Ensaio sobre a influência de loteamentos urbanos no escoamento superficial: estudo de caso de Santa Rosa - RS

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UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO DO RIO

GRANDE DO SUL – UNIJUI

TAMARA LETICIA PUHL

ENSAIO SOBRE A INFLUÊNCIA DE LOTEAMENTOS URBANOS NO

ESCOAMENTO SUPERFICIAL: ESTUDO DE CASO DE SANTA ROSA

- RS

Santa Rosa 2016

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ENSAIO SOBRE A INFLUÊNCIA DE LOTEAMENTOS URBANOS NO

ESCOAMENTO SUPERFICIAL: ESTUDO DE CASO DE SANTA ROSA

- RS

Trabalho de Conclusão de Curso de Engenharia Civil apresentado como requisito parcial para obtenção do título de Engenheiro Civil.

Orientador: Giuliano Crauss Daronco

Santa Rosa 2016

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A Deus, pela minha família e amigos, e por ter me dado saúde e força para superar as dificuldades.

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Aos meus pais e minha irmã, que sempre tiveram muita paciência comigo, nos momentos em que meus livros se espalhavam pela casa toda e os únicos assuntos eram as provas e trabalhos;

Ao meu marido Márcio, que esteve ao meu lado durante toda essa jornada, me apoiando e me auxiliando sempre que precisei, sem ele seria impossível concluir muitos objetivos;

Em especial ao meu avô Senno (já falecido), quem me disse que apenas o estudo e a leitura pode conduzir o homem a bons caminhos, quem, apesar da pouca formação, motivo-me a jamais parar de estudar.

Ao meu orientador, professor Doutor Giuliano Crauss Daronco, o qual me conduziu de forma a conseguir atingir meus objetivos com esse estudo, mostrando-me as melhores decisões a serem tomadas a fim de concretizar esse trabalho. Da mesma forma, agradeço a UNIJUI – Universidade Regional do Noroeste do estado do Rio Grande do Sul.

Aos meus colegas da Prefeitura Municipal de Santa Rosa, setor de Planejamento, que me auxiliaram na obtenção dos dados necessários para embasar meu estudo e doaram um pouco de seu tempo para transmitir-me um pouco do seu conhecimento sobre o assunto.

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“Se não podes entender, crê para que entendas. A fé precede, o intelecto segue.” Santo Agostinho

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PUHL, Tamara L. Ensaio sobre a influência de loteamentos urbanos no escoamento superficial: estudo de caso de Santa Rosa–RS. 2016. Trabalho de Conclusão de Curso. Curso de Engenharia Civil, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, Santa Rosa, 2016.

Tendo em vista o aumento no número de loteamentos sendo construídos no Município de Santa Rosa – RS nos últimos anos, devido, principalmente, aos incentivos do governo federal com programas como o MCMV (Minha Casa Minha Vida), que possibilitou que muitos brasileiros tivessem acesso a um financiamento para a construção da casa própria, o qual motivou empreendedores a investir na construção de novos loteamentos em diversas partes da cidade. Dessa forma, com o aumento no número de edificações, da construção do sistema viário e de calçadas, a permeabilidade que existia no solo original, vem diminuindo e aumentando a vazão das águas urbanas. A legislação municipal apresenta-se bastante vaga no que diz respeito aos projetos e execução de redes pluviais em novos loteamentos e, com o aumento da urbanização associada à elevada taxa de impermeabilização do solo que as novas edificações proporcionam, nos últimos anos observou-se um maior número de inundações e enchentes no perímetro urbano do município. Com o intuito de verificar qual a contribuição dos novos loteamentos construídos para a vazão urbana, utilizando como base os loteamentos executados nos últimos anos no município de Santa Rosa-RS, este trabalho busca mapear tais loteamentos, analisar sua localização quanto à proximidade a outros loteamentos já existentes e aos rios que cortam a cidade, e determinar quantitativamente os dados de vazão de cada loteamento através dos dados das chuvas e das áreas de contribuição. Para tal, foram selecionados quatro loteamentos, e através de um estudo dos projetos encaminhados junto à prefeitura municipal e de dados hidrológicos existentes da cidade, realizaram-se os cálculos necessários para determinar a vazão gerada por tais loteamentos através do Método Racional, obtendo dados que proporcionaram uma análise sobre a influência desses loteamentos na vazão urbana de Santa Rosa - RS.

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ABSTRACT

PUHL, Tamara L. Ensaio sobre a influência de loteamentos urbanos no escoamento superficial: estudo de caso de Santa Rosa–RS. 2016. Trabalho de Conclusão de Curso. Curso de Engenharia Civil, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, Santa Rosa, 2016.

Recently, the incentives of the federal government such as MCMV has resulted in the increase in the number of allotments being built in Santa Rosa - RS. Moreover, it has enabled many Brazilians to have access to financing for the construction of their houses and it has motivated entrepreneurs to invest in the construction of new allotments in many areas of the city. Therefore, due to the increase in the number of buildings and the construction of the road system and sidewalks, the permeability that existed in the original soil has been decreasing. This results in the growth of the urban water flow. Regarding to the projects and execution of rainwater networks in new subdivisions the municipal legislation is very vague. In the last few years, the number of floods in the urban perimeter have been increasing due to the growth of urbanization that is associated to a high rate of soil waterproofing presented in the new buildings. This research aims to verify the contribution of the new lots built for the urban outflow based on the land subdivisions executed in the last years in Santa Rosa. Moreover, this study seeks to map such settlements to analyze their location as to the proximity to other allotments already existing and to the rivers that cross the city. As a result, it is possible to determine the flow data of each subdivision through rainfall data and contribution areas. For this purpose, four subdivisions were selected in a study of the projects submitted to the city council and existing hydrological data of the city. Thus, calculations were made to determine the flow generated by such subdivisions through the Rational Method obtaining data that provided an analysis on the influence of these lots in the urban flow in the city of Santa Rosa. Keywords: Urban flow. Urbanization. Rational Method.

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Figura 1: Trincheira de infiltração ... 21

Figura 2: Reservatórios de contenção em São Bernardo do Campo, na região do Alto Tamanduateí ... 21

Figura 3: Tendência da ocupação e impacto ... 24

Figura 4: Perímetro urbano de Santa Rosa e os cursos d'água que o cruzam - PMSB 26 Figura 5: Bacia do arroio Pessegueiro - PMSB ... 27

Figura 6: Histogramas de altitudes e declividades da bacia hidrográfica do arroio Pessegueiro - PMSB ... 28

Figura 7: O método racional tem escoamento triangular sendo tc o tempo para atingir o pico da vazão e 2tc o tempo total de escoamento. ... 32

Figura 8: Curva IDF ajustada para Santa Rosa e os valores dos parâmetros da equação IDF. ... 36

Figura 9: Delineamento ... 40

Figura 10: Localização do município de Santa Rosa ... 41

Figura 11: Principais Bacias hidrográficas do município de Santa Rosa ... 42

Figura 12: Trechos da macrodrenagem tradicionalmente inundáveis ... 43

Figura 13: Loteamento Jardim América ... 45

Figura 14: Loteamento Jardim Europa ... 46

Figura 15: Loteamento Parque das Nações... 47

Figura 16: Loteamento Montese ... 48

Figura 17: Loteamentos selecionados ... 50

Figura 18: Cobertura original do Loteamento Montese ... 54

Figura 19: Parâmetros urbanísticos para a ocupação do solo na Zona Urbana de Ocupação Prioritária de Santa Rosa ... 55

Figura 20 : Mapa dos loteamentos com as diferenças de vazões ... 69

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Valores do coeficiente C ... 33

Tabela 2 : Estatísticas mensais da precipitação na bacia do arroio Pessegueiro... 35

Tabela 3: Loteamento Montese ... 51

Tabela 4: Loteamento Jardim América ... 52

Tabela 5: Loteamento Parque das Nações ... 52

Tabela 6: Loteamento Jardim Europa... 53

Tabela 7: Áreas utilizadas em cada loteamento em ha ... 56

Tabela 8: Valores do coeficiente C a serem utilizados ... 56

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Gráfico 1: Parque das Nações (porcentagem de áreas) ... 61

