Dimensionamento de Obras de Drenagem em Áreas Urbanas Usando Técnicos de Geoprocessamento

UNIVERSIDADE REGIONAL DO CARIRI - URCA

CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA - CCT

DEPARTAMENTO DA CONSTRUÇÃO CIVIL

Dimensionamento de obras de drenagem em áreas urbanas usando técnicas de geoprocessamento

Juazeiro do Norte – CE

2014

Thaís Bento da Silva

Dimensionamento de pequenas obras de drenagem em áreas urbanas usando técnicas de geoprocessamento

Projeto apresentado ao Curso de Tecnologia da Construção Civil em Topografia e Estradas da Universidade Regional do Cariri - URCA como requisito para conclusão de curso.

Juazeiro do Norte – CE

2014

INTRODUÇÃO

Com o processo de urbanização crescente das bacias hidrográficas ao longo do tempo, vem surgindo uma série de fatores que impossibilitam o desempenho hidrológico da mesma.

Para Baptista et al. (2005), a urbanização provoca alterações significativas no meio ambiente, influenciando diretamente nos processos hidrológicos, por meio da ação direta dos cursos d’água das bacias hidrográficas. Fato esse que acarreta uma série de problemas para a população, podendo prejudica-las desde a saúde até a moradia.

A expansão das áreas urbanas nos contornos das microbacias hidrográficas de forma desordenada trás como consequência o alto índice de impermeabilização do sistema de drenagem, que por sua vez acarreta uma maior ampliação nos picos de vazão facilitando a ocorrência de enchentes e inundações.

A fim de minimizar esses impactos causados pela impermeabilização do solo é de grande importância rever as consequências desse desequilíbrio e tentar reverter à situação fazendo melhorias nos projetos de drenagem e execução dos mesmos.

Diante da situação, o estudo visa o dimensionamento de pequenas obras de drenagem, utilizando técnicas de geoprocessamento e o método Serviço de Conservação do Solo (SCS) dos Estados Unidos, atual Natural Resources Conservation Service-NRCS, para estimativa da vazão máxima e aplicá-la no dimensionamento de obras de drenagem na tentativa de minimizar os riscos de enchentes e inundações causados pelo crescimento da urbanização em uma microbacia localizada no município de Juazeiro do Norte, Ceará.

JUSTIFICATIVA

De acordo com TUCCI (2000), um habitante produz um área impermeável de 49m² de uma bacia e é gerado um aumento de 100% do coeficiente de cheia e no volume do escoamento para cada 10% do aumento de área impermeável da bacia. Deste modo é de grande importância ter um controle favorável no crescimento da urbanização das bacias hidrográficas e de suas áreas ribeirinhas a fim de evitar os problemas gerados por consequência do alto índice de urbanização.

O dimensionamento de obras hidráulicas necessita como dado básico a vazão de projeto. No entanto, na maioria das bacias hidrográficas brasileiras os dados de vazões observadas são escassos ou ausentes. Dessa forma, como alternativa é muito como o uso de técnicas estatísticas ou modelagem de vazão com o uso de modelos hidrológicos.

Os modelos hidrológicos necessitam de dados morfométricos da bacia que pode ser suprido em parte pela aplicação de técnicas de geoprocessamento. Assim para facilitar o dimensionamento das obras de drenagem a fim de reduzir os riscos de danos à sociedade quanto a percas financeiras, sociais e ambientais é importante ter conhecimento aprofundado da hidrologia das bacias hidrográficas, especialmente em áreas urbanas nas quais os danos são potencialmente maiores. Diante dessa situação, esse estudo visa o dimensionamento de pequenas obras de drenagem, utilizando técnicas de geoprocessamento e o método de estimativa de vazões máximas do Serviço de Conservação do Solo (SCS) dos Estados Unidos, atual Natural Resources Conservation Service-NRCS, na tentativa de minimizar os riscos de enchentes e inundações causados pelo crescimento da urbanização em uma microbacia localizada no município de Juazeiro do Norte, Ceará.

OBJETIVO

3.1- Geral:

Objetivos gerais dessa pesquisa referem-se a aplicar os estudos de uso e ocupação do solo com técnicas de geoprocessamento para dimensionamento de obras de drenagem.

Para obter os resultados será necessário estimar valores da Curva Número (CN) do método SCS e realizar estimativas de vazões máximas com o auxilio de um modelo hidrológico.

3.2- Específicos:

Obter hidrogramas de vazões máximas em uma bacia urbana.

Mostrar as diferentes aplicações das técnicas de geoprocessamento para aplicações de engenharia hidrológica e hidráulica.

METODOLOGIA

A microbacia Riacho do Touro está localizada na região do cariri. A maior parte de sua extensão está em Juazeiro do Norte e uma pequena parte em Barbalha, seu rio principal é o Riacho Touro. Deve ser realizado o estudo de uso e ocupação do solo da microbacia em questão, a fim de facilitar o dimensionamento das obras de drenagem.

Figura 1. Fluxograma representativo do desenvolvimento de pesquisa.

O método SCS, do departamento de Serviço de Conservação do Solo dos Estados Unidos (atual Natural Resources Conservation Service-NRCS), consiste em determinar a chuva efetiva e transformá-la em vazão, utilizando os conceitos básicos do histograma unitário, particularmente utiliza o CN para representar as características do solo e da superfície ainda mostrando algumas incertezas em relação ao valor obtido devido a certa dificuldade na obtenção de dados. () Esse método é descrito em várias publicações como em Tucci (2004) e NRSC (2009):

P_e=〖(P-0,2.S)〗^2/(P+0,8.S),se P>0,2.S (1)

S=25.400/CN-254 (2)

Em que:

Pe – é a precipitação efetiva, ou escoamento superficial (mm)

P