Saneamento Urbano TH419

Profª Heloise G. Knapik

1

Drenagem Urbana

Saneamento Urbano – TH419

Universidade Federal do Paraná Arquitetura e Urbanismo

2

DRENAGEM URBANA

Micro drenagem Problemas de inundação

3

Crescimento

urbano

Impermeabilização

Urbanização

Urbanização

Urbanização

Consequências no sistema de drenagem:

Problemas sanitários e de escoamento a jusante

Erosão

Transporte

Sedimentação

Drenagem Urbana

Sistemas tradicionais

Objetivos:

• Escoar a água precipitada o mais rápido possível para jusante do ponto de coleta

• Reduzir a exposição da população e das edificações ao risco de inundações

• Reduzir o nível de danos causados pelas inundações (erosão de vias, lotes, casas)

• Proteção da qualidade ambiental e do bem estar social

Drenagem Urbana

Drenagem Urbana

Sistemas tradicionais

Estruturas que coletam as águas da chuva nas áreas

urbanas, formadas por bueiros e tubulações secundárias de menor

diâmetro

Conjunto de galerias de águas pluviais, canais, etc,

que constituem grandes troncos coletores das águas

de chuva em áreas

urbanizadas ou em processo de urbanização

Drenagem Urbana

Sistemas tradicionais - Microdrenagem

Microdrenagem • Sarjetas • Bocas de lobo • Caixas de ligação • Galerias • Poços de queda • Poços de visita

Drenagem Urbana

Sistemas tradicionais

Drenagem Urbana

Sistemas tradicionais

Drenagem Urbana

Sistemas tradicionais - Macrodrenagem

Macrodrenagem

• Emissários em condutos circulares e canais

• Obras de extremidade para dissipação de energia

• Reservatórios de detenção • Retificação e dragagem de

Drenagem Urbana

Sistemas tradicionais

Macrodrenagem

Drenagem Urbana

Sistemas tradicionais

Drenagem Urbana

Sistemas tradicionais

Drenagem Urbana

Sistemas tradicionais - Dimensionamento

Uso atual e

desenvolvimento

futuro

Deve contemplar

áreas de montante e

de jusante

Drenagem Urbana

Cheias x Inundações x Alagamentos

Inundação: transbordamento das águas de um canal de drenagem, atingindo

as áreas marginais (planície de inundação ou área de várzea

Cheia (ou enchente): é o aumento temporário do nível de água no canal de

drenagem (rio) devido ao aumento da vazão, atingindo a cota máxima do canal (sem transbordamento)

Alagamento: acúmulo de água nas ruas e nos perímetros urbanos em função

Drenagem Urbana

Consequências de Inundações

Mortes (deslizamento de terras, doenças de veiculação hídrica)

Danos materiais (moradias, comércio, indústrias)

Congestionamentos

Destruição de veículos

Desvalorização comercial

Drenagem Urbana

Causas de inundações

Aumento das áreas urbanizadas → impermeabilização do solo; Pavimentação de ruas e construção de calçadas, reduzindo a superfície de infiltração;

Construção adensada de edificações, que contribuem para reduzir o solo exposto e concentrar o escoamento das águas;

Acúmulo de detritos em galerias pluviais, canais de drenagem e cursos de água;

Drenagem Urbana

Fatores que agravam as inundações urbanas:

Obras de drenagem mal projetadas;

Obras de drenagem com problemas de execução;

Canalização de córregos sem a análise de impactos a jusante (transferência de inundações de um ponto a outro);

Soluções impróprias de canalização;

Qualidade das águas (esgoto, poluição difusa, etc.)

Falta de Planejamento

Drenagem Urbana

Medidas de controle de Inundações

São medidas de correção e /ou prevenção que visão minimizar os danos das inundações.

Medidas de controle:

Medidas estruturais

Medidas não estruturais

Intensivas

Drenagem Urbana

Medidas de controle de Inundações

Medidas Estruturais:

Intensivas:

• Aceleração do escoamento: Canalização e obras correlatas; • Retardamento do fluxo:

Reservatórios (Bacias de detenção/retenção),

restauração de calhas naturais; • Desvio de escoamento: Túneis

de derivação e canais de desvio;

Extensivas:

• Corresponde aos pequenos

armazenamentos disseminados na bacia, à recomposição de cobertura vegetal e ao controle de erosão do solo, ao longo da bacia de drenagem.