Gráfico 2: Comparativo entre as vazões no Loteamento Parque das Nações ... 62

Gráfico 3: Jardim América (porcentagem de áreas) ... 63

Gráfico 4: Comparativo entre as vazões no Loteamento Jardim América ... 64

Gráfico 5: Jardim Europa (porcentagem de áreas) ... 65

Gráfico 6: Comparativo entre as vazões no Loteamento Jardim Europa ... 66

Gráfico 7: Montese (porcentagem de áreas) ... 67

Gráfico 8: Comparativo entre as vazões no Loteamento Montese ... 67

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LISTA DE EQUAÇÕES

Equação 01: Método Racional ... 32

Equação 02: Coeficiente C...34

Equação 03: Intensidade da chuva...35

Equação 04: Intensidade da chuva para Santa Rosa...35

Equação 05: Tempo de retorno SCS...37

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CAIXA Caixa Econômica Federal MCMV Minha Casa Minha Vida

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ... 14 1.1 CONTEXTO ... 15 1.2 PROBLEMA ... 15 1.2.1 Questões de Pesquisa ... 16 1.2.2 Objetivos de Pesquisa ... 16 1.3 DELIMITAÇÃO ... 16 2 DRENAGEM URBANA ... 17

2.1 O PROBLEMA DAS ENCHENTES ... 17

2.2 DRENAGEM URBANA ... 18

2.2.1 Histórico sobre a drenagem urbana ... 18

2.2.2 O conceito de drenagem urbana... 19

2.3 MEDIDAS DE CONTROLE ... 22

2.3.1 Microdrenagem ... 22

2.3.2 Macrodrenagem ... 22

2.3.3 Medidas estruturais ... 23

2.3.4 Medidas não estruturais ... 23

2.4 SISTEMAS DE DRENAGEM ... 24

2.5 PLANO DIRETOR DE DRENAGEM URBANA ... 25

2.6 LEGISLAÇÃO QUANTO A DRENAGEM URBANA E NOVOS LOTEAMENTOS ... 28

2.7 MÉTODO DE CÁLCULO ... 31

2.7.1 Método Racional ... 31

2.7.2 Coeficiente de Perdas (C) ... 33

2.7.3 Intensidade da Chuva (I) ... 34

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4 DESENVOLVIMENTO ... 41

4.1 ESCOLHA DOS LOTEAMENTOS ... 41

4.1.1 Loteamento Jardim América ... 44

4.1.2 Loteamento Jardim Europa ... 45

4.1.3 Loteamento Parque das Nações ... 47

4.1.4 Loteamento Montese ... 48

4.2 DESENVOLVIMENTO DOS CÁLCULOS ... 49

4.2.1 Vazões Pré-urbanização: ... 58

4.2.2 Vazões Pós-urbanização: ... 59

5 ANÁLISE DOS RESULTADOS ... 60

5.1 COMPARATIVO ENTRE AS VAZÕES PRÉ E PÓS-URBANIZAÇÃO ... 60

5.1.1 Loteamento Parque das Nações: ... 61

5.1.2 Loteamento Jardim América: ... 63

5.1.3 Loteamento Jardim Europa: ... 65

5.1.4 Loteamento Montese: ... 66

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS... 71

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1 INTRODUÇÃO

Na segunda metade do século XX, o emprego se concentrou nos serviços e indústrias e diminuiu a quantidade de pessoas trabalhando na agricultura, dessa forma a população passou a se concentrar em espaços reduzidos, e o crescimento das cidades tornou o Brasil essencialmente urbano (83% de população urbana) (TUCCI, 2008). A partir disso, os problemas de infraestrutura ligados à drenagem urbana começaram a surgir.

Conforme a Lei nº 6.766 de 19 de dezembro de 1979, que dispõe sobre parcelamentos do solo urbano, em seu Artigo 2º, considera como loteamento a subdivisão da área em lotes com a finalidade de servir para construção de edificações, ainda considerando que para tal, deva haver infraestrutura básica que inclui os equipamentos urbanos de escoamento de águas pluviais.

O município de Santa Rosa vem se desenvolvendo enormemente nos últimos anos, com novos loteamentos sendo executados em diversos pontos do município. Considerando que o perímetro urbano do município de Santa Rosa, conforme a Lei Complementar nº 91 de 29 de julho de 2014, foi ampliado de forma a abranger muitas localidades onde estavam ocorrendo diversos parcelamentos irregulares de terra, ou loteamentos irregulares, sem a devida infraestrutura e sem o pagamento dos tributos municipais, fica mais evidente a construção de novos loteamentos futuramente, e é necessário considerar que a impermeabilização do solo será diretamente afetada.

A vazão urbana depende diretamente da impermeabilização do solo causada pelo aumento do número de edificações, ou seja, pelo aumento da urbanização nas áreas analisadas (TUCCI, 2003), e o armazenamento dos deflúvios passa a demandar outras áreas (CANHOLI, 2014). O aumento na vazão pode estar relacionado à redução na evapotranspiração e no escoamento subterrâneo, já que a água se acumula e escoa pela superfície, diminuindo o tempo de concentração na bacia (TUCCI, 2003).

Canalizar as águas pluviais foi de primeiro momento, a medida mais utilizada para solucionar os problemas de drenagem urbana. O fato é que, dessa forma, acelera-se o escoamento para a jusante e enchentes acabam ocorrendo com maior frequência e em locais onde

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______________________________________________________________________________ Ensaio sobre a influência de loteamentos urbanos no escoamento superficial: estudo de caso de Santa Rosa–RS anteriormente não ocorriam tais problemas. Quanto menor o tempo de concentração das águas na bacia originária, maior o pico de vazão à jusante (CANHOLI, 2014).

Um sistema de drenagem urbana eficiente depende de critérios gerais de projeto, operação e manutenção dos dispositivos de drenagem urbana, com estudos de cada bacia. Os Planos de Drenagem Urbana são um instrumento de grande valia quando corretamente seguidos, surgiram como forma de organizar o sistema de drenagem dos municípios, e como as enchentes estão diretamente associadas a problemas de saúde e saneamento, cada vez se faz mais necessário a implementação de métodos de prevenção e correção de enchentes (CANHOLI, 2014).

1.1 CONTEXTO

A principal motivação para este estudo foi o interesse da autora em verificar o quanto os novos loteamentos têm contribuído para a vazão urbana, se surgem diferenças significativas na vazão ao longo que a cidade vem crescendo e aumentando o número de edificações, ruas e calçadas.

Além disso, o fato de ser cada vez mais frequente problemas com enchentes e inundações na cidade de Santa Rosa, em locais onde nunca se observou esse tipo de adversidade, possivelmente causadas pela crescente urbanização, e haver poucos dados referentes à vazão urbana.

1.2 PROBLEMA

Conforme informações da equipe técnica da prefeitura de Santa Rosa, responsável pela aprovação dos projetos de loteamento, a legislação do município é bastante vaga quanto à exigência de redes pluviais bem dimensionadas e executadas corretamente. Conforme a Lei Complementar nº 33, de 11 de outubro de 2006, a qual institui o Plano Diretor do município de Santa Rosa, em seu Artigo 196, exige-se para a aprovação de projetos de parcelamento do solo que seja apresentado projeto para rede pluvial apenas nas áreas com declividade superior a 10%, ou seja, a grande maioria dos loteamentos não possui rede pluvial e toda a água proveniente dos novos loteamentos se acumula sobre o sistema viário.

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Observa-se no Plano Diretor de Drenagem Urbana do Município de Porto Alegre, que os projetos de drenagem urbana costumam direcionar toda a água precipitada o mais diretamente à jusante, o que pode aumentar ainda mais a possibilidade de inundações. As tubulações acabam transferindo as enchentes para a jusante, sem avaliar os danos (TUCCI, 1997). Dessa forma, este estudo é de grande valia para obter valores reais de quanto os loteamentos contribuem para a vazão urbana em Santa Rosa - RS.

