Águas Urbanas: Planejamento e Gestão na Periferia da Metrópole by Mariana Guimarães

ÁGUAS URBANAS: PLANEJAMENTO E GESTÃO NA PERIFERIA DA METRÓPOLE SUB-BACIA DO CÓRREGO TABOÃO universidade de são paulo trabalho final de graduação orientadora fauusp orientadora fauusp coorientador epusp

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ÁGUAS URBANAS: PLANEJAMENTO E GESTÃO NA PERIFERIA DA METRÓPOLE SUB-BACIA DO CÓRREGO TABOÃO Universidade de São Paulo Trabalho Final de Graduação

Faculdade de Arquitetura e Urbanismo | Escola Politécnica Mariana Pereira Guimarães

Orientadora FAUUSP Orientadora FAUUSP Coorientador EPUSP

Profª Drª Catharina Pinheiro C. dos S. Lima Profª Dr ª Luciana Rodrigues F. C. Travassos Prof Dr. Kamel Zahed Filho

AGRADECIMENTOS Agradeço, primeiramente, a todos os meus professores até a conclusão deste trabalho, e em especial, ao meu pai, Carlos Alberto, também professor. A todos os demais que não creem se incluírem nesta categoria, mas, em menor ou maior escala ajudaram neste trabalho de graduação, os meus sinceros agradecimentos. Agradecimentos especiais aos colegas do LabSid com quem tive a honra e o prazer de trabalhar como estagiária em 2012 e no segundo semestre de 2013. Agradecimentos não menos sinceros aos amigos de FAU, na alegria e na tristeza: mesa 12D, Canteiro-Escola LabHAB, FAU-Poli, pessoal de transferência, LAME, biblioteca, seção de alunos, acadêmica, papelaria, e, os não menos queridos, amigos de Poli, especialmente meus alunos de monitoria – nesse período intenso e rico, que foi para mim, a dupla-formação.

Região do Taboão em 1958. GeoPortal 5

Região do Taboão em 2008. BING Imagery 6

1. APRESENTAÇÃO 8

2. TEMA: DRENAGEM URBANA 9

5.5. Metodologia de caracterização

3. OBJETO DE ESTUDO:

hidrológica 47

6.1. Manchas para situação anterior aos reservatórios 68

SUMÁRIO

O ABCD e a bacia 14 3.1. Diadema e São Bernardo do Campo 17

5.5.2. Declividade das sub-bacias 48

3.2. A sub-bacia do Rib.dos Couros 22

5.5.3. Largura equivalente da bacia 49

3.2.1. Piscinões 23 3.3. O córrego Taboão 25 4. OBJETIVOS 31 4.1. Considerações iniciais 32 5. FABRICANDO MANCHAS DE INUNDAÇÃO 33 5.1. Método da Relação Densidade Populacional Área Impermeável 33 5.2. Método da Relação Densidade de Domicílios – Área impermeável (I) 38 5.3. Método para determinação do parâmetro CN (Curve Number) do US-SCS (Soil Conservation Service) 42 5.4. Conclusão da aplicação das três metodologias 46

6.2. Manchas para situação posterior à construção dos reservatórios 69

5.5.1. Áreas impermeáveis 48

6.3. Manchas para situação anterior aos reservatórios e aplicação das LIDs 70

hidrográfica 49

6.4. Hidrogramas comparando os 3 cenários para TR5, TR25 e TR100 71

5.5.4. Coeficiente de Manning para o fluxo superficial 50 5.5.5. Armazenamento em depressão 54

6.5. Discussão dos resultados 73 7. PROPOSTAS 75

5.5.6. Resumo dos valores obtidos na etapa de caracterização hidrológica para a sub-bacia do Taboão: 57

7.1. Grupo de Propostas 1 (Zoneamento de Cheias) 76 7.2. Grupo de Propostas 2 (MIE) 80

5.6. Entrando com os dados no modelo 58

7.2.1. Cenário menos conservador 80

5.7. Construindo o modelo 62

7.2.2. Cenário mais conservador 82

5.7.1. Bacia antes da construção dos

7.3. Grupo de Propostas 3 (MIE) 85

Piscinões (2008) 63 5.7.2. Bacia após a construção dos Piscinões 63 5.7.3. Bacia com LIDS 64 6. RESULTADOS 68

7.4. Medidas de Intervenção Não-Estruturais 86 8. CONSIDERAÇÕES FINAIS 91 9. BIBLIOGRAFIA fichada e consultada: 93

1. APRESENTAÇÃO " Quando a ciência se restringe a um pequeno grupo, o espírito filosófico do povo decai, e ele caminha assim para a indigência espiritual." Albert Einstein1

A temática deste Trabalho Final de Graduação é fruto de três anos de estudo e dedicação à área de drenagem urbana, quatro anos na faculdade de Arquitetura e Urbanismo e quatro anos na faculdade de Engenharia Civil da Escola Politécnica. Desde o princípio, ainda na FAU-USP, havia um interesse pessoal no tema, que foi concretizado na pesquisa de iniciação científica realizada pela autora e intitulada “Matriz de impactos de cheias em bacia urbana para avaliação de medidas estruturais e não-estruturais”, de Janeiro de 2011 a Fevereiro de 2012 na Escola Politécnica, durante o programa de Dupla-Formação, sob a orientação do Prof. Dr. Arisvaldo Vieira Méllo Júnior. Esta pesquisa focou-se no estudo da sub-bacia do ribeirão dos Couros, parte da Ba-

cia do Alto Tietê e da sub-bacia do Tamanduateí, localizada nos municípios de Diadema, São Bernardo do Campo e São Paulo. Um de seus desdobramentos foi a análise da ocupação histórica desta sub-bacia no que diz respeito às práticas da engenharia urbana que foram aplicadas na região (e ainda o são). Uma das conclusões tiradas da pesquisa foi a necessidade de aumento das áreas livres (áreas permeáveis) da sub-bacia do ribeirão dos Couros. Sendo estas extremamente limitadas na área estudada; sua ampliação auxiliaria o controle de cheias, além do valor inerente que apresentam como áreas de lazer para a população e de valorização estética da cidade.

Destas experiências nasceu este Trabalho de Graduação, anseio de unir disciplinas, de um viés que é, na realidade, não multidisciplinar e nem interdisciplinar, mas, sim transdisciplinar. Este Trabalho começou com a orientação da Profa. Luciana Travassos e do Prof. Kamel Zahed Filho no segundo semestre de 2012. Ambos professores tiveram um papel decisivo na definição e encaminhamento do tema escolhido. Sofreu uma pausa no primeiro semestre de 2013, quando a autora esteve realizando estágio na América no Norte e foi retomado no segundo semestre de 2013 sob orientação, ainda, do Prof. Kamel, mas com orientação da FAUUSP da Profa. Catharina Lima.

Desde então, a autora passou a trabalhar como estagiária no LabSid – Laboratório de Sistemas de Suporte à Decisão, onde teve contato com os softwares de modelagem hidráulica-hidrológica que permitem simular hidrologicamente a bacia-hidrográfica e produzir manchas de inundação.

Prefácio ao livro de Lincoln Barnett a respeito da Teoria da Relatividade, 1948.

2. TEMA: DRENAGEM URBANA “A água é um sangue de vida para as cidades: impele as fábricas, aquece e resfria as casas, nutre os alimentos, mata a sede e carrega os dejetos.” (SPIRN: 145, 1995)

Este Trabalho Final de Graduação tinha por objetivo propor uma possível reestruturação urbana-ambiental (tendo em vista cenários conservadores e otimistas) da sub-bacia do córrego Taboão com vistas a reduzir os processos de inundação na mesma e à jusante e qualificar os espaços públicos para responder tanto às demandas da drenagem urbana quanto as sociais. Para tanto, se valeu também de análises técnicas, como à análise hidrológica e hidráulica da sub-bacia do córrego Taboão, na sub-bacia dos Couros, as quais são necessárias para gerar as manchas de inundação ao longo do córrego. De posse destas análises o produto final se apresentará na escala urbana e terá como subprodutos propostas para as áreas de inundação (o que denominamos “Zoneamento de

áreas de cheia”); propostas para os reservatórios de detenção in-line2 da sub-bacia, propostas de parques lineares atrelados à infraestrutura ecológica da sub-bacia do ribeirão dos Couros; propostas para a microdrenagem com vistas a amortecer os hidrogramas e aumentar a permeabilidade da sub-bacia do córrego Taboão, estas últimas visando também o controle de cheias na área em estudo. A inundação representa o transbordamento das águas de um curso d’água, atingindo a chamada planície de inundação, também conhecida como área de várzea. As enchentes ou cheias são definidas pela elevação do nível d’água do rio, devido ao aumento da vazão, atingindo a cota máxima do canal, porém, sem extravasar. Quando extravasam, as enchentes passam a ser chamadas de inundações e podem atingir as moradias construídas sobre as margens do rio e se transformar em um desastre natural (CEA: Desastres Naturais, IG: 39, 2011). Historicamente, as pessoas tem evitado viver em áreas inundáveis, mas à medida que a

população cresce e as áreas livres se tornam escassas, mais e mais pessoas são forçadas a utilizar estas áreas para atividades cujas dinâmicas podem ser comprometidas pelas inundações (CUNY: 331, 1991). As inundações podem ser classificadas em dois tipos, que podem ocorrer isoladamente ou de forma combinada: inundações de áreas

ADRIANO LIMA/AE 1 Inundação do ribeirão dos Couros.

ribeirinhas e inundações devido à urbanização (TUCCI, 2006). O processo de inundação devido à urbanização decorre das modificações impostas ao escoamento superficial em razão

2 Reservatórios de detenção, ou bacia de detenção, são popularmente chamados de piscinões, e são “in-line” quando construídos no próprio fundo de vale. Se construídos lateralmente ao curso d’água, são denominados reservatórios “off-line”.

