2.3.1. Efeitos da urbanização na drenagem pluvial
Como referido em 1.1, o efeito da urbanização provoca alterações na drenagem pluvial urbana, particu- larmente no escoamento superficial em meio urbano. Segundo Lencastre e Franco (2006) ocorrem altera- ções significativas no escoamento superficial, devido aos seguintes fatores:
Redução da infiltração, devido ao aumento das áreas impermeáveis e à redução das depressões com capacidade de retenção;
Aumento da velocidade, devido à diminuição da resistência ao escoamento da água e ao aumento dos declives nos percursos à superfície.
Para um dado evento de precipitação, o efeito da urbanização reduz a infiltração, aumenta o volume de precipitação útil1, ou seja a área do hidrograma, reduz o tempo de crescimento do hidrograma e, como
consequência, aumenta o caudal de ponta e o volume de água escoada, Figura 2.3.
Figura 2.3 – Hidrograma natural, hidrograma após construção de uma urbanização e hidrograma após as medidas corretivas (Marques, et al, 2013).
Assim, o tempo de resposta da bacia hidrográfica após construção da urbanização é menor. Este aumen- to do caudal de ponta, pode ser muitas vezes traduzido na entrada em carga dos coletores das redes de drenagem de águas pluviais e inundações nos pontos baixos das bacias hidrográficas, onde geralmente se encontram as áreas urbanas (Marques, et al, 2013).
As consequências da urbanização apresentadas, podem ser solucionadas com vista a obter um hidro- grama próximo do natural, como apresentado na figura 2.3. A utilização de métodos que possam prever as consequências hidrológicas da urbanização, torna-se útil na definição de medidas necessárias para compensar a drenagem pluvial natural, como por exemplo: construção de bacias de retenção, adoção de superfícies semipermeáveis em substituição de superfícies impermeáveis, definição de zonas suscetíveis de serem inundadas ou construção de obras de proteção.
De destacar são as afluências indevidas aos sistemas de drenagem de águas residuais, referidas segui- damente em 2.3.2, que muitas vezes são influenciadas pela expansão da urbanização e pela má conce- ção dos sistemas de drenagem urbana. Esta má conceção que provoca as afluências indevidas devido a rede interligadas, aliada à falta de planeamento urbanístico que inclua a drenagem pluvial, são as poten- ciais causadoras do aumento de caudal de ponta que pode comprometer os sistemas de drenagem de águas residuais.
2.3.2. Afluências indevidas aos sistemas de drenagem de águas residuais e pluviais
Existem diversos problemas na gestão dos sistemas de drenagem de águas residuais e pluviais, podendo destacar-se como um dos principais problemas, as afluências indevidas de águas pluviais à rede de dre- nagem de águas residuais. As afluências indevidas são, frequentemente, a causa da entrada em carga da rede de coletores que, consequentemente, provoca problemas operacionais da rede e ainda, em situação limite, a ocorrência de inundação. Segundo Amorim et al. (2007) os problemas causados pelas afluências indevidas são:
Custos operacionais mais elevados e maior investimento nas redes de drenagem e nas estações de tratamento de águas residuais, uma vez que aflui à rede um maior volume de água a tratar;
Redução da capacidade de transporte dos coletores e das estações de tratamento de águas residuais, o que provoca descargas de excedentes no meio recetor sem qualquer tipo de tratamento, contribuin- do para a poluição no meio hídrico recetor;
Arrastamento de sedimentos, causando problemas operacionais e estruturais na rede de drenagem.
Os mecanismos que contribuem para as afluências indevidas são diversos, e podem incluir, entre outros, a entrada através das tampas e do corpo das câmaras de visita e de ramais de ligação, inserção da tuba- gem nas mesmas, roturas das canalizações e ligações clandestinas de águas pluviais (Amorim et al., 2007).
Como resultado deste problema, ocorre um comportamento unitário da rede de drenagem separativa. O comportamento unitário define-se como o aumento de volume de caudal afluente à rede de drenagem na ocorrência de precipitação, sendo uma caraterística de sistemas de drenagem unitários. Esta temática adquire especial importância no estudo da inundação urbana, uma vez que as afluências indevidas às redes de drenagem de águas residuais podem ser apontadas como uma das causas de inundação urba- na..
As inundações urbanas são eventos cuja ocorrência se tem acentuado em Portugal, reflexo da intensifi- cação da urbanização do território (Marafuz e Gomes, 2013). Em larga medida, os eventos de inundação urbana resultam da concentração de escoamento superficial em depressões do terreno ou zonas de cotas mais baixas, aquando da ocorrência de eventos de precipitação intensa e de curta duração, agravados pela impermeabilização do solo e pelo mau funcionamento ou subdimensionamento dos sistemas de drenagem das águas pluviais (Soares et al., 2005, Rebelo, 2001). O aumento dos caudais de ponta de cheia devido ao aumento das áreas impermeáveis ou menos permeáveis, pode dar origem a caudais superiores à capacidade do sistema de drenagem de águas pluviais, originando a entrada em carga dos coletores de águas pluviais e o aparecimento do escoamento excedente à superfície sucedendo-se assim uma inundação urbana.
A SIMTEJO, Saneamento Integrado dos Municípios do Tejo e Trancão, S.A, sendo a entidade gestora responsável pela recolha, tratamento e rejeição de águas residuais dos municípios da Amadora, Lisboa, Loures, Mafra, Odivelas e Vila Franca de Xira tem vindo a identificar alguns problemas na operação de sistemas de drenagem de águas residuais e pluviais, que se prendem com o ilustrado na Figura 2.4. A conceção dos sistemas é realizada com base no sistema separativo, no entanto, funcionam como pseu- do-separativas, o que resulta na descarga direta de excedentes, encontrando-se tal facto associado a afluências indevidas e redes interligadas nos sistemas de drenagem urbana.
Através da operação dos sistemas de drenagem, constata-se que na sua maioria os fenómenos de inun- dação urbana são resultado de afluências indevidas nos sistemas de drenagem. A afluência indevida às redes de drenagem de águas residuais é frequentemente significativa, principalmente após precipitações com elevada intensidade e rápidas. Segundo Proença e Martins (2012), na gestão e operação dos siste- mas, encontram-se recorrentemente os seguintes problemas, sobretudo em zonas urbanas de construção recente:
Entrada em carga dos coletores;
Elevado risco de inundação em algumas estações elevatórias; Descargas não controladas no meio recetor;
Caudal afluente à ETAR superior à sua capacidade.
Figura 2.4 - Conceção e operação dos sistemas de drenagem de águas residuais, adaptado de Proença e Martins (2012).
Conceção
•Rede doméstica;
•Rede pluvial independente (sistema separativo).
Problemas na operação
•Descarga de excedentes; •Afluências indevidas; •Redes interligadas.