das edificações. Estudos realizados por Costa et al. (2011) e Alamy et al. (2016) apontam que a implantação de telhados verdes é capaz de reduzir expressivamente o volume de escoamento superficial, além de amenizar o calor nas edificações. As cisternas, com vasto campo de aplicações, inseridas nos meios doméstico, comercial, industrial e institucional (SEMCOG, 2008), além de contribuir na redução do escoamento superficial, podem ser posicionadas abaixo do nível do solo, tornando-se uma alternativa para locais com limitação de área. As cisternas, no entanto, apresentam baixa efetividade em eventos com precipitação extrema, devendo ser utilizadas em conjunto com outras medidas compensatórias, também denominadas técnicas de LID (Low Impact Development ou, em português, Desenvolvimento de Baixo Impacto), ou deve ter seu extravasor ligado diretamente à rede de drenagem pluvial (SEMCOG, 2008).

Como instrumento de avaliação do impacto da adoção destas medidas, o SWMM (Storm Water Management Model, em tradução livre, Modelo para Gerenciamento das Águas Pluviais), sistema numérico computacional, desenvolvido pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA, 1971), que permite a simulação computacional das respostas hidrológicas das áreas de estudo. Ele é um modelo chuva-vazão dinâmico que simula a quantidade e a qualidade das águas do escoamento superficial, especialmente em áreas urbanas, podendo ser utilizado para simulações por evento chuvoso ou de longo período (ROSSMAN, 2015). Segundo Lima (2011), o SWMM é um modelo abrangente e detalhado para simular eventos através de tubulações e estruturas de armazenamento, além de apresentar considerável resolução espacial e temporal. Lin et al. (2015), por exemplo, avaliaram a performance de pavimentos permeáveis através da aplicação do SWMM e puderam avaliar bons índices de reduções de escoamentos.

Neste enfoque, buscou-se simular o comportamento do sistema de drenagem com o uso de medidas compensatórias sustentáveis em uma bacia não urbanizada, considerando os cenários futuros de ocupação. Elegeu-se a região periurbana conhecida como Fazenda Serramar na cidade de Caraguatatuba, estado de São Paulo, como área de estudo. O município, assim como outras cidades do litoral norte de São Paulo, tem passado por uma urbanização acelerada nos últimos anos, elevando as taxas de impermeabilização do solo e causando modificações no ciclo hidrológico de toda a região.

Localizada entre o mar e o Parque Estadual da Serra do Mar, a maior parte da cidade de Caraguatatuba possui o nível do lençol freático alto, saturando-se rapidamente em precipitações com pequenos períodos de retorno. Em toda a área urbana, são documentados problemas de escoamento da água pluvial e frequentes alagamentos ou inundações.

HIDROLOGÍASUPERFICIALYSUBTERRÁNEA | 160

MATERIAIS E MÉTODOS Área de Estudo

A Bacia do Rio Juqueriquerê divide-se em dois municípios: Caraguatatuba e São Sebastião, no litoral norte do Estado de São Paulo, Brasil. A bacia possui 419,80 km², sendo a maior bacia do litoral norte. Compreende as principais planícies não urbanizadas da região, caracterizadas pela especulação imobiliária e turística.

A área delimitada ao estudo compreende a bacia do Rio Juqueriquerê reduzida, no município de Caraguatatuba, excluindo a área a jusante, já urbanizada, e que está sob influência das marés, apresentada na Figura 2.

Figura 2.- Bacia do Rio Juqueriquerê, São Paulo. Fonte: Autor

Atualmente há o predomínio de pastagens e áreas alagadas na área de planície da bacia.

Todavia, caso sejam concretizadas as disposições do Plano Diretor do Município de Caragutatuba, ocorrerá a expansão da urbanização e loteamento dessa planície da bacia, com substituição das áreas verdes por superfícies impermeáveis. Logo, no cenário atual, grande parcela de água precipitada é infiltrada no solo, mas no cenário futuro, devido à impermeabilização, uma maior porção de água será revertida em escoamento superficial.

As planícies extensas e periurbanas são circundadas pela Serra do Mar, onde a Mata Atlântica ainda é preservada, abrigando rica biodiversidade e algumas espécies endêmicas do ecossistema costeiro (IVANAUSKAS, 1997). É a única bacia na 7ª ordem de Strahler, onde a susceptibilidade morfométrica da bacia indica sua probabilidade natural de ocorrência de enchentes (SOUZA, 2005).

