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A água é um recurso hídrico de extrema importância para o homem. Desde o início dos tempos, o homem se fixou junto às margens dos cursos d'águas devido às suas riquesas ali encontradas, que lhes proporcionavam alimento e matéria prima, suprindo suas necessidades.
Tipologia: Notas de estudo
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Faculdade Professor Miguel Ângelo da Silva Santos – FeMASS
Pesquisado e formatado Por Cleidimar Robaina da Silva Douglas Campanati Éder da Silva Pereira Jóse Francisco de Oliveira Junior Matheus Portugal Sthefany Ribeiro Vanessa Soutinho
Novembro 2012
ESTADO DO RIO DE JANEIRO PREFEITURA MUNICIPAL DE MACAÉ FUNDAÇÃO EDUCACIONAL DE MACAÉ – FUNEMAC
A água é um recurso hídrico de extrema importância para o homem. Desde o início dos tempos, o homem se fixou junto às margens dos cursos d'águas devido às suas riquesas ali encontradas, que lhes proporcionavam alimento e matéria prima, suprindo suas necessidades. O ciclo da água no planeta depende fundamentalmente das chuvas, que caem sobre os continentes, ilhas e oceanos. A água que cai pode ser acumulada (em poças, lagoas, represas e etc...), pode infiltrar no solo, ou pode seguir seu curso por ação da gravidade (terrenos baixos). No último caso, a porçao superior fica mais seca, de modo que podemos dizer que tal porçao foi drenada, a medida em que a água escoou. A área na qual ocorre a captaçao da água que será drenada é chamada de bacia hidrográfica. Essa drenagem será direcionada para o rio principal e seus afluentes. Devido a sua importância, a água encontrada na natureza precisa de um gerenciamento integrado.Visando esse gerenciamento foi intituído no brasil a Lei 9433, de 8 de janeiro de 1997,que trata da política de recursos hídricos para o Brasil. No Brasil temos 12 bacias, que serão sitadas ao longo do trabalho. Essas bacias obtêm comitês, ou seja, "Comitês de Bacias Hidrográficas", que foram criados para gerenciar o uso dos recursos hídricos de forma integrada e descentralizada, com a participação da sociedade. É uma espécie de colegiado que é composto por representantes do poder público, da sociedade civil e de usuários de água. Essa formação tem o objetivo de garantir a deliberação de decisões que influênciam na melhoria de qualidade de vida da região e no desenvolvimento sustentado das bacias. Por seu poder consultivo, normativo e deliberativo, os comitês são considerados o "Parlamento das Águas".
Uma Bacia de Drenagem, é uma área onde um rio principal juntamente com seus afluentes, drenam águas e demais sedimentos para um ponto de saída. Formado o que podemos chamar de sistema fluvial, ou rede de drenagem. Em outras palavras uma Rede de Drenagem, constitui-se de todos os corpos d’água da bacia e canais de escoamento. A rede de drenagem é extremamente importante para caracterização e manejo das bacias hidrográficas, determinando suas características de escoamento superficial e o potencial de produção e transporte de sedimentos. Observa-se que estas propriedades hidrológicas são de grande importância para o manejo da bacia, especialmente no contexto ambiental e são diretamente influenciadas pelas características da rede de drenagem. O conceito de pequenas bacias é controverso. Não está somente associado ao tamanho (área) das mesmas, mas ao objetivo dos estudos que serão desenvolvidos. Algumas propriedades são importantes para se definir uma bacia hidrográfica como pequena: uniformidade da distribuição da precipitação em toda a área da bacia; uniformidade da distribuição da precipitação no tempo; o tempo de duração da chuva geralmente excede o tempo de concentração da bacia; 2.1 - Hierarquia da rede de drenagem
Uma bacia de drenagem subdivide-se, normalmente, em sub-bacias de acordo com a hierarquia da rede de drenagem. Esta hierarquia divide-se em “ordens”:
1 a^ ordem (vales mais elevados e sem tributários) 2 a^ ordem (a jusante da confluência de 2 ou mais tributários de 1a^ ordem) 3 a^ ordem (a jusante da confluência de 2 ou mais tributários de 2a^ ordem) assim, sucessivamente, sendo que um tributário de ordem "n" pode desembocar em outro de ordem maior que "n+1".
De modo geral, quanto mais ramificada for a rede de drenagem, mais acidentado deve ser o relevo.
2.1.1 - Metodo de Horton para Hierarquia de drenagem
O metodo de Horton sugeri “subir o rio” e, a partir das confluências, seguir o caminho da maior ordem. Onde houver confluências de mesma ordem hierárquica, os seguintes critérios deverão ser observados:
a bacia hidrográfica escolhida apresenta forte controle estrutural a bacia hidrográfica não apresenta forte controle estrutural
Para a situação descrita no primeiro item os critérios de desempate são , em primeiro lugar, a área das sub-bacias até o ponto da confluência em questão. A maior área é a que deverá ser a escolhida para se “subir o rio”. Se os dados de área se apresentarem parecidos, o segundo critério de desempate será o de extensão das sub- bacias. A maior extensão é a que deverá ser escolhida. Se ainda assim, os números forem próximos, o critério da maior altitude será escolhido.
