Combate às Inundações na RMSP – Piscinões
FATEC
Faculdade de Tecnologia de São Paulo
Tecnologia dos Reservatórios de
Retenção / Detenção - Piscinões
Projeto - Construção - Operação
Retenção:
armazena temporariamente – e mant ém c erto
volume de água acumulado permanentemente (lagos),
recreação e paisagismo.
Detenção ou Contenção:
deter temporariamente as ondas de
cheias,
acumulando
temporariamente
as
águas
e
permanecendo secos durante a estiagem - PISCINÕES
RESERVATÓRIO DE DETENÇÃO
Bacia de Detenção
Bacia de Retenção
HORIZONTE DE PROJETO 2020
Conceito Geral
Vazões de restrição com TR até 100 anos
PRINCIPAIS AFLUENTES INTERMUNICIPAIS METROPOLITANOS
DO RIO TIETÊ
DIAGRAMA UNIFILAR DO RIO TIETÊ
MODIFICAÇÃO DE HIDROGRAMAS – ESCOAMENTO EM SUPERFICIE IMPERMEÁVEL
Exemplo Prático: RIOS TIETÊ E TAMANDUATEÍ
Problema:
Inundações e enchentes causando pr ejuízos
par a a população
Problema:
P er gunta:
Quem chegou primeiro ?
Planeta Terra: 4,6 bilhões de anos
Ocupação humana : Aprox. 10.000 anos Cursos d´água: Cerca de 2,5 bilhões de anosConclusão:
A ocupação humana é a própria causadora
do pr oblema
A magnitude do problema
Região Metropolitana de São Paulo:
• ~ 20 milhões de habitantes;
• 8.051 km
2de área;
• mais de 10.000 pontos de inundação
Custo das inundações:
• ocorrência de 4 eventos / ano
• R$ 264.598.300,00
A Região Metropolitana
de São Paulo - RMSP
Maior
agrupamen to
urbano
do
país
19 milhões de habitantes – 10% da população brasileira
Área de 8.521 km²
39 municípios
Custo das inundações
P ara o ABC Paulista, em 1 997,
por dia de oc orrência de inundação:
fonte: DAEE
P erda de P rodução diária:
R$ 16,5 milhões;
P erda em M assa Salarial:
R$ 9,8 milhões.
Custo anual
(4 dias de ocorrência/ano):
R$ 260 milhões
Vantagens
Canteiro de obras único
Pouca interferência urbana
Manutenção concentrada num ponto
Áreas e reservatórios podem ter usos múltiplos
Reduzem os custos da canalização a jusante
Dificuldades
Nem sempre a área disponível está no local
apropriado
Ainda exige intervenção na calha a jusante
Exige operação e manutencão contínuas
Aumenta as conseqüências para a bacia no caso de
falhas
Dimensionamento
Diagnóstico das áreas atingidas
Cidade de São Paulo (2000):
+ 3.000 pontos de inundações
•localização de
áreas com
potencial
para
implantação na bacia
Dimensionamento
Abordagem clássica
(até década de 80)
A fastar a água das chuvas o mais
r apidamente possível
Ações:
• obras de canalização e aumento de capacidade dos rios e córregos;
• obras de retificação dos cursos d´água
Resultados:
• aumento das vazões;
• necessidade maior de novas canalizações;
• incentivo à ocupação das várzeas
“ A cidade corre atrás dos problemas ”
Abordagem moderna
(atual)
Reter a água antes que se torne problema
Ações:
• obras de implantação de
reservatórios de retenção e controle
de cheias;
• obras de amortecimento em canais;
• recuperação de várzeas
Resultados:
• regularização das vazões;
• diminuição de ocorrências;
• melhoria ambiental.