A dinâmica fluvial e de uso do solo na Bacia do Rio Juqueriquerê foi amplamente modificada, o resultado é a ocorrência de inundação por causa do nível do lençol freático raso, superfícies impermeáveis e rios assoreados (BOULOMYTIS et al., 2015). Diversos fatores influenciam na fragilidade da região: insuficiência de matas ciliares nos cursos dos rios, retificação dos rios gerando aumento do escoamento, e moradias irregulares ao longo dos cursos dos rios e várzeas.

Conforme a classificação climática de Köppen, o clima na região é tropical chuvoso, com estação seca indefinida e chuvas intensas no verão, com temperatura média anual de 25°C (SANTOS;

GALVANI, 2012).

HIDROLOGÍASUPERFICIALYSUBTERRÁNEA | 161

Os solos pertencentes à bacia podem ser classificados como: Cambissolo, Latossolo Vermelho-Amarelo e Espodossolo. O Latossolo é resultado de intemperização intensa, presença de óxido de ferro de média a baixa – Grupo hidrológico: B; Cambissolo possui textura média ou argilosa com horizonte B incipiente – Grupo hidrológico: B; Espodossolo são constituidos por material mineral com horizonte B espódico – Grupo hidrológico: D (EMBRAPA, 2018; BOULOMYTIS et al., 2016).

A delimitação e subdivisão das bacias em 11 sub-bacias foi realizada de acordo com a metodologia proposta por Boulomytis et al. (2017), como mostra a. Figura 3. Os identificadores das sub-bacias indicam o rio responsável pela maior contribuição hídrica da bacia.

Figura 3.- Delimitação das sub-bacias. Fonte: Adaptado de Boulomytis et al. (2017).

Cenários de simulação

Foi aplicado o modelo SWMM para avaliação do desempenho das medidas compensatórias selecionadas. Optou-se pela seleção da opção “onda cinemática”, onde o software resolve a equação da continuidade junto com uma fórmula simplificada da equação da quantidade de movimento em cada um dos condutos (ROSSMAN, 2015). Os cenários simulados tiveram o objetivo de comparar as situações presente e futuras da área de estudo em diferentes condições. Os cenários simulados são mostrados na Tabela 1.

Tabela 1 - Cenários de simulação.

Cenários Descrição

Presente Cenário atual da área de estudo, sem urbanização.

Futuro - Sem LIDs

Cenário prevendo o máximo de área impermeável prevista no Plano Diretor para cada zona.

Futuro – com 10% LIDs

Uso de medidas compensatórias em 10 % da área impermeável das sub-bacias no cenário futuro.

Futuro – com 20% LIDs

Uso de medidas compensatórias em 20 % da área impermeável das sub-bacias no cenário futuro.

Futuro – com 30% LIDs

Uso de medidas compensatórias em 30 % da área impermeável das sub-bacias no cenário futuro.

Fonte: Autor

HIDROLOGÍASUPERFICIALYSUBTERRÁNEA | 162

Simulação hidrológica do cenário presente

Os parâmetros necessários para as simulações hidrológicas são físicos, através da caracterização das sub-bacias e variáveis, como a precipitação e infiltração. Nos diferentes cenários simulados, os dados físicos de área da sub-bacia, declividade e largura não são alterados, e foram obtidos de Boulomytis et al. (2017).

Tabela 2 - Dados físicos inalterados nos diferentes cenários.

Sub-bacias Área (ha) Largura (m) Declividade (%) CBR_1 12.069,07 28.080,00 6,01

CBR_2 926,91 7.120,00 0,72

JQR_1 4.410,33 9.270,00 0,93

JQR_2 1.415,27 6.520,00 1,43

PDL_1 2.534,27 12.460,00 7,34

PDL_2 2.069,15 7.440,00 8,63

PDL_3 773,66 4.590,00 6,33

PDL_4 385,35 2.640,00 7,40

PDL_5 1.357,30 6.300,00 0,62

PRS_1 3.463,94 12.010,00 2,59 RLC_1 6.481,59 14.390,00 7,01

Fonte: Adaptado de Boulomytis et al. (2017).

Como o cenário presente não possui área impermeável, adotou-se o coeficiente de Manning de 0,400, considerando uma superfície composta de vegetação rasteira leve e 5,08 mm de armazenamento em depressão, conforme recomendação de Rossman (2015).