Drenagem Urbana

Medidas de controle de Inundações

Medidas Estruturais: obras de engenharia

canalizações barragens galerias retificação de córregos e rios outras melhorias em córregos e rios dragagem (desassoreamento) obras de retenção (reservatórios) drenagem forçada em áreas baixas

Drenagem Urbana

Medidas de controle de Inundações

Medidas Não Estruturais:

• Planejamento de Macro e Micro Drenagem Urbana

• Leis de Uso e Ocupação do Solo (preservação das áreas marginais, manutenção de áreas verdes, disciplinamento da ocupação urbana, etc.)

• Integração da drenagem urbana com outras intervenções urbanas • Regras Operativas de Obras Hidráulicas para Controle de Cheias • Detenção do escoamento superficial gerado pela ocupação (parcela

Drenagem Urbana

Medidas de controle de Inundações

Medidas Não Estruturais: “atacam as causas”

• Utilização de pavimentos permeáveis

• Fiscalização , educação ambiental e participação da sociedade • Sistema adequado de coleta de lixo

• Sistema eficiente de manutenção de obras de drenagem • Participação da sociedade

• Sistema de Ações Civis para Minimizar os Impactos das Inundações (Defesa Civil, Polícia, Trânsito, Serviço Social, Abrigos, Hospitais, Engenharia, etc.)

Drenagem Urbana

Controle na fonte: Armazenamento no lote

Infiltração

Usos não

potáveis

Lançamento

tardio na rede

Drenagem Urbana

Drenagem Urbana

Drenagem Urbana

Drenagem Urbana

Controle de jusante

Retenção

Detenção Condução

Redução nos custos de construção, operação e

manutenção (efeito escala)

Dificuldade em encontrar local adequado

Grandes barragens ou reservatórios podem encontrar

oposição pública

Drenagem Urbana

Controle de jusante - RETENÇÃO

O escoamento de um dado evento de cheia é armazenado e não é descarregado no sistema de drenagem a jusante durante o evento

A água armazenada pode ser infiltrada para irrigação, manutenção de vazão mínima ou para ser evaporada ou infiltrada no solo

O reservatório é permanentemente preenchido com água (reservatório molhado)

Drenagem Urbana

Controle de jusante - RETENÇÃO

Drenagem Urbana

Controle de jusante - DETENÇÃO

O armazenamento é de curto prazo, com atenuação do pico de vazão de saída a um valor inferior ao da entrada

O volume de água descarregada é igual ao afluente, apenas distribuído em um tempo maior

Usualmente, esvaziam em menos de um dia

Drenagem Urbana

Controle de jusante - DETENÇÃO

Drenagem Urbana

Controle de jusante - DETENÇÃO

Podem ser ao ar livre ou subterrâneos

Drenagem Urbana

Controle de jusante - CONDUÇÃO

O armazenamento é feito de forma transitória, quando os canais, várzeas e drenos conduzem o escoamento superficial

Construção de canais de baixa velocidade, com seções transversais largas que ajudam nesse armazenamento

Drenagem Urbana

Drenagem Urbana

Eficiência dos reservatórios de retenção e

detenção:

Medida efetiva para pequenos cursos d’água Efeito maior junto ao reservatório

Pouco efetiva em rios grandes

Drenagem Urbana

Eficiência dos reservatórios de retenção e

detenção:

Medidas

preventivas Menores custos

Não agrava situações pré-existentes Custos por conta do empreendedor

Desencoraja desenvolvimentos indevidos

Medidas corretivas

Maiores custos

Desapropriações mais caras e complexas Custos por conta do governo

Problemas

inerentes à

urbanização

Drenagem

urbana

tradicional

Estruturas paisagísticas capazes de auxiliar no processo de drenagem urbana.

Medidas não convencionais

Drenagem sustentável no meio urbano

Lagoa pluvial –

Bacias de

retenção

Jardins de

chuvas

Canteiro

pluvial

Biovaletas

Tetos verdes

Redução pico de enchentes por meio do amortecimento das ondas de cheias, obtidas pelo armazenamento de parte do volume escoado.

Lagoa Pluvial

Drenagem sustentável no meio urbano

Funcionam como bacias de retenção e recebem o escoamento superficial por drenagens naturais ou tradicionais.

Parte da água pluvial captada permanece retida entre os eventos de precipitação das chuvas (função paisagística).

