O desenvolvimento urbano altera as características naturais do terreno, e o processo de urbanização observado na maioria das cidades contribui para a redução da infiltração e da evapotranspiração da bacia hidrográfica, aumento da temperatura, aumento da superfície impermeável e, consequentemente, aumento do pico e do volume escoado em um tempo de concentração menor, o que é agravado quando soma-se a inadequação dos sistemas de drenagem existentes.
Em se tratando dos problemas ocasionados pelos processos de ocupação, Tucci (2002) cita que as inundações em áreas ribeirinhas e aquelas ocasionadas pela urbanização são os principais processos que promovem o escoamento superficial, os quais são alterados pela infraestrutura urbana e com isso, assim como em um efeito cascata, a dinâmica e todos os processos sofrem alterações que acabam por requerer constantemente adequações para minimizar estes efeitos.
O esquema proposto por ICLEI BRASIL (2011), na Figura 16, ilustra as variações que ocorrem no trajeto natural da água precipitada devido à alteração ocasionada pelo ambiente urbano.
Figura 16- Fluxos das águas pluviais e o ambiente urbano
A figura destaca os possíveis diferentes caminhos percorridos pela água precipitada em função do planejamento da cidade, quer seja com a integração de outros sistemas como efluente sanitário ou apenas diretamente interligado aos canais de drenagem. A escolha de qual será o caminho a ser adotado pela água precipitada pode contribuir para garantir impactos mínimos no que concerne a inundação, erosão e a dispersão de poluentes dentro do ambiente urbano e a jusante ICLEI BRASIL (2011).
Em relação às causas das enchentes provocadas pela urbanização, Pompêo (2000) destaca o excessivo parcelamento do solo e a consequente impermeabilização das grandes superfícies, a ocupação de áreas ribeirinhas tais como várzeas, áreas de inundação frequente e zonas alagadiças, a obstrução de canalizações por detritos e sedimentos e também as obras de drenagem inadequadas.
Tucci e Bertoni (2003) diferenciam as inundações ribeirinhas e as inundações ocasionadas pela drenagem urbana, sendo a primeira aquela proveniente de uma precipitação intensa e o solo não é capaz de suportar o volume precipitado e como consequência a água escoa através do sistema de drenagem ocupando a várzea. Já as inundações ocasionadas pela drenagem urbana ocorrem devido à impermeabilização do solo e o aceleramento do escoamento através dos condutos e canais que saturam o sistema, uma vez que toda a água drenada chega ao sistema em um curto período de tempo, fomentando assim os eventos de inundação.
Tucci e Bertoni (2003) citam ainda que estes problemas dependem do grau de ocupação da várzea pela população e da impermeabilização e canalização da rede de drenagem, além do mais, outro fator que corrobora para os eventos é a tendência que existe no planejamento urbano de drenarem o escoamento pluvial o mais rápido possível das áreas urbanizadas.
Em relação às características das influências da urbanização nos eventos de inundação, Tucci e Bertoni (2003) e Tucci (2008) citaram que o desenvolvimento urbano das cidades causa os seguintes impactos:
Aumento das vazões máximas (em até 7 vezes) e da sua frequência devido ao aumento da capacidade de escoamento através de condutos e canais impermeabilizados;
Aumento da produção de sedimentos devido à desproteção das superfícies e à produção de resíduos sólidos;
A ocorrência de outros impactos devido á forma desorganizada como a infraestrutura urbana é implantada, tais como: a) pontes e taludes de estradas que obstruem o escoamento; (b) redução de seção do escoamento por aterros de pontes e para contrações em geral; (c) deposição e obstrução de rios, canais e condutos por lixos e sedimentos; (d) projetos e obras
de drenagens inadequadas, com diâmetros que diminuem para jusante, drenagem sem esgotamento, entre outros.
Além dos itens descritos anteriormente, em se tratando apenas da concepção do projeto de drenagem, alterações na forma de dimensionamento também podem favorecer ou minimizar os eventos hidrológicos em áreas urbanas. Sobre esse tema, os trabalhos publicados por Allasia e Villanueva (2007 a e b) fazem apontamentos sobre as dificuldades relacionadas à concepção do sistema de macrodrenagem urbana em função dos dados que devem ser utilizados para o dimensionamento, como por exemplo, os dados hidrológicos. O estudo também apontou que o CN (Método do número de curva) é um dos parâmetros que apresentou maior sensibilidade e, quando realizada a análise apenas desse parâmetro. Com relação as influências dele sobre a concepção do sistema de drenagem, o estudo apontou que para os erros usualmente cometidos na estimativa do CN, a vazão de pico variou entre 30 e 160%.
Ainda em relação aos dimensionamentos das redes e a influência destes nos eventos hidrológicos, Mahunguana e Bravo (2015) citaram que a posição do pico do hietograma do projeto influencia o valor de pico, tempo de pico, volume e distribuição temporal do hidrograma de projeto resultante, o que pode ser transferido para o dimensionamento hidráulico das obras propostas, podendo alterar o seu custo, as medidas de controle de cheias, além do planejamento e gestão de recursos hídricos (YUE et al., 2002 apud MAHUNGUANA, BRAVO, 2015).