1.2.1 Questões de Pesquisa

 Questão principal: Qual a influência dos loteamentos construídos no município de Santa Rosa-RS na vazão urbana?

 Questão secundária: Os novos loteamentos têm aumentado a vazão urbana? Se sim, isto pode ser um motivo para o aumento no número de enchente e inundações que se observa nos últimos anos?

1.2.2 Objetivos de Pesquisa

 Objetivo Geral: Quantificar o volume e vazão produzidos pelos loteamentos selecionados (quatro loteamentos construídos nos últimos anos) no município de Santa Rosa - RS.

 Objetivos específicos: Avaliar se o volume produzido pelos loteamentos pode influenciar na vazão total urbana, verificando sua influência sobre o aumento no número de enchentes e inundações.

1.3 DELIMITAÇÃO

Este estudo limita-se à análise dos projetos de loteamentos selecionados, mapeando tais loteamentos e dimensionando o volume e vazão de cada um utilizando os dados hidrológicos do município e o Método Racional de cálculo das vazões, fazendo ao final uma análise dos resultados obtidos.

Foram selecionados quatro loteamentos, que estão aprovados e com a infraestrutura finalizada ou em fase de finalização, usando como critério que sejam loteamentos recentes.

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______________________________________________________________________________ Ensaio sobre a influência de loteamentos urbanos no escoamento superficial: estudo de caso de Santa Rosa–RS

2 DRENAGEM URBANA

Neste capítulo realizou-se a revisão bibliográfica utilizando dados históricos sobre drenagem urbana, métodos de cálculo de volume e vazão, legislação federal e municipal acerca de projetos de loteamento e exigências sobre drenagem urbana e redes pluviais no município de Santa Rosa - RS.

2.1 O PROBLEMA DAS ENCHENTES

As cidades no geral, principalmente nos países em desenvolvimento, sofrem com problemas de infraestrutura. Um problema frequente tem relação com a ausência de serviços de saneamento básico na maioria dessas cidades, ou quando existem, são precários. As cheias urbanas vêm em encontro a esta problemática, uma vez que estão associadas a enfermidades, quando as águas pluviais se misturam aos esgotos e dejetos urbanos e avançam pelas ruas e residências, sendo responsáveis pela perda de muitas vidas em casos mais graves (POMPÊO, 2000).

As enchentes e inundações urbanas são comuns desde o surgimento das cidades. As cheias ocorrem quando as águas dos rios e cursos d’água extravasam o seu leito natural devido a pouca capacidade de transporte desses sistemas, e acabam ocupando os espaços utilizados pela população para moradia, ruas, praças, entre outros (TUCCI, 2003). Infelizmente, as ações frente às enchentes que deveriam ser emergenciais, normalmente são definidas apenas após a ocorrência de desastres (POMPÊO, 2000).

As áreas urbanas passaram a ser ocupadas e urbanizadas a partir das zonas mais baixas, próximas aos cursos d’água, em direção às colinas, em função da indispensabilidade de utilizar os corpos d’água para as necessidades básicas da população (CANHOLI, 2014). Em função de as inundações serem eventos naturais, de tempos em tempos, passou-se a observar que as áreas mais baixas ficavam propensas a sofrer com as cheias, e a partir de conhecimentos de eventos históricos, começou-se a ocupar as partes mais elevadas, mas nem toda a população migrou, a maioria que se instalava e se instala ainda nessas áreas, são famílias humildes, as que mais sofrem com as inundações (TUCCI, 2003).

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Conforme Tucci (2003), quando a quantidade de chuvas em um determinado tempo é bastante alta, o solo encharca e perde a capacidade de infiltrar todo o volume, escoando o excesso para os sistemas de drenagem, inundando primeiro os pontos mais baixos, seguindo a topografia, e atingindo grande parte da população.

O desmatamento e a substituição da cobertura vegetal natural, resultados da urbanização desenfreada e mal planejada das nossas cidades, são os principais fatores que modificam e que, em diversas situações, acabam resultando na redução de tempos de concentração na bacia juntamente com um aumento do volume de escoamento superficial, causando o extravasamento dos cursos d’água, ou seja, as enchentes (POMPÊO, 2000).

Infelizmente, conforme Tucci (2003), os relatos históricos são as únicas informações que acabam orientando as pessoas, de forma que grandes enchentes normalmente demoram anos e até décadas para acontecerem novamente em uma região, e em função desse grande espaço de tempo, as pessoas “esquecem” as áreas que foram atingidas e ocupam tais áreas, sofrendo com as cheias.

Um exemplo bastante interessante é o que ocorreu em Santa Catarina em 1983, diante do fato de a última grande enchente ter ocorrido em 1982 e 1911, a memória desses eventos críticos acabou se perdendo, e quando, em 1983 uma nova grande enchente ocorreu no local e devastou todo o vale do Itajaí, a Cia Hering que fora fundada em 1880, manteve a memória das antigas inundações e construiu suas instalações em uma cota superior a grande enchente, não tendo sido atingida na enchente mais recente (TUCCI, 2003).

2.2 DRENAGEM URBANA

2.2.1 Histórico sobre a drenagem urbana

Segundo Butler e Davies (2004 apud Mittelstadt Júnior 2014), diante da verificação da ocorrência de enchentes nas áreas ribeirinhas onde a maioria da população se aglomerava, o ser humano percebe a necessidade de tentar controlar as águas pluviais, dessa forma começaram a desenvolver os sistemas de drenagem artificiais.

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Conforme Matos (2003 apud Poleto 2011) até a idade moderna não havia a preocupação em realizar obras de drenagem, não sendo consideradas obras de infraestrutura que pudessem atrapalhar o desenvolvimento das cidades.

No entanto, Tim (2008 apud Poleto 2011) traz a informação de que obras desse tipo já existiam em cidades bem mais antigas, tendo sido encontradas em ruínas de períodos anteriores à Era Cristã, em cidades persas e gregas. Nas cidades romanas algumas redes de drenagem implantadas a milhares de anos ainda estão em funcionamento na atualidade, assim como em cidades construídas pelos povos pré-colombianos, o que reforça a importância de sistemas de drenagem para o desenvolvimento das cidades.

2.2.2 O conceito de drenagem urbana

Os primeiros sistemas de drenagem urbana que foram implantados e que ainda hoje são largamente utilizados nas cidades, tinham por filosofia acelerar o escoamento, retirando as águas dos pontos onde foram geradas e conduzi-las até os corpos d’água. Era uma visão higienista, baseada nos esgotos sanitários que eram conduzidos dessa forma, mas no caso das águas pluviais ocasionava a sobrecarga dos córregos receptores (CANHOLI, 2014).

Em Pompêo (2000), temos que a partir da década de 60, em muitos países, essa visão higienista (CANHOLI, 2014), passa a ser questionada, já que transfere o problema para outras áreas ou para o futuro. Passou-se então a investir em ações destinadas na melhoria do fluxo dos rios e canais, melhorando o fluxo na própria calha do curso d’água, mas sem investir na geração do escoamento.

Nas últimas décadas as planícies de inundação ganharam uma atenção especial, sendo objeto de planejamento das cidades, e passaram a sofrer restrições quanto à ocupação por edificações e outras obras, com o intuído de minimizar as perdas de carga hidráulicas, e garantindo que as águas que naturamente ocupam essas áreas em períodos de cheia atinjam a população (POMPÊO, 2000).

Seguindo essa linha, o Plano Diretor do município de Santa Rosa em seu Artigo 94 - Lei Complementar nº 33, de 11 de Outubro de 2006 – descreve que fica vedada o uso de áreas de

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preservação permanente com vegetação nativa ou florestada, banhados e alagadiços, e deve-se respeitar 50 (cinquenta) metros ao redor de nascentes e/ou banhados e pelo menos 30 (trinta) metros ao longo de qualquer curso d’água, já com o intuito de proibir edificações e construções nessas áreas que estão mais propensas a inundações naturais.

