Introdução a amortecimento de cheias em reservatórios
Precipitações intensas em curto passo de tempo podem ser prejudiciais à bacia hidrográfica, gerando efeitos de transbordamento das calhas naturais e artificiais. A sobrecarga no sistema de drenagem da bacia pode acarretar enchentes e problemas como alagamentos em áreas urbanas.
Os cursos d’água possuem algumas faixas de trabalho naturais: leito menor, leito maior e planície de inundação. Fora da estação chuvosa, normalmente, os rios tendem a ocupar somente o leito menor representado na Figura 3 como “situação normal”. Seguindo a tendência natural, durante o período chuvoso, o nível d’água do rio pode se elevar até a cota de “enchente” já impactando minimamente as edificações ribeirinhas e em casos de chuvas extremas o canal poderá ocupar a planície de inundação atingindo ainda mais a zona urbana adjacente.
No Brasil, é comum a ocupação das várzeas de forma desordenada, o que coloca em risco a vida das pessoas que vivem às margens do rio e acabam ficando vulneráveis aos impactos de enchentes. Esse é um problema histórico do nosso país, pois o processo de urbanização sempre se desenvolveu às margens de algum rio para uso da água.
O processo de urbanização da bacia hidrográfica aumenta a impermeabilidade do solo favorecendo o escoamento superficial, logo o processo de infiltração é prejudicado.
Além disso, outros processos como a retificação que reduz o comprimento do talvegue e o desmatamento que limita a cobertura vegetal também contribuem para aumentar esse efeito de sobrecarga na drenagem da bacia hidrográfica.
Eventos pluviométricos raros, ou seja, com tempo de retorno alto (100 anos, 150 anos, 200 anos…) levam a população a subestimar sua ocorrência e desprezando a ameaça de inundação e ocupando as áreas de risco sob a ótica de uma falsa segurança.
Medidas para controle de inundações.
Estruturais
- Controle da cobertura vegetal;
- Controle da erosão do solo;
- Diques e polders;
- Aumento da capacidade da seção hidráulica;
- Reservatórios.
Não-Estruturais
- Regulamentação de áreas ribeirinhas;
- Área mínima permeável para empreendimentos;
- Mapeamento de áreas de riscos;
- Serviços de previsão e alerta de enchentes.
Volume de Detenção X Volume de Retenção
O reservatório de retenção é aquele que contém inicialmente uma lâmina d´água permanente (NA permanente) e durante o período chuvoso recebe um volume excedente (NA enchente). A diferença de nível entre essas lâminas gera o amortecimento. Existe também um dispositivo de controle que veicula essa lâmina de enchente.
O reservatório de detenção — por exemplo, piscinões — não contém uma lâmina d’água constante, logo seu estado inicial é seco. Durante o período chuvoso, ele começa a ser preenchido com a vazão excedente gerando nível d’água de enchente que será evacuado gradualmente pelos dispositivos de controle.
Reservatórios Inline vs. Offline
O termo “Inline” indica que o reservatório de amortecimento foi construído ao redor do rio. A figura abaixo apresenta uma visão frontal da planície de inundação projetada para o canal extravasar em épocas de cheias.
O termo “Offline” significa que o piscinão não está alinhado com o curso d’água, ou seja, está adjacente a ele. Em reservatórios offline, muitas vezes o extravasamento do rio para essa estrutura de drenagem é direcionado através de vertedouros laterais.
Método Expedito Urbonas e Glidden (1983)
Esse método é indicado para avaliações preliminares da viabilidade técnica de um reservatório de amortecimento para um determinado local.
O método expedito desenvolvido por Urbonas e Glidden em 1983 é baseado em uma análise computacional de uma bacia hidrográfica piloto no Colorado (EUA). Nos ensaios de modelagem para bacia hidrográfica em Denver (EUA) foi utilizada chuva com tempo de duração igual a 2 horas cujo TR 10 = 47 mm e TR 100 = 73 mm.
Foram elaborados diversos modelos computacionais para bacias com áreas até 25 km².
O método de Urbonas e Glidden (1983) retorna os seguintes resultados:
- os volumes de reservação para TR = 10 anos e TR = 100 anos;
- as vazões efluentes máximas para TR = 10 anos e TR = 100 anos;
Equações Utilizadas
Para um TR = 10 anos, temos:
Exemplo de Aplicação
Iremos aplicar o método expedito de Urbonas e Glidden (1983) para estudar a viabilidade de construção de um reservatório de amortecimento na área delimitada conforme a figura abaixo.
Fator de correção (k)
As equações desse método tem como base as características hidrológicas de Denver, local que foi objeto de estudo de Urbonas e Glidden (1983) para desenvolver as equações do método expedito. Então, para adaptarmos para a realidade da nossa área de estudo precisamos calcular o fator de correção.
Esse parâmetro é calculado como:
Com base nos valores de entrada, para tempo de duração de 2 horas e TR = 10 anos, temos:
Para TR = 100 anos, temos:
Volume de Detenção
De acordo com os dados de entrada temos que A = 6,89 km² e I = 16%.
Para TR = 10 anos, temos:
Substituindo as variáveis pelos valores da tabela de dados de entrada, temos:
Aplicando o valor de correção k10 para a cidade de estudo, temos:
Para TR = 100 anos, temos:
Substituindo as variáveis pelos valores da tabela de dados de entrada, temos:
Aplicando o valor de correção k100 para a cidade de estudo, temos:
Vazão Efluente Máxima
Para TR = 10 anos, temos:
Para TR = 100 anos, temos:
Análise dos Resultados
Em suma, com base nos dados de entrada, obtivemos os seguintes valores:
A partir desses resultados iniciais, cabe ao profissional avaliar se a área de estudo tem capacidade ou não de reservar todo esse volume.
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