Slide - Suds - Sustainable Drainage Systems - 2023-2

Hidrologia SUDS - Sustainable drainage systems Aula 13 1 Alteração da cobertura vegetal Aumento da superfície impermeabilizada Redução da infiltração no solo Aumento do escoamento superficial Redução do escoamento sub-superficial e subterrâneo Redução da evapotranspiração Aumento da temperatura, gerando ilhas de calor Aumento da precipitação em zonas centrais URBANIZAÇÃO: Desequilíbrio do sistema Hidrológico 2 Efeito da Urbanização sobre o Escoamento Superficial 3 Conceito Sanitário-Higienista “Toda água circulante deve ir rapidamente para o esgoto, evitando insalubridades e desconfortos, nas casas e nas ruas”. Obras hidráulicas que surgiram como soluções foram as de escoamento rápido como: • condutos; • canais; • galerias; • sarjetas; • bocas-de-lobo; • retificação de corpos d’água. 4 Cenário Caótico em Grandes e Médias Cidades Drenagem Urbana Sanitário- Higienista Rápido Crescimemto da População Resultado: Século XIX: • recomendação de profilaxia médica. Drenagem Urbana: Contexto Histórico 5 Problema a ser resolvido: ENCHENTES URBANAS • Em 2009 os prejuízos com enchentes no nordeste contabiliza 1 bilhão e 200 milhões de reais entre danos agrícolas e desabrigados. • Nos EUA, estimou-se danos de 8 bilhões de dólares na safra agrícola em 2008; • No sul da Ásia, em 2007, foram mais de 340 mortes provenientes de enchentes; • Provoca doenças como a leptospirose; • E os danos ambientais devido a contaminação das áreas alagadas? Danos Causados por Enchentes 7 Arquivo IPT/GTGeo/Sirden Autor: Dr. Gerson Salviano de Almeida Filho – gersaf@ipt.br São José do Rio Preto/SP (2012) Arquivo IPT/GTGeo/Sirden Conceito Sanitário-Higienista “Toda água circulante deve ir rapidamente para o esgoto, evitando insalubridades e desconfortos, nas casas e nas ruas”. Obras hidráulicas que surgiram como soluções foram as de escoamento rápido, tais como: • condutos e canais; • galerias; • sarjetas e bocas-de-lobo; • corpos d’água retificados. 10 Princípios: • Não transferir impactos para jusante; • Não ampliar cheias naturais; • Propor medidas de controle para o conjunto da bacia; • Legislação e Planos de Drenagem para controle e orientação; • Controle permanente do uso do solo e áreas de risco; • Educação ambiental qualificada. Conceito Ambientalista 11 IDEAL: fazer com que o ambiente urbano distribua melhor o volume precipitado entre os diversos compartimentos: • escoamento superficial • infiltração no solo • evapotranspiração Portanto, é o retorno à situação de pré-urbanização para que a área se torne sustentável. Re-equilíbrio do Ambiente Urbano 12 COBERTURA VEGETAL ➢ FATOR MAIS IMPORTANTE DE DEFESA NATURAL DO SOLO QUE FUNCIONA COMO UMA MANTA PROTETORA. Autor: Dr. Gerson Salviano de Almeida Filho – gersaf@ipt.br COBERTURA VEGETAL Autor: Dr. Gerson Salviano de Almeida Filho – gersaf@ipt.br COBERTURA VEGETAL EVAPOTRANSPIRAÇÃO EFEITO DE INTERCEPÇÃO GOTAÇÃO ESCOAMENTO SUPERFICIAL LENTO INFILTRAÇÃO EFETIVA NO MACIÇO NATRAL CAPILARIDADE EVAPOTRANSPIRAÇÃO DO SOLO SERRAPILHEIRA Autor: Dr. Gerson Salviano de Almeida Filho – gersaf@ipt.br DESTRUÍÇÃO DA COBERTURA VEGETAL ➢ ALTERAÇÕES DA VELOCIDADE ➢ VOLUME DE INFILTRAÇÃO ➢ ESCOAMENTO SUPERFICIAL Autor: Dr. Gerson Salviano de Almeida Filho – gersaf@ipt.br COBERTURA VEGETAL DESPRENDIMENTO DAS PARTÍCULAS DO SOLO ESCOAMENTO SUPERFICIAL RAPIDO PROCESSOS EROSIVOS LIXIVIAÇÃO DA MATÉRIA ORGÂNICA CONDENSAÇÃO E FECHAMENTO DE POROS INFILTRAÇÃO EFETIVA