Não recebem efluentes de esgotos domésticos ou industriais.

Exigem maior espaço, mas apresentam uma capacidade de armazenamento superior

Capacidade de armazenamento é o volume entre o nível permanente da

água que contém e o nível de transbordamento aos eventos para os quais foi dimensionada.

Jardins de Chuva

Drenagem sustentável no meio urbano

Depressões preenchidas com vegetação, solo e demais elementos filtrantes

Limpeza da água da chuva (filtração) Evapotranspiração (plantas)

Aumentam o tempo de retenção (funcionam como uma esponja)

Canteiro Pluvial

Drenagem sustentável no meio urbano

Canteiros pluviais: jardins de chuva em pequenos espaços urbanos.

Podem estar inseridos em quase qualquer prédio, até mesmo num meio urbano denso.

Modelos: canteiro no meio urbano com infiltração e um ladrão, sem infiltração só evaporação, evapotranspiração e

Biovaleta ou valetas de biorretenção

vegetadas

Drenagem sustentável no meio urbano

Depressões lineares preenchidas com vegetação, solo e demais elementos filtrantes

Limpeza da água da chuva (filtração) Aumentam o tempo de retenção

Diminuem a intensidade do escoamento superficial

Direcionam o escoamento para os jardins de chuva ou sistemas convencionais de retenção e detenção das águas

Biovaleta ou valetas de biorretenção

vegetadas

Telhados verdes

Vantagens

Retenção da água de chuva no pico (controle do escoamento superficial)

Aproveitamento da água da chuva (infiltração no substrato)

Melhoria da qualidade do ar (fotossíntese e aderência de poluentes ao substrato/folhas)

Ilhas de calor (evapotranspiração auxilia na ↓ da temperatura)

Telhados verdes

Vantagens

Conforto térmico com baixo gasto

energético (isolante térmico, ↓ emissão de gases de efeito estufa)

Proteção da edificação (↓ o calor evitando a dilatação; proteção direta contra chuva)

Valorização do prédio (↑ do preço de venda)

Acústica (↓ a reverberação ao absorver e isolar ruídos)

Telhados verdes

Exemplos

Escola de Arte, Design e Multimédia da Universidade Tecnológica de Nanyang

em Singapura

Telhado verde em um prédio de Nova York

Evolução dos conceitos de drenagem

BMP – Best Management

Practices

LID – Low Impact Development Técnicas compensatórias de drenagem urbana SUDS – Sustainable Urban Drainage Systems WSUD – Water Sensitive Urban Design

Evolução dos conceitos de drenagem

BMP – Best Management Practices

• Origem: controle de poluição industrial (EUA)

• Controle de poluição difusa associado ao gerenciamento de águas pluviais, de forma distribuída na bacia, integrando controles da quantidade e qualidade da água

BMPs são projetados para reduzir o volume de águas pluviais, as vazões de pico e a poluição difusa

Infiltração Filtração por processos

Evolução dos conceitos de drenagem

LID – Low Impact Development

• País: EUA e Canadá

• Reprodução do comportamento hidrológico anterior à urbanização • Paisagens multifuncionais na malha urbana

• Recuperação das características de infiltração da bacia natural

• Envolve parâmetros de volume, vazão, recarga e tempos de concentração

Evolução dos conceitos de drenagem

Técnicas compensatórias em drenagem urbana

• Pais: Brasil

• Introdução de diferentes medidas • Infiltração e armazenamento

• Objetivo de compensar os impactos da urbanização sobre o ciclo hidrológico

Evolução dos conceitos de drenagem

SUDS – Sustainable Urban Drainage Systems

• País: Inglaterra

• Redução dos problemas de qualidade e quantidade de água

• Maximização das oportunidades de revitalização do espaço urbano e incremento da biodiversidade

Evolução dos conceitos de drenagem

WSUD – Water Sensitive Urban Design

• Gerenciamento holístico para águas urbanas

• Considera conjuntamente a oferta de água potável, os esgotos sanitários e a drenagem de águas pluviais

• Escala do lote até a escala da bacia

• Envolve o desenho da edificação e da própria paisagem, alinhando medidas estruturais e não estruturais.

Evolução dos conceitos de drenagem

WSUD – Water Sensitive Urban Design

• Redução dos problemas de qualidade e quantidade de água

• Maximização das oportunidades de revitalização do espaço urbano e incremento da biodiversidade