“ A cidade procura solução
par a seus problemas ”
Bacias Críticas da RMSP
Pirajuçara
Tamanduateí
Juqueri
Ribeirão Vermelho
Baquirivu-Guaçu
Bacias de atuação no âmbito estadual
Aricanduva = PMSP
OBRAS
TAMANDUATEÍ: 37
volume: 6.700.000 m ³ executados: 16 em obras: 01 capacidade: 2.840.000 m³ (42 %)PIRAJUÇARA: 17
volume: 1.700.000 m³ executados: 6 capacidade: 580.000 m³ (34%)RIBEIRÃO VERMELHO: 10
executados: 2BAQUIRIVU‐GUAÇU: 31
JUQUERI: 36
executados: 4 (iniciativa privada)
ARICANDUVA e etc: 17
executados: 12
TOTAL : 148
executados: 40
( 27 %)
RIO JUQUERY – INUNDAÇÃO EM FRANCO DA ROCHA
40
piscinões já estão prontos na Grande São Paulo
24
deles foram feitos pelo Estado
16
construídos pelas prefeituras de São Paulo, Grande ABC e Mogi das Cruzes e iniciativa privada
PLANO DIRETOR DE MACRODRENAGEM
Área altamente adensada;
Grande concentração de industrias / habitações;
Canal com capacidade esgotada
Bacia do Tamanduateí
Ciclo de soluções - Dinâmico
planejamento
implantação
aferição
Alteração
P
I
A
A
Reservatórios de Detenção
Comparação com sistemas estruturais
“ reservatório de detenção = várzea concentrada ”
V árzea
c arga distribuída
carga concentrada
Reservatório
COMPARAÇÃO - PROJETO
P
Dimensionar uma v iga
Dimensionar um
reserv atório
• v ão;
• carga;
• ferragem;
• concreto;
• localização;
• capacidade;
• arranjos estruturais
Dimensionamento
P
T
R= Tempo de Retorno da chuva de projeto
Probabilidade de um evento chuvoso igualar ou superar os valores
observados.
T
R= 100 anos – probabilidade = 1%;
T
R= 50 anos – probabilidade = 2%;
T
R= 25 anos – probabilidade = 4%;
Reservatórios - T
R= 25 anos
Sarjetas - T
R= 2 a 5 anos
Dimensionamento
P
Bacia de contribuição
Define a quantidade de água que chega ao ponto de implantação do
reservatório.
A.D.= 13,7 km²
Poá = 45 %
Ferraz = 55 %
Dimensionamento
P
Comparação entre a capacidade do canal e o volume que é
efetivamente veiculado.
Tempo de Retorno
Equação de chuva local
Modelo chuva-vazão
Vazão para chuva de projeto
Vazão no canal
Vazão > capacidade do canal =
ENCHENTE
Determinação do volume a ser armazenado:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 va zã o ca nal va zã o chuvaVolume a ser
armazenado
Dimensionamento
P
Determinação do volume a ser armazenado:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 va zã o ca nal va zã o chuva
Volume a ser
armazenado
Dimensionamento
P
TIPOS DE RESERVATÓRIO
:
Em linha ou in-line
Quando o curso d´água atravessa o reservatório
Reservatórios
off-line
céu aberto
TC – 6 / Ecovias Imigrantes – Diadema (Rib. Couros)
TIPOS DE RESERVATÓRIO:
Em paralelo ou off-line
Quando o curso d´água é paralelo ao reservatório
córrego
CONSIDERAÇÕES – TIPOS DE RESERVATÓRIOS
-
Em linha (in- line):
escavado junto ao talvegue, ampliando a seção do canal num trecho, ou como “barragem seca”, com estruturas de controle das vazões defluentes, reservando certo volume durante um tempo determinado e retornando os volumes ao leito de jusante, abatendo o hidrograma afluente; funcionam por gravidade e não são operados;-
Lateral (off-line):
escavado fora do leito ou calha do rio; recebe as águas do canal excedentes a determinado valor de vazão de cheia; o retorno dos volumes pode se dar por gravidade ou por meio de bombeamento; normalmente, as descargas defluentes que retornam ao leito do canal são operadas, conforme programação pré-estabelecida ou por sistema de válvulas de pressão.O reservatório lateral é o que apresenta maior eficiência, pois só retém e reserva volumes excedentes do hidrograma de cheia, estabelecidos por um limite de vazão máxima em função da capacidade de descarga da canalização. Os volumes podem não retornar ao canal durante determinado período de tempo.
Conforme projeto e dimensões, esses volumes podem não retornar ao canal de origem (podem ser destinados para outros usos ou podem ser transpostos para outra bacia, por exemplo). Nesses casos, em que volumes não retornam ao canal, ocorre o efeito de impacto zero, simulando-se a permeabilidade do solo, que retém os volumes de infiltração.