NO MACIÇO NATRAL CAPILARIDADE Autor: Dr. Gerson Salviano de Almeida Filho – gersaf@ipt.br AÇÃO ANTRÓPICA ➢ DESMATAMENTO - movimento de terra - concentração de água - inadequado uso do solo - agrícola - urbano Autor: Dr. Gerson Salviano de Almeida Filho – gersaf@ipt.br COBERTURA VEGETAL PAISAGEM NATURAL Autor: Dr. Gerson Salviano de Almeida Filho – gersaf@ipt.br AÇÃO ANTRÓPICA DESMATAMENTO TERRAPLANAGEM ATERRO + CORTE + OCUPAÇÃO DESMATAMENTO AGRICULTURA + PASTAGEM (SEM CONSERVAÇÃO DO SOLO) Autor: Dr. Gerson Salviano de Almeida Filho – gersaf@ipt.br AÇÃO ANTRÓPCIA INICIO DA EROSÃO TRANSPORTE DE SEDIMENTOS INICIO DA SEDIMENTAÇÃO TRANSPORTE DE SEDIMENTOS Autor: Dr. Gerson Salviano de Almeida Filho – gersaf@ipt.br AÇÃO ANTRÓPICA BOÇOROCAS INUNDAÇÕES LEITO ASSOREADO TERRA IMPRODUTIVA DESTRUIÇÃO DE MORADIAS OBRAS PÚBLICAS IMPACTOS E CONSEQUÊNCIAS Autor: Dr. Gerson Salviano de Almeida Filho – gersaf@ipt.br 23 O que é SUDS ? Sustainable Urban Drainage Systems Sustainable Urban Drainage Systems Na década de 90 iniciou-se uma maior preocupação com o destino das águas no meio urbano. A partir dessas discussões surgiu o conceito da drenagem sustentável. Onde o principal enfoque desse tipo de drenagem é evitar os processos erosivos do solo e amenizar enchentes e a perda da capacidade de mananciais. SUDS 24 SUDS baseia-se em três tipos de ações: • Manejo da bacia: Evitar desmatamento, erosões e assoreamento dos rios e lagos; • Gestão urbana: a drenagem urbana sustentável deve fazer parte do plano diretor da cidade; • Manutenção dos recursos hídricos e a qualidade das águas superficiais e subterrâneas. SUDS 25 SUDS em outros países ▪ Sustainable Urban Drainage Systems (SUDS) na Europa ▪ Low Impact Development (LID) em Vancouver, Seattle e na costa leste dos Estados Unidos, em particular, Maryland, Washington DC e Florida 26 Medidas Estruturais atualmente utilizadas: ➢ implantação de obras para conter, reter ou melhorar a condução dos escoamentos; ➢ construção de barragens, diques, canalizações, reflorestamento, entre outros. Medidas Não-Estruturais: ➢ são propostas ações de convivência com as enchentes ou são estabelecidas diretrizes para reversão ou minimização do problema; ➢ zoneamento de áreas de inundações associado ao Plano Diretor Urbano, previsão de cheia, seguro de inundação, legislações diversas, entre outros. Medidas de Controle de Inundações 27 Sistemas Sustentáveis de Drenagem Urbana 28 Característica Principal: Pavimento com camada de base porosa como reservatório. Função: Armazenamento temporário da chuva no local do próprio pavimento. Áreas externas ao pavimento podem também contribuir. Efeito: Retardo e/ou redução do escoamento pluvial gerado pelo pavimento e por eventuais áreas externas. Pavimentos Permeáveis e Semi- Permeáveis 29 Figura 1: Desenho esquemático de pavimentos semi-permeáveis. Fonte: Tassi e Poleto (2009) 30 Tipos de pavimentos Semi-permeáveis 31 Exemplos de tipos de pavimento permeável Fonte: www.tvaed.com Utilização em ruas não movimentadas e estacionamentos 34 Criação de Praças e jardins (semi-permeável + faixas gramadas) 35 TIPO DE PAVIMENTO CUSTO UNITÀRIO (m²) Blocos de Concreto 10,10 Paralelepípedo 16,74 Concreto impermeável 13,14 Blocos vazados 18,22 Concreto poroso 19,06 Tabela 1: Custo de implantação dos pavimentos Obs.: Os custos de mão-de-obra foram incluídos todos os custos indiretos gastos com encargos sociais. Fonte: Araújo et al. (2000) 36 Asfalto Poroso Photo: Bruce Ferguson