Somados aos problemas de dimensionamento das redes, outros fatores também prejudicam a concepção inicial do sistema de drenagem, como o lançamento do efluente sanitário nas redes de águas pluviais e a construção excessiva de canais e condutos que apenas transferem as inundações de um local para outro dentro da cidade, a custos às vezes insustentáveis para o município (TUCCI e BERTONI, 2003), além da análise segregada dos projetos de drenagem.
Para este último, Tucci (1995) destaca:
Quando um loteamento é projetado, os municípios exigem apenas que o projeto de esgotos e pluviais seja eficiente no sentido de drenar a água do loteamento. Quando o poder público não controla essa urbanização ou não amplia a capacidade da macrodrenagem, a ocorrência das enchentes aumenta, com perdas sociais e econômicas. Normalmente, o impacto do aumento da vazão máxima sobre o restante da bacia não é avaliado pelo projetista ou exigido pelo município. A combinação do impacto dos diferentes loteamentos produz aumento da ocorrência de enchentes à jusante. Esse processo ocorre através da sobrecarga da drenagem secundária (condutos) sobre a macrodrenagem (riachos e canais) que atravessa as cidades. As áreas mais
afetadas, devido à construção das novas habitações a montante, são as mais antigas, localizadas a jusante.
Historicamente os eventos hidrológicos ocasionados pela drenagem urbana ou devido à urbanização são recentes, conforme destacam Tucci e Bertoni (2003)
Poucos exemplos históricos (antes dos anos 60) são encontrados para cenários de inundações produzidos pela drenagem urbana ou devido à urbanização. Estes cenários são recentes em função das obras de canalização produzida pelo tipo de desenvolvimento urbano ocorrido depois dos anos 60 na maioria dos países desenvolvidos. Estes mesmos países identificaram já nos anos 70 que esse tipo de política era economicamente insustentável, alertando a forma de gerenciar a drenagem urbana para controle não estrutural e medidas de controle de volume através de detenções urbanas.
Considerando então o aspecto dos projetos de um sistema de drenagem, muitos elementos devem ser considerados, uma vez que as decisões tomadas nesta etapa influenciam diretamente o ambiente urbano.
O dimensionamento dos sistemas de micro e macrodrenagem é baseado em diversas informações, com destaque para aquelas adotadas pelos gestores em relação ao nível de segurança, que é resultado de uma análise em função do tempo de retorno (TR), o qual comumente é de 5 a 10 anos para a microdrenagem de 50 e 100 anos para macrodrenagens (CANHOLI, 2014).
Em relação ao nível de segurança, Canholi (2014) utilizou como exemplo o caso do projeto Várzeas do rio Tiête (2010), em que a empresa Hidrostudio Engenharia desenvolveu uma metodologia para o Banco Interamericano de Desenvolvimento (BID) que possibilitou a detecção de áreas cuja alternativa era “nada a fazer”. Isto ocorre porque em qualquer área que seja passível de um projeto de micro e macrodrenagem são realizados cálculos em que são considerados danos esperados, sendo ele estimado na análise de Custo-Benefício.
Tucci e Bertoni (2003) citaram que o projeto com tempo de retorno (TR) de 10 anos geralmente é escolhido para dimensionamento da macrodrenagem. Segundo os autores os maiores custos de prejuízos das inundações encontram-se nas inundações com alto risco (baixo tempo de retorno), devido a sua grande frequência de ocorrência.
A Figura 17 apresenta as diversas perdas ocasionadas pelos eventos de inundação. É possível identificar danos materiais, humanos, às atividades e também aquelas consequentes da exposição direta a esses eventos, como por exemplo, as doenças de veiculação hídrica, além de problemas de fundo emocional
Figura 17- Perdas causadas por inundações
Fonte: Parker (2000) apud Zahed Filho (2012).
Este quadro destaca os diferentes níveis sociais, econômicos e materiais que as inundações podem atingir diretamente e indiretamente, assim como o efeito cascata decorrente ou deflagrado por alguma perda anterior. Parker (2000) destaca que ao longo do seu estudo que a relação entre o planejamento urbano e as consequências relacionadas aos eventos de inundação.
Pompêo (2000) relata que no documento “Consulta Nacional sobre a Gestão do Saneamento e do Meio Ambiente Urbano”, realizada pelo Instituto Brasileiro de Administração Municipal em 1994, em relação aos itens drenagem e controle das cheias em áreas urbanas, que as ações eram em sua maioria emergenciais, esporádicas e quase sempre definidas após a ocorrência dos desastres.
A minimização destes impactos passa por diferentes etapas, como a identificação, propostas de mitigação e, eventualmente, e ações que solucionem os problemas, considerando as características da região.
Além da susceptibilidade do local a eventos naturais e da disponibilidade de tecnologia para aumentar a resiliência do local, as características da população nas áreas de risco também devem ser consideradas, Yodmani (2001) destaca que cita que desastres não são mais vistos como eventos extremos criados inteiramente por forças naturais, mas como manifestações de problemas não resolvidos de desenvolvimento.
Os eventos de inundação e enxurrada, além de serem fomentados por um evento de precipitação, também são resultado da má gestão do sistema de drenagem urbano, quer seja na sua fase de projeto, implantação ou manutenção e quer sejam nas escolhas das políticas públicas, que acabam por negligenciar ações voltadas ao uso e ocupação do solo de forma mais sustentável.