Comparando os dois sistemas de retenção citados, para o mesmo efeito de abatimento de um hidrograma de cheia, o “lateral” necessita de um volume disponível menor.
Em sistemas de macrodrenagem compostos por várias retenções integradas a canalizações, os volumes de retenção do tipo “lateral”, operados, são os mais recomendados e eficazes com relação aos resultados esperados. Nesses casos, dependendo da operação do sistema, o efeito conjunto das retenções poderá equivaler à soma de todos os volumes.
Para volumes de retenção do tipo “em linha”, o efeito de um conjunto desses dispositivos não é equivalente à soma de seus volumes alocados num único reservatório de retenção. Nos projetos de retenção “em linha”, se possível, deve-se utilizar um único volume logo a montante da seção do canal onde ocorrem os extravasamentos. Esse posicionamento permite controlar toda bacia de contribuição considerada.
Classificação dos reservatórios
segundo seu arranjo:
off-line;
in-line;
segundo o funcionamento:
operação por gravidade;
operação por bombeamento
segundo a tipologia construtiva:
a céu aberto;
cobertos ou fechados;
Tipos de Reservatórios
Em Série (in-line) : quando o curso d’água
atravessa o reservatório
Em paralelo (off-line) : quando o curso d’agua corre
paralelo ao reservatório
Atua em maior ou
menor grau para todas
as vazões afluentes
Atua somente para as
vazões projetadas
Não é possível
exibir esta imagem
no momento.
G eralmente o
esgotamento é por
gravidade
Esgotamento por
gravidade ou
recalque
Reservatório
in-line
Reservatório AT-1 e AT-1A – Paço Municipal - Mauá
Reservatório AT-1 e AT-1A – Paço Municipal - Mauá
Reservatório in-line
Estrutura de controle de vazão –
In-line
Reservatórios em linha
Arranjo básico:
•Seção de controle com vazão constante na
saída;
•Esvaziamento por gravidade;
•Atua para todas as vazões;
•Grande necessidade de área;
•Sua falha não compromete seriamente a
bacia
•Baixa eficiência.
Dimensionamento
conceito do tempo de retorno; Tr
Se q.
O bserva ção
chuva
(mm)
pro ba bilid ad e de
oco rrê ncia
Tr (an os)
1
250
0,01
100,00
2
200
0,02
50,00
3
170
0,03
33,33
4
150
0,04
25,00
5
147
0,05
20,00
6
120
0,06
16,67
...
...
...
...
100
10
1
1
T
R
de P rojeto – 5 0 anos –
pr obabilidade de ocorrência de 2%
Reservatórios em linha
CORTE
PLANTA
Reservatório
in-line
Reservatórios em paralelo
Arranjo básico:
•Tomada d´água;
•Aparelhos de descarga - Esvaziamento por bombeamento;
•Atua somente para as vazões de projeto;
•Necessidade de operação e manutenção contínua;
•Elevado impacto na bacia em caso de falhas
•Alta eficiência.
CONCLUSÕES - RESUMO
DIMENSIONAMENTO
Definir sub-bacia a ser controlada;
Adotar Tr para sub-bacia = p/ dimensionamento das
demais estruturas de drenagem;
Adotar duração da chuva projeto referente a seção
em estudo no cálculo de todos os volumes de
retenção que venham integrar o sistema;
Indicar locais para retenção
(quanto + próximos das seções
onde se pretende controlar a QPico, melhores os resultados);
Definir o tipo de reservatório: “em linha”ou “lateral”.
Implantação –
projetos necessários
•Locação e desapropriação (topografia);
•Estudos geotécnicos (sondagens);
•P r ojetos estruturais;
•P r ojetos hidráulicos;
•P r ojetos eletromecânicos / instrumentação
D
Implantação –
mov imento de terra
D
Implantação –
mov imento de terra
D
•CONFORMAÇÃO DOS
T A LUDES: gr ama;
pedr isco; gabiões;
par edes-diafragma, etc.
•CONFORMAÇÃO DO
FUNDO: gr amados;
par alelepípedos, etc.