Além do aumento da degradação ambiental, o incremento da densidade populacional é o responsável pelo aumento da ocupação por edificações e obras de infraestrutura viária, as quais trazem como consequências diretas o aumento das áreas impermeáveis e modificações no sistema de drenagem natural – os quais, por sua vez, levam ao aumento das velocidades do escoamento superficial que descarrega nos cursos d’água e à diminuição da parcela da água precipitada que infiltraria no solo. A água da

chuva corre em maior quantidade e mais rapidamente para o sistema de macrodrenagem. Dessa forma, verificamos um hidrograma de cheias (vazão x tempo) com tempos de pico reduzidos e picos amplificados e diminuição da recarga do lençol freático. O problema das inundações toma gravidade especialmente na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) – uma região densamente povoada, de crescimento urbano intenso e espraiado; cujas consequências atingem toda a população, as indústrias e o comércio, provocando prejuízos incalculáveis do ponto de vista econômico e social (DAEE, 2010). Por outro lado, a metrópole paulista com seus 20 milhões de habitantes é a área de maior estresse hídrico do país, superando regiões do semiárido nordestino. O estresse hídrico é “resultado da relação entre o total de água utilizado anualmente e a diferença entre a pluviosidade e a evaporação (a água renovada) que ocorrem em uma unidade territorial” (RIBEIRO, 2008). A delimitação da Bacia do Alto Tietê praticamente se confunde com os limites da RMSP e dada sua forma de ocupação histórica, apresenta hoje tais

características, tendo como agravante as características naturais dessa bacia: baixa velocidade de escoamento do Rio Tietê associada à alta declividade de seus afluentes (BARROS, 2010). 20 18 16 14 Vazão (m³/s)

do processo de urbanização, como a impermeabilização do solo, a construção de redes de condutos pluviais e, ainda, obstruções ao escoamento, como pontes, aterros e acúmulo de resíduos. De acordo com Tucci e Bertoni (2003), as inundações decorrentes do processo de urbanização têm sido mais frequentes recentemente devido ao acelerado crescimento das cidades, enquanto os registros de inundações em áreas ribeirinhas são mais antigos. Estas, por sua vez, ocorrem de forma natural e estão relacionadas à intensidade e frequência das precipitações, não sofrendo grandes influências de restrições ao escoamento impostas pelo desenvolvimento urbano, sendo que, nestes casos, o controle da ocupação nas áreas de risco se apresenta como o principal mecanismo de gestão3.

12 10 8 6 4 2 0 0

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Tempo (min)

Bacia Natural Bacia Urbanizada Bacia urbanizada com reservatório de detenção

2 Hidrogramas para bacia natural, urbanizada e urbanizada com bacia de detenção.

Cf. Dissertação de mestrado de Carla Voltarelli Franco da Silva, Planejamento do uso e ocupação do solo urbano integrado ao mapeamento de áreas com risco de inundação (2013) como referência para

proposta de gestão de área de risco de inundação ribeirinha, no município de Atibaia.

DAEE (Departamento de Águas e Energia Elétrica do Estado de São Paulo): é o rio responsável pela drenagem de grande parte da região do ABC, corta a região central da cidade de São Paulo, e por fim deságua no rio Tietê, constituindo o principal canal de drenagem de toda esta região (332 km²). O rio Tamanduateí funciona como uma grande galeria de águas pluviais, com variações bruscas em seu nível d’água, devido às precipitações que ocorrem com maior incidência no período de outubro a março (DAEE, 2010). Legenda Mancha - 2007 Limite da RMSP Limite da Bacia do Alto Tietê Hidrografia Sub-bacia do Tamanduateí

3 Bacia do Alto Tietê e limite da RMSP. Fonte: Plano do Alto Tietê (2007-2009). Org.: Mariana Guimarães

Passados 10 anos da finalização dos trabalhos do "Plano Diretor de Macrodrenagem da Bacia Hidrográfica do Alto Tietê" (PDMAT) e dois anos da última revisão, os quais, dentre outras diretrizes, apresentam diagnósticos e propostas para a sub-bacia do rio Tamanduateí,

aqui incluídas as sub-bacias dos ribeirões dos Meninos e Couros e do córrego Oratório, e também para as bacias do rio Aricanduva e do córrego Pirajussara. (DAEE, 2010). Por sua importância, o Tamanduateí vem recebendo uma atenção contínua do

O estudo apresentado pelo DAEE, no Programa de Combate a Enchentes (Fonte: www.daee.sp.gov.br/combate-a-enchentes, acessado em agosto de 2012) é exemplar da situação em que se encontra a área de estudo: “Para uma avaliação da importância das obras no rio Tamanduateí, basta analisar o crescimento das vazões de projeto estimadas ao longo do tempo. (...) Quando as obras começaram a capacidade da vazão do canal mal chegava aos 130 m³/s. Este crescimento na vazão do rio Tamanduateí é decorrente do ritmo de expansão da mancha urbana e, consequentemente, da área impermeabilizada na sua bacia. Simulações realizadas pelo CTH (Centro Tecnológico de Hidráulica), já nos anos 90, indicam que se a expansão da mancha urbana continuar, com a bacia totalmente impermeabilizada, a vazão na foz poderá ultrapassar 800 m³/s.”. 11

para diversos problemas colocados pelas cidades contemporâneas, dentre eles as inundações urbanas. A prática, no entanto, mostrou que os problemas relacionados ao manejo de águas urbanas cresceram de forma exponencial, evidenciado pela crescente ocorrência de inundações, mesmo com a adoção das chamadas medidas estruturais de controle de cheias: desde grandes intervenções na macrodrenagem (como reservatórios de detenção) até obras de microdrenagem.

Legenda Mancha - 2007 Mancha - 1990 Mancha - 1970 Limite da RMSP Limite da Bacia do Alto Tietê Hidrografia

4 Crescimento da mancha urbana da RMSP. Fonte: LUMEFAUUSP. Org.: Mariana Guimarães.

Desde o início do século XX a engenharia urbana tem ganhado importância e auton

omia como campo de conhecimento e tecnologia, e de fato, foi eficiente em propor soluções

Os reservatórios de retenção, popularmente chamados de “piscinões”, quando em áreas urbanas de ocupação consolidada, apresentam uma vazão de montante estável, enquanto que na periferia da cidade, devido ainda às possibilidades de expansão, há constantes acréscimos de vazão que ultrapassam a capacidade projetada para o sistema (MÜLLER, A., 2010). Além disso, existe ainda falta de manutenção e limpeza, o que, por vezes, transforma alguns locais em áreas sanitariamente impróprias, inviabilizando o tratamento paisagístico e/ou ecossistêmico (BROCANELI, P., STUERMER, M., 2008). A ocupação do solo, da forma como se deu historicamente, principalmente nas cabeceiras dos principais rios da metrópole, se faz sentir no agravamento das inundações que se repetem anualmente, apesar do grande investimento feito em obras ao longo das últimas décadas – 12

sejam canalizações ou estruturas de detenção de águas pluviais (STECKLING, 2010). A região conhecida como ABC paulista explicita todos os clássicos sinais de degradação urbana, dentre estes, o comprometimento dos mananciais de água potável. Atualmente, os vazios urbanos do Grande ABC situam-se em áreas de proteção aos mananciais. Na Sub-Bacia do Tamanduateí, todas as áreas urbanas encontram-se densamente ocupadas (WALDMAN, 2004). As áreas de expansão urbana seguem o mesmo caminho, embora, por apresentarem estas mesmas características, devessem ter a ocupação controlada (MANTELLI & NEUBERGER, 2005). Este trabalho se insere neste cenário de agravamento dos problemas gerados pelas inundações e da adoção majoritária de medidas de controle tecnocêntricas, isto é, aquelas centradas na técnica propostas pela engenharia urbana, principalmente no sistema de macrodrenagem (BROCANELI & STUERMER, 2008).

Legenda Mapa de Kernel para pontos de inundação

Mapa de Densidades de Kernel para os pontos de inundação do G1-Globo (2012-2013).

3. OBJETO DE ESTUDO: O ABCD e a bacia A sub-bacia do rio Tamanduateí (Figura 5) destaca-se pela abrangência dos municípios da chamada região do ABCD e de Mauá, que abrigam um importante polo industrial. A bacia drena uma área de cerca de 330 Km² e encontra-se intensamente urbanizada, sendo, portanto, responsável por um grande volume de afluência – o que contribui para a ocorrência dos eventos de cheias tanto na sub-bacia, quanto ao longo do rio Tietê. Conforme o PDMAT (Plano Diretor de Macrodrenagem de Alto Tietê - 1998), disponibilizado pelo DAEE, estima-se que sejam necessários 37 reservatórios na bacia, totalizando um volume de retenção de 6.708.000 m³. “O rio Tamanduateí não tem capacidade para as vazões que ocorrem no período chuvoso, que vai de novembro a março ou abril, marcado por chuvas intensas. Embora sejam normais nesta época do ano, o rio não tem capacidade para transportar as suas vazões.

Sua capacidade na foz (quando encontra o Tietê) é de 480 m³/s, sendo que essas chuvas provocam vazões de 800 m³/s. O Tamanduateí tem então de transportar quase o dobro da sua capacidade e como resultado verte água.” relato do Professor aposentado da Escola Politécnica, Júlio Cerqueira César4. Até o momento foram implantados 19 reservatórios, distribuídos entre os municípios de Mauá, Santo André, São Bernardo do Campo, São Caetano do Sul e Diadema e cinco estão na fase de projeto. Somados, os dispositivos em operação possuem capacidade de retenção de 3.765.500 m³, total que corresponde a aproximadamente 56% do volume de reservação necessário para solucionar o problema das inundações urbanas na sub-bacia do rio Tamanduateí (DAEE, 2012). O desenvolvimento dos recursos hídricos na bacia do Alto Tietê obedeceu a uma

5 Dados: DAEE – Projeto PLASH 2010. Org.: Mariana Guimarães

lógica desenvolvimentista na qual foi dada menos atenção à qualidade da água e ao abastecimento humano do que à produção de energia para uso industrial (WALDMAN, 2004). A Constituição Estadual de 1989 estabeleceu a criação do Sistema Integrado de Gerenciamento de Recursos Hídricos. Em 1991, a lei Estadual de Recursos Hídricos 7.663 fundamentou o gerenciamento dos recursos hídricos