Para determinação da chuva de projeto foi utilizado o método dos Blocos Alternados, a partir da equação de Intensidade, Duração e Frequência (IDF) desenvolvida pelo DAEE (2018), estação E2-046, localizada geograficamente a latitude 23º 38’S e longitude 45º 26’W, conforme Equação 1.

𝑖_𝑡,𝑇 = 39,04 (𝑡 + 40)^−0,8515+ 26,66(𝑡 + 90)^−0,9154. [−0,4839 − 0,9030 𝑙𝑛 𝑙𝑛 (^𝑇

𝑇− 1) [1]

Onde: i representa a intensidade da chuva (mm/h); T é o tempo de retorno (anos); t é a duração do evento (min).

Nas simulações foram utilizadas chuvas de projeto com 250 min de duração, intervalos de 10 min, e com períodos de retorno de 2, 5 e 10 anos. Dentre os tempos de concentração sub-bacias, o maior é de 246,12 min, na sub-bacia CBR_1 (BOULOMYTIS et al., 2017), justificando a duração da chuva de projeto considerada.

O método utilizado para determinação da infiltração nas sub-bacias no modelo SWMM foi o SCS (no inglês, Soil Conservation Service). Os valores de CN (Curva Número) foram obtidos a partir do levantamento feito por Boulomytis et al. (2017). Foi considerado para o cenário presente a ocupação não-urbanizada, conforme a Tabela 3.

Simulação hidrológica do cenário futuro sem medidas compensatórias

A determinação dos demais dados físicos das sub-bacias considerou o uso e ocupação máximo do solo, com as mínimas áreas permeáveis permitidas em cada zona, previsto pelo Plano Diretor de Caraguatatuba, visto que, atualmente, a área não está urbanizada. As zonas pertencentes à área de estudo e as porcentagens impermeáveis consideradas foram estabelecidas conforme a Tabela 4.

HIDROLOGÍASUPERFICIALYSUBTERRÁNEA | 163

Tabela 3 - Valores CN das sub-bacias da área de estudo.

Sub-bacias CN

CBR_1 74,08

CBR_2 86,10

JQR_1 87,35

JQR_2 84,44

PDL_1 74,45

PDL_2 73,89

PDL_3 74,54

PDL_4 78,08

PDL_5 89,65

PRS_1 76,15

RLC_1 73,96

Fonte: Boulomytis et al. (2017).

Tabela 4 - Permeabilidade das zonas de ocupação urbana.

Zonas Área Permeável (%)

ZA Zona de amortecimento 100

ZEU Zona Expansão Urbana 20

ZPP Zona de Preservação Permanente 100

ZMV-9 Zona Mista Vertical – 9 30 ZMV-6 Zona Mista Vertical – 6 30

ZE Zona Especial 20

ZPA Zona de Proteção Ambiental 100

ZCV Zona Comercial 20

ZLI Zona Logística Industrial 20

ZEIS Zona Especial de Interesse Social 20 Fonte: Plano Diretor da Cidade de Caraguatatuba (2011).

Os parâmetros de porcentagem de área superficial impermeável e os coeficientes de Manning para o escoamento superficial na parcela permeável e impermeável foram obtidos através de médias ponderadas, considerando as áreas ocupadas por cada zona dentro das sub-bacias.

Nas zonas ZA, ZPP e ZPA adotou-se 0,400 no coeficiente de Manning, para a rugosidade de superfícies de vegetação rasteira leve. Na ZEU considerou-se as áreas impermeáveis ocupadas por coberturas cerâmicas, coeficiente de Manning 0,015, e nas zonas ZMV -6 e ZMV-9, áreas impermeáveis com superfície de concreto, com coeficiente igual a 0,013. Nas áreas permeáveis das zonas que permitem urbanização adotou-se o coeficiente de rugosidade de 0,130, conforme recomendações de Rossman (2015). Considerando a pior situação de urbanização da área, adotou-se que 100 % da área impermeável não permite armazenamento em depressão. Os valores de CN adotados para o cenário futuro de urbanização estão apresentados na Tabela 5 (BOULOMYTIS et al., 2017).

No documento Anales del XXX Congreso Latinoamericano de Hidráulica 2022 : volúmen 2 : hidrología superficial y subterránea (páginas 150-200)