Implantação –
estruturas de captação
Vertedouro captação (bico de pato) - planta
vertedores;
dissipadores e grade de contenção de lixo;
AT – 3 / Petrobrás – Mauá – Rio Tamanduateí
Volume: 800.000 m³
Implantação –
estruturas de captação
D
Corte da dissipação – vertedouro captação
Implantação –
estruturas de controle
D
Implantação –
estruturas de controle
D
Casa de bombas - corte
Implantação –
canais de aproximação e restituição
D
Implantação –
canais de aproximação e restituição
D
lmplantação
Operação
D
Como saber a hora de esvaziar o reservatório?
RESERVATÓRIO VIL A ROSA – DIVISA SÃO BERNADO DO CAMPO / DIADEMA BACIA DO RIBEIRÃO DOS COUROS – AFL UENTE RIB. DOS MENINOS E TAMANDUATEÍ
Operação -
instrumentação
D
• Sistema de sonar telemétrico diferencial:
•Entr ada (nível do canal de montante);
•Saída (nível do canal de jusante);
•Inter no (nível do Reservatório).
Operação
instrumentos de medição
SONAR DE JUSANTE SONAR DE MONTANTE SAÍDA DE DESCARGA CAPTAÇÃO “BICO DE PATO” SOLEIRA DE CONTROLED
Instrumentação –
operação remota
Medição de nível por sonar;
Envio de dados em tempo real do Reservatório por
centro de operações;
• COD - Centro de Operações DAEE
Operação -
instrumentação
D
Ce
n
tr
o
d
e o
p
er
aç
õ
es
-D
A
E
E
• COD - Centro de Operações DAEE
Operação -
cuidados
D
O que fazer com o lixo que entra no
reservatório?
1 . Não per mitir sua entrada – GRADEAMENTO;
2 . Per mitir a entrada e depois r ecolher
MANUTENÇÃO
limpeza;
a questão do lixo;
assoreamento;
Manutenção
limpeza;
a questão do lixo;
assoreamento;
Manutenção
C
C
O que fazer DEPOIS do evento chuvoso ?
•Recolher o lixo;
•Desassorear;
•Capinar
Sedimentos que ficaram
retidos
Rampa de manutenção para acesso de máquinas e caminhões para
limpeza
AT – 3a / Corumbé – Córrego Corumbé – Mauá – Volume: 105.000 m³
Rampa de manutenção para acesso de máquinas e caminhões para
limpeza
AT – 3a / Corumbé – Córrego Corumbé – Mauá – Volume: 105.000 m³
Manutenção
MANUTENÇÃO
Limpeza Piscinão Aricanduva – 22/02/2010
C rédit o : es tadao. c o m .br
Manutenção
Limpeza Piscinão Aricanduva – 22/02/2010
C rédit o : es tadao. c o m .br
Manutenção –
o que acontece se não for feita?
C
C
•Material sedimentado diminui a capacidade de armazenamento
*
Pode comprometer o funcionamento e a eficiência do
reservatório;
• O lixo pode entupir a tomada d´água das bombas, causando
sobrelevação do nível no reservatório, falha de operação e
transbordamento;
• O lixo pode
causar entupimento das bombas, danificando ou
inutilizando o equipamento;
• As raízes do mato podem comprometer a integridade dos
taludes, e por conseqüência, sua estabilidade
.
Várzea x piscinão
Várzea
Piscinão
Vantagens
•Baixo custo de operação;
•Ambientalmente correto;
•Atuação no controle de poluição
difusa
• uso como área de lazer;
• pouca área ocupada;
• funciona imediatamente;
Desvantagens
• necessita de fiscalização;
• custo de manutenção da área
(valorização urbana)
• nem sempre existe área
disponível para
implantação;
•Não resolve em
definitivo o problema
SUSTENTABILIDADE
como garantir ?
•Piscinões
NÃO
são solução permanente;
•Necessidade de
planejamento urbano
e efetivo controle de
uso e ocupação do solo
(Modernização das leis de uso e ocupação / Planos Diretores, etc.);
•Necessidade de
recomposição e recuperação das
várzeas
e redução da impermeabilização urbana
•
Manutenção
das soluções já adotadas
A
A
Sustentabilidade
reservatórios como parte de uma solução integrada
uso e ocupação do solo;
intervenções estruturais;
mudanças na forma de parcelamento;
incentivo a redução da impermeabilização /
retenção / reuso águas pluviais