4 Retirado de http://www.viomundo.com.br/denuncias, acesso em 25 de setembro de 2012.

de maneira descentralizada, integrada e participativa. Assim, com o intuito de facilitar a gestão descentralizada das águas no estado de São Paulo, o Plano Estadual de Recursos Hídricos 94/95 determinou a divisão do estado em 22 Unidades de Gerenciamento de Recursos Hídricos (UGRHI) e a organização dos colegiados gestores conforme os limites territoriais definidos pela área de abrangência. Desta forma, a UGRHI do Alto Tietê é denominada “Bacia do Alto Tietê”, devido as suas dimensões e complexidade, foi subdividida em cinco subcomitês com o intuito de facilitar o processo de gestão (PORTO & PALERMO, 2002). Durante as últimas décadas a população urbana manteve um crescimento significativo, fato que implicou numa constante ampliação do espaço urbano. Com isso, as cidades passaram a apresentar um aumento abrupto de suas populações. No entanto, esse rápido aumento não foi guiado por um planejamento que contemplasse o disciplinamento do uso e ocupação do solo como prerrogativa para sua ordenação (OLIVEIRA, 1998). Em relação à drenagem urbana, também o Governo Federal, através do Ministério das Cidades (MC), formulou um Programa de Drenagem Urbana Sustentável, que objetiva:

“(...) promover em articulação com as políticas de desenvolvimento urbano, de uso e ocupação do solo e de gestão das respectivas bacias hidrográficas, a gestão sustentável da drenagem urbana com ações estruturais e não estruturais dirigidas à recuperação de áreas úmidas, à prevenção, ao controle e a minimização dos impactos provocados por enchentes urbanas e ribeirinhas”. (MINISTÉRIO DAS CIDADES, 2004: 4). São essas as medidas de controle que vem sendo incorporadas aos Planos Diretores de Drenagem Urbana (PDDU), através da indicação da construção de reservatórios de detenção e retenção em várias escalas (lote e loteamento), canalizações, e da adoção no planejamento de dispositivos permeáveis e valas, poços e planos de infiltração. Os municípios de Diadema e São Bernardo do Campo possuem alguns de seus cursos d’água canalizados, como por exemplo o Ribeirão Capela, sob a Avenida Fábio E. Ramos Esquivel, em Diadema. Em São Bernardo do Campo, na divisa com Diadema, o córrego Taboão foi recentemente canalizado (2010), e sob ele construiu-se uma ponte ligando os dois municípios. Como bem observado por Bartalini, são poucos os casos em que a paisagem urbana respeita as características físicas e hídricas naturais da região, o que geralmente ocorre é a

superposição pura e simples do sistema viário ao hidrográfico (BARTALINI, 2004).

6 UGRHIs do Estado de São Paulo, a número 6 é BHAT. Fonte: http://www.igc.sp.gov.br

Quanto a canalização e o tamponamento dos rios, praticas comumente adotadas para resolver o problema das inundações urbanas, SPIRN ressalta ainda a perda da força da água como elo emocional: “cobertos e esquecidos, antigos cursos d´água ainda correm através da cidade, enterrados sob o solo em grandes tubulações, canais primários de um sistema de drenagem subterrâneo” (SPIRN, 1995:146). A solução adotada de engenharia - e não de ecologia – não permite a visão do ciclo todo, são os chamados “córregos ocultos”, a que se refere BARTALINI (2004). 15

Outro ponto a ser levantado refere-se à eficiência dessas soluções adotadas em relação ao propósito ao qual foram desenhadas. A canalização dos rios, por exemplo, realizada a fim de mitigar os efeitos das inundações numa determinada região, vem a aumentar a velocidade de escoamento de suas águas, levando-as mais rapidamente para outro local. Anne Spirn (1995: 147) expõe que, “na prática tradicional, a drenagem protege ruas locais, serviços e estacionamentos contra as enchentes, enquanto contribuem para um dano maior de inundação mais abaixo.”. O problema não se dá devido ao acontecimento da urbanização, mas sim na sua forma de subjugar a natureza (MCHARG, 1992) em que a implementação de avenidas fundo de vale fogem do escopo de um plano geral e restringem-se a um programa de melhorias urbanas; o mesmo se dá em relação às intervenções em áreas periféricas. Sem um plano geral de reestruturação urbana desses locais, aliado à falta de aplicação de políticas habitacionais eficientes, a chegada de infraestrutura nessas regiões representa um estímulo a chegada de novos moradores e a mudança de valoração da terra no local. Isso porque a chegada de infraestrutura reflete-se na dinâmica espacial, no arranjo dos usos do solo na cidade e determina o valor da terra. A acessi-

bilidade, nesse conjunto, constitui o fator fundamental determinante dessas mudanças (VILLAÇA, 2001). Em Diadema, a Avenida Fábio E. Ramos Esquivel é um exemplo desta situação. Ao longo desta importante avenida localizam-se alguns equipamentos urbanos importantes, como o Terminal Metropolitano Diadema e o hospital Municipal de Diadema, além de constituir um importante centro comercial. As ocupações das faixas marginais de cursos d’água estão sujeitas aos processos da dinâmica fluvial. A erosão e a instabilização dos taludes marginais (solapamento das margens) e a ameaça da ação direta das águas (processos de inundações e cheias) são as duas principais situações de risco às ocupações das faixas marginais (CERRI, e CARVALHO, 1990). Nas áreas urbanas, a geometria do canal fluvial é comumente alterada por meio de intervenções antrópicas e mudanças no traçado natural (retificações, canalizações, estrangulamentos, aterramento das margens e várzeas, lançamento de lixo, impermeabilizações, etc.), fatores estes que podem acelerar os processos de erosão e sedimentação.

3.1. Diadema e São Bernardo do Campo Para entender a distribuição espacial e a dinâmica em que se deu o processo de desenvolvimento e ocupação dos municípios de Diadema e São Bernardo do Campo faz-se necessária a compreensão dos momentos históricos pelos quais os municípios passaram e a sua relação com a capital paulista, com a qual atualmente se confundem: “Tendo em vista que vamos encarar as conurbações metropolitanas como uma única cidade – o que de fato são –, é esclarecedor destacar sua natureza contraditória e frequentemente irracional” (VILLAÇA, 2001:52). O termo “intra-urbano” foi adotado neste trabalho com relação ao conceito utilizado por Villaça em seu livro Espaço intra-urbano no Brasil (2001:18), no qual o autor justifica a criação do termo “espaço intra-urbano” para diferenciar o “espaço urbano local” do “espaço urbano regional”. “Esta distinção derivaria dos transportes e da comunicação, uma vez que a estruturação do espaço regional é dominada pelo deslocamento das informações, da energia, do capital constante e das mercadorias em geral. O espaço intra-urbano, ao contrário, é estruturado fundamentalmente pelas condições de deslocamento do ser humano (...). Exatamente daí vem, por

exemplo, o enorme poder estruturador intra-urbano das áreas comerciais e de serviços, a começar pelo próprio centro urbano. Tais áreas, mesmo nas cidades industriais, são as que geram e atraem a maior quantidade de deslocamentos (viagens), pois acumulam os deslocamentos de força de trabalho - os que ali trabalham - com os consumidores - os que ali fazem compras e vão aos serviços.” (VILLAÇA, 2001:20). Segundo Flávio Villaça (2001) as rodovias, nesse contexto, influenciaram na expansão urbana das macrometrópoles brasileiras. Isso porque seus vínculos relacionam-se diretamente à elas; cujas múltiplas conexões sustentam a interligação entre as escalas local e regional. Essas amplas redes de conexão rodoviárias e a estruturação densa e diversificada acabam por determinar um considerável fluxo pendular de pessoas que estabeleceram relações de trabalho, serviços e moradia em pontos intermediários das rodovias que interligam os principais polos de concentração urbana e populacional. Os deslocamentos pendulares caracterizados como um tipo de mobilidade populacional intra-urbana, mais intensos em áreas de maior concentração da população, tornaram-se

um importante aspecto a ser considerado na dinâmica urbana metropolitana: “Não podemos negar que uma via regional de transporte é o elemento mais poderoso de atração da expansão urbana” (VILLAÇA, 2001). Apesar da proximidade geográfica com a Capital, até a década de 50 o município de Diadema pouco sentiu os efeitos das transformações produzidas pela industrialização em São Paulo, de acordo com informações retiradas do portal da Prefeitura do Município de Diadema (www.diadema.sp.gov.br, acesso em 26 de outubro de 2012). Até então, Diadema não tinha nenhuma importância econômica regional, o crescimento foi mais expressivo nas cidades localizadas ao longo da ferrovia Santos - Jundiaí, principal via de circulação de mercadorias na época, que ocorreu com a expansão industrial paulista até a década de 40, especialmente em São Caetano do Sul, Santo André e Mauá. Após a década de 50, o sistema de escoamento da produção, feito até então pelos eixos ferroviários, entra em declínio e o governo passa a optar pelos circuitos rodoviários. A Via Anchieta, inaugurada em 1947, representa uma nova fase da industrialização paulista e da implantação do capitalismo no Brasil. Em São 17

Bernardo do Campo, ao longo dessa estrada, instalaram-se grandes indústrias multinacionais; e em Diadema, principalmente pequenas e médias empresas nacionais que produziam, na sua maioria, objetos complementares para as multinacionais (www.diadema.sp.gov.br, acesso em 26 de outubro de 2012).

que são chamados de áreas urbanas. Essa expressão será usada para designar aquelas partes da periferia urbana cujos polos estão muito afastados e frequentemente em outro município. Na periferia, por exemplo, são comuns bairros bastante afastados de um núcleo significativo que os polariza. (VILLAÇA, 2001:59).

A mobilidade e a acessibilidade são princípios e não são resultantes dos processos de metropolização. A expansão da mancha urbana está estritamente relacionada com a estruturação viária, como visto, sendo a terra mais cara onde a acessibilidade é maior.

As necessidades e as condições de deslocamento, como também os meios de transportes, variam conforme as classes sociais: “Quem é obrigado a morar longe do emprego e das compras é forçado a condições mais penosas de deslocamento. Se o Estado privilegia o transporte individual construindo vias expressas, está privilegiando as condições de deslocamentos dos proprietários dos automóveis. De maneira geral, as camadas populares são mais prisioneiras do espaço do que as camadas de mais alta renda, pois a mobilidade dessas camadas é bem maior” (VILLAÇA, 2001:181).