Da mesma forma, o Artigo 200 do Plano Diretor do município de Santa Rosa reforça tal conceito vedando o parcelamento de solo urbano em terrenos alagadiços e sujeitos a inundações, antes de tomadas providências que assegurem o escoamento das águas, sempre mediante licenciamento ambiental.

Conforme Canholi (2014), atualmente os projetos de drenagem urbana buscam reter os escoamentos pluviais próximos a suas fontes, promovendo o retardamento dos escoamentos, aumentando o tempo de concentração das águas nas bacias de origem e reduzindo as vazões máximas. Uma boa alternativa é a utilização de reservatórios de contenção e tanques de contenção que auxiliam na redução dos volumes das enchentes e melhoram as condições de infiltração.

Infelizmente, esse tipo de alternativa que utiliza reservatórios de contenção para conter o grande volume das águas e diminuir a ocorrência de enchentes, raramente é encontrada nas cidades brasileiras, assim como reservatórios subterrâneos, principalmente devido ao alto custo de implantação. Estes últimos estão aos poucos sendo incorporados como métodos de contenção (POMPÊO, 2000).

Além dos reservatórios de contenção e reservatórios subterrâneos, que visam reduzir as vazões e o escoamento já na fonte, utilizam-se ainda, reservatórios de detenção e retenção, trincheiras de infiltração, pavimentos permeáveis e semipermeáveis, telhados verdes e planos de infiltração. Infelizmente no Brasil ainda utilizam-se técnicas ultrapassadas, sendo aos poucos implantadas alternativas nas principais capitais do país (CRUZ et al, 2001).

A Figura 1 representa um exemplo de trincheira de infiltração que foi executada nos fundos de um lote com fins residenciais, com o intuito de conter a água da chuva gerada neste lote, evitando que um grande volume escoe pelo sistema viário e rede pluvial até o riacho mais próximo, e facilitando a infiltração dessa água pelo solo. Já a Figura 2 representa um reservatório

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______________________________________________________________________________ Ensaio sobre a influência de loteamentos urbanos no escoamento superficial: estudo de caso de Santa Rosa–RS de contenção construído em São Bernardo do Campo - SP, para auxiliar no controle das cheias nessa bacia (SIMÃO JÚNIOR, 2000).

Figura 1: Trincheira de infiltração

Fonte: Autoria própria (2016)

Figura 2: Reservatórios de contenção em São Bernardo do Campo, na região do Alto Tamanduateí

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2.3 MEDIDAS DE CONTROLE

Pode-se dividir a drenagem urbana a partir da sua abrangência, em microdrenagem e macrodrenagem.

2.3.1 Microdrenagem

A microdrenagem se caracteriza por englobar os projetos de redes pluviais, bocas de lobos e outras estruturas responsáveis por conduzir as águas até os sistemas receptores (CANHOLI, 2014).

Os sistemas que compõe a microdrenagem se caracterizam por possuir pontos de captação ao longo das ruas: a água escoa pelas sarjetas até encontrar esses pontos conhecidos por bocas de lobo. Esses pontos são unidos por uma rede de tubulações que caracterizam a microdrenagem, formando malhas que convergem para redes maiores, e sem nenhum tratamento ou armazenamentos intermediários chegam ao corpo receptor (MOURA, 2004).

2.3.2 Macrodrenagem

Já a macrodrenagem engloba ações preventivas e corretivas, considerando o sistema como um todo, de maneira integrada, abrangendo toda a bacia hidrográfica, estando essa em um ou mais municípios, sendo esse o foco dos Planos de Drenagem Urbanas, tão importantes para o planejamento das cidades, mas ainda pouco utilizados (CANHOLI, 2014).

Conforme Genz e Tucci (1995, apud Pompêo, 2000), os novos estudos acerca da macrodrenagem preveem a redução das vazões a partir de armazenamentos temporários nos próprios lotes urbanos geradores. O grande problema desse tipo de sistema é que depende da instalação e manutenção permanente pelos próprios moradores, sendo necessário o comprometimento dos cidadãos.

Ainda assim, mesmo promovendo um controle em sua origem, os sistemas de coleta e as galerias devem ser dimensionados para possuir capacidade de atuar independentemente, em situações emergenciais (POMPÊO, 2000).

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A urbanização crescente e o uso do solo de forma inadequada são as principais causas da perda de capacidade de armazenamento natural das águas em sua origem, como já citado. Isto leva a necessidade de encontrar outros locais para armazenar os deflúvios, diminuindo os danos das inundações, e traz à tona a necessidade do planejamento integrado, com medidas de prevenção e/ou correção, classificadas em medidas estruturais e não estruturais (CANHOLI, 2014).

2.3.3 Medidas estruturais

As medidas estruturais compreendem basicamente as obras envolvidas no processo da drenagem. Englobam as obras para aceleração do escoamento, como canalizações e afins, obras de retardamento de fluxo como os reservatórios de contenção, obras para restauração das calhas naturais e de desvio do escoamento como túneis e canais e ainda obras que auxiliem individualmente a edificação na proteção contra as enchentes (CANHOLI, 2014).

O mesmo autor completa a definição de medidas estruturais citando as medidas extensivas, que são aquelas que correspondem aos pequenos armazenamentos disseminados na bacia, a recomposição da cobertura vegetal e o controle da erosão realizado ao longo da bacia. 2.3.4 Medidas não estruturais

Como medidas não estruturais, Silveira (2008 apud Poleto 2011), faz referência aos SUDS (Sustainable Urban Drainage Systems), sistema que busca melhorar a drenagem urbana de forma sustentável, e incluem layouts alternativos para estradas ou edificações minimizando a impermeabilização do solo, preservando a vegetação nativa e reduzindo as fontes de contaminação.

Como se pode perceber, as medidas não estruturais estão voltadas ao planejamento, com ações de regulamentação do uso e ocupação do solo, educação ambiental, disciplinando a ocupação do território, o comportamento de consumo das pessoas e as atividades econômicas. Outra ação envolve a criação de zoneamentos para áreas propensas a inundações, impedindo construções que possam prejudicar a impermeabilização do solo (CANHOLI, 2014).

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2.4 SISTEMAS DE DRENAGEM

O ideal é conseguir associá-las, micro e macrodrenagem, de forma a escolher entre os sistemas de drenagem existentes, os possíveis e mais viáveis de serem implantados em cada caso. Essa escolha deve considerar além de aspectos técnicos, os aspectos ambientais, sanitários, sociais, econômicos, políticos, paisagísticos, entre outros (MOURA, 2004). Nesse sentido os Planos de Drenagem Urbana vêm a ser um instrumento fundamental para o planejamento das cidades.

Na Figura 3 temos a percepção de quanto a macrodrenagem associada à microdrenagem passa a ser de fundamental importância para o desenvolvimento das cidades, já que a tendência de urbanização se faz de jusante para montante (TUCCI, 2007).Como já dito diversas vezes neste trabalho, o aumento do número de edificações, calçadas e ruas, causa a impermeabilização do solo e por consequência o aumento na vazão urbana.

Normalmente exige-se dos loteadores apenas projetos de redes pluviais que abranjam o próprio loteamento, e com isso a incidência de enchentes pode aumentar, já que não se considera o restante da bacia (TUCCI, 2007).

Figura 3: Tendência da ocupação e impacto

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Na Figura 3 é possível observar que o ideal é projetar as cidades considerando futuras urbanizações, futuros loteamentos construídos a montante e que podem contribuir para o aumento da vazão e o aumento do nível dos corpos hídricos receptores devido à urbanização (TUCCI, 2007).

2.5 PLANO DIRETOR DE DRENAGEM URBANA

O município de Porto Alegre desenvolveu o seu Plano de Drenagem Urbana, do qual se podem retirar alguns conceitos importantes para o entendimento do que é esse Plano tão importante, cita-se inicialmente que um Plano Diretor de Drenagem Urbana tem por objetivo implementar padrões de controle, através do desenvolvimento sustentável do ambiente urbano. Trata-se de uma ferramenta de gestão da infraestrutura, relacionado com o escoamento das águas pluviais, rios e arroios, dentro do perímetro urbano de um município.

Através de um Plano de Drenagem Urbana, segundo o Plano de Drenagem de Porto Alegre (2005), objeto dessa análise, é possível regulamentar novos empreendimentos, desenvolver planos de controle estruturais e não estruturais e criar um Manual de Drenagem Urbana. Regulamentar novos empreendimentos entende-se por decretos ou leis que estabeleçam critérios que abranjam a correta drenagem para a implantação de novos empreendimentos nas cidades, como loteamentos ou edificações.

Da mesma forma, o mesmo Plano de Drenagem de Porto Alegre (2005) cita que um plano de controle, seja ele estrutural ou não estrutural, estabelece alternativas para o controle de cada bacia da cidade, para reduzir os riscos de inundação, contemplando a macrodrenagem. Os Manuais de Drenagem são os documentos que orientam a implementação dos projetos de drenagem na cidade, e compreendem o principal resultado de um Plano de Drenagem Urbana.

Uma informação importante é de que a drenagem urbana deve ser pensada em conjunto com outros sistemas, como Plano de Controle Ambiental, de esgotamento sanitário, de disposição de materiais sólidos e tráfego. Além disso, os Planos de Drenagem devem contemplar todas as bacias hidrográficas sobre as quais a urbanização se desenvolve, dados estes do Plano Diretor de Drenagem Urbana de Porto Alegre (2005).

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O Plano Municipal de Saneamento Básico de Santa Rosa (2010), em seu volume III, recomenda que se desenvolva no município um Plano Diretor de Drenagem Pluvial, sendo este necessário para a possível implantação de um sistema de drenagem pluvial, no que diz respeito, principalmente, ao cenário econômico.

O perímetro urbano de Santa Rosa é atravessado pelo arroio Pessegueiro e seus afluentes, que são o arroio Pessegueirinho e a Sanga do Inácio. Segundo o Plano Municipal de Saneamento Básico de Santa Rosa (2010), a cidade desenvolveu-se a partir do centro antigo da cidade, direcionando-se para leste, seguindo a principal Avenida de Santa Rosa, a Avenida Expedicionário Weber, a qual pode ser considerada o divisor de águas entre o arroio Pessegueirinho e a Sanga do Inácio (Figura 4).

Figura 4: Perímetro urbano de Santa Rosa e os cursos d'água que o cruzam - PMSB

Fonte: Santa Rosa (2010).

A Figura 5 representa a bacia hidrográfica na qual a cidade de Santa Rosa está inserida, a qual deve ser considerada como um todo para a elaboração do Plano Diretor de Drenagem Urbana do município de Santa Rosa.

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Figura 5: Bacia do arroio Pessegueiro - PMSB

Neste Plano de Saneamento desenvolvido para a cidade, concluiu-se que a construção de microrreservatórios utilizados para armazenamento das águas das chuvas com o intuito de amortecer o pico das chuvas, seria uma das alternativas com menor custo, que poderiam ser implantados para evitar os danos causados a cada nova enchente no município.

Através dos histogramas de altitudes e declividades representados na Figura 6, pode-se perceber que a bacia tem uma tendência de gerar escoamentos superficiais com velocidades elevadas, que podem causar elevações rápidas nos níveis das águas dos corpos d’água que cortam o município, fenômeno que se agrava com o aumento rápido da urbanização e impermeabilização do solo (SANTA ROSA, 2010).

No que diz respeito ao sistema de drenagem pluvial de Santa Rosa, conforme o Plano Municipal de Saneamento Básico (2010), observa-se que não é um sistema planejado. Quanto à microdrenagem existe uma rede bastante fragmentada, nem todas as ruas do município possuem

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tubulações para captação das águas, o resultado é que o sistema viário e as sarjetas acabam sendo as vias de condução até os corpos receptores.

Figura 6: Histogramas de altitudes e declividades da bacia hidrográfica do arroio Pessegueiro - PMSB

Ainda, considerando informações do Plano Municipal de Saneamento Básico (2010), constata-se que não há qualquer cadastro sobre a rede pluvial existente, e, qualquer que seja a manutenção necessária na rede, é feita apenas no local diretamente afetado, sem uma análise da macrodrenagem como um todo.

Quanto à macrodrenagem, no município de Santa Rosa, esta é realizada basicamente pelos arroios que cortam o perímetro urbano do município. Existe um trecho do arroio Pessegueirinho que tem o fundo e as margens revestidas em concreto, este trecho apresenta vários problemas estruturais e devido à falta de manutenção (SANTA ROSA, 2010).

Dessa forma, destaca-se a importância da elaboração e utilização de um Plano Diretor de Drenagem Urbana, que contemple informações sobre as enchentes e regulamentem o uso do solo, diminuindo os impactos econômicos e sociais, citando as medidas estruturais e não estruturais que se enquadram para cada município analisado (TUCCI, 2007).

2.6 LEGISLAÇÃO QUANTO A DRENAGEM URBANA E NOVOS LOTEAMENTOS As frequentes enchentes que ocorrem nas nossas cidades provocadas pela urbanização, são fruto de diversos fatores, dentre os quais se destaca o aumento do número de loteamentos, desdobros, desmembramentos, ou seja, do parcelamento do solo urbano, que ocasiona o aumento

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______________________________________________________________________________ Ensaio sobre a influência de loteamentos urbanos no escoamento superficial: estudo de caso de Santa Rosa–RS do número de obras e edificações e por consequência provoca a impermeabilização do solo. Ainda, em muitos casos, ocorre a ocupação de áreas alagadiças e ribeirinhas, que prejudicam diretamente as áreas destinadas à ocupação das águas nas cheias naturais dos corpos d’água (POMPÊO, 2000).

Conforme a lei de Parcelamento do Solo Urbano, Lei nº 6.766, de 19 de dezembro de 1979, temos que o parcelamento do solo urbano pode ser feito mediante desmembramento ou desmembramento, de forma que loteamento é definido como:

§ 1º - Considera-se loteamento a subdivisão de gleba em lotes destinados a edificação, com abertura de novas vias de circulação, de logradouros públicos ou prolongamento, modificação ou ampliação das vias existentes. (LEI DE PARCELAMENTO DO SOLO URBANO, 1979).

De acordo com a mesma lei, considera-se como desmembramento a divisão de uma porção de terras em lotes destinados a edificações, desde que se aproveite um sistema viário já existente, não implicando na abertura de novas vias ou logradouros e nem de qualquer modificação ou ampliação do que já existe.

Tem-se por definição de lote, designado na mesma lei, como um terreno servido de infraestrutura, como rede de abastecimento de água e energia, de forma que atendam as dimensões e índices urbanísticos definidos pelo Plano Diretor ou outra lei municipal, no caso de Santa Rosa, segundo a Lei Complementar nº33, de 11 de outubro de 2006, que institui o Plano Diretor Participativo de Desenvolvimento Municipal Sustentável de Santa Rosa.

Conforme Tucci (2007), normalmente as cidades se desenvolvem de jusante para montante, seguindo o relevo. Na maioria dos municípios, quando os loteamentos são projetados exigem-se apenas projetos de esgotos pluviais que sejam eficientes, ou seja, capazes de drenar a água do loteamento. Quando a municipalidade não controla e amplia a capacidade de macrodrenagem, a ocorrência de enchentes tende a aumentar.

A vazão máxima que incide sobre a bacia, normalmente não é considerada no projeto de um loteamento, tampouco exigido pela municipalidade quando de sua aprovação. O excesso de água gerada pelos loteamentos pode aumentar a ocorrência de cheias, e torná-las mais frequentes,

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sobrecarregando a microdrenagem existente e, consequentemente, a macrodrenagem fica prejudicada (TUCCI, 2007).

