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Gestão Integrada de Águas
Urbanas
Prof. Carlos E. M. Tucci Rhama Consultoria Ambiental
FEEVALE – UFRGS
1
Recursos Hídricos na Região Sudeste: Segurança Hídrica, Riscos, Impactos e Soluções
São Paulo, 20-21 de novembro de 2014
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Águas urbanas: Impactos
• Aumento da demanda e redução da oferta por
Contaminação de mananciais;
• Qualidade da água ruim nos rios e aquíferos
urbanos;
• Aumento da magnitude das vazões e da
frequência de inundações;
• Aumento da erosão, sedimentos e resíduos
sólidos;
• Qualidade de vida ruim com doenças e falta de
amenidades Sólidos
Fontes de água
ÁREAS
URBANAS
Pre
cip
itaç
ão
Floods
Esgoto
Drenagem
2
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Principais Causas
• Desenvolvimento urbano acelerado e
desordenado com ocupação de áreas
de risco e áreas irregulares;
• Falta de tratamento de efluentes:
doméstico, industrial, águas pluviais;
• Aumento da áreas impermeáveis,
condutos e canalização;
• Gestão fragmentada de um serviço
que deve ser integrado na cidade.
Até 2050 a população crescerá 3 bilhões e a
população urbana 3,6 bilhões , chegando a 70 %
da população
A cobertura de coleta e tratamento de esgoto é
baixa nos países em desenvolvimento
Serviços deficientes sem metas adequadas, com
baixo recuperação de custo e sem fiscalização
3
As cidades tendem a possuir 70% de áreas
impermeáveis que aumentam 6 vezes a vazão pré-
existente, aumentando inundações na drenagem.
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Impactos
integrados
4
• Ocupação irregular
• Resíduos sólidos
• Esgoto
• Drenagem
• Deterioração do ambiente
urbano e da qualidade da água;
• Inundações;
• Doenças
• Falta de amenidades
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Estágios da Urbanização
• Primeira fase da migração: acelerado processo de movimento da população
rural para as cidade. No Brasil até os anos 90 e redução da fertilidade;
• Crescimento da periferia de forma irregular e abandono de áreas centrais;
forte pressão sobre as áreas de abastecimento(mananciais);
• Estabilização da população total e diminuição da densidade e pressão
econômica nos serviços públicos: redução da população para a mesma área
ocupada. Redução de faturamento em água e esgoto e aumento da área
impermeável por pessoa.
5
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Mudança de densidade
• Relação entre área impermeável desenvolvida com imagens da década de 90 de Curitiba, Porto Alegre e São Paulo;
• Curva atualizada com imagem de 2011 para Porto Alegre mostra o efeito da redução de densidade.
6
Atualizado com dados de POA
Com base em Curitiba, Porto Alegre, São Paulo
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Disponibilidade x Demanda
• Vários locais com limite de disponibilidade frente a demanda;
• Vários locais com mananciais sem regularização;
• Redução de disponibilidade por contaminação dos mananciais
• Falta de Planejamento para as condições de emergências – Limitado visão de projeto
• O risco é assumido, mas não existe planejamento quando o mesmo ocorrer
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Principais causas dos riscos
• Vulnerabilidade social, econômica e ambiental
• Variabilidade climática
• Impacto do Desenvolvimento econômico e social sobre os
sistemas naturais
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9
Variabilidade climática
• Mudança na tendência séries hidrológicas produz importantes impactos na sociedade.
• Estas mudanças podem ser naturais, mudanças climáticas, uso do solo e alterações do sistema hídrico
• As mudanças naturais sempre existiram e fazem parte do clima do globo como a história mostra em diferentes relatos de civilizações que desapareceram ou se mudaram devido as estas condições
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10 10
Efeito relativo entre as variáveis
hidrológicas
Aumento relativo da precipitação é menor que o da vazão devido a amplificação dois efeitos da evaporação
Quando a P diminui a EVT aumenta pela redução dos dias chuvosos e a vazão diminui muito mais. Da mesma forma nos dias chuvosos no sentido contrário, amplificando os efeitos na vazão;
O efeito é maior nos climas tropicais devido ao efeito da temperatura
Elasticidade da vazão
0
0,4
0,8
1,2
1,6
2
1960 1965 1970 1975 1980
anos
an
om
alia
s
P
Q
E
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Serie hidrológica da Cantareira
11
0,000
0,500
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020
Vaz
ão a
nu
al/v
azão
méd
ia
anos
2014
Período seco desde o início dos anos 90; efeito de elasticidade
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COMENTÁRIOS SOBRE A CRISE DE
ABASTECIMENTO DE SÃO PAULO
Vários fatores contribuíram para as condições atuais:
• Crise de disponibilidade hídrica: seca com risco muito baixo;
• Prolongado período em que o sistema está no limite entre disponibilidade x demanda: Nos últimos 15 a 20 anos a RMSP está no limite da disponibilidade para a demanda;
• Necessidade de Plano para gestão de risco com alternativas: Os projetos não contemplam o que fazer quando ocorre o risco adotado.