“(...) No que toca à aglomeração urbana em particular, uma implicação importante na transição ao estágio intensivo é a necessidade da elevação considerável dos níveis de infraestrutura urbana para permitir a concretização dos ganhos de produtividade gerados no âmbito da produção de mercadorias. Tal necessidade é especialmente relevante para uma política de transportes, uma vez que a acessibilidade e a homogeneização do espaço constituem uma característica essencial da aglomeração urbana, por ser um pré-requisito a todas as demais funções urbanas, seja de produção, seja de reprodução.” (DEÁK, 1991). A expressão “núcleo urbano” é sinônimo de “aglomerado urbano nucleado”, para distingui-la dos “aglomerados não-nucleados”

Segundo Flávio Villaça, a segunda forma do processo espacial de conurbação nas áreas metropolitanas brasileiras que assume o processo de absorção pela cidade central é aquela na qual o polo central é formado a posteriori. São no início, casos típicos de aglomeração urbana não polarizada – no sentido que o polo está longe –, chamada de área urbana em oposição a núcleo urbano. A expansão urbana se manifesta aqui através da formação de uma

imensa periferia, em geral de baixa renda, com um núcleo local fraco. O autor destaca que Diadema resultou dessa segunda forma do processo espacial de conurbação, através do transbordamento de São Paulo sobre o município de São Bernardo do Campo, longe de sua sede. (VILLAÇA, 2001:60). Esse caso ocorre quando a periferia da cidade central “transborda” sobre municípios vizinhos em pontos afastados de suas sedes. Às vezes esse “transbordamento” vem a formar um novo município, para só depois formar um novo polo. Até a década de 40, a região de Diadema era constituída por quatro povoados pertencentes a São Bernardo do Campo: Piraporinha, Eldorado, Taboão e Vila Conceição. Dispersos, eles eram ligados apenas por caminhos precários. Até 1944, Diadema fazia parte de São Bernardo, que por sua vez era parte de Santo André. Em 1944, Santo André se emancipa de São Bernardo do Campo; e em 1958, o distrito de Diadema se emancipa do Município de São Bernardo, tornando-se uma unidade independente. Em paralelo ao desenvolvimento urbano de Diadema, temos o crescimento e a consolidação do município de São Bernardo do Campo. De acordo com o histórico do munícipio (www.saobernardo.sp.gov.br, acesso em 28 18

de outubro de 2012) entre 1930 e 1940, São Bernardo do Campo tinha menos que 30 mil habitantes. O principal eixo de circulação se dava entre o Planalto e a Baixada Santista, que definiu os primeiros aglomerados urbanos nas adjacências do antigo “Caminho do Mar”. A configuração atual do limite político-administrativo de São Bernardo do Campo consolida-se com o desmembramento do município em relação a Santo André, em 1945 e, posteriormente com a emancipação política do atual município de Diadema, em 1957. Neste contexto, destaca-se o crescimento do município de Santo André, o qual se forma a partir da estação que atendia São Bernardo, após a abertura da São Paulo Railway, em 1867, ligando São Paulo a Santos. Villaça (2001) coloca a importância da ferrovia, construída para atender a uma demanda regional de transportes, na formação de núcleos urbanos: “O intenso desenvolvimento urbano das estações – manifestação descontínua do crescimento da cidade central – passou a superar o dos povoados que a elas deram origem. A Estação São Bernardo (que depois veio a ser Santo André) cresceu mais que a própria São Bernardo (...)” (VILLAÇA, 2001: 81). A implantação da Rodovia Anchieta em 1953 – nova ligação entre o planalto e a baixada santista, é considerada a espinha dorsal do

Legenda

Limites Municipais

Aglomerados Subnormais

Setores Censitários IBGE - 2010

Faixas de Renda - Até 3 SM

Densidade

< 25 %

< 10 mil hab/Km²

25 a 50 %

10 a 20 mil hab/Km²

50 a 75 %

> 20 mil hab/Km²

2.25

4.5

13.5

7 Densidade populacional (CENSO 2010). Org.: Mariana Guimaraes

Km 18

> 75% 0

2.25

4.5

13.5

Km 18

8 Faixas de renda até 3 Salários Mínimos (CENSO 2010). Org.: Mariana Guimaraes 19

desenvolvimento físico e econômico do município nas décadas de 1950 e 1960 (www.saobernardo.sp.gov.br, acesso em 28 de outubro de 2012). Nas décadas de 1960 e 1970, Diadema passa por um grande crescimento populacional e expansão da mancha urbana de forma bastante acelerada. Na década de 1970, Diadema sofreu uma explosão demográfica, “(...) aumentando em 541,16% sua população, um crescimento de 10% a 12% ao ano.” (MOURAD, L. N., 2000 in: Sistematização do Plano Diretor do Município de Diadema, SP. Lei Complementar nº161, de 02.08.2002, revisada a partir da Lei Complementar nº 25, de 25.01.1994). A população que era em 12.308 habitantes, no começo da década de 1960, passou para 78.914 habitantes, na década de 1970 (BOSSI, 2009). O uso predominante do município foi o residencial de baixa renda, pois oferecia nas décadas de 1950 a 1970 loteamentos irregulares, terrenos baratos, sem infraestrutura, que serviam de abrigo para a mão-de-obra trabalhadora das indústrias de São Bernardo e da região

sul de São Paulo, principalmente da recém-chegada indústria automobilística, prioridade para o governo.

aprovada em 1975 e estar em vigor, restringindo, segundo Wagner Bossi, cerca de 22% do território para a preservação do reservatório.

A maioria das indústrias se instalou por meio de incentivos fiscais e da reserva de enormes terrenos para o uso industrial, enquanto, ao mesmo tempo em que estabeleciam relações clientelistas com a população de baixa renda em situação irregular. Os instrumentos da legislação urbanística priorizavam zonas dirigidas às atividades industriais e econômicas, dificultando o acesso à terra legal para o grande contingente de população que se deslocava para o município.

A maior taxa de crescimento, no entanto, foi registrada no município de São Bernardo do campo, em 1960, segundo levantamento demográfico da Prefeitura de São Bernardo (2010). As sedes das indústrias automobilísticas, tais como Volkswagen, Ford, Scania, Toyota, Mercedes-Benz, e Karmann Ghia, implantadas nas décadas de 1950 e 1960, e as indústrias de autopeças que as suportam, alavancam o desenvolvimento do município e atraíram mão-de-obra.

Em 1972 é finalizada a instalação dos pedágios na Rodovia Anchieta, no trecho de São Bernardo do Campo, dinamizando o desenvolvimento industrial, mas dividindo o território e causando grandes dificuldades de transposição para as vias locais e para os pedestres.

Neste período, a taxa geométrica de crescimento anual (TGCA) foi de 10,7 %, aumentando vertiginosamente a população de 29.295 habitantes, em 1950, para 81.255 habitantes, em 19605. Entre 1960 e 1970, o município de São Bernardo do Campo apresenta a maior taxa geométrica de crescimento anual em relação ao Grande ABC, à RMSP e ao próprio Estado de São Paulo.

A partir da década de 1980, o crescimento populacional começa a sofrer uma redução. Mas, a falta de áreas livres para habitação ainda continua sendo um problema e a pressão próxima às áreas da represa Billings se intensifica, apesar da Lei de Proteção dos Mananciais da Região Metropolitana de São Paulo ter sido

A significativa diferença entre a TGCA da população de São Bernardo do Campo e a TGCA do Grande ABC (2,65%), RMSP (4,08%) e do Estado de São Paulo (6,19%),

5 Dados de http://www.saobernardo.sp.gov.br/secretarias/sp/geoportal - acesso 25 de outubro de 2012.

deve-se à instalação do parque automobilístico brasileiro, em franca expansão após a construção da Rodovia Anchieta. A população recenseada pelo IBGE em Diadema (dados de 2000) foi de 357.064 habitantes. Em 2010, o censo populacional do Instituto acusou 386.039 habitantes, resultando numa densidade demográfica de 12.595,07 hab./km², de acordo com site do IBGE (www.ibge.gov.br, acesso em 25 de março de 2011). Em São Bernardo do Campo, de acordo com o site do IBGE, estes dados foram de 801.580 habitantes com uma densidade demográfica de 2.410 hab/km² (2010). Ou seja, apesar da taxa de urbanização de São Bernardo ser de 98,26 %, o município de Diadema é mais denso e onde se verifica crônica falta de áreas livres.

Gráfico 1. Crescimento da população de Diadema e São Bernardo do Campo a partir da década de 1960. Dados do IBGE: http://www.ibge.gov.br/home/ 900,000 800,000 700,000 600,000 500,000 400,000 Diadema

300,000 200,000

São Bernardo do Campo

100,000 0 1960 1970 1980 1991 2000 2008 2009

Tabela 1. Dados do IBGE: Ano

Diadema

1960

12.308

São Bernardo do Campo 82.411

1970

78.914

201.662

1980

228.660

425.602

1991

305.287

566.893

2000

357.064

703.177

2009

397.730

810.980

3.2. A sub-bacia do Rib. dos Couros A bacia do Rio Tamanduateí possui uma área de Drenagem de cerca de 330 Km². O PDMAT 2007-2009 previu cerca de 43 reservatórios de detenção para a bacia do Tamanduateí – destes previstos, oito reservatórios estão localizados na sub-bacia do Ribeirão dos Couros (48 Km² de área de drenagem), e atualmente, todos estão em operação. Além da função de amortecimento de cheias, foram projetados como estruturas de retenção de sedimentos, os quais, quando carregados pelos cursos d’água em grandes quantidades podem causar problemas de inundação mais graves a jusante. No entanto, uma vez executado o projeto, os serviços de limpeza e desassoreamento devem ser realizados com a periodicidade planejada. Uma visita aos reservatórios do Couros demonstra que existe desrespeito e descaso no cumprimento desta última medida.

Legenda Sub-bacia Rib. dos Couros Rios e Reservatórios Rodovias - Rod. dos Imigrantes e Via Anchienta Municípios

Fonte: Plano do Alto Tietê (2007-2009), Mancha Urbana 2007 (EMPLASA). Org.: Mariana Guimarães Km 0

1.25

2.5

7.5

9 Localização da Bacia do Ribeirão dos Couros. A bacia ocupa boa parte de Diadema, São Bernardo do Campo e uma pequena parte de São Paulo.

3.2.1. Piscinões

TC-9

RC-5

Ford-Taboão (2007)

Taboão (2010)

RC-4a

RC-2a

Ford-Fábrica (2011)

MercedesPaulicéia (2005)

TC-6

TC-2

CapelaImigrantes (2002)

PiraporinhaCasa Grande (1999)

TC-3

AC-1

MercedesDiadema (2003)

Fonte: Plano do Alto Tietê (2007-2009). Org.: Mariana Guimarães 0

0.75

1.5

4.5

Km 6

Fonte: Mariana Guimarães e site do DAEE.