O Plano Diretor de Santa Rosa, em seu Artigo 197, define como modalidade de parcelamento do solo com fins urbanos os loteamentos (subdivisão de terras com finalidade de edificar, com abertura de novas vias de circulação), os desmembramentos (subdivisão de terras com finalidade de edificar, utilizando as vias de circulação existentes), os desdobros ou fracionamentos (quando se cria novos lotes) e remembramentos (união de lotes criando unidades maiores).

O loteador no município de Santa Rosa é responsável pela execução dos sistemas de circulação, pela demarcação de quadras e lotes, pela pavimentação, pela implantação dos sistemas de abastecimento de água, de energia elétrica, os serviços de esgoto sanitários e, destaca-se: das águas pluviais (SANTA ROSA, 2006).

Ainda citando o Plano Diretor do município de Santa Rosa, como já dito, exige-se para a aprovação de projetos de parcelamento do solo que seja apresentado projeto para rede pluvial apenas nas áreas com declividade superior a 10%, neste projeto deve ser indicado o local de lançamento e como prevenir efeitos deletérios. No entanto dificilmente é necessário apresentar projeto de redes pluviais, já que o município possui pouca declividade.

Em seu artigo 96, o Código de Obras cita que a infraestrutura básica para zonas de ocupação prioritárias deve ser composta por redes de energia elétrica e de iluminação pública, por rede de escoamento sanitário, deve possuir pavimentação das vias e passeios, rede de abastecimento de água potável e rede de escoamento de águas pluviais.

De forma a garantir que a infiltração no próprio lote exista e que as edificações não ocupem 100% dos terrenos, a taxa de permeabilidade, considerada como a área livre do terreno, sem qualquer construção ou edificação, reservada para a infiltração das águas pluviais, é exigida para qualquer terreno dentro do perímetro urbano do município, e varia de 10% a 25% sobre a área do lote, dependendo da zona onde o lote está inserido (SANTA ROSA, 2006).

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______________________________________________________________________________ Ensaio sobre a influência de loteamentos urbanos no escoamento superficial: estudo de caso de Santa Rosa–RS 2.7 MÉTODO DE CÁLCULO

Para realizar os cálculos necessários para obter o resultado esperado, optou-se por utilizar o Método Racional, que é indicado para bacias com áreas de até treze quilômetros quadrados, conforme Akan (1993 apud Tomaz 2013), que é o caso dos loteamentos selecionados para este estudo, além de tratar-se de um método simples que se utiliza de dados que são de fácil obtenção, considerando que, por trata-se de uma cidade pequena, Santa Rosa não possui grandes estudos ou informações nessa área.

2.7.1 Método Racional

O Método Racional trata-se de uma das técnicas mais antigas para determinar as vazões de pico em pequenas bacias. Foi apresentado pela primeira vez em 1851 e utilizado nos Estados Unidos em 1889, estabelecendo uma relação entre escoamento superficial e a chuva. Conforme Raudkivi (1979 apud Franco 2004), na Inglaterra LloydDavis fez um método bastante semelhante, sendo que o Método Racional é chamado muitas vezes de Método de Lloyd-Davis.

O Método Racional contrapõe os antigos métodos que eram empíricos, sendo utilizado para calcular as vazões máximas de projeto considerando uma seção de estudo, além de propiciar o dimensionamento de galerias pluviais e bueiros (TUCCI, 2000). Sua grande aceitação deve-se a simplicidade dos cálculos e de seus resultados, desde que respeitem as condições impostas pelas variáveis, este método costuma ser bastante satisfatório (FRANCO, 2004).

Tucci (1995 apud Mittelstadt Júnior 2014) ressalta que conhecer a vazão de pico de uma bacia hidrográfica, ou de uma área específica como é o caso do estudo em questão, é de fundamental importância já que os dados obtidos podem ser utilizados para prever enchentes e para os projetos de obras hidráulicas que atenuem a cheias nas áreas mais propicias a este tipo de problema.

Os dados físicos considerados por este método para obter a vazão requerida são, basicamente, o coeficiente de escoamento superficial, a intensidade da chuva e a área, ou região, da bacia estudada (BENINI et al.,[S.d]). Desta forma temos:

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Equação 01: Método Racional Onde:

Q= Vazão de pico (m³/s);

C= coeficiente de escoamento superficial varia de 0 a 1. C= volume de runoff/volume total de chuva;

I= intensidade média da chuva (mm/h); A= área da bacia (ha)

Resumidamente pode-se dizer que no Método Racional o tempo de duração da chuva é igual ao tempo de concentração na bacia, e a vazão de saída irá variar de forma a ser possível associar o escoamento máximo sendo duas vezes o tempo total de escoamento superficial (quando se atinge o pico de vazão), conforme o hidrograma representado na Figura 7.

Figura 7: O método racional tem escoamento triangular sendo tc o tempo para atingir o pico da vazão e 2tc o tempo total de escoamento.

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______________________________________________________________________________ Ensaio sobre a influência de loteamentos urbanos no escoamento superficial: estudo de caso de Santa Rosa–RS 2.7.2 Coeficiente de Perdas (C)

O Coeficiente de perdas ou Coeficiente de escoamento superficial indica a parcela de chuva total que se transforma em escoamento superficial (FRANCO, 2004). Tomaz (2003) afirma que o volume de água precipitado não é o mesmo que pode ser aproveitado, e por isso utiliza-se um coeficiente de escoamento superficial conhecido também como coeficiente de runoff, que é o quociente entre a água que escoa superficialmente pelo total de água precipitada. A água perdida nesse sistema é aquela responsável pela limpeza do telhado, pela evaporação e infiltração.

Segundo Franco (2004) o coeficiente de escoamento superficial varia conforme o tipo de solo, a ocupação da bacia, a umidade antecedente, a intensidade da chuva, entre outros, apesar disso, para o método racional adota-se um valor constante e todos os valores que podem ser utilizados são tabelados, mas a escolha de cada valor fica por responsabilidade do calculista. A Tabela 1 representa alguns valores para o coeficiente C para vários tipos de superfície.

Tabela 1: Valores do coeficiente C

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Normalmente nas bacias urbanas percebemos a incidência de dois tipos de superfície: permeável e impermeável. Considerando que o escoamento de uma bacia de superfícies variáveis pode ser estimado pela ponderação do coeficiente de diferentes superfícies, obtemos a seguinte fórmula para o cálculo do coeficiente C:

Equação 02: Coeficiente C

Onde:

Cp = coeficiente de escoamento superficial para a área permeável da bacia; Ci = coeficiente de escoamento superficial para a área impermeável da bacia; Ap = área da superfície permeável da bacia;

Ai = área da superfície impermeável da bacia; At = área total da bacia;

C = coeficiente de escoamento superficial obtido pela média ponderada efetuada. 2.7.3 Intensidade da Chuva (I)

Uma das principais vantagens do uso do método racional, além da sua simplicidade, é o fato de ser pouco exigente quanto aos dados pluvio-fluviométricos (FRANCO, 2004). Considerando que conhecer o histórico das chuvas de uma dada região é de fundamental importância para prever a ocorrência de inundações, o PMSB (2010) de Santa Rosa traz as estatísticas mensais das precipitações na bacia do arroio Pessegueiro, coforme a Tabela 2.

Os dados apresentados são do período entre Janeiro de 1939 e Novembro de 2009. Percebe-se que os maiores desvios padrões ocorrem nos meses de abril, outubro, novembro e dezembro, sendo os meses com maiores precipitações, consequentemente os meses com maior probabilidade de inundações e mais suscetíveis a estiagens (SANTA ROSA, 2010).

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Tabela 2 : Estatísticas mensais da precipitação na bacia do arroio Pessegueiro

A intensidade da chuva é um dos parâmetros considerados para o cálculo das vazões, através da Curva IDF (Curva de intensidade-duração-frequencia), representada na Figura 8, obtém-se a intensidade da chuva associada com o tempo de concentração e a frequência da chuva. A partir do Plano Municipal de Saneamento Básico de Santa Rosa (2010), foi possível obter os dados necessários para calcular a intensidade da chuva e a fórmula na qual os dados são aplicados.