• Práticas de conservação, eficiência e reuso: melhorias técnicas ao longo do tempo para reduzir a fragilidade do sistema.
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Agua & Saneamento
• Melhoria do atendimento de água segura, falta de cobertura de esgoto;
• Coleta sem tratamento traz grandes impactos para o sistema de rios e apenas transfere impactos. Incentivado pela forma como é cobrado o esgoto;
• Falta de gestão integrada no sistema manancial: incentivo indireto de ocupação irregular das áreas de mananciais;
• Falta de meta de resultado final de sociedade. A meta final é a melhoria da qualidade de vida e a conservação ambiental com segurança hídrica
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Inundações & Drenagem
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Inundações ribeirinhas: inundações naturais devido a flutuação dos rios: ocupação das áreas de risco.
Drenagem urbana: A urbanização amplia as vazões devido a canalização e a impermeabilização do solo.
Leito menor
Leito maior de inundação
Rural
Urban
Time
Q
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EFEITO DA URBANIZAÇÃO NO CICLO
HIDROLÓGICO
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• Redução da recarga : os rios tendem a secar
• Redução da evapotranspiração
• Aumento do volume de escoamento superficial
e da velocidade com aumento da vazão máxima
• Aumento da contaminação urbana, erosão e
material sólido
RESULTADO: inundações e cidade contaminada,
com impacto na saúde e segurança da população e
deterioração do ambiente
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Transferência de Impactos na Drenagem
• Redução da recarga e das vazões em estiagem;
• Aumento das vazões de montante para jusante
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Drenagem e Sólidos
• Aumento da velocidade e erosão;
• Falta de integração entre os serviços;
• Gestão desastrosa no fechamento dos
rios naturais;
• Falta de manutenção e limpeza e coleta
dos resíduos;
• A ação de melhoria deve ser na
combinação de: educação, serviços,
“enforcement” e incentivos
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Transferência de Impactos na Drenagem
• Redução da recarga e das vazões em estiagem;
• Aumento das vazões de montante para jusante
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Resultados de medidas na Drenagem
• Estimativa em uma área em
Porto Alegre de boa qualidade
de serviços
• Coletado: 98,91 %; limpeza
das ruas: 1,01 %; entra na
drenagem 0,080% e sai da
drenagem 0,024% (30%).
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tipos Entrada na
Drenagem (%)
Saída da
drenagem (%)
Plástico 40,4 77,2
Papel 35,9 0,8
Vidro 7,1 2,0
Aço e Alumínio 3,2 2,3
Panos e roupas 6,6 10,0
Isopor 2,7 4,5
Embalagem de
leite longa vida
1,5 1,1
Outros 2,5 2,1
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Ações Sustentáveis
• Planejamento e ocupação urbana para reduzir ocupação em áreas de risco;
• Redução da população irregular
• melhoria do ambiente urbano com amenidades e uso de superfícies verdes
• Coleta e tratamento dos efluentes considerando a capacidade dos rios em
receber os efluentes de esgoto e pluvial;
• Melhoria dos serviços de coleta e limpeza de sólidos com eficiência e
conservação;
• Infiltrar e amortecer o escoamento para reduzir a vazão para jusante e
recuperar a recarga
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Exemplo de Relação de custos
Na gestão das inundações na drenagem urbana os custos podem variar nos
seguintes cenários:
(a) Na prevenção e medidas sustentáveis:
US$ 200 a 400 mil/ km2
(b) na correção com amortecimento e condução em estágio avançado de
urbanização
US$ 2 a 3 milhões/km2
( c) correção com condução em estado avançado de urbanização:
US$ 6 a 7 milhões/km2
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Águas Urbanas Países desenvolvidos Países em Desenvolvimento
Abastecimento Cobertura de 100% com riscos de
contaminação difusa (agricultura) e
micropoluentes
Cobertura limitada ou mesmo completa, mas
com redução da qualidade das fontes
Esgoto Sanitário Alta cobertura de coleta e tratamento Pequena cobertura e efluentes contaminando as
fontes de águas e cidades a jusante
Sólidos Controle dos resíduos e serviços;
mecanismos financeiros
Serviços ruim, sem recuperação de custo direto,
sem controle de erosão
Drenagem Redção dos impactos de inundação e ênfase
no controle da poluição difusa (sólidos e
qualidade) da drenagem e aumento da
infiltração
Transferência de impactos dentro da cidade,
erosão e contaminação. Pouca ação em falta de
gestão.