10 Sub-bacia dos Couros e reservatórios de detenção.

Vila Rosa (1999)

Tabela 2. Tabela resumo dos piscinões na Sub-bacia dos Couros. Fonte: site do DAEE

Código

Nome

Volume

Investimento

TC-9

Ford-Taboão

340000 m³

R$ 14,5 milhões

abril/2007

RC-4a

Ford-Fábrica

82000 m³

R$ 8,5 milhões

RC-5

Taboão

180000 m³

R$ 8,7 milhões

julho/2010 setembro/2010

RC-2a

Mercedes-Paulicéia

380000 m³

TC-6

Capela-Imigrantes

120000 m³

R$ 17,1 milhões R$ 7,5 milhões

TC-3

Mercedes-Diadema

140000 m³

R$ 5,3 milhões

TC-2

Piraporinha-Casa Grande

85000 m³

AC-1

Vila Rosa

R$ 6,6 milhões R$ 7,9 milhões

113450 m³

Data de Conclusão

fevereiro/2005 dezembro/2001 maio/2003 setembro/1999 julho/1999

3.2. O córrego Taboão “Tem rato que chega a subir pelo esgoto. Além disso, quando o córrego enche, a água retorna pela rede de esgoto e às vezes, causa entupimento” (Antonio Ferreira, morador há 30 anos) “Às vezes, por causa do cheiro, temos até de fechar as portas” (Eliseu Dias, morador há 20 anos) “A situação estava muito ruim e agora vai melhorar bastante [com a canalização]” (Ana Maria de Jesus Dias, moradora do bairro) (Site do Jornal ABC Repórter – 01/07/2008)

“Falaram para a gente que iriam fazer a canalização, achamos que seria coberto, mas só fizeram esse muro de arrimo. Antigamente, não chovia assim, dava para saber o que era rio e o que era rua. Hoje não dá mais para identificar, tudo vira rio” (Márcia Flores, mora ao lado do córrego há 14 anos) “Eles estão mexendo nas pontas (do córrego). Quando chove aqui no meio alaga tudo. A água sobe muito, ainda dá para ver o barro grudado na parede desde a última chuva” (Roberta Carvalho, moradora do bairro) (Site do Rudge Ramos Jornal – 20/03/2009)

Fonte: Plano do Alto Tietê (2007-2009). Org.: Mariana Guimarães 11 Córrego Taboão e afluente (córrego Canhema) em des taque.

Legenda Córregos abertos Quadras em São Bernardo do Campo Quadras em Diadema Sub-bacia do Taboao

Legenda

Fonte: Plano do Alto Tietê (2007-2009) e Prefeituras Municipais. Org.: Mariana Guimarães

0.35

0.7

1.4

Sub-bacia do Taboão

Km 2.1

12 Bairros de Diadema e São Bernardo. 26

Fonte: Plano do Alto Tietê (2007-2009) e Prefeituras Municipais. Org.: Mariana Guimarães Km 0 0.35 0.7 1.4 2.1

Legenda Hospitais e UBSs Creches e Escolas (EM e EE) Córregos abertos Sub-bacia do Taboão

13 Escolas e UBSs na área da sub-bacia. 27

O nome “Taboão” tem origem em uma fonte de água mineral junto a pedreira à margem da Estrada Água Funda que ligava o Parque do Estado à antiga Vila Conceição (hoje Diadema). Essa fonte situava-se no atual território de Diadema e em propriedade de Alfredo Bernardo Leite, que ali possuía um sítio e dedicava-se à exploração de água mineral e da pedreira6. Registros indicam que outros proprietários possuíam olarias na região. Na década de 20 a 30, Bernardo Leite executou um loteamento com o nome de Vila Santa Luzia que obedecia aos padrões da época, cujos lotes possuíam 10 metros de frente por 50 metros da frente aos fundos, e desse loteamento originaram-se as ruas principais com 16 metros de largura e as travessas com 10 metros de largura. Esse loteamento não possuía praças e jardins e não desenvolveu-se até aproximadamente a década de 60. Da década de 1940, a região era famosa como local de piquenique. A primeira extensão de rede de energia elétrica domiciliar foi executada em 1958 (Estrada do Taboão) e a iluminação pública incandescente em 1953, substituída por luminárias à vapor de mercúrio em 1972.

Fonte: Marcos Simonetti 14 Mapa de 1943 mostrando o antigo Taboão.

São Bernardo, Seus Bairros, Sua Gente, Cadernos Históricos I, Ademir Médici, 1981. Seção de Pesquisa e Banco de Dados SA.212 – PMSBC.

Embora a região do Taboão seja uma das mais antigas dos municípios de Diadema e São Bernardo do Campo, esta não se desenvolveu como a região central de ambos e hoje apresenta as características da maior parte da periferia da RMSP.

15 O centro do bairro em 1976.

17 Rua sendo pavimentada em 1985.

16 Vista da região desde Diadema, em 1976.

18 Praça Mario J. Batista em 1988.

29 Avenida do Taboão.

28 Núcleo Habitacional Santa Luzia.

19 Vista no Taboão na saída da fábrica da Ford.

27 Praça em níveis no Campanário.

20 Taboão na divisa de Diadema e São Bernardo do Campo.

26 Rodovia dos Imigrantes.

0.35

0.7

1.4

Km 2.1

21 Casas sobre o córrego.

Fonte: Mariana Guimarães

25 Córrego Taboão na montante.

24 Piscinão do Taboão.

23 Vista do Núcleo Habitacional Jardim ABC 1.

21 Vista do córrego Canhema. 30

4. OBJETIVOS O objetivo deste Trabalho Final de Graduação é fazer propostas e simulações que poderiam levar a reestruturação urbana-ambiental da bacia do córrego Taboão com vistas a reduzir os processos de inundação na mesma e à jusante e, principalmente, possibilitar a qualificação dos espaços públicos para responder tanto às demandas da drenagem urbana quanto as sociais. Para tanto, se valerá primeiramente de análises técnicas, da sub-bacia do córrego Taboão, na sub-bacia dos Couros, as quais são necessárias para gerar as manchas de inundação ao longo do córrego. Destacam-se também a avaliação de medidas de controle na fonte (jardins de chuva, telhados verdes e pavimento permeável) – como diretriz para a sub-bacia ou como avaliação da resposta da sub-bacia a aplicação destas técnicas.

Etapas da modelagem hidráulica-hidrológica:  Correção da base GIS7 para entrada no modelo; - Delimitação das sub-bacias; - Correção e levantamento do Uso do Solo; - Cálculo de declividades; - Tratamento e análise de dados do IBGE (Densidade Populacional e Densidade de Domicílios);

 Gerar o modelo digital de terreno da sub-bacia em estudo;  Preparação dos dados de chuva (chuvas de projeto e dados telemétricos):  Com a base GIS pronta e os dados de precipitação, estes entram no modelo, que foi construído no PCSWMM8;  Calibração do modelo com dados telemétricos;  Gerar a mancha de inundação no córrego Taboão;

- Cálculo de parâmetros hidrológicos e hidráulicos para entrada no modelo a partir da base;

7 A correção e produção das bases foi feita no software ESRI ArcGIS® 10.1. No entanto, qualquer outro software livre de Sistemas de Informações Geográficas, como o Terraview do

INPE, poderia ter sido usado nas operações espaciais e edições realizadas.

8 Software desenvolvido pela empresa canadense CHI WATER, o qual utiliza como rotina de cálculo o EPA SWMM, mas possui uma interface GIS.

4.1. Considerações iniciais Os resultados obtidos neste Trabalho Final de Graduação são fruto de muitas suposições e valores adotados, devido à falta de dados. As cotas do canal e talvegue foram estimadas com base no Modelo Digital de Terreno – o ideal nesse caso seria realizar um levantamento de campo com equipe de topografia especializada. Além disso, o modelo hidráulico e hidrológico não foi calibrado, portanto, somando-se isso à falta de dados, as manchas de inundação que aparecem neste trabalho não podem ser usadas para delimitar áreas de risco ou justificar a realocação de indivíduos que hoje vivem dentro destas áreas. Os mapas produzidos e muitas das análises, e cálculos, foram realizados com auxílio do software ESRI ArcGIS® - é possível conseguir uma licença de teste, completa, deste programa por 120 dias. Encontramse na internet diversos manuais (recomenda-se o manual desenvolvido por Amy Hillier, da Pennsylvania State University) para uso do programa e softwares de informação geográfica que são Open Source, isto é, gratuitos. Muitos destes têm um desempenho que se aproxima do ArcGIS®, como o QuantumGIS, MAPWindow e tantos outros.

5. FABRICANDO MANCHAS DE INUNDAÇÃO

= parcela da bacia com densidade entre 50 e 100 hab/ha (%);

5.1. Método da Relação Densidade Populacional - Área Impermeável

Será apresentada a seguir três metodologias utilizadas para a determinação da porcentagem de áreas impermeáveis na sub-bacia do Taboão. Dentre elas, destaca-se a determinação do parâmetro CN (Soil Conservation Service). Estas metodologias foram testadas e aprimoradas pelo Laboratório de Sistemas de Suporte a Decisão – LabSid em alguns estudos desenvolvidos no Laboratório. Em seguida, são detalhados outros parâmetros necessários para a modelagem hidrológica e do escoamento superficial da bacia (modelagem hidráulica) – este conjunto de metodologias compõe a caracterização hidrológica inicial necessária para entrada no software de modelagem PCSWMM.