A fórmula é a seguinte:

Equação 03: Intensidade da chuva Aplicando os dados obtidos através da curva IDR temos a seguinte fórmula:

Equação 04: Intensidade da chuva para Santa Rosa

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Onde:

I = intensidade da chuva (mm/h);

Tr = Tempo de retorno da chuva (em anos); T = duração da precipitação (em horas).

Figura 8: Curva IDF ajustada para Santa Rosa e os valores dos parâmetros da equação IDF.

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O tempo de retorno foi considerado como sendo de 100 anos, já para o cálculo da duração da precipitação deve-se considerar como o tempo de concentração da bacia hidrográfica. Tal informação é obtida através das fórmulas da SCS e de Kirpich (1940 apud Mittelstadt Júnior 2014), que são as seguintes:

Equação 05: Tempo de retorno Fórmula SCS Onde:

Tc = Tempo de concentração (horas);

L = Comprimento do talvegue principal da bacia (km); I = Inclinação do talvegue principal da bacia.

Equação 06: Tempo de retorno Fórmula Kirpich

Onde:

Tc = Tempo de concentração (horas);

Lb = Comprimento do talvegue principal da bacia (km);

h= Diferença de cotas do talvegue principal da extrema montante até a seção de referência (m).

Considerando que as diferenças de cotas nos diversos pontos da cidade de Santa Rosa são bastante semelhantes, e que Mittelstadt Júnior (2014) realizou estudo semelhante em outra bacia da mesma cidade, optou-se por utilizar o valor de intensidade da chuva obtido por esse autor em seu trabalho para o estudo em questão, ou seja, utilizou-se para o cálculo das vazões pré e pós-urbanização o seguinte valor:

I = 194,52 mm/h

Em uma bacia hidrográfica rural o fluxo de água é retido pela vegetação, infiltra-se no subsolo e o que sobra, escoa pela superfície gradualmente, já que o fluxo é desacelerado, diferente de uma bacia urbana, onde a presença de pavimentação, edificações e calçadas aceleram o fluxo da água, diminuem consideravelmente a infiltração no solo e a retenção da água pelas

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plantas que são escassas, tornando a quantidade de água escoada maior e consequentemente aumentando os riscos de inundações (TUCCI, 1995).

A partir dessas informações sobre como aplicar o método racional foi possível determinar as vazões pré e pós-urbanização e compará-las a fim de identificar se a urbanização de fato aumenta a vazão nos corpos d’água nos meios urbanos. Tais dados ainda podem ser utilizados de forma a prever mecanismos de contenção que podem diminuir a possibilidade de inundações.

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3 MÉTODO DE PESQUISA

Neste capitulo classificou-se o tipo de pesquisa, explicando a metodologia que foi utilizada para chegar aos resultados finais.

3.1 ESTRATÉGIA DE PESQUISA

Esta pesquisa pode ser classificada quanto à natureza, como uma pesquisa quantitativa exploratória bibliográfica, por utilizar fontes já existentes e materiais de diversos autores, utilizando inclusive exemplos, conforme Gil (2008) pesquisas exploratórias são aquelas capazes de esclarecer conceitos e ideias, formulando problemas e hipóteses.

O mesmo autor cita que quando se utiliza materiais que não receberam tratamento analítico, a pesquisa pode ser classificada como documental, é o caso desta pesquisa, que irá utilizar projetos de loteamentos fornecidos pela Prefeitura Municipal de Santa Rosa e as leis municipais e federais que amparam esse caso.

Além disso, de forma aplicada, na pesquisa quantitativa os resultados podem ser quantificados (FONSECA, 2002), sendo assim essa pesquisa enquadra-se como quantitativa, já que descreve os processos para obtenção dos resultados, utilizando-se de um estudo de caso, analisando loteamentos específicos, de forma a obter os valores de volume e vazão de cada loteamento.

3.2 DELINEAMENTO

O Delineamento da pesquisa segue a Figura 9.

Após a etapa exploratória, na qual se realizou uma pesquisa bibliográfica com ênfase na drenagem urbana, sendo uma pesquisa sobre o histórico da drenagem e os efeitos da urbanização, realizou-se, ainda de forma exploratória, uma pesquisa sobre o Método Racional, método este utilizado para a realização dos cálculos necessários para obtenção dos resultados.

A etapa seguinte consistiu em realizar a pesquisa, na qual se realizou através do Método Racional os cálculos de vazão pré-urbanização, considerando que as áreas escolhidas

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originalmente eram áreas cobertas de vegetação, e os cálculos pós-urbanização, levando em consideração os índices construtivos do Plano Diretor de Santa Rosa para o cálculo das áreas impermeabilizadas.

Para a realização da pesquisa realizou-se a identificação das variáveis, que incluiu a escolha das áreas a serem estudadas, levando em consideração tratar-se de loteamentos residenciais e construídos mais recentemente. Realizou-se o mapeamento desses loteamentos e a identificação dos seus arredores, para identificar a influência no meio em que estão inseridos.

Tendo sido escolhido o Método Racional para realização dos cálculos, buscou-se obter os dados necessários para aplicar este método. Com todas as variáveis encontradas aplicou-se o modelo de cálculo para ambas as situações (pré e pós-urbanização) obtendo os resultados necessários para realizar as comparações e a análise dos resultados apresentados.

Por fim, na etapa de reflexão, a partir dos dados obtidos realizou-se a análise das informações, verificando se os novos loteamentos têm influência sobre a vazão urbana de Santa Rosa, e elaboraram-se as considerações finais sobre os resultados obtidos com a realização deste trabalho.

Figura 9: Delineamento

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4 DESENVOLVIMENTO

Nesta etapa apresentam-se as informações acerca das áreas escolhidas, suas características e localização na cidade da Santa Rosa. Além disso, apresentam-se os cálculos realizados de vazão pré e pós-urbanização, através do Método Racional, bem como todas as variáveis utilizadas para obtenção dos resultados requeridos.

4.1 ESCOLHA DOS LOTEAMENTOS

O município de Santa Rosa é um dos 497 municípios do Estado do Rio Grande do Sul e localiza-se no noroeste do estado. O município possui uma extensão territorial de quatrocentos e oitenta e nove mil e oitenta e um quilômetros quadrados, estando inserido na Região Hidrográfica do Uruguai e na sub-bacia do Rio do Turvo - Santa Rosa – Santo Cristo. A Figura 10 representa em vermelho a localização do município no Estado do Rio Grande do Sul (SANTA ROSA, 2010).

Figura 10: Localização do município de Santa Rosa

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A área urbana do município é constituída por três bacias hidrográficas, sendo uma para cada recurso hídrico que corta a cidade, quais sejam, o Arroio Pessegueiro, o Arroio Pessegueirinho e a Sanga do Inácio. Os dois últimos deságuam no Arroio Pessegueiro que por sua vez deságua do Rio Santo Cristo que finalmente acaba no Rio Uruguai (SANTA ROSA 2010).

Dentre os diversos loteamentos construídos nos últimos anos, selecionaram-se quatro para realizar o estudo proposto. Estes loteamentos estão localizados no Bairro Cruzeiro e Figueira, dentro do perímetro urbano do município, e optou-se por tais loteamentos por sua proximidade, já que estão inseridos dentro de uma mesma Bacia Hidrográfica. Através da Figura 11 obtida no Plano Municipal de Saneamento Básico (2010), é possível enquadrar os loteamentos selecionados dentro da bacia do Arroio Pessegueiro.

Figura 11: Principais Bacias hidrográficas do município de Santa Rosa

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Os loteamentos foram selecionados considerando que sua aprovação e execução são recentes, sendo o mais antigo dos quatro, aprovado no ano de 2010. Além disso, buscou-se escolher loteamentos que fossem próximos entre si e que estivessem em uma mesma Bacia Hidrográfica, de forma que contribuíssem para o mesmo sistema de macrodrenagem, proporcionando obter um comparativo do aumento da vazão de uma forma individual para cada loteamento e ainda de uma forma geral, somando-se as vazões encontradas, já que as águas são destinadas para o mesmo corpo d'água, tornando o estudo mais efetivo.

