Técnicas compensatórias no controle de drenagem em bacias hidrográficas urbanas: diagnóstico, viabilidade e modelagem

Abstract

A falta de planejamento no uso e ocupação do solo pode ser observada na história de desenvolvimento da maioria das cidades brasileiras. A urbanização, sem o devido planejamento, propicia o aumento do escoamento superficial ocasionando vazões acentuadas responsáveis por eventos catastróficos cada vez mais frequentes. O sistema clássico de drenagem, amplamente adotado no Brasil, busca a rápida remoção do escoamento superficial das áreas urbanas, sem considerar a conservação da água e solo. Visando reduzir os problemas causados pela urbanização desordenada, técnicas compensatórias de drenagem têm sido utilizadas de forma complementar ao sistema clássico. As técnicas compensatórias são compostas por infraestruturas verdes que atuam na redução da geração do escoamento superficial. O objetivo deste trabalho foi avaliar o cenário atual de drenagem e o impacto da utilização de técnicas compensatórias na redução do volume escoado superficialmente em uma microbacia urbana. A bacia do córrego da Conceição, área de estudo, no município de Viçosa-MG, assim como outras, apresenta problemas recorrentes de alagamentos devido ao crescimento urbano sem planejamento. Realizou-se o levantamento in loco e o georreferenciamento das estruturas que compõem o sistema de drenagem. Foram identificadas características da rede de micro e macrodrenagem contemplando: bocas de lobo que precisam de limpeza ou manutenção; instabilidade de encostas, presença de resíduos sólidos, e lançamentos clandestinos de esgoto doméstico. O software Storm Water Management Model, SWMM foi utilizado para modelagem da drenagem da bacia hidrográfica de estudo. Conjuntamente foi proposta uma metodologia para priorização das áreas mais suscetíveis à geração, transporte e acumulação de escoamento superficial. A partir destas áreas, dispôs-se da alocação das técnicas compensatórias integradas à paisagem urbana, utilizando uma combinação de mapas topográficos, uso do solo e zoneamento do município. As técnicas propostas foram: células de biorretenção, jardins de chuva, telhado verde, pavimentopermeável e plantio de vegetação nativa. Os resultados mostraram que, no cenário atual, das 67 sub-bacias estudadas 42 apresentaram pontos de alagamento. Com a proposta de implementação de técnicas compensatórias em 54,2% da área da bacia, o número de sub-bacias com pontos de alagamento reduziu para 28. A técnica compensatória mais sugerida foi o plantio de vegetação nativa, ocupando 36,9% da área total da bacia de estudo, seguida por: célula de biorretenção (8,2%), telhado verde (3,6%), jardim de chuva (3,0%) e pavimento permeável (2,5%). A metodologia de priorização e alocação de técnicas compensatórias favoreceu áreas de cabeceira da bacia em estudo, contribuindo para a conservação e manutenção de nascentes, além de favorecer a redução do volume de escoamento superficial no início do sistema de drenagem. Mesmo para as sub-bacias onde os pontos de alagamento persistiram, houve redução do volume de escoamento superficial. Conclui-se que a metodologia de diagnóstico proposta permite a identificação das principais irregularidades do sistema de drenagem, e se apresenta como uma base de dados de fácil atualização, sendo uma ferramenta útil à gestão municipal. A priorização de áreas e alocação de técnicas compensatórias constitui-se como uma ferramenta útil para melhoria do manejo de águas pluviais na bacia e visa promover um uso mais eficiente dos recursos. Palavras-chave: Áreas prioritárias. Gestão de águas pluviais. Modelagem hidrológica. SWMM.The lack of land use planning can be found in the development history of most Brazilian cities. Urbanization increases runoff, which ends up in high peak flows that are responsible for catastrophic events each day more frequent. The classic urban drainage system, widely used in Brazil, seeks to remove the runoff from urban areas, regardless of water and soil conservation. To mitigate the problems caused by disordered urbanization, best management practices have been used along with the classic urban drainage system. The best management practices are green infrastructures that act on reducing the runoff's formation. Therefore, this work’s goal was to assess the current urban drainage scenario and the impact of using best management practices in reducing the runoff volume in a small urbanized catchment. The study area was the Conceição river catchment, in Viçosa-MG. This catchment, just like many others, has frequent flood events due to rapid and unplanned urbanization. It was carried out an on-site survey and georeferencing of the drainage system structures. Characteristics of the minor and major drainage systems were identified regarding inlets in need of cleaning or maintenance, slope instability, solid waste presence, and clandestine discharge of domestic sewage. The Storm Water Management Model software, SWMM, was used to model the drainage of the study catchment. It was also proposed a methodology to prioritize areas that are more susceptible to runoff generation, transport and accumulation. From these areas, it was suggested the allocation of best management practices integrated into the urban landscape using a combination of topographic maps, land use, and the city’s zoning. The studied practices were: bioretention cells, rain gardens, green roofs, permeable pavements, and native vegetation landscaping. The results showed that in the current scenario, from the 67 sub-catchments studied, 42 had flooding points. After the placement of the best management practices, in 54.2% of the catchment area, the number of sub-catchments with flooding points reduced to 28. The practice most suggested was native vegetation landscaping, occupying 36.9% of the total area ofthe study catchment followed by bioretention cells (8.2%), green roofs (3.6%), rain gardens (3.0%) and permeable pavement (2,5%). The methodology for prioritizing and allocating best management practices favored the upper areas of the catchment, thus contributing to the conservation and maintenance of springs, as well as helping to reduce the runoff volume at the beginning of the drainage system. Even in the sub- catchments where flooding points remained, there was a reduction in the flooded volume. Hence, it is possible to conclude that the proposed diagnostic methodology allows the identification of the main irregularities of the urban drainage system, as well as presenting itself as an easily updatable database, being a useful tool for the city's management. The prioritization of areas and allocation of best management practices is shown to be a tool for improving the drainage situation of a catchment as a whole and aims to promote a more efficient resource allocation. Keywords: management. Hydrological modelling. Priority areas. SWMM. Urban water