Para a situação descrita no segundo item os critérios de desempate serão o de menor ângulo , seguidos dos critérios de maior área drenada , maior extensão e maior altitude. Por último, será considerado o critério da toponímia, que poderá trazer o nome do rio principal.
Figura 3 – Diferença entre os 2 métodos de classificação de hierarquia.
Para estudar e entender melhor esse sistemas há necessidade de levar em consideração não somente a precipitação mas também as perdas por evapotranspiração e infiltração, o
escoamento canalizadado, a topografia, a cobertura vegetal, o tipo de solo e de rocha. Tudo isso colabora para se entender melhor um Bacia de Drenagem.
2.2 – Classificação das Bacias
Para classificá-las podemos usar os seguintes critérios: forma do escoamento, gênese ou geometria. Com base no escoamento temos: Bacias Exorréicas - quando a drenagem tem como fim o mar, ou seja a água e os sedimentos chegam ao mar;
Figura 4 – Exemplo de bacia Exorreicas Bacias Endorréicas - quando a drenagem para numa depressão do terreno, num lago, ou dissipa-se em areias ou solo de um deserto, ou ainda é totalmente infiltrada num ambiente cárstico.
Quanto aos padrões de drenagem: Dentrítica - assemelha-se a galhos de árvores, ocorre em rochas de muita resistência; Retangular - é adaptada às condições estruturais e tectônicas que geram ângulos quase retos; Paralela - neste caso os rios são poucos ramificados, mantendo-se um certo espaçamento entre eles; Radial - os rios nascem em um região comum e dali partem para todas as direções. Se ocorrer ou contrário, ou seja, os rios se convergerem para uma região é chamada de radial centrípeta; Irregular - uma drenage não-regularizada por estar em áreas de sedimentação recente.
De grande importância no estudo das BH é o conhecimento do sistema de drenagem, ou seja, que tipo de curso d’água está drenando a região. Uma maneira utilizada para classificar os cursos d’água é a de tomar como base a constância do escoamento com o que se determinam três tipos:
Perenes: contém água durante todo o tempo. O lençol freático mantém uma alimentação contínua e não desce nunca abaixo do leito do curso d’água, mesmo durante as secas mais severas. Intermitentes: em geral, escoam durante as estações de chuvas e secam nas de estiagem. Durante as estações chuvosas, transportam todos os tipos de deflúvio, pois o lençol d’água subterrâneo conserva-se acima do leito fluvial e alimentando o curso d’água, o que não ocorre na época de estiagem, quando o lençol freático se encontra em um nível inferior ao do leito. Efêmeros: existem apenas durante ou imediatamente após os períodos de precipitação e só transportam escoamento superficial. A superfície freática se encontra sempre a um nível inferior ao do leito fluvial, não havendo a possibilidade de escoamento de deflúvio subterrâneo
2.3 Densidade de Drenagem
Para entendermos o desenvolvimento do sistema de drenagem temos que ter em mente a Densidade de drenagem (Dd). É expressa a relação entre o comprimento total dos cursos d’água (sejam eles efêmeros, intermitentes ou perenes) de uma bacia e a sua área total.
Dd = ΣL A Para avaliar Dd, deve-se marcar em fotografias aéreas, toda a rede de drenagem, inclusive os cursos efêmeros, e depois medi-los com o curvímetro. Duas técnicas executando uma mesma avaliação podem encontrar valores um pouco diferentes.
Bacias com drenagem pobre → Dd < 0,5 km/km
2
Bacias com drenagem regular → 0,5 ≤ Dd < 1,5 km/km
2
Bacias com drenagem boa → 1,5 ≤ Dd < 2,5 km/km
2
Bacias com drenagem muito boa → 2,5 ≤ Dd < 3,5 km/km
2
Bacias excepcionalmente bem drenadas → Dd ≥ 3,5 km/km
2
Existem controvérsias quanto aos valores absolutos que indicam se a densidade é elevada ou baixa. De toda forma, o que se conclui através da comparação das densidades de duas bacias, é que, aquela de maior Dd é mais acidentada.
2.4 - Índices que indicam a forma da bacia
2.4.1 - Coeficiente de compacidade (Kc) Relação entre o perímetro da bacia e o perímetro de um círculo de área igual a da bacia.
√ Sendo: P – perímetro da bacia em km;
2.4.4 - Características do relevo
São importantes, pois a velocidade de escoamento superficial depende da declividade do terreno, o que determina o seu relevo.