Dessa forma, selecionou-se o Loteamento Parque das Nações, duas fases do Loteamento Jardim América, duas fases do Loteamento Jardim Europa e o Loteamento Montese. Para todos os loteamentos em questão as construções já estão liberadas e a infraestrutura básica já está concluída. Além disso, todos originalmente eram áreas de plantio agrícola ou com cobertura de vegetação original, sem edificações ou barreiras de infiltração e escoamento das águas que ocorriam naturalmente.

Figura 12: Trechos da macrodrenagem tradicionalmente inundáveis

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Observa-se na Figura 12 que os loteamentos selecionados estão inseridos em uma região que originalmente não possui problemas com inundações, já que a área era pouco habitada e coberta por vegetação. Cabe destacar que o Plano Municipal de Saneamento Básico de Santa Rosa foi desenvolvido em 2010, data da aprovação do loteamento mais antigo objeto deste estudo, ou seja, o aumento da urbanização nestas áreas pode tornar os pontos de recepção das águas escoadas desses loteamentos possíveis pontos de alagamento, alterando os dados referentes aos trechos inundáveis representados na Figura 12.

A seguir são apresentadas as informações relevantes sobre cada loteamento selecionado, como as áreas ocupadas por cada um, a localização da gleba e a divisão dos lotes, bem como os mapas respectivos de cada loteamento.

4.1.1 Loteamento Jardim América

O Loteamento Jardim América está inserido no Bairro Cruzeiro, bem próximo ao loteamento Montese e à Avenida América, uma das principais vias de acesso que está em construção na região, ligando o Bairro Cruzeiro ao Centro da cidade.

A gleba fracionada possui uma área total de 55044,29m² e o Loteamento Jardim América vem sendo construído em etapas, sendo que se utilizaram duas das fases do loteamento para o estudo em questão. Estas fases foram aprovadas em 2013 e encontram-se quase que totalmente ocupadas por edificações, sobrando poucos lotes vagos.

Toda a infraestrutura básica exigida está concluída. Essas fases do loteamento Jardim América possuem em torno de 110 lotes sendo todos residenciais, a maioria destes inseridos na Zona Especial de Interesse Social (ZEIS), e uma pequena área inserida no prolongamento da Avenida Pedro Schwerz definida como área mista 1 de ocupação semi-intensiva.

Destina-se à área verde 4663,80m², além de 2171,90m² como área institucional e 16.273,86m² destinados ao arruamento. A área ocupada por essa fase do loteamento está demarcada na Figura 13. Ressalto que a imagem utilizada foi gerada em 2014.

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Figura 13: Loteamento Jardim América

Fonte: adaptado de Santa Rosa (2014) 4.1.2 Loteamento Jardim Europa

O Loteamento Jardim Europa também está inserido no Bairro Cruzeiro, próximo ao loteamento Jardim América e o Loteamento Parque das Nações. A gleba fracionada possui uma área total de 95.611,02m² tendo sido consideradas para o estudo em questão as duas principais etapas de construção do loteamento. Estas fases foram aprovadas entre 2010 e 2011 e os lotes estão praticamente todos edificados.

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As duas fases do loteamento Jardim Europa totalizam aproximadamente 280 lotes sendo todos residenciais, inseridos na Zona Especial de Interesse Social (ZEIS) e na zona residencial. Destina-se à área verde 9604,90m², 4784,45m² de área institucional e 26525,69m² destinados ao arruamento. A área ocupada pelas duas fases do loteamento está representada na Figura 14.

Figura 14: Loteamento Jardim Europa

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______________________________________________________________________________ Ensaio sobre a influência de loteamentos urbanos no escoamento superficial: estudo de caso de Santa Rosa–RS 4.1.3 Loteamento Parque das Nações

O Loteamento Parque das Nações é constituído das frações dos lotes rurais nº 56 e nº 67 da Colônia Pessegueiro, com uma área total de 70.000,00m², dentro do perímetro urbano do município e localizado no Bairro Cruzeiro.

Está localizado próximo à BR 472 e ao Loteamento Jardim Europa. Foi aprovado em 2015 e recentemente a infraestrutura foi finalizada, permitindo que as edificações fossem iniciadas. Atualmente, diversas edificações estão em construção e algumas já concluídas, mas ainda há diversos lotes vazios.

O loteamento Parque das Nações possui 116 lotes sendo todos residenciais, a maioria destes inseridos na Zona Especial de Interesse Social. Além dos lotes residenciais, há uma área de 7.078,31m² destinada à área verde, 3.504,00m² como área institucional e 18.379,02m² destinados ao arruamento. A área em questão pode ser observada na Figura 15.

Figura 15: Loteamento Parque das Nações

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4.1.4 Loteamento Montese

Figura 16: Loteamento Montese

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O Loteamento Montese foi desenvolvido no Bairro Figueira, possuindo uma área total de 128.807,22m² distribuídos em duas matrículas que compõe a gleba fracionada. Foi aprovado em 2015 e é o último dos loteamentos selecionado a ser executado. Atualmente as primeiras edificações aprovadas estão em fase de execução. Toda a infraestrutura básica está concluída, contemplando basicamente o sistema de abastecimento de água, calçamento e rede de iluminação.

O loteamento Montese possui 305 lotes sendo todos residenciais, a maioria destes inseridos na Zona Especial de Interesse Social, que permite lotes com tamanhos reduzidos, já que o objetivo da ocupação é de cunho social. Ainda, uma pequena parcela da área está inserida em uma zona residencial, com índices específicos determinados na Lei Complementar nº 33/2006 (Plano Diretor de Desenvolvimento Participativo do Município de Santa Rosa).

Além dos lotes residenciais, há uma área de 13.019,77m² destinada à área verde, 6.486,17m² como área institucional e 1.342,00m² de área remanescente. Na Figura 16 está representada toda a divisão de lotes e quadras do Loteamento Montese, além das vias de acesso principal e secundárias que totalizam 37.128,80m² destinados ao arruamento.

4.2 DESENVOLVIMENTO DOS CÁLCULOS

Conforme explicitado anteriormente neste trabalho, o método de cálculo a ser utilizado para o estudo em questão é o Método Racional, o qual, conforme Franco (2004), deve ser analisado levando-se em conta algumas determinantes, já que em princípio o Método Racional é aplicado em bacias pequenas e com tempo de concentração curto, estabelecendo um regime permanente.

Considera-se dessa forma que para definir que uma bacia é hidrologicamente pequena a chuva deve ser considerada uniforme quanto a intensidade e distribuição no espaço, a duração da chuva deve se igualar ao tempo de concentração na bacia, o escoamento superficial é maior que a capacidade de infiltração do solo e não se considera o escoamento subterrâneo, Além disso, chuvas anteriores não afetam a vazão máxima no exutório (FRANCO, 2004).

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Dessa forma, selecionaram-se os loteamentos descritos, levando em consideração as determinantes explicitadas, e como citou-se anteriormente, o fato de serem loteamentos construídos recentemente, que estão próximos entre si e que estão situados em uma mesma bacia hidrográfica, a bacia do Arroio Pessegueiro, como se pode verificar na Figura 17.

Figura 17: Loteamentos selecionados

Fonte: Autoria Própria (2016) Retomando a fórmula do Método Racional temos:

Equação 01: Método Racional

Para cada loteamento estudado aplicou-se a fórmula do Método racional para as vazões pré e pós-urbanização. Para isso, inicialmente, foi necessário obter a área total loteada, a área destinada à área verde, a área dos lotes e a área de ruas e calçadas, conforme a Tabela 3, Tabela 4, a Tabela 5 e a Tabela 6, que expõe os dados de cada loteamento, divididos em quadras.