De acordo com Tucci et al. (1989)9, o parâmetro que permite melhor avaliar o efeito da urbanização sobre o hidrograma de cheia da bacia é a taxa de áreas impermeáveis. Os autores defendem o uso de imagens aéreas para o levantamento das condições de urbanização, mas, também estimam um método alternativo, o qual busca relacionar a taxa de áreas impermeáveis à densidade populacional. Por se basear na densidade populacional este apresenta limitações dependendo do uso do solo existente, como será discutido adiante, e é definido através da seguinte equação: ∗

∗

Onde: = taxa de áreas impermeáveis (%); = parcela da bacia com densidade inferior a 50 hab/ha (%);

= parcela da bacia com densidade superior 100 hab/ha (%). A equação foi desenvolvida para bacias urbanas, sendo que, se fosse utilizada para uma bacia com 100% de sua área com densidade inferior a 50 hab/ha, seu resultado seria um valor negativo e, consequentemente, irreal (TUCCI, et al., 1989). Para o cálculo da densidade demográfica, foram utilizados os dados do Censo do IBGE 2010. Todas as operações espaciais envolvendo os setores censitários e os dados tabelados de população foram realizadas através do software ESRI ArcGIS® 10.1. O arquivo shapefile que contém os polígonos relativos aos setores censitários foi cruzado com a tabela “Base_informacoes_setores_2010_universo_SP_Exceto_Capital”, que contém as informações do censo para os setores das Regiões Metropolitanas do Estado de São Paulo, exceto da Capital. O parâmetro V01,

Tucci, Carlos E. M.; Braga Jr., Benedito P. F.; Silveira, André. Avaliação do impacto a urbanização nas cheias urbanas. RBE, vol. 7, n. 1, 1989.

referente às “pessoas residentes” (tabela “Pessoas03”) foi comparado à área do setor, calculada diretamente através do programa ArcGIS® 10.1, resultando na densidade demográfica para cada setor. Os setores foram então divididos entre aqueles que possuíam menos de 50 hab/ha, entre 50 e 100 hab/ha e aqueles acima de 100 hab/ha. Estes setores foram então agrupados em 3 polígonos, usando a operação de Dissolve. A área destas parcelas foi dividida pela área da sub-bacia do Taboão afim de se obter a porcentagem de área na bacia de cada parcela. Posteriormente foi calculada a Área Impermeável de cada uma das sub-bacias do Taboão, utilizando a equação acima descrita.

Tabela 3 Valores calculados para a área impermeável da sub-bacia do Taboão e suas sub-bacias

As tabelas a seguir apresentam os resultados para a sub-bacia do Taboão e cada uma de suas sub-bacias. Na sequência, as figuras ilustram a densidade demográfica na sub-bacia e as taxas de áreas impermeáveis calculadas para cada sub-bacia.

Área da sub-bacia do Taboão

7763234.377

m²

Inferior a 50 hab/ha

1882787.177

m²

24.25

Entre 50 e 100 hab/ha

1257124.470

m²

16.19

Mais de 100 hab/ha

4621693.180

m²

59.53

TB01

1025833.655

m²

Inferior a 50 hab/ha

745421.099

m²

72.66

Entre 50 e 100 hab/ha

24625.754

m²

2.40

Mais de 100 hab/ha

278624.827

m²

27.16

1073557.943

m²

Aimp = 45.12%

Aimp = 23.59% TB02 Inferior a 50 hab/ha

58791.870

m²

5.48

Entre 50 e 100 hab/ha

100040.067

m²

9.32

Mais de 100 hab/ha

914726.006

m²

85.21

Aimp = 59.25%

TB03

1884314

m²

TB06

579297.4

m²

Inferior a 50 hab/ha

175499.4

m²

9.31

Inferior a 50 hab/ha

425030.2

m² D1

73.37

Entre 50 e 100 hab/ha

411705.1

m²

21.85

Entre 50 e 100 hab/ha

32570.56

m² D2

5.62

Mais de 100 hab/ha

1297110

m²

68.84

Mais de 100 hab/ha

121682.1

m² D3

21.01

TB07

1234827

m²

Aimp = 54.94%

Aimp = 12.20%

TB04

139236.5

m²

Inferior a 50 hab/ha

83133.87

m²

59.71

Inferior a 50 hab/ha

352575.1

m² D1

28.55

Entre 50 e 100 hab/ha

2195.048

m²

1.58

Entre 50 e 100 hab/ha

516600.7

m² D2

41.84

Mais de 100 hab/ha

53907.58

m²

38.72

Mais de 100 hab/ha

362644.2

m² D3

29.37

TB08

1356453

m²

Aimp = 22.30%

Aimp = 37.73%

TB05

469715.1

m²

Inferior a 50 hab/ha

42335.67

m²

9.01

Inferior a 50 hab/ha

m² D1

Entre 50 e 100 hab/ha

28061.59

m²

5.97

Entre 50 e 100 hab/ha

141325.6

m² D2

10.42

Mais de 100 hab/ha

399317.8

m²

85.01

Mais de 100 hab/ha

1193681

m² D3

Aimp = 57.21%

Aimp = 55.51%

T01

T03

T08

T02

T04 T07 T06

T05

Fonte: Plano do Alto Tietê (2007-2009), CENSO 2010, IBGE, BING Imagery ESRI ArcGIS 10.1

30 Densidade populacional na sub-bacia do Taboão. 36

T01

T03

T08

T02

T04 T07 T06

T05

Fonte: Plano do Alto Tietê (2007-2009), CENSO 2010, IBGE, BING Imagery ESRI ArcGIS 10.1

31 Áreas impermeáveis nas sub-bacias do Taboão. A taxa média obtida para a sub-bacia foi de 45.12 %. 37

5.2. Método da Relação Densidade de Domicílios – Área impermeável (I) 100

Taxa de impermeabilização (%)

O segundo método se baseia na densidade de domicílios – um pouco mais próxima da realidade da ocupação da bacia. Para a obtenção da taxa de impermeabilização de cada sub-bacia, o LabSid adaptou os resultados apresentados no relatório de andamento do Terceiro Plano Diretor de Macrodrenagem da Bacia do Alto Tietê – PDMAT-3 e obteve uma fórmula que relaciona a taxa de áreas impermeáveis com a densidade de domicílios. Segundo levantamento do LabSid, o estudo elaborado pelo PDMAT-3 considera uma amostragem de polígonos retangulares de cinco hectares em alguns municípios da RMSP e estima a área impermeável de cada retângulo a partir do tratamento de imagens de satélite. Só no município de São Paulo, foram escolhidos 100 polígonos. A estimativa de área impermeável foi relacionada à densidade de domicílios por hectare para cada polígono, obtida através de informações do recenseamento realizado pelo IBGE em 2010 (CENSO 2010). Aos resultados obtidos, foi adaptada uma curva de tendência, considerando apenas os pontos de amostragem no município de São Paulo, conforme apresentado na Figura 32, a seguir.

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0

100

150

200

250

300

Domicílios/ha 32 Curva que relaciona taxa de impermeabilização e número de domicílios por hectare. Esta curva ajusta bem para o caso do munícipio de São Paulo. A curva que ajusta para os demais municípios apresenta pouca diferença, portanto, optou-se por usar esta curva. Fonte: PDMAT-3 e LabSid, 2013.

Assim, obteve-se a seguinte equação ajustada: ,

∙

∗

Onde:

Para cada setor, foi estimada uma taxa de áreas impermeáveis, através da equação apresentada. Na sequência, as figuras ilustram as taxas de áreas impermeáveis para os setores pertencentes à sub-bacia do Taboão e as taxas de áreas impermeáveis.

I = taxa de áreas impermeáveis (%); D = densidade de domicílios por hectare (Dom/ha). Para o cálculo da taxa de áreas impermeáveis da sub-bacia do Taboão (I), adotou-se então a fórmula acima descrita, também considerando informações do Censo IBGE 2010 para definir a taxa de domicílios por hectare. As operações foram realizadas através do aplicativo ESRI ArcGIS® 10.1 e são semelhantes às operações realizadas para o cálculo da densidade populacional, realizada no primeiro método apresentado e estão descritas a seguir. A taxa média obtida foi de 89.03 %. O arquivo shapefile que contém os polígonos relativos aos setores censitários, obtido através da página do IBGE, foi cruzado com a tabela Domicilio01, contida na “Base_informacoes_setores_2010_universo_SP_Exceto_Capital”. O parâmetro V001, referente ao número de “domicílios particulares e coletivos” foi comparado à área do setor em hectares, resultando na densidade de domicílios por setor censitário.

O arquivo shapefile que contém os polígonos relativos aos setores censitários foi cruzado com a tabela “”, que contém as informações do censo para os setores das Regiões Metropolitanas do Estado de São Paulo, exceto da Capital. O parâmetro V01, referente às “pessoas residentes” (tabela “Pessoas03”) foi comparado à área do setor, calculada diretamente através do programa ArcGIS® 10.1, resultando na densidade demográfica para cada setor. Os setores foram então divididos entre aqueles que possuíam menos de 50 hab/ha, entre 50 e 100 hab/ha e aqueles acima de 100 hab/ha. Estes setores foram então agrupados em 3 polígonos, usando a operação de Dissolve. A área destas parcelas foi dividida pela área da sub-bacia do Taboão afim de se obter a porcentagem de área na bacia de cada parcela. Posteriormente foi calculada a Área Impermeável de cada uma das sub-bacias do Taboão, utilizando a equação acima descrita.

T03

T08

T04

T01

T02

T07 T06

T05

Fonte: Plano do Alto Tietê (2007-2009), CENSO 2010, IBGE, BING Imagery ESRI ArcGIS 10.1

33 Densidade de domicílios na sub-bacia do Taboão. 40

T03

T08

T04

T01

T02

T07 T06

T05

Fonte: Plano do Alto Tietê (2007-2009), CENSO 2010, IBGE, BING Imagery ESRI ArcGIS 10.1

34 Taxa de áreas impermeáveis na sub-bacia do Taboão. A taxa média obtida para a sub-bacia foi de 89.03 %. 41

5.3. Método para determinação do parâmetro CN (Curve Number) do US-SCS (Soil Conservation Service) Para a obtenção do CN da sub-bacia do Taboão, foram estimados valores de CN para cada uso do solo e cada grupo hidrológico do solo do National Resources Conservation Service (NRCS). Estes valores de CNs foram estimados de acordo com valores recomendados em tabelas, como a, com base nas características de cada uso do solo.