Curva hipsométrica Gráfico cota x área percentual da bacia situada acima da cota de referência. As áreas são obtidas a partir das curvas de nível na bacia.
Elevação média da bacia
∑
Onde: e = elevação média entre duas curvas de nível consecutivas; a = área entre as duas curvas de nível; A = área total.
Perfil longitudinal de um curso d'água Gráfico de elevações x distância até um ponto considerado.
cotas
percentagem da área
0 100 %
elevações
distância
Retângulo equivalente Retângulo com área igual à da bacia, com lados l e L :
No retângulo equivalente são representadas as áreas entre as curvas de nível:
L
l curvas denível
Nesse contexto, surgem os Sistemas de Drenagem Sustentáveis (SiDS), soluções de drenagem que fornecem uma alternativa para a canalização direta de águas superficiais. Imitando regimes de drenagem natural, SiDS visam reduzir as inundações, melhorar a qualidade da água e aumentar a comodidade e a biodiversidade do meio ambiente. SiDS alcançam isso diminuindo as taxas de fluxo, aumentando a capacidade de armazenamento de água e reduzindo o transporte de poluição ao meio ambiente aquático.
3.1 – Principais medidas de drenagem sustentável. Captação de água da chuva: Sistemas de aproveitamento de água de chuva são uma tecnologia sustentável para captação e aproveitamento da água da chuva a partir da cobertura de qualquer tipo de edificação, como casas, prédios residenciais e comerciais,galpões industriais etc. O sistema consiste em recolher, filtrar, armazenar e disponibilizar esta água para uso em área externa ou interna, de acordo com as recomendações da Norma 15527 da ABTN – Associação Brasileira de Normas Técnicas.A água de chuva só deve ser usada em ambientes urbanos para fins não-potáveis (isto é, não deve ser usada para beber, banho, lavagem e cozimento de alimentos). Entre seus principais usos estão: descarga de vasos sanitários; regas de hortas e jardins; lavagem de pisos, quintais e automóveis. Na área rural também destina-se a irrigação de plantações, lavagem de criatórios de animais e bebedouro, entre outros. Além de diminuir a quantidade de água que recai nos sistemas de drenagens urbanos, a captação contribui para economizar na conta da água, além de servir como reserva em épocas de racionamento.
Figura 8 – Esquema de sistema de captação e drenagem de água da chuva
Bacias de detenção e retenção : A bacia de detenção é um tanque com espelho d´água permanente, construído com os objetivos de reduzir o volume das enxurradas, sedimentar cerca de 80% dos sólidos em suspensão e o controle biológico dos nutrientes. Servem a uma única propriedade ou podem ser incorporados ao plano regional de controle das enchentes urbanas. Existe também a bacia de retenção, projetada para armazenar temporariamente o volume das enxurradas e liberá-lo lentamente, a fim de reduzir a descarga de pico à jusante. Como a outra bacia (permanente), dispõe de estruturas hidráulicas de esgotamento.
Figura 9 – Ilustração de sistema de bacia de detenção e retenção.
Pisos permeáveis : seu principal objetivo é aumentar a área permeável nos centros urbanos e assim reduzir o impacto das enchentes. São os pisos em terra (areia grossa lavada), cascalho, grama, perfil com materiais drenantes (com geotêxteis, inclusive, para evitar a colmatação), com blocos permeáveis de cerâmica ou concreto e concreto permeável.Pode ser aplicado em substituição a pavimentação em locais de tráfego lento como: arruamento de condomínios, acostamento de estradas, trilhas, acesso de pedestres, bacias de infiltração, além de estacionamentos de empresas, shoppings e supermercados.Muitos são os benefícios ambientais deste sistema. Atua na prevenção das enchentes ao deixar a água das chuvas infiltrar em sua
Figura 11 – Exemplo de implementação de Áreas verdes
Bacias de infiltração : também conhecidas como RainGardens (Jardins de Chuva), são uma depressão no terreno com as finalidades de: reduzir o volume das enxurradas, remover alguns poluentes e promover a recarga da água subterrânea. As plantas, cobertura morta e solo em um jardim da chuva combinam processos naturais físicos, químicos e biológicos para remover poluentes do escoamento, além de valorizar esteticamente a área. É geralmente construído às margens de rodovias, estradas e demais áreas fortemente impermeabilizadas. Os problemas ligados à impermeabilização do solo devido à ocupação humana não param de aumentar e não podem ser resolvidos simplesmente através da construção de grandes obras de drenagem.
Figura 12 – Paisagem bacia de infiltração
Figura 13 – Esquema de Bacia de infiltração
Desta forma, podemos adotar saídas ecologicamente responsáveis para os problemas que nós mesmos causamos, através da urbanização desenfreada e da ocupação indevida das margens e várzeas dos rios.