Inundações Riberinhas Ênfase em medidas não estruturais com
medidas estruturais quando existe benefício
De forma geral, não existe nenhum tipo de gestão
coordenada
COMPARAÇÃO
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Fases das águas urbanas
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Periodo Nome Descrição
até 1970 Higienista Água segura e coleta de esgoto sem tratamento; drenagem
com canalização e condutos com aumento das vazões;
resíduos sem controle; impactos de doenças e redução de
qualidade de vida
1970-1990 Corretivo Tratamento de esgoto para melhoria dos rios e redução de
doenças: medidas não-estruturais na drenagem;
amortecimento do escoamento
1990* - ? sustentável Planejar a ocupação de forma sustentável, com reuso,
infiltração das águas pluviais e recuperação da recarga e
cobrança pelos resíduos e incentivos com certificação
ambiental: Low Impact Development; Green building,
REURBANIZAÇÃO
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Sustentabilidade
• Em nível privado : Green Building, Low Impact Development são iniciativas da tendência de melhoria dos empreendimentos na origem
• Em nível do Estado: a recuperação urbana com gestão integrada; cidade verde com melhorias distribuídas na cidade
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Recuperação urbana e sustentabilidade
• Coleta e Tratamento dos efluentes urbanos
• Proteção do Solo e melhoria dos serviços de resíduos sólidos
• Recuperação dos espaços urbanos
• Áreas verdes para infiltração e amortecimento do escoamento pluvial
• Áreas urbanas sustentáveis com espaços verdes.
• Intervenções integradas
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27 27 27 27
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RENOVAÇÃO E
RECUPERAÇÃO
URBANA
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Em nível público
• Intervenção integrada sobre os espaços urbanos dentro do contexto de RECUPERAÇÃO URBANA;
• Reassentamento, Esgoto, drenagem, resíduos sólidos, reurbanização e desenvolvimento de empreendimentos de renda e emprego.
• Fase 1: infraestrutura: água, esgoto, drenagem, resíduos e reassentamento;
• Fase 2: reurbanização com amenidades;
• Fase 3: investimentos e oportunidades de emprego e negócios.
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Recuperação urbana
Transformar os espaços degradados em
espaços para a população
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31 31
RECUPERACIÓN URBANA DEL RIO RHONE
Fonte: AU Arquitetura
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Boulder, Colorado
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Rio entre dois
shoppings centers
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Cingapura
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34 34
Seul
• Recuperação do rio Cheonggecheon
tributário do rio Han (62 km2)
• Desde o século 14 a cidade Hanyang na
Dinastia Joeson o rio fazia parte do que é
hoje Seul. Principalmente no século 20 o rio
foi fechado e construído um viaduto com uma
autopista
• En 2001 o candidato a Prefeitura de Seul
Myung Bak Lee prometeu recuperar o rio.
• Quando foi eleito em 2002 desenvolveu os
projetos e as obras em 3 anos por 380
milhões de dólares.
• O prefeito foi eleito presidente !!
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Fonte: AU Arquitetura
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38 38
Teresina, Brasil
• Projeto do Banco Mundial
• área com população pobre com inundações frequentes
• Dique de proteção de inundação ribeirinha construído na década de 70 e
Inundações internas por drenagem e falta de capacidade de bombeamento;
• Contaminação de esgoto sanitário, resíduos sólidos e construções degradadas;
• Fase 1: Esgoto de toda a áreas, reassentamento de população de área de risco,
drenagem e amenidades de uma parte da área;
• Fase 2: reurbanização de toda a área com amenidades;
• Fase 3: criação de oportunidades de emprego e negócios.
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Sistema de Lagoas
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Dique
Área desenvolvida
Área em planejamento
e projeto
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TERESINA, BRASIL
ANTES DEPOIS
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Conclusões
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• Este é um processo longo no tempo;
• Processo que necessita de ações permanentes ao longo do tempo;
• O arranjo institucional de instituições permanentes é a condição
necessária pra que a estratégia possa ter sucesso;
• Qualificação técnica é a base das instituições;
• Integração é essencial para obtenção de resultados sustentáveis;
• A gestão de Inundações pode ser uma oportunidade de mudar a cidade e não um problema