Tabela 4 Valores recomendados para o CN Descrição do Uso do Solo

Classe Hidrológica do Solo - NRCS A B C D

Terra Cultivada Sem tratamento para conservação Com tratamento para conservação

72 62

81 71

88 78

91 81

Condição Ruim Condição Boa

68 39

79 61

86 74

89 80

Condição Boa

Densidade baixa, coberturas pobres, sem cobertura Boa cobertura

45 25

66 55

77 70

83 77

39 49 89 81

61 69 92 88

74 79 94 91

80 84 95 93

77 61 57 54 51 98

85 75 72 70 68 98

90 83 81 80 79 98

92 87 86 85 84 98

98 98 98 76 85 89 72 82 87 Condição de umidade antecedente II; Fonte: SCS Urban Hydrology for Small Watersheds, 2nd Ed, (TR-55), June 1986

98 91 89

Pastagem

Campo Floresta

Espaços abertos, gramados, parques, campos de golfe, cemitérios, etc. Condição boa: cobertura de grama em 75% ou mais da área Condição justa: cobertura de grama em 50-75% da área Áreas comerciais e de negócios (85% impermeáveis) Distritos industriais (72% impermeáveis)

Residencial - Tamanho médio do lote (% impermeáveis)

0,05 ha ou menos (65) 0,10 ha (38) 0,13 ha (30) 0,20 ha (25) 0,40 ha (20) Estacionamento pavimentado, telhados, calçadas etc. Ruas e estradas Pavimentada com meio fio e drenagem Em cascalho Sujas

Uma vez estabelecidos esses valores, foi calculado um CN médio para cada uso do solo assumindo que possuíam proporções iguais de cada grupo hidrológico de solo, como apresentado na Tabela 5. Por fim, o CN da subbacia foi determinado como sendo a média ponderada pela área de cada uso do solo. Os resultados para a sub-bacia estão apresentados nas figuras e tabelas apresentadas a seguir.

Tabela 5 Valores de CN estabelecidos em função uso e ocupação do solo e classificação hidrológica dos solos.

Uso do solo

Grupo hidrológico A

Média

Aterro sanitário

Campo

98 58

Capoeira

Chácara

Equipamento urbano

Espelho d’água

Favela

Hortifrutigranjeiro

Indústria

Loteamento desocupado

Mov. Terra – solo exposto

Outro uso

Reflorestamento

Reservatório de retenção

Mata

Área urbanizada

Mineração

Rodovia

Vegetação de várzea

Fonte: Plano do Alto Tietê (2007-2009), EMPLASA 2002, Google Street View e BING Imagery ESRI ArcGIS 10.1

35 Uso do solo levantado para a sub-bacia do Taboão e CN resultante da média ponderada de 86.97 (87). 44

O uso do solo foi estimado com base no levantamento realizado pela EMPLASA em 2002, cujos dados são acessíveis no site do CESAD-USP e atualizados utilizando informações dos planos diretores dos municípios de Diadema (2010) e São Bernardo do Campo (2011), informações de pontos de localização dos equipamentos dos munícipios, bem como o Google Street View. Foi utilizada a denominação originalmente adotada pela EMPLASA com algumas alterações: o uso do solo “Campo” foi estendido também para os piscinões, campinhos de futebol, praças e canteiros centrais. O uso “Equipamentos Urbanos” foi denominado “Equipamentos públicos”, remetendo aos edifícios públicos tais como escolas, creches, hospitais, UBSs e edifícios públicos. A equipe da EMPLASA considerou (no levantamento de 2002) as praças e campinhos de futebol como equipamentos urbanos (e de fato, o são) – no entanto, pensando na potencial “permeabilidade” destas áreas, estas foram classificadas como “Campo”. As “Favelas”, aqui denominadas, foram baseadas nos chamados aglomerados subnormais do IBGE, na classificação da EMPLASA e nas ZEIS apontadas em ambos os planos diretores. Além disso, foram atualizadas com base em imagens do Google Street View e nas visitas de campo. Observou-se que do levantamento de 2002 até o presente estas áreas

aumentaram – como foi em grande parte constatado na classificação visual e de imagens aéreas. Na tabela abaixo está o CN resultante calculado através da ponderação dos usos – somente para os usos no interior da sub-bacia (diferentemente do que está mostrado na Figura 35, para efeito de cálculo). Tabela 6 Valores resultantes:

Área da bacia do Taboão: 7,763,234.37663 m² Uso do Solo

Área (m²)

CNxÁrea

Indústria

1,581,103.90

139,137,143.37

Área urbanizada

3,123,942.44

268,659,049.82

Campo

486,970.43

28,731,255.53

Capoeira

52,188.83

4,227,295.08

Equipamentos públicos

392,797.55

36,530,171.77

Favela

307,512.41

23,678,455.95

Mata

105,822.74

6,031,896.30

Ruas

1,679,964.48

164,636,518.77

Solo exposto

42,214.35

3,503,790.94

CN resultante da média ponderada

86.97

5.4. Conclusão da aplicação das três

metodologias

A primeira metodologia utilizada, desenvolvida por TUCCI et al. em 1989 (densidade populacional x área impermeável) resultou em uma taxa de áreas impermeáveis de 45.12% contra uma taxa de 89.03%, utilizando-se a segunda metodologia, empregada no PDMAT-3 (densidade de domicílios x área impermeável). O primeiro estudo se baseia na densidade populacional em cada setor censitário, e de fato, em áreas industriais, por exemplo, que em geral apresentam um alto índice de áreas impermeáveis (grandes estacionamentos, grandes galpões resultando em grandes áreas de cobertura, vias internas, etc.) este apresenta um resultado que não condiz com a realidade, como se estas áreas fossem livres de coberturas e permeáveis. O método que usa como base a densidade de domicílios apresenta a mesma dificuldade – porém, por levar em conta a densidade de domicílios se mostra mais próximo da realidade e gera a taxa média de 89%. Levando em consideração o real tipo de ocupação da bacia, com grande porção de áreas industrias e usos

residenciais, mas em terrenos estreitos sem quintal arborizado, a taxa de 89 % é a mais plausível. Por fim, o cálculo do CN considerando os usos, inclusive vias, de 87 parece adequado para a bacia em estudo. Uma melhor resolução de imagens aéreas e mais dados, como o do limite das edificações e calçadas, possibilitariam um levantamento de usos ainda melhor.

5.5. Metodologia de caracterização

hidrológica

A bacia hidrográfica é usualmente definida como toda a área na qual ocorre a captação natural da água da chuva para um rio principal e seus afluentes devido às suas características geográficas e topográficas. Para a modelagem matemática, esta área pode ser dividida em um número adequado de sub-bacias, sendo identificado o ponto de saída do escoamento de cada uma delas (ponto chamado de exutório da bacia) No caso da modelagem do escoamento superficial (modelagem hidráulica), os parâmetros principais que devem ser fornecidos para cada sub-bacia são:    

Porcentagem de área impermeável; Declividade da sub-bacia; Largura equivalente da sub-bacia; Valor do coeficiente de Manning para o fluxo superficial, para áreas permeáveis e impermeáveis;  Armazenamento em depressão para áreas permeáveis e impermeáveis.

A porcentagem de área impermeável foi testada para dois métodos e adotado o valor de 89%. Para o modelo de infiltração foi adotado o modelo de infiltração baseado na Curva Número (CN) do SCS, e nesse caso foi estimado o valor do CN para a sub-bacia – de acordo com o uso do solo levantado, de 87. Os itens a seguir apresentam a estimativa dos demais parâmetros para a sub-bacia do córrego Taboão e os resultados obtidos.

5.5.1. Áreas impermeáveis Adotado o valor de 89% resultante da aplicação da metodologia proposta no PDMAT-3/LabSid.

5.5.2. Declividade das sub-bacias Para calcular a declividade média das sub-bacias, foram realizadas operações por meio do aplicativo ESRI ArcGIS® 10.1. A primeira etapa consistiu em criar um arquivo tipo raster, com base no Modelo Digital de Terreno (determinado com base nas curvas de nível de Diadema e São Bernardo do Campo, fornecidas pelas prefeituras), usando o comando Topo to Raster – este produto contém valores de declividade, em graus, para cada pixel. Na sequência, para a sub-bacia, foi estimada a média das declividades em cada pixel, resultando na declividade média da sub-bacia. Estes valores foram convertidos em porcentagem, para atender às unidades requeridas pela modelagem e foi obtido o valor de 14.78% (8.41 graus). As figuras a seguir ilustram o processo.

36 Modelo Digital de Terreno, acima, gerado com base em um TIN (Triangulated Irregular Network), usando as curvas de nível. Na direita um mapa de declividades gerado usando o ArcGIS®, com base no arquivo Raster do MDT. 48

5.5.3. Largura equivalente da bacia

hidrográfica

A largura equivalente da bacia hidrográfica foi calculada como sendo uma razão simples entre a área da bacia e o comprimento equivalente do fluxo. O comprimento de fluxo foi estimado como sendo o comprimento médio dos talvegues da bacia até suas bordas (como ilustrado na Figura 37), tomando como referência a hidrografia de um estado “original” da bacia, isto é, antes de a maioria de seus afluentes terem desaparecido ou terem sido canalizados. Assim, foi determinando, para cada curso d’água, o comprimento do talvegue do ponto mais alto até a saída das sub-bacias do Taboão utilizando o aplicativo ESRI ArcGIS® 10.1. O comprimento de escoamento obtido foi 14,723.36 m (14.72 Km) e a largura equivalente de 0.0189.

37 Base utilizada para calcular o comprimento de escoamento na sub-bacia.

5.5.4. Coeficiente de Manning para o fluxo superficial Os valores de Manning ( ) para o fluxo superficial são parâmetros de entrada no modelo do PCSWMM. Cada sub-bacia deve apresentar um valor de tanto para áreas permeáveis quanto para áreas impermeáveis. Para estabelecer tais valores, foi necessário atribuir um valor médio de para cada uso do solo, de forma que: é

% 100

Onde:

As porcentagens de área impermeável dentro de cada uso do solo foram obtidas através do cruzamento de informações dos shapefiles de uso do solo da EMPLASA e setores censitários do IBGE (que permitiu o cálculo da área impermeável, conforme metodologia apresentada nos itens 5.1. e 5.2.).

é o coeficiente de Manning para áreas impermeáveis; é o coeficiente de Manning para áreas permeáveis; %

é a porcentagem de área impermeável e

% é a porcentagem de área permeável em determinado uso do solo.

Tabela 7 Coeficientes de Manning para cada uso

do solo.

Manning

Uso do Solo (EMPLASA, 2002)

Manning

Impermeável

Permeável

Área Urbanizada

85.5

14.5

0.015

0.013

0.028

Aterro Sanitário

50.2

49.8

0.035

0.018

0.053

Equipamento Urbano

62.4

37.6

0.015

0.009

0.024

Favela

90.0

10.0

0.024

0.022

0.046

Indústria

69.4

30.6

0.015

0.010

0.025

Rodovia

71.4

28.6

0.015

0.011

0.026

Mineração

73.5

26.5

0.035

0.026

0.061

Reservatório de Retenção

61.9

38.1

0.015

0.009

0.024

Espelho d’Água

7.6

92.4

0.005

0.000

0.005

Outro Uso

82.9

17.1

0.133

0.110

0.243

Campo

51.4

48.6

0.130

0.067

0.197

Capoeira

43.4

56.6

0.240

0.104

0.344

Chácara

46.3

53.7

0.150

0.069

0.219

Hortifrutigranjeiro

42.6

57.4

0.170

0.072

0.242

Loteamento Desocupado

37.8

62.2

0.240

0.091

0.331

Mata

12.9

87.1

0.600

0.078

0.678

Movimento de Terra/Solo Exposto

59.8

40.2

0.050

0.030

0.080

Reflorestamento

16.1

83.9

0.400

0.064

0.464

Vegetação de Várzea

66.8

33.2

0.240

0.160

0.400

O é de cada uso do solo foi determinado com base na tabela a seguir, utilizada pela EPA (Environmental Protection Agency), disponível no manual do SWMM 5.0. Tabela 8 Coeficientes de Manning

Superfície Asfalto liso Concreto liso Concreto normal Madeira Tijolo com cimento Cerâmica Ferro fundido Tubos de metal ondulado Cimento com superfície de pedregulho Solo em pousio Solos cultivados Cobertos de resíduos < 20% Cobertos de resíduos > 20% Campo (natural) Grama Curta, pradaria Densa Grama-bermudas Floresta Vegetação rasteira leve Vegetação rasteira densa

η 0.011 0.012 0.013 0.014 0.014 0.015 0.015 0.024 0.024 0.05 0.06 0.17 0.13

0.15 0.24 0.41 0.4 0.8

Fonte: McCuen, R. et al (1996), Hydrology, FHWA-SA-96-067, Federal Highway Administration, Washington, DC.

Dispondo de valores de para áreas permeáveis e impermeáveis de cada uso, foi feita uma média ponderada pelas áreas de cada uso do solo dentro das sub-bacias, apresentados na tabela a seguir: Tabela 9 Coeficientes de Manning resultantes

Uso do Solo

Área (ha)

%Ai

%Ap

nimperv

nperv

nimperv

nperv

Área Urbanizada

312.394

85.5

14.5

0.013

0.028

267.097

45.297

0.006

Campo

48.697

51.4

48.6

0.067

0.197

25.030

23.667

0.003

0.024

Capoeira

5.219

43.4

56.6

0.104

0.344

2.265

2.954

0.000

0.005

Equipamento Público

39.280

62.4

37.6

0.009

0.024

24.511

14.769

0.000

0.002

Favela

30.751

90.0

10.0

0.022

0.046

27.676

3.075

0.001

Indústria

158.110

69.4

30.6

0.010

0.025

109.729

48.382

0.002

0.006

Mata

10.582

12.9

87.1

0.078

0.678

1.365

9.217

0.000

0.032

Solo Exposto

4.221

59.8

40.2

0.030

0.080

2.524

1.697

0.000

0.001

Ruas

167.996

71.4

28.6

0.011

0.026

119.949

48.047

0.002

0.006

Total da sub-bacia

776.323

580.147

197.105

0.015

0.083

5.5.5. Armazenamento em depressão Os valores para o armazenamento em depressão das sub-bacias foram estimados com base nos estudos de escoamento superficial realizados por Tomaz10 (2012). O autor cita Akan (2003), baseado nas pesquisas de Heaney et al (1977) e adapta ao Sistema Internacional a equação a seguir, que relaciona armazenamento em depressão à taxa de impermeabilização do solo: 6,35

4,76

% 100

Onde: é a profundidade de armazenamento em depressão e %

é a taxa de impermeabilização do solo

Um parâmetro foi estimado para cada categoria de uso do solo, sendo que a estimativa de áreas impermeáveis para cada uso do solo foi obtida através do cruzamento de infor

mações de uso do solo da EMPLASA aos resultados da metodologia apresentada no item 5.2. para o cálculo de áreas impermeáveis.

No SWMM, é necessário determinar a profundidade de armazenamento em áreas permeáveis e impermeáveis. Desse modo, foi utilizada relação análoga à utilizada para o de Manning:

% 100

Onde: corresponde ao armazenamento que ocorre nas áreas impermeáveis, corresponde ao armazenamento que ocorre nas áreas permeáveis; %

é a porcentagem de área impermeável e

% é a porcentagem de área permeável em determinado uso do solo.

Chegou-se aos valores da tabela a seguir:

TOMAZ, Plínio. Poluição Difusa, Cap. 40. São Paulo, 2012.

Tabela 10 Profundidade de armazenamento em depressão para cada uso do solo. Uso do Solo (EMPLASA, 2002)

Armazenamento em depressão (mm)

Armazenamento em depressão impermeável (mm)

Armazenamento em depressão permeável (mm)

Área Urbanizada

85.5

14.5

2.28

1.95

4.23

Aterro Sanitário

50.2

49.8

3.96

1.99

5.95

Equipamento Urbano

62.4

37.6

3.38

2.11

5.49

Favela

90.0

10.0

2.07

1.86

3.93

Indústria

69.4

30.6

3.05

2.11

5.16

Rodovia

71.4

28.6

2.95

2.11

5.06

Mineração

73.5

26.5

2.85

2.10

4.95

Reservatório de Retenção

61.9

38.1

3.40

2.11

5.51

Espelho d’Água

7.6

92.4

5.99

0.45

6.44

Outro Uso

82.9

17.1

2.41

1.99

4.40

Campo

51.4

48.6

3.90

2.01

5.91

Capoeira

43.4

56.6

4.29

1.86

6.14

Chácara

46.3

53.7

4.15

1.92

6.07

Hortifrutigranjeiro

42.6

57.4

4.32

1.84

6.16

Loteamento Desocupado

37.8

62.2

4.55

1.72

6.27

Mata Movimento de Terra/Solo Exposto Reflorestamento

12.9

87.1

5.73

0.74

6.48

59.8

40.2

3.50

2.10

5.60

16.1

83.9

5.58

0.90

6.48

Vegetação de Várzea

66.8

33.2

3.17

2.12

5.29

Em seguida, para obter os valores de e em cada sub-bacia, foi feita uma média ponderada pelas áreas de cada uso do solo dentro da sub-bacia, resultando nos valores apresentados na tabela abaixo:

Tabela 11 Valores resultantes do armazenamento em depressão.

Uso do Solo

Área (ha)

%Ap 14.5

dperv

dimperv

dperv

312.394

%Ai 85.5

dimperv

Área Urbanizada

1.950

4.230

267.097

45.297

0.898

0.972

Campo

48.697

51.4

48.6

2.010

5.910

25.030

23.667

0.087

0.710

Capoeira

5.219

43.4

56.6

1.860

6.140

2.265

2.954

0.007

0.092

Equipamento Público

39.280

62.4

37.6

2.110

5.490

24.511

14.769

0.089

0.411

Favela

30.751

90.0

10.0

1.860

3.930

27.676

3.075

0.089

0.061

Indústria

158.110

69.4

30.6

2.110

5.160

109.729

48.382

0.399

1.267

Mata

10.582

12.9

87.1

0.740

6.480

1.365

9.217

0.002

0.303

Solo Exposto

4.221

59.8

40.2

2.100

5.600

2.524

1.697

0.009

0.048

Ruas

167.996

71.4

28.6

2.110

5.060

119.949

48.047

0.436

1.233

Total por sub-bacia

776.323

580.147

197.105

2.016

5.098

5.5.6. Resumo dos valores obtidos na etapa de caracterização hidrológica para a sub-bacia do Taboão:

Tabela 12 Resumo dos valores para a sub-bacia do Taboão

Comprimento de escoamento (m)

Declividade (%)

Área impermeável

η impermeável

η permeável

d impermeável (mm)

d permeável (mm)

14723.36

14.78

0.015

0.083

2.016

5.098

38 Base mostrando os elementos espaciais que serão representados no PCSWMM.

5.6. Entrando com os dados no modelo

A estimativa inicial dos parâmetros passa por uma adequação à entrada dos dados no modelo, bem como a base GIS. Ao lado está esquematizado o modelo e abaixo estão dos dados de entrada para cada uma das sub-bacias que foram modeladas.

* #

Legenda Outfall Junctions

Tabela 13 Valores para entrada no modelo. NOME TB01

Área (m²)

Perímetro (m)

1,025,833.654 4,561.090

Comprimento de escoamento (m)

0.5

Km 3

Centerline Bacia Original Bacia com Piscinões

Declividade (%)

Storages

Área impermeável (%)

n impermeável

n permeável

d impermeável (mm)

d permeável (mm)

Zero Imper.

1575.016

9.658

81.949

87.885

0.013

0.043

2.073

5.144

0.000

TB01_A

240,215.367

2,022.341

658.192

7.679

32.050

87.821

0.014

0.048

2.103

5.261

0.000

TB01_B

785,618.287

3,993.222

916.824

10.284

81.949

88.639

0.012

0.040

2.065

5.096

0.000

TB02

1,073,557.943 5,370.035

1937.934

16.658

86.583

87.439

0.014

0.049

2.001

4.778

0.000

TB03

1,884,314.159 6,584.887

1879.877

13.589

86.421

88.350

0.014

0.071

2.015

4.906

0.000

TB04

3,779,528.651 9,175.959

9330.538

16.971

92.356

85.680

0.005

0.139

2.021

5.244

0.000

Em seguida, foram preparadas chuvas de projeto, também para entrada no modelo, na criação dos chamados Rain Gages, sendo que deve-se associar cada bacia a um determinado Rain Gage (ou seja, a uma chuva de projeto, para TR5

rodar o modelo). Os TRs, ou Tempos de Recorrência11 utilizados foram: 5, 10, 25, 50 e 100 anos. Nas páginas a seguir são elencados a seção tipo e as cotas dos nós.

Tabela 14 Valores das chuvas de projeto utilizadas.

TR10

TR25

TR50

TR100

Tempo

Precipitação

Tempo

Precipitação

Tempo

Precipitação

Tempo

Precipitação

Tempo

Precipitação

(hh:mm)

(mm)

(hh:mm)

(mm)

(hh:mm)

(mm)

(hh:mm)

(mm)

(hh:mm)

(mm)