Aplicação em Residências Característica Principal: Depressões lineares em terreno permeável. Função: Infiltração no solo, ou retenção, no leito da vala, da chuva caída em áreas marginais. Efeito: Retardo e/ou redução do escoamento pluvial gerado em área vizinha. Vala de Infiltração 42 Reduced street width Infiltration boulevard EXTRAVASOR VAI À SARJETA TAMPA DE CONCRETO ENTERRADA OU NO NÍVEL DO TERRENO CONDUTO PREDIAL DE ÁGUA PLUVIAL VAI AO POÇO DE INFILTRAÇÃO VAZÃO POÇO DE INFILTRAÇÃO TUBOS DE CONCRETO PRÉ-MOLDADO C/ FUROS OU TIJOLOS EM CRIVO O POÇO DE INFILTRAÇÃO RECEBE ÁGUAS PLUVIAIS CAPTADAS NO TELHADO E EM LAJES IMPERMEABILIZADAS FUNDO E LATERAIS DO RESERVATÓRIO EM BRITA PARA FACILITAR A INFILTRAÇÃO CAMADA DE BRITA INFILTRAÇÃO MANTA GEOTÊXTIL ENVOLVENTE LATERAIS DOS TUBOS DE CONCRETO E CAMADA DE BRITA NO FUNDO DO POÇO INFILTRAÇÃO CAMADA DE BRITA FUNDO E LATERAIS DO RESERVATRÓRIO EM BRITA PARA FACILITAR A INFILTRAÇÃO TUBOS EM CONCRETO PRÉ-MOLDADO C/ FUROS OU TIJOLOS EM CRIVO TAMPA DE CONCREDO ENTERRADA OU NO NÍVEL DO TERRENO FILTRO DE INFILTRAÇÃO LENTA PARA EVITAR O ACÚMULO DE ÁGUA E PROPAGAÇÃO DE INSETOS GRADIENTE PARA CONTENÇÃO DE SEDIMENTOS E MATERIAL ORGÂNICO TAMPA MÓVEL PARA LIMPEZA MANTA GEOTÊXTIL ENVOLVENDO LATERAIS DOS TUBOS DE CONCRETO E CAMADA DE BRITA NO FUNDO DO POÇO LADRÃO COM SAÍDA PARA RUA PAREDE FIXADA NAS LATERAIS DA CAIXA PARA REDUZIR A TURBULÊNCIA DO FLUXO DE ÁGUA E CONSEQUENTEMENTE AJUDAR NA DEPOSIÇÃO DE SEDIMENTOS PARA NÃO APORTAR NO POÇO 47 Característica Principal: Reservatório de pequenas dimensões tipo “caixa d’água” residencial. Função: Armazenamento temporário do esgotamento pluvial de áreas impermeabilizadas próximas. Efeito: Retardo e/ou redução do escoamento pluvial de áreas impermeabilizadas. Microrreservatório 48 Figura 6: Microrreservatório. Fonte: Schilling (1982) 49 ÁREA DE COLETA EXCEDENTE FILTRO BOMBA SAÍDA PARA BANHEIROS SAÍDA PARA ÁREA EXTERNA RESERVATÓRIO DE ÁGUAS PLUVIAIS EXCEDENTE CONDUZIDO AO SISTEMA DE DRENAGEM COMPENSATÓRIO 50 Característica Principal: Telhado com cobertura de plantas. Função: Reter a água proveniente das chuvas e beleza estética. Efeito: Pode diminuir em até 25% a necessidade do uso de ar condicionado, diminui em 40 decibéis de barulho e retêm a água das chuvas que atingem os telhados (retardo do escoamento). Telhado Verde 51 Malásia Art school Bacia de Retenção 56 Reservatório de armazenamento temporário e/ou infiltração no solo do escoamento superficial da área contribuinte . Construído para não secar entre um evento e outro. 57 Desenho Esquemático de uma bacia de Retenção. Fonte: Tassi e Poleto (2009) Característica Principal: Reservatório coberto, abaixo do nível do solo. Função: Armazenamento temporário do escoamento superficial da área contribuinte. Efeito: Retardo e/ou redução do escoamento da área contribuinte. Bacia Subterrânea 58 Característica Principal: Faixas de terreno marginais a corpos d’água. Função: Áreas de escape para enchentes. Efeito: Amortecimento de cheias e infiltração de contribuições laterais. Faixas Gramadas 59 Colaboração dos moradores: jardins e estacionamentos permeáveis 60 Circulação da água pluvial para criação de pequenos lagos, infiltração e no final a oxigenação antes do lançamento no corpo d’água natural 61 http://ciria.org/suds/ http://www.heidelbergcement.com/uk/en/hanson/home.htm http://www.sepa.org.uk/ http://www.sudsnet.abertay.ac.uk/ http://www.paving.org.uk/ Sites para informações complementares: