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CENÁRIOS DE OCUPAÇÃO URBANA E SEUS
IMPACTOS NO CICLO HIDROLÓGICO NA BACIA DO
CÓRREGO DO MINEIRINHO
Rubens de Miranda Benini
Dissertação apresentada à Escola de
Engenharia de São Carlos da Universidade
de São Paulo, como parte dos requisitos
para a obtenção do Título de Mestre em
Ciências da Engenharia Ambiental.
Orientador: Prof. Dr. Eduardo Mario Mendiondo
São Carlos
2005
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Dedico este trabalho,
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Ao meu filho Gustavo e à minha esposa Barbara. Anseio para
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que vocês possam viver em um mundo melhor e mais justo.
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Especialmente para meus pais Rubens e Maria Hel
Especialmente para meus pais Rubens e Maria HelEspecialmente para meus pais Rubens e Maria Hel
Especialmente para meus pais Rubens e Maria Helena e meus irmãos Ângela,
ena e meus irmãos Ângela, ena e meus irmãos Ângela,
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Leonardo, Carolina, Sílvia e Ana Paula, sem os quais esse trabalho não teria sido
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Leonardo, Carolina, Sílvia e Ana Paula, sem os quais esse trabalho não teria sido
possível.
possível.possível.
possível.
Ao
AoAo
Ao Prof. Dr.
Prof. Dr. Prof. Dr.
Prof. Dr. Eduardo Mario Mendiondo, pela orientação desse trabalho,
Eduardo Mario Mendiondo, pela orientação desse trabalho, Eduardo Mario Mendiondo, pela orientação desse trabalho,
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amizade e por sua perseverança e força de vontade que me incentivar
amizade e por sua perseverança e força de vontade que me incentivaramizade e por sua perseverança e força de vontade que me incentivar
amizade e por sua perseverança e força de vontade que me incentivaram a
am a am a
am a
realizá
realizárealizá
realizá-
--
-lo.
lo.lo.
lo.
Ao amigo e pesquisador ambientalista Alfredo Akira Ohnuma Jr (FRED), pelo
Ao amigo e pesquisador ambientalista Alfredo Akira Ohnuma Jr (FRED), pelo Ao amigo e pesquisador ambientalista Alfredo Akira Ohnuma Jr (FRED), pelo
Ao amigo e pesquisador ambientalista Alfredo Akira Ohnuma Jr (FRED), pelo
companheirismo e discussões pertinentes a este trabalho.
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Ao Prof. Dr.
Ao Prof. Dr.Ao Prof. Dr.
Ao Prof. Dr. Carlos Roberto Monteiro de Andrade, pelo auxílio e apoio no
Carlos Roberto Monteiro de Andrade, pelo auxílio e apoio no Carlos Roberto Monteiro de Andrade, pelo auxílio e apoio no
Carlos Roberto Monteiro de Andrade, pelo auxílio e apoio no
desenvolvimento do trabalho.
desenvolvimento do trabalho.desenvolvimento do trabalho.
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A t
A tA t
A todas as pessoas do Núcleo Integrado de Bacias Hidrográficas (NIBH), pois
odas as pessoas do Núcleo Integrado de Bacias Hidrográficas (NIBH), pois odas as pessoas do Núcleo Integrado de Bacias Hidrográficas (NIBH), pois
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me ajudaram e colaboraram a desenvolver este trabalho.
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me ajudaram e colaboraram a desenvolver este trabalho.
Aos amigos, Elisânea Magalhães, Renata Peres e Rodrigo Boldrin pelas
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Aos amigos, Elisânea Magalhães, Renata Peres e Rodrigo Boldrin pelas
constantes discussões de planejamento e cenários ambientai
constantes discussões de planejamento e cenários ambientaiconstantes discussões de planejamento e cenários ambientai
constantes discussões de planejamento e cenários ambientais e urbanísticos.
s e urbanísticos.s e urbanísticos.
s e urbanísticos.
Ao estagiário e amigo Cid Martiolli, pela dedicação no início do trabalho
Ao estagiário e amigo Cid Martiolli, pela dedicação no início do trabalho Ao estagiário e amigo Cid Martiolli, pela dedicação no início do trabalho
Ao estagiário e amigo Cid Martiolli, pela dedicação no início do trabalho
realizado no
realizado no realizado no
realizado no
Campus
CampusCampus
Campus
2.
2. 2.
2.
Ao estagiário e amigo Rodolfo, pela dedicação no final do meu trabalho no
Ao estagiário e amigo Rodolfo, pela dedicação no final do meu trabalho no Ao estagiário e amigo Rodolfo, pela dedicação no final do meu trabalho no
Ao estagiário e amigo Rodolfo, pela dedicação no final do meu trabalho no
Campus
CampusCampus
Campus
2.
2. 2.
2.
Aos amigos Arã Cunha, Paulino de Almeida Neto e Felipe
Aos amigos Arã Cunha, Paulino de Almeida Neto e FelipeAos amigos Arã Cunha, Paulino de Almeida Neto e Felipe
Aos amigos Arã Cunha, Paulino de Almeida Neto e Felipe Leal por horas
Leal por horas Leal por horas
Leal por horas
agradáveis de convivência no NIBH.
agradáveis de convivência no NIBH.agradáveis de convivência no NIBH.
agradáveis de convivência no NIBH.
Aos professores da EESC/USP: Rodrigo de Melo Porto e Marcelo Pereira de
Aos professores da EESC/USP: Rodrigo de Melo Porto e Marcelo Pereira de Aos professores da EESC/USP: Rodrigo de Melo Porto e Marcelo Pereira de
Aos professores da EESC/USP: Rodrigo de Melo Porto e Marcelo Pereira de
Souza, pelas contribuições hidrológicas e discussões pertinentes para o
Souza, pelas contribuições hidrológicas e discussões pertinentes para o Souza, pelas contribuições hidrológicas e discussões pertinentes para o
Souza, pelas contribuições hidrológicas e discussões pertinentes para o
progresso e desenvolvimento deste trabalho.
progresso e desenvolvimento deste trabalho.progresso e desenvolvimento deste trabalho.
progresso e desenvolvimento deste trabalho.
Às amigas pesqu
Às amigas pesquÀs amigas pesqu
Às amigas pesquisadoras Juliana Pontes e Heloísa Cecatto Mendes, e ao amigo
isadoras Juliana Pontes e Heloísa Cecatto Mendes, e ao amigo isadoras Juliana Pontes e Heloísa Cecatto Mendes, e ao amigo
isadoras Juliana Pontes e Heloísa Cecatto Mendes, e ao amigo
Julian Righetto, pelas participações em eventos do Núcleo que fizeram parte
Julian Righetto, pelas participações em eventos do Núcleo que fizeram parte Julian Righetto, pelas participações em eventos do Núcleo que fizeram parte
Julian Righetto, pelas participações em eventos do Núcleo que fizeram parte
deste trabalho.
deste trabalho.deste trabalho.
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A toda Prefeitura Administrativa do Campus, em especial aos Professores
A toda Prefeitura Administrativa do Campus, em especial aos Professores A toda Prefeitura Administrativa do Campus, em especial aos Professores
A toda Prefeitura Administrativa do Campus, em especial aos Professores
Pimenta e Dagoberto Mori.
Pimenta e Dagoberto Mori.Pimenta e Dagoberto Mori.
Pimenta e Dagoberto Mori.
A E
A EA E
A Engenheira Cilene Garcia e à estagiária Anali Bonetti, pelas informações e
ngenheira Cilene Garcia e à estagiária Anali Bonetti, pelas informações e ngenheira Cilene Garcia e à estagiária Anali Bonetti, pelas informações e
ngenheira Cilene Garcia e à estagiária Anali Bonetti, pelas informações e
dados disponibilizados sobre o
dados disponibilizados sobre o dados disponibilizados sobre o
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Campus
CampusCampus
Campus
2.
2. 2.
2.
Aos amigos Fabiano e Rosa Tonissi pelos trabalhos inicias desenvolvidos no
Aos amigos Fabiano e Rosa Tonissi pelos trabalhos inicias desenvolvidos no Aos amigos Fabiano e Rosa Tonissi pelos trabalhos inicias desenvolvidos no
Aos amigos Fabiano e Rosa Tonissi pelos trabalhos inicias desenvolvidos no
Campus
Campus Campus
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2.2.
2.
À
À À
À Profa.
Profa.Profa.
Profa. Rutinéia
Rutinéia Rutinéia
Rutinéia Tassi pela atenção e informações so
Tassi pela atenção e informações soTassi pela atenção e informações so
Tassi pela atenção e informações sobre o
bre obre o
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modelo IPH modelo IPH
modelo IPH –
––
– II
II II
II.
..
.
À Profa. Dra.
À Profa. Dra.À Profa. Dra.
À Profa. Dra. Ruth
Ruth Ruth
Ruth de Gouvea
de Gouvea de Gouvea
de Gouvea Duarte
DuarteDuarte
Duarte pela amizade e pela correção da
pela amizade e pela correção da pela amizade e pela correção da
pela amizade e pela correção da
qualificação deste trabalho.
qualificação deste trabalho.qualificação deste trabalho.
qualificação deste trabalho.
Ao CNPq pelo auxílio à pesquisa e desenvolvimento desse trabalho.
Ao CNPq pelo auxílio à pesquisa e desenvolvimento desse trabalho.Ao CNPq pelo auxílio à pesquisa e desenvolvimento desse trabalho.
Ao CNPq pelo auxílio à pesquisa e desenvolvimento desse trabalho.
“Sab
“Sab“Sab
“Saber e não fazer, ainda é não saber...”.
er e não fazer, ainda é não saber...”.er e não fazer, ainda é não saber...”.
er e não fazer, ainda é não saber...”.
Confúcio (551
Confúcio (551 Confúcio (551
Confúcio (551 -
--
- 479 A.C.)
479 A.C.) 479 A.C.)
479 A.C.)
RESUMO
BENINI, R. M. (2005) CENÁRIOS DE OCUPAÇÃO URBANA E SEUS IMPACTOS
HIDROLÓGICOS NA DA BACIA DO CÓRREGO DO MINEIRINHO. Dissertação
(Mestrado). Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São
Carlos, 2005.
Este trabalho teve por objetivo principal estabelecer e comparar diferentes
cenários de ocupação urbana e seus efeitos no ciclo hidrológico. Buscou-se avaliar
os riscos de enchentes à jusante, causados pelo crescimento urbano e aumento
das áreas de impermeabilização que ocorrerão com a implantação do novo
Campus da USP – São Carlos – SP e a conseqüente ocupação da bacia devido à
especulação imobiliária. Dessa forma, a bacia do córrego do Alto Mineirinho foi
dividida em sub-bacias, utilizando a abordagem de bacias embutidas. Foram
estudados 4 cenários de ocupação urbana: cenário pré-urbanização (1972);
cenário atual (2000), cenário 2025 com Plano Diretor (CPD) que inclui recuperação
ambiental; e cenário 2025 sem Plano Diretor (SPD). Foram necessárias
aerofotografias para demarcação do uso e ocupação do solo. Além disso, esse
trabalho iniciou o monitoramento experimental de parâmetros hidrológicos e
ambientais. Para avaliação e comparação dos diferentes cenários realizaram-se
simulações hidrológicas com uso do modelo hidrológico IPH II. Com as análises
hidrológicas foi possível verificar que a bacia, com apenas 18,6 % de urbanização
(2000), apresenta qualidade hídrica inferior à recomendada para os corpos d’água
classe 2 (CONAMA 357/05). Em relação às simulações hidrológicas, pôde-se
observar que no cenário 2025 SPD, a vazão máxima cresceu 388,0 % quando
comparada ao cenário 1972 e 319,4 % quando comparada ao cenário 2000. Entre
os cenários 2025 CPD e 2025 SPD há diminuição de 22,3 % na vazão máxima e o
aumento no tempo de pico é de 50 minutos. Porém, os riscos de enchente,
analisados pelo método de curvas de permanência, mostraram-se que mesmo
com aplicação de diretrizes do PD os riscos de inundações continuam altos, o que
indica a necessidade de integrar medidas estruturais e medidas não-estruturais
para amenizar os efeitos de enchentes à jusante.
Palavras-chave: simulação hidrológica, cenários de planejamento, Plano Diretor,
mitigação de enchentes, IPH II, e Campus 2.
ABSTRACT
BENINI, R. M. (2005) SCENARIOS OF URBAN OCCUPATION AND THEIR
HYDROLOGIC IMPACTS IN THE UPPER MINEIRINHO RIVER BASIN. Máster
Diss. Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São
Carlos, 2005.
This work aims to establish and to compare different scenarios of urban occupation
and their hydrologic effects. It evaluates downstream flood risks caused from
upstream urban growth increased due to impervious areas and housing speculation
surrounding the implantation of the new Campus of University of Sao Paulo in Sao
Carlos city, SP. The upper Mineirinho river basin was studied through nested sub-
basin approach. Four scenarios of urban occupation have been depicted: pre-
urbanization (year 1972), current situation (year 2000), prospective scenario with
Master Plan (until year 2025; “CPD”), and expected situation without Master Plan
(until year 2025; “SPD”). Aerial photos were used to help on the evolution of land
occupation between past and current situation. The comparison of different
scenarios was outlined with use of hydrologic model IPH II. Moreover, this work set
the monitoring and record of hydrologic time series. Through experimental analyses
it was verified that with 18,6 % of urban areas the water quality of sub-basins
decreased significantly. Hydrologic modeling simulations showed that maximum
streamflow discharges of scenario 2025 SPD would rise up to 388,0 % higher than
scenario 1972 and 319,4 % higher than scenario 2000 respectively. Maximum
stream discharges and peak timing of scenario with Master Plan of year 2025
(CPD) would have respectively a reduction of 22,3 % and a increase of 50 minutes
in comparison to scenario without Master Plan of year 2025 (SPD). Permanency
curves revealed with the application of Master Plan guidelines flood risks however
continue high, thereby pointing the needs of integrate structural and non-structural
measures to cope with floods downstream.
Key-words: hydrologic simulation, planning scenarios, Master Plan, flood risk
reduction, IPH II, Campus 2.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Fluxograma de processos decorrentes da urbanização e
impactos (adaptado de PORTO 1995).
6
Figura 2 Esquema conceitual de uma área ripária (modificado a partir
de LIKENS,1992 apud LIMA & ZAKIA, 2000).
10
Figura 3
Seqüência de uso do modelo dentro das fases de estudo
(TUCCI 1998 apud OHNUMA JR, 2005).
15
Figura 4
Fluxograma de cálculo do modelo IPH II (MINE, 1998, apud
IPH-UFRGS-2004)
18
Figura 5
Continuidade na camada superior do solo (MINE, 1998, apud
IPH-UFRGS-2004).
19
Figura 6
Localização de São Carlos – estado de São Paulo (MURO,
2000).
21
Figura 7 Área onde estará situado o Campus 2 da USP – São Carlos.
Adaptado de PMSC, 2001.
23
Figura 8
Parte à montante da bacia do córrego do Mineirinho, onde o
Campus 2 da USP encontra-se em fase de implantação.
30
Figura 9 Área de implantação o Campus 2 da USP – São Carlos
(2004).
30
Figura 10
Estação climatológica completa (Campbell
®
) instalada no
Campus 2, USP, São Carlos, SP.
33
Figura 11
Local onde foi implantada a estação climatológica completa. 33
Figura 12
Calhas Parshall e medidores de nível que deverão ser
instalados para o monitoramento ambiental do Campus 2.
34
Figura 13
Período de estiagem durante as medidas de vazões (abril/
2005)
34
Figura 14
Sub-bacias inseridas na parte à montante da bacia do córrego
do Mineirinho
36
Figura 15
Fotografias aéreas e evolução da urbanização da bacia do
córrego do Mineirinho nos anos de 1972 e 2000
38
Figura 16
Fotointerpretação, com uso de fotografia aérea e o programa
AutoCAD
®
2000
39
Figura 17
Forma do histograma tempo-área para diferentes valores do
parâmetro XN (XN=n) Fonte: IPH-UFRGS-2004
44
Figura 18
Medição de altura e largura dos exutórios das sub 45
Figura 19
Medição de altura e largura dos exutórios das sub 45
Figura 20
Dados do pH na bacia do Mineirinho (Janeiro a Abril/2005) 50
Figura 21
Dados da demanda química de oxigênio - DQO na bacia do
Mineirinho (Janeiro a Abril/2005)
51
Figura 22
Dados da Condutividade elétrica na bacia do Mineirinho
(Janeiro a Abril/2005)
52
Figura 23
Dados de fósforo total - PT na bacia do Mineirinho (Janeiro a
Abril/2005)
53
Figura 24
Dados de Nitrogênio na bacia do Mineirinho (Janeiro a
Abril/2005)
54
Figura 25 Dados de Escherichia coli na bacia do Mineirinho (Janeiro a
Abril/2005)
55
Figura 26 Dados de Salmonella sp. na bacia do Mineirinho (Janeiro a
Abril/2005)
56
Figura 27
Lançamento de efluente doméstico próximo ao córrego do
Mineirinho
57
Figura 28
Sub-bacias 1a e 1b 58
Figura 29
Sub-bacia 2 e 3a 59
Figura 30
Sub-bacia 3b e 4 59
Figura 31
Sub-bacia 5 e 6 60
Figura 32
Sub-bacia 7a e 7b 60
Figura 33
Sub-bacias 1 e 3 62
Figura 34
Sub-bacias 7 e bacia total do córrego do Mineirinho 62
Figura 35
Cenário pré-urbanização (1972) 63
Figura 36
Cenário atual (2000) 67
Figura 37
Depósito de efluentes domésticos, entulhos e assoreamento
do córrego
68
Figura 38
Evolução das principais ocupações do solo na bacia do
córrego do Mineirinho nos cenários pré-urbanização (1972) e
atual (2000)
68
Figura 39
Floresta paludosa (brejo) às margens do córrego do
Mineirinho.
69
Figura 40
Apresentação das diferentes situações ambientais
encontradas no Campus 2.Adaptado de BENINI e TONISSI
(2003)
70
Figura 41
Acréscimo e decréscimo populacional no município de São
Carlos. Fonte: adaptado de PMSC, 2004
72
Figura 42
Cenário 2025 sem Plano Diretor 73
Figura 43
Cenário com Plano Diretor (2025) 75
Figura 44
Evolução das áreas com remanescentes florestais na bacia
do córrego do Mineirinho, com plano diretor (CPD) e sem
plano diretor (SPD)
76
Figura 45
Evolução das áreas impermeabilizadas na bacia do córrego
do Mineirinho, com plano diretor (CPD) e sem plano diretor
(SPD)
77
Figura 46
Evolução das áreas impermeáveis na bacia do córrego do
Mineirinho, com plano diretor (CPD) e sem plano diretor
(SPD)
78
Figura 47
Evolução das áreas impermeáveis na bacia do córrego do
Mineirinho, com plano diretor (CPD) e sem plano diretor
(SPD)
78
Figura 48
Evolução das principais ocupações do solo na bacia do
córrego do Mineirinho no cenário pré-urbanização (1972),
cenário 2000, cenário2005 SPD e cenário 2005 CPD
80
Figura 49
Simulação para o ano de 1972, evento 17 e 18 de nov/2004 82
Figura 50
Simulação para o ano 2000, evento 17 e 18 de nov/2004 83
Figura 51
Simulação para o ano 2025 SPD, evento 17 e 18 de nov/2004
84
Figura 52
Simulação para o ano 2025 CPD, evento 17 e 18 de nov/2004
84
Figura 53
Simulação para todos os cenários, evento 17 e 18 de
nov/2004 (bacia do Mineirinho)
85
Figura 54
Simulação para o ano de 1972, evento 6 e 7 de dez/2004 86
Figura 55
Simulação para o ano 2000, evento 6 e 7 de dez/2004 87
Figura 56
Simulação para o ano 2025 SPD, evento 6 e 7 de dez/2004 88
Figura 57
Simulação para o ano 2025 CPD, evento 6 e 7 de dez/2004 88
Figura 58
Simulação para todos os cenários, evento 6 e 7 de dez/2004
(bacia do Mineirinho)
89
Figura 59
Simulação para o ano de 1972, evento 19 e 20 de dez/2004 90
Figura 60
Simulação para o ano 2000, evento 19 e 20 de dez/2004 90
Figura 61
Simulação para o ano 2025 SPD, evento 19 e 20 de dez/2004
91
Figura 62
Simulação para o ano 2025 CPD, evento 19 e 20 de dez/2004
91
Figura 63
Simulação para todos os cenários, evento 19 e 20 de
dez/2004 (bacia do Mineirinho)
92
Figura 64
Alterações nas vazões máximas em função dos cenários. 96
Figura 65
Crescimento das vazões máximas em função das taxas de
impermeabilização do solo
96
Figura 66
Curva de permanência para o cenário pré-urbanização (1972)
97
Figura 67
Curva de permanência para o cenário atual (2000) 98
Figura 68
Curva de permanência para o cenário 2025 SPD 99
Figura 69
Curva de permanência para o cenário 2025 CPD 99
Figura 70
Curva de permanência para todos os cenários (sub-bacia 1) 100
Figura 71
Curva de permanência para todos os cenários (sub-bacia 3) 101
Figura 72
Curva de permanência para todos os cenários (sub-bacia 7) 101
Figura 73
Curva de permanência para todos os cenários (bacia do
Mineirinho)
102
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 Especificações da estação climatológica, calhas Parshall e
medidores de nível – equipamentos a serem instalados para
o monitoramento ambiental do Campus 2
32
Tabela 2
Técnicas utilizadas para medição dos parâmetros
limnológicos no Campus 2
35
Tabela 3
Localização dos pontos de coleta d’água para análises
limnológicas
35
Tabela 4
Cenários ambientais a serem estudados 37
Tabela 5
Eventos observados na bacia do Mineirinho utilizados para
simulação no IPHS-1
41
Tabela 6
Parâmetros da equação de Horton, utilizada pelo modelo IPH
II
42
Tabela 7
Tipos de solo de acordo com sua capacidade de escoamento
superficial e infiltração
42
Tabela 8
Valores de Ks e Kb 43
Tabela 9
Valores do parâmetro R
max
44
Tabela 10
Valores de rugosidade de Manning 46
Tabela 11
Análise da qualidade das águas da bacia hidrográfica do
córrego do Mineirinho (12/Jan/ 2005)
49
Tabela 12
Segunda análise da qualidade das águas da bacia do córrego
do Mineirinho (24/fev/2005)
49
Tabela 13
Terceira análise da qualidade das águas da bacia do córrego
do Mineirinho (21/abril/2005)
50
Tabela 14
Características das sub-bacia inserida na bacia do córrego do
Mineirinho
61
Tabela 15
Uso e ocupação do solo e parâmetros hidrológicos em cada
sub-bacia para o cenário pré-urbanização (1972)
65
Tabela 16
Uso e ocupação do solo e parâmetros hidrológicos em cada
sub-bacia para o cenário atual (2000)
71
Tabela 17
Uso e ocupação do solo e parâmetros hidrológicos em cada
sub-bacia para o cenário sem Plano Diretor (2025)
74
Tabela 18
Uso e ocupação do solo e parâmetros hidrológicos em cada 79
sub-bacia para o cenário com Plano Diretor (2025)
Tabela 19
Parâmetros hidrológicos em cada sub-bacia para o todos os
cenários
81
Tabela 20
Parâmetros hidrológicos constantes em cada sub-bacia
utilizados para todos os cenários
82
Tabela 21
Características dos hidrogramas nas sub-bacias do
Mineirinho, para o evento 2 (89 mm)
94
Tabela 22
Características dos hidrogramas nas sub-bacias do
Mineirinho, para o evento 3 (86,4 mm)
94
Tabela 23
Características dos hidrogramas nas sub-bacias do
Mineirinho, para o evento 5 (68,5 mm)
95
LISTA DE SIGLAS E SÍMBOLOS
a Altura do canal
Aimp Área impermeável
At Área total
c Comprimento dos trechos d’água
c
max
Cota máxima
c
min
Cota mínima
CPD Com plano diretor
DQO Demanda química de Oxigênio
H Desnível da sub-bacia
HTA Histograma tempo-área
Ib Capacidade de infiltração quando o solo está saturado
Io Capacidade de infiltração
IPH II Modelo
IPHS-1 Sistema computacional
Kb Tempo de escoamento subterrâneo
Ks Tempo de retardo do escoamento superficial
L Comprimento do talvegue
l Largura do canal
n Coeficiente de Rugosidade de Manning
NTK Nitrogênio Orgânico total
P Precipitação total
PD Plano Diretor
PDO
Plano Diretor de Ocupação do Campus 2.
PDMSC Plano Diretor Municipal de São Carlos
PT Fósforo total
PUB
Prediction in Ungaged Basins
Q Vazão
Qmax Vazão máxima
R
max
Capacidade de retenção máxima da precipitação
RSL Reservatório linear simples
SPD Sem plano diretor
t Tempo
T
c
Tempo de concentração
XN Forma do histograma Tempo – Área
SUMÁRIO
Resumo i
Abstract ii
Lista de figuras iii
Lista de tabelas vii
Lista de siglas e símbolos ix
1. INTRODUÇÃO 1
2. OBJETIVOS 4
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 5
3.1. Conseqüências da urbanização nos processos hidrológicos 5
3.2. Conseqüências da urbanização nos processos limnológicos 8
3.3. Geração do escoamento direto em microbacias 9
3.4. Importância da zona ripária na redução do escoamento superficial 11
3.5. Importância da zona ripária na qualidade hídrica
12
3.6. Monitoramento ambiental de bacias hidrográficas 13
3.7. Modelos hidrológicos 14
3.7.1. O sistema computacional IPHS-1 e o modelo IPH – II 16
3.7.1.1. Módulo Bacia 17
3.7.1.2. Módulo Rio 20
3.8. Município de São Carlos
21
3.8.1. A bacia hidrográfica do Monjolinho 23
3.8.2. Plano Diretor e diretrizes para ocupação do solo no município
de São Carlos
25
3.9. Cenários para o planejamento ambiental de bacias urbanas
27
4. METODOLOGIA 29
4.1. Caracterização da área de estudo – bacia do córrego do Mineirinho
e o Campus 2
29
4.2. Monitoramento ambiental das sub-bacias 31
4.2.1. Dados hidrológicos 31
4.2.2. Parâmetros limnológicos 35
4.2.3. Sub-bacias 36
4.3. Cenários ambientais
37
4.3.1. Cenário sem Plano Diretor 38
4.3.2. Cenário com Plano Diretor
40
4.4. Simulação hidrológica
40
4.4.1. Modelo IPH II
40
4.6. Curvas de Permanência 46
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO 47
5.1. Monitoramento ambiental da bacia do Mineirinho 47
5.1.1. Dados hidrológicos 48
5.1.2. Parâmetros limnológicos 48
5.2. Sub-bacias
58
5.3. Cenários Ambientais 62
5.3.1. Cenário pré-urbanização (1972)
62
5.3.2. Cenário atual (2000)
63
5.3.3. Cenário sem Plano Diretor (2025 - SPD)
69
5.3.4. Cenário com Plano Diretor (2025 - CPD) 75
5.4. Simulações Hidrológicas
80
5.5. Curvas de Permanência 97
6. CONCLUSÕES 105
7. RECOMENDAÇÔES 107
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 109
Apêndice 1 - Tabela dos dados observados pela estação climatológica CD
1
1 INTRODUÇÃO
A substituição da cobertura florestal nativa por áreas agrícolas e o
aumento da urbanização, demonstram a necessidade da elaboração de
propostas para estabelecer uma viável política de recuperação de bacias
hidrográficas. Anualmente no Estado de São Paulo, 200 milhões de toneladas
de solo são perdidas por erosão, e 25 % desses sedimentos passam a
assorear os corpos d’água das bacias hidrográficas (PERH, 2001).
As degradações de bacias hidrográficas ocorrem devido a diversos
fatores como: desmatamentos, urbanização, obras de terraplenagem,
mineração, demasiada exploração da vegetação, uso excessivo de defensivos
agrícolas, inexistência de práticas conservacionistas do solo e atividades
industriais altamente poluidoras (DIAS e GRIFFITH, 1998).
O desenvolvimento urbano frequentemente está associado à
substituição de ambientes naturais ou semi-naturais (solo, vegetação, recursos
hídricos) por ambientes construídos, com o direcionamento das águas pluviais
e dos esgotos para os corpos d’água adjacentes aos canais de drenagem
(HAUGHTON e HUNTER, 1994). Como conseqüência há aumento do
movimento de águas superficiais, além de diminuir a recarga dos aqüíferos.
A urbanização de forma desordenada, ou seja, o crescimento urbano
sem respeito aos aspectos ambientais e sem diretrizes de ocupação, causa
graves impactos no ciclo hidrológico, pois causa drásticas alterações na
drenagem. Além disso, aumenta a possibilidade de ocorrência de enchentes e
deslizamentos impondo riscos à saúde e à vida humana.
A cobertura vegetal desempenha fundamental papel na retenção do
escoamento das águas pluviais, por isso, a retirada de parte da cobertura,
devido ao desenvolvimento urbano desencadeia processos erosivos, os quais
promovem maior transporte de sedimentos para os corpos d’água. A deposição
2
de sedimentos é a maior causa de enchentes, o maior custo no processo do
tratamento de águas, além de causar danos à vida aquática.
Quando há grande movimentação de terras devido a obras de
terraplenagem e construção civil, geralmente ocorre exposição do solo e
conseqüentemente aumento nos processos erosivos que contribuem para o
assoreamento dos corpos d’água da região.
No município de São Carlos-SP, mais precisamente, na bacia do córrego
do Mineirinho, encontra-se em fase de implantação o novo Campus da
Universidade de São Paulo, denominado Campus 2.
A bacia do Mineirinho deverá ser intensamente urbanizada devido à
implantação do Campus 2 da USP e à especulação imobiliária, que certamente
ocorrerá nessa região.
A implantação do novo Campus, à montante da bacia do Mineirinho, irá
ocasionar impermeabilização do solo em parte da bacia e fará com que ocorra
o aumento do escoamento superficial e da vazão do córrego contribuindo para
aumentar enchentes à jusante, e promover significativas alterações na
qualidade da água.
De modo geral, os Campi universitários são implantados de maneira
desordenada sem auxílio de Planos Diretores de Ocupação, caso do atual
Campus da USP – São Carlos. Assim, nota-se necessidade da elaboração de
um Plano Diretor para o novo Campus, estabelecendo diretrizes eficazes para
futura ocupação, principalmente, porque no local destinado ao novo
empreendimento existem nascentes, cursos d’água, campos úmidos e
remanescentes de vegetação natural.
Essas diretrizes devem avaliar os possíveis conflitos entre ocupação e
qualidade ambiental, com proposta de visão sustentável, na drenagem natural
da bacia do córrego do Mineirinho.
Nesse contexto, torna-se fundamental a realização de estudos que
forneçam prognósticos em bacias a serem urbanizadas, como é o caso da
bacia do Mineirinho.
A criação do Campus 2 da USP, nesta bacia, em área semi-urbana de São
Carlos, representa excelente oportunidade para a Universidade implantar um novo
Campus com características exemplares, seguindo os princípios de
3
sustentabilidade que ela própria tem demonstrado através de suas pesquisas.
Além disso, o Campus 2 será uma excelente “sala de aula – laboratório ao ar livre”
com possibilidade de cronograma de pesquisas, que deverão incentivar o
interesse de acadêmicos do corpo discente e docente no presente e em gerações
futuras. Por isso, é fundamental a recompilação de dados das bacias urbanas de
São Carlos, ou seja, buscar dados registrados e completa-los com novos
levantamentos. Isso possibilitará a integração das pesquisas feitas e em
desenvolvimento, as quais serão bases para as bacias - escola (ANDRADE e
MENDIONDO, 2002).
Assim, torna-se crucial a realização de estudos de diferentes cenários
urbanos, com variados usos e ocupação do solo, como incentivo para a
implantação de um Plano Diretor de Ocupação (PDO) na bacia do córrego do
Mineirinho. Finalmente, torna-se viável o monitoramento ambiental contínuo
que, com evidências científicas, comprove a veracidade e eficiência dos
cenários ambientalmente adequados.
4
2 OBJETIVOS
Este trabalho comparou diferentes cenários de ocupação urbana e seus
efeitos nas vazões máximas e nos tempos de pico de cheia para avaliar
estratégias de recuperação ambiental, que visem o controle e mitigação de
enchentes.
São objetivos específicos deste trabalho:
- Contribuir com elementos técnicos para o Plano Diretor de Ocupação
(PDO) do Campus 2 da USP;
- Iniciar o monitoramento ambiental na bacia hidrográfica do córrego
do Mineirinho para mensurar as modificações que ocorrerão no ciclo
hidrológico, conforme a evolução da taxa de urbanização da bacia;
- Propor medidas adequadas para a ocupação da bacia do córrego do
Mineirinho;
- Simular e comparar os cenários propostos para comprovar a
eficiência de se seguir diretrizes de ocupação, por meio de análises de curvas
de permanência.
5
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1 Conseqüências da urbanização nos processos hidrológicos
O processo ‘chuva-vazão’ inserido no contexto de bacia hidrográfica,
conforme GENZ (1994) apud em OHNUMA JR (2005), é altamente passível de
influência decorrente da urbanização. O aumento da taxa de
impermeabilização do solo tende não somente a aumentar o volume de
escoamento superficial ao longo dos canais, como também produzir
velocidades maiores para determinadas vazões.
PORTO (1995) apresenta os diversos processos que ocorrem devido à
urbanização e suas conseqüências no ciclo hidrológico (figura 1).
Quando o processo de ocupação do solo à montante de uma bacia
hidrográfica encontra-se bastante desenvolvido, ocorre aumento do
escoamento superficial e redução no tempo de retardamento da bacia,
potencializando os efeitos da enchente à jusante (BARROS, 2003).
As águas da chuva que antes eram infiltradas e percoladas pelo solo,
agora são escoadas por pavimentos impermeáveis e canais de concreto. Esse
caminho, percorrido pelas águas, tende a gerar uma série de problemas
ambientais, desde aqueles relacionados à poluição de rios, córregos e
mananciais, como outros tão graves quanto aqueles relacionados à saúde
pública. O incremento dessas áreas impermeáveis facilita o aumento da
velocidade do escoamento superficial ao longo dos canais, agrava os
problemas de ordem estrutural do sistema de drenagem e intensifica o
potencial para a ocorrência das inundações (OHNUMA JR, 2005).
6
Entre as medidas de controle de enchentes destaca-se a manutenção
dos ecossistemas ribeirinhos e zonas ripárias, como integrantes dos conceitos
geobiohidrológicos (KOBIYAMA et al., 1998).
Figura 1 – Fluxograma de processos decorrentes da urbanização e impactos (adaptado de
PORTO 1995).
O Brasil foi o país que mais teve aumento na taxa de urbanização,
cresceu cerca de 10 % a mais quando comparado à outros países (Fundo de
Recursos Hídricos de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (MCT/CGE,
2001) e perde anualmente mais de 1 bilhão de dólares com enchentes urbanas
devido a elevada concentração da população no meio urbano. Em 2001,
URBANIZAÇÃO
DENSIDADE DE
CONSTRUÇÕES
AUMENTA
DENSIDADE
POPULACIONAL
AUMENTA
VOLUME DE ÁGUAS
SERVIDAS
AUMENTA
DEMANDA
DE ÁGUA
AUMENTA
CARÊNCIA DOS
RECURSOS
HÍDRICOS
ESCOAMENTO
SUPERFICIAL
AUMENTA
ALTERAÇÕES
NO CLIMA
URBANO
MODIFICAÇÕES
NO SISTEMA DE
DRENAGEM
ÁREA
IMPERMEABILIZADA
AUMENTA
PROBLEMAS
DE CONTROLE
DA POLUIÇÃO
QUALIDADE
DOS CURSOS
RECEPTORES
DETERIORA
QUALIDADE
DAS ÁGUAS
PLUVIAIS
DETERIORA
TEMPO DE
CONCENTRAÇÃO E
RECESSÃO MENORES
PICO DAS CHEIAS
AUMENTA
VAZÕES BÁSICAS
DIMINUEM
RECARGA
SUBTERRÂNEA
DIMINUI
PROBLEMA DE
CONTROLE DAS
INUNDAÇÕES
VELOCIDADE DO
ESCOAMENTO
AUMENTA
7
aproximadamente 80 % da população brasileira concentrava-se no meio
urbano (TUCCI et al., 2003).
O desenvolvimento urbano brasileiro tem produzido significativo impacto
na infra-estrutura de recursos hídricos. Um dos principais ocorre na drenagem
urbana, sobretudo no aumento da magnitude e freqüência das inundações e na
deterioração ambiental. (BARBASSA, 1991; TUCCI, 2002; OLIVEIRA, 1999;
PARKINSON et al., 2003; OHNUMA JR, 2005; PORTO, 1995).
O Município de São Carlos, SP, com 94 % de área rural e apenas 6 %
urbano, (PMSC, 2001) não foge a essa realidade histórica. Sucessivos ciclos
agrícolas tornaram escassa a cobertura florestal, com áreas úmidas
devastadas e processos de assoreamento em suas bacias hidrográficas.
Barbassa (1991) observa que áreas pavimentadas, produzem 30 % do
volume de escoamento superficial para a Bacia do Monjolinho, no município de
São Carlos. A implantação de novos loteamentos e ocupações urbanas sem
diretrizes de uso e ocupação do solo é considerada uma das principais causas
para a ocorrência dos problemas das inundações urbanas e inúmeros impactos
ambientais.
Tundisi (2003) ressalta que um dos principais impactos produzidos no
ciclo hidrológico é a rápida taxa de urbanização, com inúmeros efeitos diretos e
indiretos. Essa urbanização provoca graves conseqüências, por alterar
substancialmente a drenagem e causar agravos à saúde humana. Além de
propiciar impactos, como enchentes, deslizamentos e desastres provocados
pelo desequilíbrio no escoamento das águas.
Os principais efeitos da urbanização sobre o ciclo hidrológico são
apresentados, a seguir (TUCCI, 2003):
- Aumento do escoamento superficial e redução do tempo de escoamento, que
provocam aumento nas vazões máximas e antecipam os picos de cheias;
- Redução do escoamento subterrâneo, que causam diminuição do nível do
lençol freático;
- Redução nos processos de evapo-transpiração e;
- Redução da infiltração da água no solo.
8
3.2 Conseqüências da urbanização nos processos limnológicos
Quando há grande movimentação de terras devido à obras de
terraplenagem e construção civil, geralmente ocorre exposição do solo e
aumento nos processos erosivos que contribuem para o assoreamento dos
corpos d’água da região (BENINI et al., 2003). Por isso, as análises
limnológicas desempenham importante papel no diagnóstico de possíveis
alterações da qualidade hídrica.
Na água, o material particulado alóctone, é proveniente de lixiviação,
dejetos urbanos, deposição atmosférica e erosão. Esse material particulado,
juntamente com a matéria orgânica, é processado com consumo de oxigênio e,
em temperaturas elevadas, este processo é mais acentuado. Se houver
formação de um gradiente acentuado de oxigênio, poderá ocorrer anoxia no
hipolímnio, pois, no sedimento, é elevada a atividade microbiana e o
metabolismo de organismos bentônicos, o que aumenta o consumo de
oxigênio. Se não houver suprimento desse gás pela circulação de água no
sistema, a tendência é que ocorra anoxia (GOLTERMAN, 1975; ESTEVES,
1988; WETZEL, 1993). Além disso, a ressuspensão do sedimento, em
momentos de maior turbulência do sistema (circulação completa), pode liberar
nutrientes que serão incorporados por organismos e matéria orgânica que
poderá sofrer decomposição.
O incremento de substâncias dissolvidas, bem como do material
particulado, contribuem para aumentar a condutividade. Águas sem
interferências antrópicas, geralmente, possuem valores baixos de
condutividade (ESTEVES, 1988).
O pH é um parâmetro que depende de dinâmicas químicas do sistema
aquático. Processos de decomposição, geralmente, liberam substâncias
ácidas, as quais tendem a diminuir o pH. Por outro lado, o uso intenso de CO
2
na fotossíntese, diminui sua concentração na água, elevando o pH (ESTEVES,
1988).
O nitrogênio orgânico total corresponde aos componentes de
substâncias protéicas (aminoácidos, ácidos nucleicos e uréia) e produtos de
sua transformação bioquímica (ácidos húmicos e ácidos fúlvicos), formado
9
principalmente por bactérias e fitoplâncton e ciclado na cadeia trófica, refletindo
as flutuações da comunidade biológica (WETZEL, 1993).
O nitrito, fase intermediária entre amônia e nitrato, é encontrado em
pequenas concentrações na água, em ambientes naturais em torno de 2µg/L,
raramente maiores que 1000µg/L (STRASKRABA e TUNDISI, 1999). Altas
concentrações de nitrito indicam insatisfatória qualidade microbiológica da água
(CHAPMAN, 1992).
O íon amônio, devido sua absorção energeticamente mais viável, é
importante para os organismos produtores, ele é formado através da
transformação de amônia, em pH próximo à neutralidade, durante os processos
de decomposição (WETZEL, 1993).
O fósforo é um elemento presente em moléculas orgânicas. Sua
presença em corpos d’água demonstra alta concentração de biomassa,
principalmente de origem vegetal (algas e macrófitas). Sua decomposição
resulta em suas formas dissolvidas, as quais podem ser utilizadas por seres
vivos para seu crescimento. Quando em ambientes urbanos, o fósforo em
grandes concentrações reflete os efeitos da poluição, entre outros, por dejetos
das águas residuárias (CHAPMAN, 1992).
3.3 Geração do escoamento direto em microbacias
Escoamento direto é o volume de água que causa o aumento rápido da
vazão de microbacias durante e imediatamente após a ocorrência de uma
chuva (LIMA e ZAKIA, 2000).
Apenas parte da microbacia contribui, efetivamente, para o escoamento
direto de uma chuva. Sob certas condições o escoamento superficial de áreas
saturadas é o principal componente do escoamento direto (CHORLEY, 1978).
Nas áreas com boas condições de cobertura vegetal, a ocorrência de
escoamento superficial ao longo de todas as partes da microbacia é rara ou
mesmo ausente (LIMA, 1995). Por outro lado Lima e Zakia (2000) citam que
áreas parciais da microbacia podem produzir escoamento superficial mesmo
10
quando a intensidade da chuva for inferior à capacidade de infiltração média
para a microbacia como um todo; e estas áreas são:
a) zonas saturadas que margeiam os cursos d'água e suas cabeceiras, as
quais podem se expandir durante chuvas prolongadas (zonas ripárias);
b) concavidades do terreno, para as quais convergem as linhas de fluxo, como
as concavidades frequentemente existentes nas cabeceiras (também parte da
zona ripária);
c) áreas de solo raso, com baixa capacidade de infiltração.
O escoamento direto de uma chuva em microbacias com cobertura
florestal de clima úmido é basicamente o resultado dos seguintes processos:
(LIMA, 1993).
a) precipitação direta nos canais;
b) escoamento superficial
c) escoamento sub-superficial;
d) expansão da área variável de afluência.
Esta diferença na disponibilidade de água em diferentes regiões da
microbacia e que determina a existência da mata ciliar, nos leva a pensar na
zona ripária como um ecossistema, e então aparece o conceito de função
ecológica da zona ripária, cujo modelo conceitual é apresentada na figura 2
(LIKENS 1992 apud LIMA e ZAKIA, 2000).
Figura 2
- Esquema conceitual de uma área ripária (modificado a partir de LIKENS,1992 apud
LIMA e ZAKIA, 2000).
11
3.4 Importância da zona ripária na redução do escoamento superficial
Kobiyama (2003) define zona ripária como um espaço tridimensional que
contém vegetação, solo e rio. Sua extensão, horizontalmente vai até o alcance
da inundação, e verticalmente, do leito do curso d’água até ao topo da copa da
floresta. Geralmente, a planície de inundação possui superfície plana e é
inundada em média uma vez por ano de 1 a 3 anos (HUPP e OSTERKAMP,
1996). Na parte baixa da superfície, no leito do curso d’água, a zona ripária
inclui a zona “hiporheic”, importante ecossistema para o ciclo de vida dos
organismos aquáticos do fundo do canal (STANFORD e WARD, 1988).
De acordo com Checchia (2003) zonas ripárias são áreas que podem
ser definidas como faixas estreitas de terra que margeiam enseadas, rios ou
corpos d’água. Devido à sua proximidade com a água, as espécies vegetais e a
topografia dessa região diferem consideravelmente das regiões adjacentes.
Embora as zonas ripárias ocupem apenas uma porcentagem pequena da área
de uma bacia, é um componente extremamente importante na formação dos
ecossistemas, compreende-lo é indispensável para manejo e gestões futuras.
Outro critério de delimitação da extensão da zona ripária, do ponto de
vista ecológico, é sua função de corredor de fluxo gênico ao longo da
paisagem, para atender às dimensões mínimas que garantam a sua
sustentabilidade.
A vegetação ripária apresenta grande importância, relacionada
principalmente à algumas de suas funções, como filtro natural ou zona tampão
de entradas de nutrientes no rio, oriundos da planície aluvial, estabilizadora das
margens e auxiliar da recarga de aqüíferos subterrâneos e como habitat de
animais silvestres (HINKEL, 2003), promove a proteção dos solos contra a
erosão, a sedimentação, a lixiviação excessiva de nutrientes e a elevação de
temperatura da água, contribuem para melhoria da qualidade da água dos
mananciais de abastecimento público (SOPPER, 1975).
Esta vegetação também contribui de diversas formas para atenuar o
escoamento superficial e os picos de vazão, além de melhorar a qualidade da
água. Smith e Rellmund (1993) ressaltam que áreas vegetadas ajudam a
purificar águas superficiais e subterrâneas, através da filtração de sedimentos
12
carreados pelo escoamento superficial, além de utilizar o excesso de nutrientes
antes dos mesmos alcançarem o corpo d’água e, também, protegem as
encostas dos processos erosivos. Os mesmos autores comentam que, em
áreas com cobertura vegetal, apenas 5 – 15 % da água da chuva drena pela
superfície, pois o restante é evaporado e infiltrado no solo, enquanto em áreas
sem vegetação, aproximadamente 60 % da água precipitada é escoada pelo
sistema de drenagem.
3.5 Importância da zona ripária na qualidade hídrica
A zona ripária, isolando estrategicamente o curso d'água dos terrenos
mais elevados da microbacia, desempenha uma ação eficaz de filtragem
superficial de sedimentos (AUBERTIN e PATRIC, 1974; KARR e SCHLOSSER,
1978; SCHLOSSER e KARR, 1981; BAKER, 1984; MORING et al., 1985;
BORG et al., 1988; ADAMS et al., 1988; ICE et al., 1989; MAGETTE et al.,
1989).
Barton e Davies (1993) demonstraram que a zona ripária protegida pode
também diminuir significativamente a concentração de herbicidas nos cursos
d'água de microbacias tratadas com tais produtos.
Para Muscutt e colaboradores (1993), os efeitos da zona ripária sobre a
qualidade podem ser classificados em efeitos diretos, aqueles obtidos através
da remoção de atividades presentes na zona ripária e caracterizadas por serem
formas diretas de poluição para o corpo d’água; e aqueles que resultam em
processos de retenção de poluentes na zona ripária. O processo de retenção
de poluentes pode ser dividido em aqueles que operam sobre o escoamento
superficial e sobre o escoamento sub-superficial.
A maior parte dos nutrientes liberados dos ecossistemas terrestres
chega aos cursos d'água através de seu transporte em solução no escoamento
sub-superficial. Ao atravessar a zona ripária, tais nutrientes podem ser
eficazmente retidos por absorção pelo sistema radicular da mata ciliar,
conforme tem sido demonstrado em vários trabalhos (AUBERTIN e PATRIC,
13
1974; PETERJOHN e CORRELL, 1984; FAIL et al., 1987; DILLAHA et al.,
1989; MAGETTE et al., 1989; MUSCUTT et al., 1993).
Como já afirmado, os limites da zona ripária do ponto de vista
geomorfológico, não são facilmente delimitados, mas podem variar bastante ao
longo da microbacia e principalmente entre diferentes microbacias, em função
das diferenças de clima, geologia e solos.
Esta função de retenção de nutrientes e sedimentos como garantia de
proteção da qualidade da água, por outro lado, define o critério hidrológico de
dimensionamento da faixa ripária. Não existe ainda nenhum método definitivo
para o estabelecimento da largura mínima da faixa ripária que possibilite uma
proteção satisfatória do curso d'água (BREN, 1993). Flanagan e colaboradores
(1989), por exemplo, desenvolveram algumas equações de estimativa da
largura mínima baseadas em parâmetros hidráulicos.
Clinnick (1985), elaborou uma revisão sobre a eficácia de diferentes
larguras de faixa ciliar visando a proteção do curso d'água em áreas florestais
da Austrália. Embora encontrando grande variação de critérios e larguras
utilizadas, o autor concluiu que a largura mais recomendada para tal finalidade
é de 30 metros, medida atualmente utilizada, no Código Florestal Brasileiro, Lei
Federal 4.771/65 (já alterada pela Lei 7.803/89, artigo 2°, alínea “a” ítem 1)
para corpos d’água com até 10 metros de largura.
3.6 Monitoramento ambiental de bacias hidrográficas
O monitoramento de bacias hidrográficas é necessário, pois quanto
menores forem as informações, maiores serão as incertezas dos prognósticos.
Além disso, os dados permitem aferir os parâmetros e reduzir as incertezas dos
mesmos na estimativa das variáveis hidrológicas (TUCCI, 1998).
Tundisi (2003) ressalta que o monitoramento é o fator mais importante
para elaboração de um banco de dados confiável e adequado que possa ser
útil ao planejamento e ao gerenciamento ambiental.
Os dados obtidos durante o monitoramento de bacias ainda não
monitoradas poderão contribuir para o Prediction in Ungaged Basins (PUB) que
14
representa uma importante iniciativa para obtenção de dados em bacias
hidrográficas (SIVAPALAN et al, 2003), sobretudo na década da International
Association of Hydrological Sciences (IAHS).
Além disso, o monitoramento ambiental, que contemple a quantificação
e recompilação de dados hidrológicos e limnológicos, de uma bacia
hidrográfica que deverá ser urbanizada no decorrer do tempo é de extrema
importância para que seja possível melhor compreender as prováveis
alterações no ciclo hidrológico que deverão ocorrer em função do aumento de
áreas impermeáveis.
No caso do Campus 2, até o primeiro semestre de 2005 foram gastos,
no monitoramento ambiental, cerca de R$ 110,000,00, conforme recomendado
pela equipe técnica que realizou a licença ambiental do Campus e requisitado
pelo Departamento Estadual de Proteção de Recursos Naturais (DEPRN).
3.7 Modelos hidrológicos
O modelo hidrológico é uma das ferramentas desenvolvidas, para
entender e representar o comportamento da bacia hidrográfica e prever
condições diferentes das observadas (TUCCI, 1998). O mesmo autor ressalta
que a simulação hidrológica é limitada pela heterogeneidade física da bacia e
dos processos envolvidos e o modelo por si só não é um objetivo, mas uma
ferramenta para atingir um objetivo.
O modelo deve ser usado para se antecipar aos eventos, para verificar
os impactos da urbanização de uma bacia antes que ela ocorra e para que
medidas preventivas possam ser tomadas (TUCCI, 1998).
De acordo com Campana e Tucci (2001) há uma grande diferença entre
controlar os impactos antes do desenvolvimento da bacia e após a sua
urbanização, pois a maioria dos municípios não tem condições econômicas
para fazer controle neste último estágio. Os mesmos autores ressaltam que um
dos principais desafios do planejador é o de antecipar-se e prevenir ou
minimizar os impactos antes que eles se tornem realidades.
O uso de modelos hidrológicos para o gerenciamento dos recursos
hídricos é ferramenta indispensável quando o planejador necessita reunir
15
processos quantitativos em diferentes fases. Devido à existência de inúmeras
alternativas para se compor cenários de planejamento, é necessário establecer
metodologias que auxiliem os tomadores de decisão (OHNUMA JR., 2005).
Figura 3 – Seqüência de uso do modelo dentro das fases de estudo (TUCCI 1998 apud
OHNUMA JR, 2005).
A aplicação de modelos visa não somente elaborar cenários em
diferentes contextos de ocupação, como também, a partir do aprendizado do
comportamento do sistema, propor soluções para o desenvolvimento de forma
sustentável.
A figura 3 apresentada por TUCCI (1998) apud OHNUMA JR (2005)
mostra uma seqüência de uso do modelo dentro das fases de desenvolvimento
para um determinado estudo.
Avaliação e equacionamento
: definição do
problema, objetivos e justificativas
Representação do sist
ema
: escolha dos
modelos para atender os objetivos
Coleta e
análise dos dados
Análise
econômica social
Tomadores de decisão
1 SIMULAÇÃO
Ajuste e
verificação
Previsão de
cenários
Modelos:
hidrológicos,
hidráulicos, meio
ambiente,
planejamento
16
3.7.1 O sistema computacional IPHS-1 e o modelo IPH – II
Os modelos hidrológicos se desenvolveram basicamente em dois
sentidos: (a) modelos para grandes bacias, como aqueles que tratam de forma
empírica a distribuição dos parâmetros em áreas de grande magnitude e (b)
modelos de pequenas bacias, como aqueles que buscam representar com
maior precisão, e de forma distribuída, os processos hidrológicos (TUCCI,
1998).
Para se estabelecer diferentes cenários de urbanização, diversos
modelos são elaborados para melhor ilustrar e prever uma realidade. Na área
de engenharia dos recursos hídricos, uma maneira rápida e pertinente para se
avaliar o comportamento hidrológico em uma bacia é através dos hidrogramas
de projetos resultante da ocorrência de uma determinada tormenta. IPH-
UFRGS / ALM / FEZ / IMF (2003) abordam que os hidrogramas de projeto
representam técnicas hidrológicas capazes de compor a vazão e o volume
máximo de uma enchente.
O hidrograma de projeto é determinado através do conhecimento da
precipitação de projeto, das características físicas da bacia e dos parâmetros
do modelo de transformação da precipitação em vazão (TUCCI, 1998).
De acordo com o IPH-UFRGS-2004 de fundamentos do IPHS - 1, esse
sistema é um pacote computacional para WINDOWS ou FORTRAN.
Internamente, o sistema é modulado e oferece as seguintes opções:
- escoamentos em rios;
- propagação em reservatório;
- transformação precipitação – vazão na bacia;
- entrada soma ou derivação de hidrogramas.
O sistema é formado por três componentes:
1- leitura de dados e manejo de arquivos;
2- modelos;
3- impressão e graficação.
A segunda componente é dividida em dois módulos:
- módulo Bacia;
17
- módulo Rio.
Cada módulo é formado por vários sub-módulos que realizam operações
hidrológicas específicas. Por sua vez, cada sub-módulo apresenta diversas
opções diferentes algoritmos de cálculo.
3.7.1.1 Módulo Bacia
O módulo Bacia é configurado em precipitação; separação de
escoamento; escoamento superficial e escoamento subterrâneo. Já o módulo
Rio é dividido em escoamento em rios, escoamento em reservatórios e
derivação de vazões.
O sistema IPHS - 1 dá suporte para vários tipos de modelos, dentre os
quais está o modelo IPH II para separação de escoamento.
O modelo IPH II foi desenvolvido com o objetivo de permitir seu uso para
projetos de engenharia em bacias rurais e urbanas (TUCCI, 1998).
Tucci (1998) comenta que a base principal do modelo IPH II é um
algorítimo de separação do escoamento desenvolvido por Berthelot em 1970.
O autor utiliza a equação da continuidade combinada com a equação de Horton
e uma função empírica da percolação (IPH-UFRGS-2004 ).
De acordo com o IPH-UFRGS-2004 de Fundamentos (2004) O IPH II é
composto pelos seguintes algorítimos:
a) Perdas por intercepção;
b) Separação do escoamento;
c) Propagação do escoamento superficial e subterrâneo.
Na figura 4 é possível observar o fluxograma do modelo IPH II que
representa o processo de cálculo em um intervalo de tempo (IPH-UFRGS-2004
de Fundamento do IPHS-1, 2004).
a) Perdas por intercepção: A precipitação inicialmente é retida pelo
reservatório de intercepção, composto por cobertura vegetal e depressões, até
que sua capacidade de Retenção Máxima (R
max
) seja satisfeita. A precipitação
18
restante é utilizada no algorítimo de inflitração para o cálculo dos volumes
superficial e percolado.
Figura 4: Fluxograma de cálculo do modelo IPH II (MINE, 1998, apud IPH-UFRGS-2004 )
19
b) Separação do escoamento: A capacidade de infiltração é determinada
pela equação de Horton:
I = I
b
+ (I
o
– I
b
). h
t
(1)
onde I é a capacidade de infiltração no tempo t, Ib a capacidade de infiltração
mínima, I
o
a capacidade de infiltração para t = 0 e h = exp (-k), onde k é um
parâmetro empírico relacionado ao tipo de solo. A percolação da camada
superior do solo é definida pela equação:
T = I
b
(1 -h
t
)
(2)
A equação de continuidade aplicada à zona superior do solo, conforme
figura 5, é expressa por:
T
dt
dS
−= 1 (3)
Figura 5: Continuidade na camada superior do solo (MINE, 1998, apud IPH-UFRGS-2004 )
Substituindo-se as equações (1) e (2) na equação (3) e integrando, resulta:
)1(
ln
−
+= h
h
I
SS
o
o
(4)
20
Onde S
o
é o estado de umidade do solo quando se inicia a percolação; e I
o
a
capacidade de infiltração correspondente.
Duas situações podem ocorrer no cálculo dos volumes superficiais e
percolados (IPH-UFRGS-2004 de Fundamento do IPHS-1, 2004):
- quando a precipitação é maior que a capacidade de infiltração, e
- quando a precipitação é menor que a capacidade de infiltração.
Este modelo foi desenvolvido para trabalhar em conjunto com o método de
Clark para a propagação do escoamento superficial e subterrâneo.
c) Propagação do escoamento superficial e subterrâneo (método de
Clark): O método de Clark (1945) é uma combinação do histograma tempo-
área (HTA) com um reservatório linear simples (RSL). O HTA representa a
translação da chuva pelo deslocamento sobre a superfície da bacia. O
reservatório linear representa os efeitos de armazenamento das partículas de
água no percurso até o ponto de saída da bacia (TUCCI, 1998).
3.7.1.2 Módulo Rio
O módulo Rio é formado pelos modelos que representam o processo de
propagação de ondas de cheia em rios, canais e reservatórios. O procedimento
de propagação de cheias utilizado é o método Muskingum em várias versões,
dentre elas a versão Muskingum-Cunge Linear (IPH-UFRGS-2004 de
Fundamento IPHS-1, 2004).
Para que se torne possível realizar a simulação, com uso desse módulo
é necessário especificar a largura do canal (l), o intervalo de tempo de cálculo
(múltiplo de Dt), as cotas máximas e mínimas dos trechos de córrego nas sub-
bacias, a rugosidade (n), as dimensões do canal e as vazões específicas de
cada sub-bacia (IPH-UFRGS-2004 ).
21
3.8 Município de São Carlos
O Município de São Carlos está localizado na região centro-norte do
Estado de São Paulo, entre as coordenadas geográficas de 21º35’45” e
22º09’30” de latitude sul e 47º43’04” e 48º05’26” de longitude oeste (figura 6).
Figura 6: Localização de São Carlos – estado de São Paulo (MURO, 2000).
O clima regional, de acordo com a classificação de Köppen, pertence ao
tipo Cwa (grupo mesotérmico, seca no inverno e temperatura do mês mais
quente acima de 22
o
C), com estações climáticas bem definidas. O período
seco abrange os meses de abril a setembro, o mês de agosto é o responsável
pelos menores índices de precipitação. O período de outubro a março
caracteriza a estação chuvosa, com os maiores índices de precipitação nos
meses de dezembro e janeiro. As médias anuais de precipitação variam entre
1.200mm e 1.500mm.
Possui área aproximada de 113.700 ha (1.137 km
2
) e perímetro de
231.200m. Sua extensa rede hidrográfica soma cerca de 1.023 km de cursos
d’água em seu território, incluindo os perenes e os intermitentes, sem
48º00'
48º00'
22º15'
48º15'
22º00'
B r a s il
20º
25º
47º30'
47º30'
São Carlos
47º45'
47º45'
53º
53º
25º
20º
São Paulo
21º30'
21º45'
22º00'
22º15'
45º
45º
22
considerar aqueles que fazem limite com os municípios lindeiros. O Rio Mogi-
Guaçu, situado ao norte, percorre 36.050 m do município, estabelecendo a
divisa com o município de Luiz Antônio (ESPÍNDOLA et al., 2000).
O município está localizado em duas grandes bacias hidrográficas: 2/3
do território pertence à bacia hidrográfica do Rio Mogi-Guaçu e o restante
pertence à bacia do Rio Jacaré-Guaçu, ao sul, na divisa entre São Carlos e os
municípios de Itirapina e Brotas (PMSC, 2001).
De acordo com a Lei Estadual nº 7.663, de dezembro de 1991, o
município faz parte do 6º Grupo de Unidades de Gerenciamento de Recursos
Hídricos (UGRH) do estado de São Paulo, estando localizado na 13ª bacia,
denominada Tietê/Jacaré, tendo sido incluído também na bacia, denominada
Mogi-Guaçu, que abrange aproximadamente 60 %.
Quanto às microbacias hidrográficas, o município pode ser subdivido em
10 principais microbacias, demonstradas na figura 7, de acordo com
informações obtidas no IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística). O
mapeamento baseado nas Cartas Topográficas do na escala 1:50.000, tem-se
em ordem decrescente de tamanho: microbacia do Ribeirão dos Negros, com
30.173 ha; do Rio do Monjolinho, com 20.610 ha, considerada especialmente
importante por abranger integralmente a zona urbana; do Ribeirão das Araras,
com 20.044 ha; do Ribeirão do Feijão, com 12.560 ha; do Rio Jacaré-Guaçú,
com 8.216 ha; do Ribeirão das Cabaceiras, com 6.960 ha; do Ribeirão das
Guabirobas, com 5.722 ha; do Rio Mogi-Guaçu, com 4.167 ha; do Rio Chibarro,
com 3.541 ha; e finalmente a do Ribeirão do Pântano, com 1.685 ha
(ESPÍNDOLA et al., 2000).
Embora seja um município com elevada densidade hídrica
(aproximadamente 0,899 km lineares de corpos d’água superficiais para cada
km
2
de área do município), São Carlos possui apenas dois mananciais
superficiais para abastecimento público: o Rio do Monjolinho, principal curso
d’água na microbacia que recebe o mesmo nome, que percorre
aproximadamente 24.060 m de extensão dentro do município, e o Ribeirão do
Feijão, com aproximadamente 13.070 m de extensão, na divisa sul do
município. Aproximadamente 40 % do abastecimento público municipal são
obtidos de captações sub-superficiais (ESPÍNDOLA et al., 2001).
23
Figura 7: Área onde estará situado o Campus 2 da USP – São Carlos. Adaptado de PMSC,
2001.
A altimetria no município varia de 515 m, na área de alagamento
próxima ao Rio Mogi-Guaçu, ao Norte, na porção que pertence à bacia do
Ribeirão das Guabirobas, até 1.000 m, na porção Sudeste do município, na
bacia do Ribeirão do Feijão, apresentando variação de 485 m. (PMSC, 2001).
De maneira genérica, os solos foram agrupados em seis grandes
classes: os latossolos, subdivididos em latossolo vermelho-amarelo, latossolo
vermelho-escuro e latossolo roxo; os solos podzólicos vermelho-amarelo; a
terra roxa estruturada; as areias quartzosas profundas; os solos litólicos e os
solos hidromórficos (Instituto Agronômico de Campinas - IAC).
3.8.1 A bacia hidrográfica do Monjolinho
Na porção pertencente ao município de São Carlos, a bacia hidrográfica
do Rio do Monjolinho está localizada na região centro-oeste, entre as
coordenadas geográficas UTM 181.076 m e 208.559 m de longitude oeste e
Área do Campus 2
24
7.553.040 m e 7.568.539 m de latitude sul, perfazendo uma área de 20.610 ha
(206,100 km
2
) e um perímetro de 81.900 m (figura 7).
O Rio do Monjolinho nasce no planalto de São Carlos, a leste do
município, na cota de 900 m, percorrendo aproximadamente 24 km dentro do
município e 14 km estabelecendo o limite entre os municípios de São Carlos e
Ibaté, até desaguar no rio Jacaré-Guaçu, na cota de 540 m, apresentando um
desnível de 360 m. (ESPÍNDOLA et al., 2000).
A bacia do córrego do Mineirinho, na qual estará situado o Campus 2
(figura 7), é uma sub-bacia da bacia hidrográfica do Rio do Monjolinho.
A altimetria na área da bacia hidrográfica do Monjolinho varia de 560 m a
920 m, de acordo com as informações contidas nas cartas topográficas do
IBGE, na escala 1:50.000.
De forma geral, os solos nessa bacia podem ser agrupados em cinco
grandes classes: os latossolos, que são os que predominam na área, podendo
ser subdivididos em latossolo vermelho-amarelo, latossolo vermelho-escuro e
latossolo roxo; areias quartzosas profundas; solos itólicos; hidromórficos e terra
roxa estruturada. As altitudes vão desde 500m até pontos com altitudes
maiores que 900 m (IAC).
Na área da bacia hidrográfica do Monjolinho predominam as formações
geológicas Serra Geral e formação Botucatu, pertencentes ao grupo São
Bento, e a formação Adamantina, relativa ao grupo Bauru. Essa área apresenta
uma variedade de formas de relevo, e pertence à Província Geomorfológica
das Cuestas Basálticas, no qual predominam relevos de morros (ESPÍNDOLA
et al., 2000).
A formação geológica Botucatu tem caráter contínuo, de espessura
variável, freqüentemente na forma de escarpas subverticalizadas e alongadas
e, menos comumente, por afloramentos isolados, devidos à intensa cobertura
proporcionada por sedimentos recentes, sobretudo aqueles de maior
contribuição do próprio arenito.
As litologias dessa formação, que ocupam considerável espaço na área,
representam a quase totalidade da porção sul. Morfologicamente, no geral,
apresentam superfície de intensa dissecação, com como classe de declividade
predominante a de 2 a 5 % e baixa densidade de drenagem. Esta monotonia é
25
truncada pela presença de escarpas abruptas e de morros testemunhos. Tais
feições podem ser verificadas no limite sudoeste da cidade e à leste da
Rodovia SP-310, entre a Fazenda Sesmaria do Pinhal e o entroncamento com
a Rodovia SP-215.
3.8.2 Plano Diretor e diretrizes para ocupação do solo no município de
São Carlos
Os Planos Diretores de Drenagem Urbana (PDDUs) são os mecanismos
de ação ordenada que buscam equilibrar o desenvolvimento com as condições
ambientais das cidades. A política de PDDUs usa critérios e princípios básicos
de controle, de estratégias e de interfaces com outros planos, por exemplo de
esgotos sanitários, resíduos sólidos e de desenvolvimento (TUCCI, 2002). As
microbacias urbanizadas constituem adequados campos de ação para
desenvolvimento de atividades educativas em uma abordagem multi e
interdisciplinar. Os trabalhos de campo são fundamentais para construção e
difusão de conhecimentos e, dessa forma, para mobilização social necessária
para defesa e recuperação dos recursos hídricos (GUIMARÃES, 1998).
As condições hidrológicas que produzem cheias em áreas urbanas
decorrem, principalmente, de dois processos que podem ocorrer de forma
isolada, ou em conjunto: as enchentes naturais e as relacionadas à
urbanização. As primeiras ocorrem devido ao processo natural do ciclo
hidrológico, onde o rio ocupa o seu leito maior. Nesse caso os impactos são
resultados da ocupação inadequada dessas áreas, tendo como fator agravante,
a inexistência, no Plano Diretor Urbano da maioria das cidades brasileiras, de
restrições da implantação de loteamentos em áreas sujeita a inundação
(TUCCI, 2001).
O Plano Diretor do município de São Carlos (PDMSC), atualmente,
encontra-se na Câmara Municipal de Vereadores e deverá ser aprovado no
máximo, até outubro de 2006, conforme recomenda a Legislação Federal. A
drenagem urbana não tem sido contemplada no PDMSC. No entanto, a
questão da impermeabilização dos lotes, assim como áreas de interesses
ambientais e sociais, é observada (PMSC, 2003).
26
Os loteamentos já existentes, assim como os futuros deverão receber
restrições do uso e ocupação do solo, sobretudo nas taxas de
impermeabilização do solo.
Embora seja aparentemente fácil e simples criar leis de zoneamento e
políticas de controle do uso do solo, muitas vezes o que se percebe é que as
mesmas não são aplicadas na prática por falta de fiscalização e controle dos
agentes fiscais, associadas ao descaso social, política e ambiental (OHNUMA
JR. 2005).
O mesmo autor relata que o objetivo maior para a implementação de
políticas públicas que envolvem a ocupação e uso do solo está em ordenar o
pleno desenvolvimento das funções eco-sociais do município. Entende-se por
funções eco-sociais, aquelas em que se prevê o uso socialmente justo e
ecologicamente equilibrado do território a ser impermeabilizado. É de interesse
comum preservar áreas que assegurem o bem estar dos moradores e,
portanto, é necessária a aplicação de uma política urbana que vise controlar a
má ocupação do solo.
Devido o elevado crescimento urbano e suas conseqüências, nota-se a
necessidade da elaboração de propostas para estabelecer uma viável política
de recuperação de bacias hidrográficas.
Com base na proposta do Plano Diretor do Município de São Carlos
(PMSC, 2001), cabe à política urbana deste município ordenar e controlar o
uso do solo de forma a evitar:
a) a utilização inadequada dos imóveis urbanos;
b) a proximidade de usos incompatíveis ou inconvenientes;
c) o parcelamento do solo, a edificação ou o uso excessivo ou
inadequado em relação à infra-estrutura urbana;
d) a instalação de empreendimentos ou atividades que possam
funcionar como pólos geradores de tráfego, sem a previsão da infra-
estrutura correspondente;
e) a retenção especulativa de imóvel urbano, que resulte na sua
subutilização ou não utilização;
f) a deterioração das áreas urbanizadas;
g) a poluição e a degradação ambiental.
27
O PDMSC prevê coeficientes para ordenar o uso do solo de forma
racional e adequada. Assim, o Plano Diretor (2003) sugere a divisão do
município em Macrozonas com características semelhantes em relação aos
critérios adotados para a ocupação e uso do solo.
Dessa forma, a expansão urbana será baseada em restrições de acordo
com as Macrozonas pré-estabelecidas divididas em ocupação controlada,
induzida ou condicionada, além de contemplar para cada situação de ocupação
os coeficientes de aproveitamento, de aproveitamento básico, de
aproveitamento máximo, de cobertura vegetal, de ocupação e coeficiente de
permeabilidade. Este último quantifica quanto de área cada novo
empreendimento deve deixar disponível para que se reduza o potencial de
escoamento superficial ao longo da bacia.
O Plano Diretor recomenda para a bacia do Mineirinho um coeficiente de
permeabilidade de 15 %, ou seja, novos empreendimentos devem deixar livres
15 % de área permeável obrigatoriamente (PMSC, 2004).
3.9 Cenários para o planejamento ambiental de bacias urbanas
A elaboração de cenários é uma importante ferramenta para o
planejamento regional sustentável. A combinação de cenários propõe uma
grande quantidade de conhecimento quantitativo e qualitativo (DÖLL et al,
2000).
Com a criação de cenários podemos avaliar, estudar e comparar
diferentes situações hipotéticas. Dessa forma, são de grande importância para
tomadas de decisões para evitar erros e danos ao meio ambiente, geralmente
irreversíveis.
A previsão de uso dos modelos hidrológicos para a geração de cenários
que possa estimar como um futuro incerto irá reagir de acordo com as decisões
tomadas hoje é de grande importância para o desenvolvimento sustentável e
regional (OHNUMA JR, 2005).
As etapas para o desenvolvimento de cenários visando à aplicação
sustentável de medidas de controle sugerida por DÖLL et al (2000) são:
28
Etapa 1:
Identificação da área problema.
Etapa 2:
Definição do sistema, incluindo a resolução e a extensão espaço-
temporal.
Etapa 3:
Definição dos indicadores do estágio do sistema.
Etapa 4:
Composição de cenários qualitativos de referência e de intervenções/
alterações.
Etapa 5:
Quantificação dos cenários através da:
- proposta de suposições quantitativas e
- determinação dos indicadores dos estágios do sistema no presente e
no futuro usando modelos.
Etapa 6:
Avaliação e comparação dos cenários.
29
4 METODOLOGIA
Para dar suporte à adequada ocupação e para contribuir com o Plano
Diretor do novo Campus foi necessário estabelecer, avaliar e comparar
diferentes cenários de ocupação urbana, além de ter tido início o
monitoramento ambiental da bacia hidrográfica do córrego do Mineirinho, no
interior do Campus 2.
O trabalho de laboratório foi realizado nas instalações do Núcleo
Integrado de Bacias Hidrográficas (NIBH) - EESC - USP, São Carlos
(www.shs.eesc.usp.br/laboratorios/hidraulica), e com suporte do projeto do
convênio FINEP-CT-HIDRO 01.02.00.86.
4.1 Caracterização da área de estudo – bacia do córrego do Mineirinho e o
Campus 2
A área de estudo é a parte à montante da bacia do Mineirinho e possui
área de aproximadamente 3,37 km
2
(Figura 8), apresenta urbanização próxima
à cabeceira (nascentes), de dois afluentes que drenam as suas águas para o
interior do Campus 2 da USP. No seu entorno, encontram-se pastagens,
monocultura de cana-de-açúcar, regiões sem cobertura vegetal e uma ferrovia
que circunda seu divisor de água. Acompanhando os cursos dos rios que
formam essa bacia encontram-se regiões com poucos remanescentes
florestais de mata ribeirinha, trechos com floresta paludosa e áreas alagadas
com vegetação de pequeno porte (campo úmido).
O Campus 2 possui área aproximada de 100,00 ha e abrange em seu
terreno 1.800 m do córrego do Mineirinho (pertencente à bacia do Rio
Monjolinho), com percurso total de aproximadamente 4 km, quando desemboca
no Rio Monjolinho. Sua principal nascente localiza-se fora da propriedade do
30
Campus 2, em bairro residencial próximo, denominado Santa Angelina. Há
ainda, mais três nascentes que formam outros afluentes: uma localizada
também nas imediações do Campus 2, no Bairro Santa Angelina, e, as outras
duas, localizadas no interior da área do Campus 2 (figura 9), sendo uma delas
intermitente.
Figura 8: Parte à montante da bacia do córrego do Mineirinho, onde o Campus 2 da USP
encontra-se em fase de implantação.
Figura 9: Área de implantação o Campus 2 da USP – São Carlos (2004).
N
31
Os solos na área são dos tipos latossolo vermelho amarelo (OLIVEIRA
et al., 1982), profundo e distrófico, nos interflúvios, e hidromórficos, dos tipos
gleissolo e organossolo (EMBRAPA, 1999), saturados de água temporária ou
de forma permanente, no interior dos vales de drenagem abertos, com lençol
freático próximo à superfície.
Estima-se que até o ano 2006, pelo menos, 4 ha da área do Campus 2
(4 % da área total do novo Campus) sejam destinados à construções de vias e
edificações. Constituirão, portanto, áreas impermeáveis. Além dessas
edificações deverão ser construídos outros prédios, como sala de convenções,
além de prédios do curso de química ambiental, física e eventuais cursos a
serem criados no novo Campus.
Além disso, a bacia deverá ser amplamente urbanizada devido à
especulação imobiliária, uma vez que diversas pessoas necessitarão de
residência próxima ao Campus universitário.
4.2 Monitoramento ambiental das sub-bacias
4.2.1 Dados hidrológicos
Foi instalada estação climatológica completa para coleta de dados
hidrológicos, como precipitação, velocidade e direção do vento, pressão
atmosférica, radiação solar, temperatura, umidade do ar e do solo (Figura 10).
A estação foi obtida para que fosse possível a realização do
monitoramento ambiental do Campus 2, conforme proposto por Benini e
Tonissi (2003) e requisitado pelo Departamento Estadual de Proteção de
Recursos Naturais (DEPRN – São Carlos), firmado em Termo de Compromisso
de Recuperação Ambiental (TCRA), em função do licenciamento para
implantação do Campus 2.
As especificações dos equipamentos adquiridos estão descritas na
tabela 1.
A estação climatológica foi instalada próxima ao Centro de Apoio
Técnico (CAT) do Campus 2 (figura 11), por questões de segurança do
32
equipamento, e a uma distância superior a duas vezes a altura do prédio da
CAT, conforme orientação técnica da Campbell do Brasil S.A., para que não
houvesse interferência nos dados coletados.
Tabela 1: Especificações da estação climatológica, calhas Parshall e medidores de nível –
equipamentos a serem instalados para o monitoramento ambiental do Campus 2.
1 (uma) Estação Climatológica Completa. com os seguintes equipamentos e sensores:
a) 1 Datalogger;
b) 1 Bateria recarregável com suporte;
c) 1 Painel Solar ;
d) 1 Regulador de Voltagem (SR12);
e) 1 Caixa, ambientalmente selada, metálica em aço inoxidável para instalação do datalogger,
modems ópticos, sistema de alimentação e acessórios;
f) 1 Software capacitado para programação do datalogger, comunicação automática através de
múltiplos sistemas - rádio, telefone, satélite -; geração automática de relatórios, visualização
gráfica com atualização automática e auto-ajuda;
g) 1 Interface serial padrão RS232 opticamente isolada;
h) 1 Cabo de comunicação serial RS232;
i) 1 Sensor de velocidade (0 a 50 m/s) com limiar de partida de 0.5m/s e direção (0 a 360
graus) do Vento com limiar de partida de 0.8m/s a 10 graus e 1.8m/s a 5 graus, cabo de 10 m
com proteção contra UV;
j) 1 Sensor de temperatura (-40 a +60
o
C), tipo PRT e precisão de ± 0.8 C entre ) C e 60 C, e
Umidade Relativa do Ar (0 a 100 %), tipo capacitivo e precisão ± 3 % entre 10 e 90 % com
cabo de 10 m com proteção contra UV;
k) 1 Abrigo Termométrico para sensor de temperatura e umidade (12 pratos);
l) 1 Sensor de radiação solar Global 3 metros de cabo , tipo fotodiodo, com erro < 5 % para
ângulos de incidência de até 80 graus com proteção contra UV;
m) 1 Base de nivelamento com bolha de nível (CLF1) Sci-Tec / Kipp & Zonen para SP-LITE e
PAR-LITE;
n) 1 Pluviômetro de Báscula, com resolução de 0.2 mm, com cabo de 15 metros com proteção
contra UV., com elemento sensor duplo protegido por varistor 12 VDC e 0.5 Amp max,
diâmetro do funil de 200 mm, capacidade de escoamento para intensidade de chuva até 700
mm/h, precisão de 3 % para intensidade de chuva até 500 mm/h;
o) 1 Base de nivelamento com tubo para pluviômetro;
p) 2 Sensores de umidade do solo com cabo de 15 metros com proteção contra UV;
q) 2 Sensores de temperatura solo com cabo de 15 metros tipo termistor, precisão de ± 0.1 C
de 0 a 90 C com proteção contra UV;
r) 1 Sensor de pressão barométrica, faixa operacional 600 a 1060 mb, precisão de ± 2 mb de 0
a 40 C;
s) 1 Linígrafo de pressão submersível fabricado em material inoxidável, com cabo ventilado
de 30 m e reforçado com fibra de Kevlar, compensado para temperatura de -2ºC a 30ºC,
precisão de 0.1 % do fundo de escala;
t) 1 Rádio faixa 900 MHz;
u) 1 Antena omnidirecional: com 3 db de ganho.
2 (duas) Estações de Dados Remotas. com os seguintes equipamentos e sensores:
a) 1 Datalogger: 5 canais analógicos, dois canais de pulso, dois canais de excitação, duas portas
de controle e rádio na faixa de 900 MHz;
b) 1 Antena omnidirecional: com 3 db de ganho;
c) 1 Painel Solar de 10 watt com suporte e cabo;
d) 1 Bateria recarregável 12 VDC-7Ah com suporte;
e) 1 Sensor de umidade do solo tipo reflectometro: precisão de 2 %;
f) 1 Sensor de temperatura solo com cabo de 15 metros tipo termistor, precisão de ± 0.1 C de 0
a 90 C com proteção contra UV.
2 (duas) Calhas, corpo em fibra de vidro, pré aferida, vazão 3,10 – 455,90 L/s.
2 (duas) Calhas, corpo em fibra de vidro, pré aferida, vazão 4,20 – 696,60 L/s.
33
Figura 10: Estação climatológica completa (Campbell
®
) instalada no Campus 2, USP, São
Carlos, SP.
Também foram adquiridos calhas Parshall e medidores de nível (figura
12), para medir vazões do córrego do Mineirinho e seus afluentes, porém as
mesmas ainda não foram instaladas, pois envolve mão de obra especializada e
elevados custos para sua implantação. Esse equipamento deverá ser instalado
pelo NIBH durante o ano de 2005/ 2006, para complementar o monitoramento
ambiental.
Figura 11: Local onde foi implantada a estação climatológica completa.
Estação
climatológica
34
Figura 12: Calhas Parshall e medidores de nível que deverão ser instalados para o
monitoramento ambiental do Campus 2.
Para a determinação da vazão no exutório de cada sub-bacia foi
utilizado o método de medição com flutuadores, que consiste em determinar a
velocidade de deslocamento de um objeto flutuante, medindo o tempo
necessário para que o mesmo se desloque em um trecho de rio de
comprimento conhecido (SANTOS et al., 2001). As medições foram medidas
com auxílio do estagiário Rodolfo Peres de Mello (CNPQ – PQ 301491/2003-
8), em 18 de abril de 2005.
Na data da medição da vazão o período de estiagem era de 13 dias
(figura 13).
0
10
20
30
40
50
60
70
1/4/05 10/4/05 19/4/05 28/4/05
DIAS
mm
CHUVAS DE ABRIL
mm
Figura 13: Período de estiagem durante as medidas de vazões (abril/ 2005)
18/04/05
35
4.2.2 Parâmetros limnológicos
Até o término deste trabalho foram realizadas três análises dos
parâmetros limnológicos dos cursos d’água inseridos no Campus 2. As análises
foram produzidas em laboratório por Rodolfo Mello e com apoio do projeto
FINEP/EESC-USP/DAEE-SP 01.02.0086.00. Foram obtidos os seguintes
parâmetros: pH, condutividade, nitrogênio total (NTK), fósforo total, E. coli,
salmonela e demanda química de oxigênio (DQO).
As coletas foram realizadas durante o dia 12 do mês de janeiro, dia 24 do
mês de fevereiro e em 21 de abril de 2005, em 4 pontos distintos nos exutórios
das principais sub-bacias do córrego do Mineirinho (figura 14). Os métodos
utilizados para análise dos parâmetros estão descrito na tabela 2.
Tabela 2: Técnicas utilizadas para medição dos parâmetros limnológicos no Campus 2.
Parâmetros Método/Referência
pH Método potenciométrico (pH-metro)
Condutividade elétrica Método do condutivímetro
Nitrogênio OrgânicoTotal (NTK) Método titulométrico (GOLTERMAN et al., 1978)
Fósforo total (PT) Método espectrofotométrico (APHA, 1995)
Demanda química de Oxigênio (DQO)
APHA, 1992
Salmonella sp.
Tubos seriados (SILVA & JUNQUEIRA, 1995)
E. coli
Tubos múltiplos (SILVA & JUNQUEIRA, 1995)
Tabela 3: Localização dos pontos de coleta d’água para análises limnológicas.
Ponto Localização do ponto Coordenadas UTM 23K
1
Exutório da sub-bacia 1b
0197344
7565126
2
Exutório da sub-bacia 3b
0197741
7564329
3
Exutório da sub-bacia 7b
0197759
7563892
4 Exutório final da bacia total (limite do Campus 2)
0197826
7563888
36
Na tabela 3 estão detalhadas as coordenadas de localização dos pontos
de coleta de água para análises limnológicas. A visualização dos pontos
também é possível na figura 14.
4.2.3 Sub-bacias
O modelo IPH II, utilizado nas simulações, é um modelo concentrado.
Para que a simulação hidrológica fosse possível, a parte montante da bacia do
Mineirinho foi dividida em sub-bacias (figura 14), de acordo com pontos de
interesse (exutórios principais) e em função das áreas urbanas ou rurais, com
uso da abordagem de bacias embutidas (MENDIONDO e TUCCI, 1997), e
conforme recomenda o IPH-UFRGS-2004 .
Figura 14: Sub-bacias inseridas na parte à montante da bacia do córrego do Mineirinho.
Para cada sub-bacia foi calculada área total (At), cota máxima (c
max
),
cota mínima (c
min
), desnível (H) e o comprimento do talvegue (L). As cotas
foram obtidas da própria base cartográfica digitalizada e o desnível (H) foi
1
2
3
4
37
obtido da diferença entre a c
max
e c
min
. O talvegue (L) foi medido na própria
base cartográfica digital com uso do Software AutoCAD
®
2000.
As sub-bacias “a”, ou seja, 1a, 3a e 7a, foram delimitas à montante da
cabeceira de cada afluente, portanto, nestas bacias não ocorre a presença de
corpos d’água.
4.3 Cenários ambientais
As simulações foram aplicadas em diferentes cenários ambientais
(tabela 4). Cenário pré-urbanização (1972), cenário atual (2000), cenário 20025
sem Plano Diretor e cenário 2025 com Plano Diretor. Após a obtenção dos
diferentes cenários os mesmos foram comparados entre si.
Tabela 4: Cenários ambientais a serem estudados.
Cenário Descrição
1- Pré-urbanização
Situação passada, com menor interferência
antrópica e menor degradação ambiental (ano
1972).
2- Situação atual
Antes da implantação do novo Campus (ano
2000).
3- Pós Ocupação sem PD
Previsão da ocupação do Campus e aumento da
urbanização sem a implantação de Plano Diretor
(ano 2025).
4- Pós Ocupação com PD
Previsão da ocupação do Campus e aumento da
urbanização com a implantação de Plano Diretor
(ano 2025).
Para a obtenção dos diferentes cenários foi necessário caracterizar o uso
e ocupação do solo da parte à montante da bacia do córrego do Mineirinho,
para isso, foi necessária análise de fotos aéreas (fotointerpretação), tiradas
durante os anos de 1972 e 2000, em escala 1: 30.000 (figura 15), que
permitiram a elaboração de mapas através do uso do software AUTOCAD
2000
®
.
38
Figura 15: Fotografias aéreas e evolução da urbanização da bacia do córrego do Mineirinho
nos anos de 1972 e 2000.
Dessa forma, foram gerados os cenários pré-desenvolvimento (1972) e
cenário atual (2000) antes da implantação do Campus 2.
A fotointerpretação (figura 16) foi feita por meio da sobreposição das
fotografias aéreas digitalizadas com os mapas digitais do Campus 2 e da bacia
do Mineirinho, com uso do programa AutoCAD
®
2000 e permitindo que
situações visualizadas nas fotografias aéreas, como fragmentos florestais,
áreas brejosas, traçado de córregos, áreas agrícolas, áreas urbanizadas, e
outras situações, sejam transpostas para o mapa.
Os possíveis cenários foram obtidos para situações com e sem Plano
Diretor de Ocupação, com e sem vegetação florestal na zona ripária e
prevendo-se a impermeabilização das sub-bacias ao longo do tempo, seguindo
diretrizes de ocupação previstas no Plano Diretor do Município de São Carlos
(PMSC, 2004).
4.3.1 Cenário sem Plano Diretor
Foi estabelecido um cenário hipotético futurístico, para o ano 2025, sem
Plano Diretor, prevendo-se uma ocupação desordenada, sem normas e
diretrizes.
O crescimento urbano de forma desordenada, sem diretrizes de
ocupação, para o cenário sem Plano Diretor, deverá ser evidenciado nos anos
39
seguintes, ou seja, deverá ocorrer diminuição das áreas permeáveis e algumas
alterações na cobertura vegetal, como a extinção das áreas voltadas á
produção agrícola e área com presença de pinus.
Alguns remanescentes florestais não foram totalmente retirados deste
cenário, pois se acredita que os mesmos só tenham sobrevivido devido ao fato
de estarem em locais de difícil acesso de maquinários agrícolas e ocupação
humana.
Além disso, deverá ocorrer implantação de áreas impermeáveis devido à
construção do Campus 2.
Figura 16 – Fotointerpretação, com uso de fotografia aérea e o programa AutoCAD
®
2000.
40
4.3.2 Cenário com Plano Diretor
Criou-se um cenário hipotético, também para o ano 2025, com aplicação
do Plano Diretor Municipal de São Carlos (PDMSC) e de Plano Diretor de
Ocupação (PDO) do Campus 2.
O PDMSC estipula o coeficiente de permeabilidade de 15 % nos novos
lotes a serem implantados e o PDO prevê a restauração florestal no interior do
Campus 2, de acordo com a legislação ambiental vigente (Lei Federal 4.771/65
– Código Florestal) e formação de corredores interligando os remanescentes
florestais, conforme proposto por Benini & Tonissi (2003).
Este cenário também prevê a criação de novas áreas impermeáveis no
interior do Campus devido à implantação do mesmo.
4.4 Simulação hidrológica
As simulações hidrológicas foram realizadas para todos os cenários,
com uso do sistema computacional IPHS-1 para Windows, versão 2.11,
desenvolvido pelo Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal
do Rio Grande do Sul (UFRGS). As simulações foram realizadas com o uso do
modelo concentrado IPH II.
Os dados de precipitação utilizados foram os observados na estação
climatológica do monitoramento ambiental instalada no Campus 2. Foram
selecionados os 15 maiores eventos (tabela 5) ocorridos durante o período de
01 de novembro de 2004 a 31 de março de 2005. Os dados foram coletados e
armazenados no Data Logger da estação climatológica de 5 em 5 minutos em
eventos de 24 horas (288 intervalos de tempo).
4.4.1 Modelo IPH II
Para realizar as simulações hidrológicas no IPH II é necessário obter-se
os parâmetros requisitados pelo modelo, que são:
41
Tabela 5: Eventos observados na bacia do Mineirinho utilizados para simulação no IPHS-1.
Evento Data de ocorrência Precipitação (mm)
*1
13-14 de novembro de 2004 52,0
*2
17-18 de novembro de 2004 89,0
*3
6-7 de dezembro de 2004 86,4
*4
10-11 de dezembro de 2004 60,0
*5
19-20 de dezembro de 2004 68,4
*6
26 de dezembro de 2004 32,2
**7
4-5 de janeiro de 2005 91,0
*8
6-7 de janeiro de 2005 43,6
*9
16-17 de janeiro de 2005 53,6
*10
19 de janeiro de 2005 45,2
*11
25-26 de janeiro de 2005 50,8
**12
27-28 de janeiro de 2005 88,2
*13
29-30 de janeiro de 2005 58,2
*14
26 de fevereiro de 2005 27,8
*15
17-18 de março de 2005 26,4
* Eventos observados de 5 em 5 minutos durante 24 h
** Eventos observados de 5 em 5 minutos durante 48 h
a) Parâmetros do módulo Bacia: Io, Ib, h, R
max
, Aimp, Ks, Kb e XN, sendo os
parâmetros Ks e XN utilizados na propagação do escoamento superficial
(método Clark).
Io é a capacidade de infiltração quando a umidade é So, ou seja, o
estado de umidade do solo quando inicia a percolação. No caso do modelo IPH
II adota-se So = 0 (TUCCI, 1998). Para o presente trabalho, adotou-se Io =
203,2 mm/h (tabela 6).
Ib é a capacidade de infiltração quando o solo está saturado e foi
utilizado Ib = 12,7 mm/h (tabela 6).
Cada tipo de solo representa diferente capacidade de produzir
escoamento superficial, infiltração e permeabilidade, como os solos A, B, C e D
(tabela 7).
42
Tabela 6: Parâmetros da equação de Horton, utilizada pelo modelo IPH II.
k(s
-1
)
(10
-3
)
* Tipo de
solo
Io
(mm/h)
Ib
(mm/h)
I II III
A
254,0 25,4 0,055 – 0,289 0,134 – 0,66 0,31 – 1,64
B
203,2 12,7 0,16 – 0,43 0,36 – 0,98 0,82 – 2,64
C
127,0 6,35 0,14 – 0,42 0,40 – 1,012 1,01 – 2,59
D
76,2 2,54 0,15 – 0,69 0,36 – 0,81 0,91 – 2,44
Umidade antecedente: I – 0 < P < 12,7 mm; II – 12,7 < P , 27,94 mm; III – P > 27,94 mm, onde
P é a precipitação em mm.
* Tipos de solos definidos pelo Soil Conservation Service.
Fonte: (FITCH et al., 1976 apud TUCCI,1998).
Tabela 7: Tipos de solo de acordo com sua capacidade de escoamento superficial e infiltração.
Tipo de solo Descrição
A
Solos de baixo escoamento superficial e alta infiltração; solos
arenosos profundos com pouco silte e argila
B
Solos menos permeáveis do que o anterior; solos arenosos
menos profundos do que o tipo A e com permeabilidade
superior à média
C
Solos que geram escoamento superior acima da média e com
capacidade de infiltração abaixo da média, contendo parcela
percentual de argila e pouco profundo
D
Solos contendo argilas expansivas e pouco profundas com
baixa capacidade de infiltração e maior proporção de
escoamento superficial
Fonte: TUCCI, 2001
No caso da bacia do córrego do Mineirinho o solo utilizado foi o tipo de
solo B (tabela 7), por ser o mais próximo da realidade observada e conforme
relatado por (Oliveira et al., 1982).
h = e
-k
e k é um parâmetro que caracteriza o decaimento da curva
exponencial de infiltração e depende das características do solo (TUCCI,
1998). Para o presente trabalho, foi obtida a média para a situação I (tabela 6)
onde adotou-se k = 0,09 (Dt = 5 min). Portanto h = 0,91.
43
Ks e Kb são respectivamente o tempo de retardo do escoamento
superficial e o tempo de escoamento subterrâneo e foram utilizados os Ks e Kb
médios ( horas) observados por Souza e Mendiondo, (2005), durante aplicação
em sub-bacias no município de São Carlos, SP (tabela 8). Onde Ks = 3,1 h e
Kb = 22,8 h.
Tabela 8: Valores de Ks e Kb
EVENTOS Ks (min) Kb (min)
EV -09/10/03 131,57 588,23
EV -11/10/03 128,20 588,23
EV -30/10/03 121,95 454,54
EV -06/11/03 333,33 2000,00
EV -13/11/03 208,33 1111,11
EV -17/11/03 151,51 1666,66
EV -01/12/03 136,98 3333,33
EV -04/12/03 142,85 1250,00
EV -09/12/03 163,93 1000,00
EV -20/12/03 95,23 3333,33
EV -22/12/03 256,41 2000,00
EV -23/12/03 384,61 1428,57
EV -31/12/03 156,25 588,23
EV -07/1/04 243,90 1000,00
EV -23/1/04 80,00 909,09
EV -28/1/04 142,85 384,61
EV -30/1/04 250,00 1666,66
MÉDIA 183,99 1370,74
Fonte: adaptado de SOUZA E MENDIONDO, 2005.
Aimp é a porcentagem de área impermeável na bacia. No presente
estudo considerou-se como áreas impermeáveis as que apresentam com
cobertura vegetal (gramíneas/ pastagens, campo úmido, cultivos agrícolas e
fragmentos florestais nativos e plantados).
R
max
é a capacidade de retenção máxima da precipitação, varia de
acordo com as características da bacia hidrográfica. Bacias com vegetação,
com grande capacidade de retenção de precipitação devem ter valores altos de
R
max
. Crawford e Linsley, 1996 apresentaram valores para a retenção em razão
da interceptação vegetal (tabela 9);
O R
max
de cada sub-bacia foi calculado por meio de médias ponderadas
das áreas impermeáveis.
44
Tabela 9: Valores do parâmetro R
max
Cobertura Capacidade de Retenção Máxima (R
max
)
(mm)
Campo, prado 2,5
Floresta ou mata 3,75
Floresta ou mata densa 5,00
Fonte: adaptado de Crawford e Linsley (1996).
XN á forma do histograma Tempo – Área, estimado conforme a figura 17
(IPH-UFRGS-2004 ).
Figura 17: Forma do histograma tempo-área para diferentes valores do parâmetro XN (XN=n)
Fonte: IPH-UFRGS-2004
45
O tempo de concentração (t
c
), necessário para determinar o Histograma
tempo – área (HTA), de cada sub-bacia é calculado pelo próprio modelo que
utiliza a equação de Kirpish:
385,0
3
).(57
H
L
t
c
=
(5)
Onde:
L é o comprimento do talvegue (km)
H é o desnível da sub-bacia (m)
b) Parâmetros do módulo Rio: largura (l) e altura do canal (a), as cotas
máximas (c
max
), mínimas (c
min
) e comprimento dos trechos d’água (c) dos
trechos de córrego nas sub-bacias e a rugosidade (n).
A largura e altura do canal e foram obtidas em campo por meio de
medições com trenas e níveis (figura 18 e figura 19).
Figura 18 e 19: Medição de altura e largura dos exutórios das sub-bacias.
c
max
, c
min
e c são respectivamente as cotas máximas e mínimas dos
trechos de córrego e o comprimento do curso d’água dentro da sub-bacia e
foram obtidas de forma similar ao descrito nas cotas das sub-bacias (item
4.2.3)
“n” é a rugosidade de Manning e foi estabelecida em função das
relatadas por Crawford e Linsley (1996) (tabela 10).
46
Nos cenários pré-urbanização (1972) foi determinado “n” = 0,20; no
cenário atual (2000) “n” = 0,10 devido è diminuição da vegetação; no cenário
2025 sem Plano Diretor foi utilizado”n” = 0,05; e, por fim, no cenário 2025 com
Plano Diretor foi utilizado “n” = 0,30 devido o aumento da vegetação ciliar.
Tabela 10: Valores de rugosidade de Manning
Cobertura da bacia n
Asfalto suave 0,012
Asfalto ou concreto 0,014
Argila Compacta 0,030
Pouca vegetação 0,200
Vegetação densa 0,350
Vegetação densa e floresta 0,400
Fonte: adaptado de Crawford e Linsley (1996).
4.6 Curvas de Permanência
Para avaliação da perenização do córrego do Mineirinho, utilizou-se o
método proposto por Silveira e Silveira (2001) apud Souza e Mendiondo
(2005). Por meio de ordenamento decrescente das vazões obtidas nas
simulações, foram geradas curvas de permanência. Silveira e Silveira (2001)
definem a curva de permanência como uma tradicional função hidrológica e por
isso as vazões mínimas delas extraídas tem um enfoque hidrológico. Os
mesmos autores comentam que a curva de permanência fornece a
porcentagem de tempo que uma dada vazão é igualada num período histórico
definido.
Uma vazão com 95 % de permanência é freqüentemente usada como
um índice representativo de vazão mínima.
47
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES
5.1 Monitoramento ambiental da bacia do Mineirinho
A bacia hidrográfica de interesse, córrego do Mineirinho, atualmente
apresenta 18,6 % de sua área total ocupada por residências (áreas urbanas).
Com as obras de implantação e instalação do Campus 2 da USP de São
Carlos, serão crescentes os passivos ambientais em toda extensão da bacia,
tanto por desmatamento, quanto por impermeabilização do solo. Ambas as
atividades desenvolvidas promovem significativo aumento no escoamento
superficial das águas precipitadas e conseqüentemente maior aporte de
sedimentos aos canais de drenagem. Isso significa avanço das frentes de
erosão nos corpos hídricos e aceleração do assoreamento, potencializando as
inundações.
O monitoramento ambiental da bacia do Mineirinho é necessário para se
conhecer as características atuais da área e avaliar as conseqüências de
futuras ações antrópicas (BENINI et al., 2003; BENINI et al., 2004), além de ser
fator importante para adequada gestão ambiental (TUNDISI, 2003) e para a
diminuição de incertezas de variáveis hidrológicas (TUCCI, 1998).
Esse monitoramento é extremamente importante para essa bacia, pois
há necessidade de se conhecer a qualidade das águas, já que moradores de
entorno fazem uso dos recursos hídricos com fins de recreação. Além disso, há
grande preocupação com a vazão do córrego à jusante do Campus 2, quando
ele deságua no rio Monjolinho, local onde ocorrem freqüentes inundações que
causam danos materiais e riscos à população (BENINI et al., 2005).
O monitoramento teve início em outubro de 2004 com a implantação da
estação climatológica.
48
5.1.1 Dados hidrológicos
Todos os dados hidrológicos e climatológicos, observados até o
presente momento, pela estação climatológica instalada em área do Campus 2
estão apresentados no APENDICE I. As calhas Parshall e os medidores de
nível serão instalados nos próximos meses e irão acrescentar dados ao
monitoramento desta bacia.
Alguns dados e a vazão medida nos exutórios de cada uma das 7 sub-
bacias estão descritas no item 5.5 e foram usadas nas simulações hidrológicas.
5.1.2 Parâmetros limnológicos
A obtenção de informações integradas depende basicamente do estudo
das interações que ocorrem entre os fatores bióticos e abióticos que regem o
funcionamento de um ecossistema. Porém, não se pode esquecer que estas
interações estão vinculadas a uma escala temporal, refletindo um
comportamento dinâmico e imprevisível, intrínseco a cada ambiente.
Foram amostrados 4 pontos na superfície do córrego do Mineirinho
(descritos na metodologia). As primeiras amostragem em campo foram
realizadas de janeiro a abril de 2005 (estação chuvosa) e devem continuar
durante todo o monitoramento.
Tendo em vista que a avaliação da qualidade de água deve ser sempre
referida ao seu uso específico, comparou-se os valores obtidos em campo com
o artigo 2º do Decreto Estadual nº 10.755 - de 22 de novembro de 1977
(conforme resolução CONAMA 20/86, revogada recentemente pela CONAMA
357/05), que estabelece limites para alguns parâmetros de qualidade de água
e para seu enquadramento em oito classes segundo os usos preponderantes a
que se destinam.
O córrego do Mineirinho está incluso na classe 2 desta resolução. A
classe 2 representa uns dos usos mais nobres da água, porque inclui aqueles
corpos d’água cuja qualidade permite que sejam destinados ao abastecimento
49
para consumo humano após tratamento convencional, à proteção das
comunidades aquáticas, à recreação de contato primário conforme Resolução
CONAMA nº 274 - de 29 de novembro de 2000; à irrigação de hortaliças,
plantas frutíferas e de parques, jardins, campo de esporte e lazer, com os quais
a população possa vir a ter contato direto; ao cultivo de organismos aquáticos
e a atividade de pesca e a dessedentação de animais (BARDY, 2004).
Os resultados das análises de água estão apresentados nas tabelas 11,
12 e 13, respectivamente para os meses de janeiro, fevereiro e abril de 2005.
Neste início de monitoramento foram analisados apenas alguns
parâmetros limnologicos, mas no decorrer das análises outras variáveis
deverão ser avaliadas como: temperatura, oxigênio dissolvido, turbidez,
alcalinidade entre outras que também são excelentes indicadores de danos
ambientais.
Tabela 11: Análise da qualidade das águas da bacia hidrográfica do córrego do Mineirinho.
(12/Jan/ 2005).
PARÂMETRO PONTO 1 PONTO 2 PONTO 3 PONTO 4 UNIDADE
pH
6.19 6.95 6.62 7.26
D.Q.O.
40.10 41.30 48.80 38.00 mg/L
CONDUTIVIDADE
60.70 53.70 17.70 47.00 0,1s/Km
FOSFORO TOTAL*
0.0345 0.9260 0.0404 0.0510 mg/L P
NTK
6.06 5.10 5.74 3.03 mg/L
Salmonella sp.
66000 4000 2000 97000 cel/100mL
E. coli 11000 47700 10800 26000 cel/100mL
* Fósforo total (ambiente intermediário, com tempo de residência entre 2 e 40 dias, e tributários
diretos de ambiente lêntico)
Tabela 12: Segunda análise da qualidade das águas da bacia do córrego do Mineirinho
(24/fev/2005).
PARÂMETRO PONTO 1 PONTO 2 PONTO 3 PONTO 4 UNIDADE
pH
6.10 6.90 6.92 7.30
D.Q.O.
38.20 42.10 45.00 39.30 mg/L
CONDUTIVIDADE
61.60 53.50 18.70 45.00 0,1s/Km
FOSFORO TOTAL*
0.0254 0.9521 0.0712 0.0638 mg/L P
NTK
6.03 5.50 6.00 3.00 mg/L
Salmonella sp.
17000 15000 8000 4000 cel/100mL
E. coli 11000 10000 #### 5000 cel/100mL
* Fósforo total (ambiente intermediário, com tempo de residência entre 2 e 40 dias, e tributários
diretos de ambiente lêntico). #### Não existem dados.
50
Tabela 13: Terceira análise da qualidade das águas da bacia do córrego do Mineirinho
(21/abril/2005).
PARÂMETRO PONTO 1 PONTO 2 PONTO 3 PONTO 4 UNIDADE
pH
6.50 7.00 7.30 7.50
D.Q.O.
41.50 40.50 45.20 41.00 mg/L
CONDUTIVIDADE
60.00 49.80 19.20 45.10 0,1s/Km
FOSFORO TOTAL*
0.04 0.90 0.05 0.06 mg/L P
NTK
6.60 5.00 5.80 3.50 mg/L
Salmonella sp.
20000 19000 10000 9000 cel/100mL
E. coli 15000 21000 33000 18000 cel/100mL
* Fósforo total (ambiente intermediário, com tempo de residência entre 2 e 40 dias, e tributários
diretos de ambiente lêntico)
5
5,5
6
6,5
7
7,5
8
19/12/04 08/01/05 28/01/05 17/02/05 09/03/05 29/03/05 18/04/05 08/05/05
Datas das coletas
pH
ponto 1
ponto 2
ponto 3
ponto 4
Figura 20: Dados do pH na bacia do Mineirinho (Janeiro a Abril/2005)
O pH (Figura 20) limitou-se entre 6,0 e 7,5. Sendo que no ponto 4,
exutório final da bacia total (limite do Campus 2), atingiu seus maiores valores
para todas as coletas.
As medidas de pH são de extrema utilidade, pois fornecem inúmeras
informações a respeito da qualidade da água. Às águas superficiais possuem
um pH entre 4 e 9. Às vezes são ligeiramente alcalinas devido à presença de
carbonatos e bicarbonatos. Naturalmente, nesses casos, o pH reflete o tipo de
solo por onde a água percorre. Em lagoas com grande população de algas, nos
dias ensolarados, o pH pode subir muito, chegando a 9 ou até mais. Isso
porque as algas, ao realizarem fotossíntese, retiram muito gás carbônico, que é
51
a principal fonte natural de acidez da água. Geralmente um pH muito ácido ou
muito alcalino está associado à presença de despejos industriais (CETESB,
2005).
O pH de um corpo d'água também pode variar, dependendo da área que
este corpo recebe as águas da chuva, os esgotos e a água do lençol freático.
35
37
39
41
43
45
47
49
51
19/12/04 08/01/05 28/01/05 17/02/05 09/03/05 29/03/05 18/04/05 08/05/05
Data das coletas
D.Q.O. (mg/L)
ponto 1
ponto 2
ponto 3
ponto 4
Figura 21: Dados da demanda química de oxigênio - DQO na bacia do Mineirinho (Janeiro a
Abril/2005)
A expressão Demanda Química de Oxigênio (DQO), utilizada para
exprimir o valor da poluição produzida por matéria orgânica oxidável,
corresponde à quantidade de oxigênio necessária para oxidação da matéria
orgânica através de um agente químico. Um valor de DQO alto indica uma
grande concentração de matéria orgânica e baixo teor de oxigênio. O aumento
da concentração de DQO num corpo d'água se deve principalmente a despejos
de efluentes de origem industrial e doméstico.
O valor de DQO admissível para lançamento de esgoto sanitário é de
até 300 mg/L (APHA,1992) e o CONAMA não indica os limites deste parâmetro
para bacias da classe 2. Na bacia do Mineirinho (figura 21) observamos que os
valores de DQO encontrados não são baixos (38 – 49 mg/L), indicando
possível dano ambiental por despejos domésticos e/ou industrial.
52
0
10
20
30
40
50
60
70
19/12/04 08/01/05 28/01/05 17/02/05 09/03/05 29/03/05 18/04/05 08/05/05
Data das coletas
Condutividade elétrica (0.1s/Km)
ponto 1
ponto 2
ponto 3
ponto 4
Figura 22: Dados da Condutividade elétrica na bacia do Mineirinho (Janeiro a Abril/2005)
Os maiores valores de condutividade elétrica foram registrados nos
exutórios das sub-bacias 1a e 3b, pontos 1 e 2 respectivamente (tabela 11, 12,
13).
A condutividade elétrica é a capacidade que a água possui de conduzir
corrente elétrica. Este parâmetro está relacionado com a presença de íons
dissolvidos na água, que são partículas carregadas eletricamente. Quanto
maior for a quantidade de íons dissolvidos, maior será a condutividade elétrica
da água. Em águas continentais, os íons diretamente responsáveis pelos
valores da condutividade são, entre outros, o cálcio, o magnésio, o potássio, o
sódio, carbonatos, carbonetos, sulfatos e cloretos. O parâmetro condutividade
elétrica não determina, especificamente, quais os íons que estão presentes em
determinada amostra de água, mas pode contribuir para possíveis
reconhecimentos de impactos ambientais que ocorram na bacia de drenagem.
Esta é uma das variáveis mais importantes nos estudos da qualidade da água,
uma vez que pode fornecer informações sobre o metabolismo do ecossistema
aquático, bem como sobre os lançamentos de resíduos industriais, mineração,
esgotos, etc (ESTEVES, 1988).
Por outro lado, na presença de mata ciliar, os valores de condutividade
podem ser reduzidos em decorrência da absorção dos íons dissolvidos pela
própria vegetação (MORAES, 2001).
53
Segundo Barcy (2004), a condutividade elétrica na bacia do Médio Tietê
tem-se mostrado aumentada tanto nas estações chuvosas, quanto na seca,
devido aos resíduos industriais e domésticos provindos da região Metropolitana
de São Paulo. Futuramente será possível comparar os dados da figura 22
referente à condutividade elétrica nos primeiros meses de 2005 na bacia do
Mineirinho com os dados do monitoramento ambiental e chegar a conclusões
sobre a saúde desta bacia.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
19/12/04 08/01/05 28/01/05 17/02/05 09/03/05 29/03/05 18/04/05 08/05/05
Data das coletas
Fósforo total (mg/L)
ponto 1
ponto 2
ponto 3
ponto 4
Figura 23: Dados de fósforo total - PT na bacia do Mineirinho (Janeiro a Abril/2005)
Os compostos de fósforo são um dos mais importantes fatores limitantes
à vida dos organismos aquáticos e a sua economia é de importância
fundamental no controle ecológico das algas (CETESB, 2005). Despejos
orgânicos, especialmente esgotos domésticos, bem como alguns tipos de
despejos industriais, podem enriquecer as águas com esse elemento.
Na bacia do Mineirinho apenas na sub-bacia 3b (ponto 2, figura 23)
podemos observar uma alta concentração de PT (0,9 -1,0 mg/L P), segundo
Leite (1998) altas concentrações de PT na água estão relacionadas com
erosão de partículas de terrenos com grande inclinação, e solos facilmente
erodíveis. Além disso, os valores encontrados no ponto 2 estão muito acima
54
dos permitidos pela resolução CONAMA 357/05 para classe 2 de corpos
d’água (0,050 mg/L P).
0
1
2
3
4
5
6
7
19/12/04 08/01/05 28/01/05 17/02/05 09/03/05 29/03/05 18/04/05 08/05/05
Data das coletas
NTK (mg/l)
ponto 1
ponto 2
ponto 3
ponto 4
Figura 24: Dados de Nitrogênio na bacia do Mineirinho (Janeiro a Abril/2005)
O nitrogênio é constituinte essencial da proteína em todos os
organismos vivos e está presente em muitos depósitos minerais na forma de
Nitrato. O Nitrogênio na matéria orgânica sofre trocas do complexo protéico de
aminoácidos para amônia, nitrito e nitrato. A concentração total de nitrogênio é
altamente importante considerando-se os aspectos tópicos do corpo d'água
(CETESB, 2005). Em geral, a presença destes denuncia a existência de
poluição recente, uma vez que essas substâncias são oxidadas rapidamente
na água, graças principalmente à presença de bactérias nitrificantes. Por essa
razão, constituem um importante índice da presença de despejos orgânicos
recentes. Além disso, vale a pena ressaltar que os fertilizantes aplicados na
agricultura são geralmente ricos em nitrogênio (BARCY, 2004).
Na figura 24 observamos que a concentração de nitrogênio total está
entre 3,0 – 7,0 mg/L, o que segundo BARCY (2004) equivale a valores
encontrados em 1990 e 2002 no período de seca no rio Tietê, mostrando que a
bacia do Mineirinho está apresentando níveis elevados de indicadores de
poluição.
55
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
19/12/04 08/01/05 28/01/05 17/02/05 09/03/05 29/03/05 18/04/05 08/05/05
Data das coletas
E. coli (cel/100mL)
ponto 1
ponto 2
ponto 3
ponto 4
Figura 25: Dados de Escherichia coli na bacia do Mineirinho (Janeiro a Abril/2005)
Normalmente um rio é habitado por muitos seres vivos entre os quais
podemos incluir os microrganismos (bactérias) que se alimentam de matéria
orgânica (responsáveis pela limpeza do rio). Além dos microrganismos próprios
dos rios, o mesmo recebe outras bactérias procedentes de cargas de esgotos
que podem prejudicar seriamente a saúde da população que faz uso desta
água para seu consumo diário. Essas bactérias são chamadas de coliformes.
Os coliformes não são portadores de doenças já que eles fazem parte da flora
intestinal normal contribuindo na nossa digestão e nutrição. Porém tornam-se
patogênicos quando atingem tecidos fora do trato intestinal (CETESB, 2005).
Com isso a presença de coliformes na água de um rio significa que este
recebeu esgoto. Os coliformes dividem-se em totais e fecais. Dentre os
coliformes fecais incluem pelo menos três gêneros: Escherichia, Enterobacter e
Klebsiella. A Enterobacter e a Klebsiella são menos representativa como
indicação fecal em relação à Escherichia, porém mais significativas dentro dos
coliformes totais devido à alta incidência de Escherichia coli dentro dos
coliformes fecais. Também é considerado como coliforme fecal somente a
Escherichia coli, sendo que a enumeração de coliformes fecais coincide com a
da E. coli (PELCZAR et al., 1997).
56
A E. coli é o microrganismo de escolha como indicador de
contaminação fecal porque é de fácil isolamento nos meios de cultura
convencionais sendo resistente por mais tempo.
Na figura 25, podemos observar uma alta incidência de E. coli em todos
os pontos de coleta, chegando a 100.000 cél/100mL, o CONAMA 357/05
determina, para classe 2 de corpos d’água, níveis máximos de 1.000 coliformes
fecais (E. coli) por 100 mL. Portanto, os dados mostram que há contaminação
por efluentes, possivelmente domésticos e acordo com esta resolução, o
córrego teria que ser classificado como classe 4.
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
19/12/04 08/01/05 28/01/05 17/02/05 09/03/05 29/03/05 18/04/05 08/05/05
Data das coletas
Salmonella sp.
(cel/100mL)
ponto 1
ponto 2
ponto 3
ponto 4
Figura 26: Dados de Salmonella sp. na bacia do Mineirinho (Janeiro a Abril/2005)
Com o despejo de resíduos industriais e domésticos nas fontes hídricas
pode ocorrer a contaminação por agentes etiológicos de caráter infeccioso ou
parasitário, sendo responsáveis pela alta incidência de doenças que afetam a
população, principalmente crianças com enterites e diarréias.
As doenças causadas por contaminantes biológicos presentes na água
(bactérias, vírus ou protozoários) constituem problema de saúde pública muito
comum em nosso país. Essas doenças são transmitidas por excremento
humano e animal despejados nas fontes de água, tornando-a imprópria para o
consumo humano. A transmissão dessas doenças ocorre de forma direta ou
indireta como a ingestão da água, no preparo de alimentos, na higiene pessoal,
na agricultura e no lazer. Os principais microorganismos presentes na água
57
contaminada e responsáveis pelas numerosas doenças são Salmonella sp,
Shigella sp, Escherichia coli, Vibrio cholerae (MORAES, 2001).
As Salmonella sp. são as bactérias propostas e mais utilizadas também
nas determinações, como indicadoras da presença de poluição fecal na fonte
(PADUA, 2003). São consideradas bactérias patogênicas predominantes nas
águas de esgoto, atingindo em torno de 8.000 cél/mL (FARIAS, 2000).
A figura 26 mostra que em todas as coletas do Mineirinho, na maioria
dos pontos, as concentrações de Salmonella sp por 100mL são maiores que as
esperadas. Provavelmente a contaminação aconteceu em janeiro, onde os
níveis de células são maiores e após cerca de 90 dias (abril) a quantidade de
bactérias foi reduzida. Esta bactéria é transmitida quase exclusivamente pelo
consumo de águas e alimentos contaminados e podem sobreviver por 87 dias
em águas de abastecimento público (FARIAS, 2000).
No ponto 4, próximo ao exutório do Campus 2, no córrego do
Mineirinho, onde já ocorreu a confluência com o córrego Santa Fé, a qualidade
hídrica também é ruim. Por diluição das águas do Santa Fé, ou por outras
fontes pontuais clandestinas de poluição, a depuração do córrego não é
significativa do ponto 1 ao ponto 4, mantendo o corpo hídrico insatisfatório para
atividades de recreação.
Mello et al. (2005) relatam que o córrego do Mineirinho é utilizado pela
população local para fins de lazer. Porém, durante o início do monitoramento
foram observados lançamentos de efluente doméstico ao longo do córrego
(figura 27).
Figura 27: Lançamento de efluente doméstico próximo ao córrego do Mineirinho.
Córrego do
Mineirinho
Esgoto
doméstico
58
A vegetação ripária é um dos fatores mais importantes na melhoria do
ambiente fluvial. Para a prevenção de desastres naturais, é necessário manter
esta vegetação em boas condições (KOBIYAMA e SILVA, 2003). Além disso,
elas funcionam como filtros para o retardamento, absorção e purificação do
escoamento contendo contaminantes no fluxo do escoamento superficial
(XIANG, 1993).
O efeito direto da mata ciliar na manutenção da qualidade da água que
emana da microbacia tem sido demonstrado com mais facilidade em diversos
experimentos. Esta função da zona ripária é, sem dúvida, de aplicação prática
imediata para o manejo de microbacias (KUNKLE, 1974).
A somatória das analises dos parâmetros limnologicos estudados
mostram que a recuperação da zona ripária e a instalação de uma estação de
tratamento de esgoto no córrego do Mineirinho seria fundamental para a saúde
da bácia, para a população local e para a construção do Campus 2 da USP.
5.2 Sub-bacias
A sub-bacia 1a (figura 28), possui área de 11,25 ha, (0,1125 km
2
),
talvegue de 458,5 m, cota máxima de 865 m e cota mínima de 847 m. Portanto,
possui desnível de 18 m e o tempo de concentração (tc) foi calculado em 7,68
min.
Figura 28: Sub-bacias 1a e 1b
59
A sub-bacia 1b (figura 28), possui área de 21,17 ha, (0,2117 km
2
),
talvegue de 726 m, cota máxima de 865 m e cota mínima de 834 m. Portanto,
possui desnível de 31 m e tc foi calculado em 14,12 min. A sub-bacia 2 (figura
29), possui área de 42,39 ha, (0,4239 km
2
), talvegue de 1.142 m, cota máxima
de 865 m e cota mínima de 818 m. Portanto, possui desnível de 47 m e o tc foi
calculado em 26,31 min.
Figura 29: Sub-bacia 2 e 3a
A sub-bacia 3a (figura 29), possui área de 29,62 ha, (0,2962 km
2
),
talvegue de 935 m, cota máxima de 865 m e cota mínima de 848 m. Portanto,
possui desnível de 17 m e o tc foi calculado em 18,14 min. A sub-bacia 3b
(figura 30), possui área de 11,73 ha, (0,1173 km
2
), talvegue de 685 m, cota
máxima de 865 m e cota mínima de 844 m. Portanto, possui desnível de 21 m
e o tc foi calculado em 20,12 min.
Figura 30: Sub-bacia 3b e 4
60
A sub-bacia 4 (figura 30), possui área de 54,23 ha, (0,5423 km
2
),
talvegue de 995 m, cota máxima de 865 m e cota mínima de 827 m. Portanto,
possui desnível de 38 m e o tc foi calculado em 16,02 min. A sub-bacia 5
(figura 31), possui área de 34,24 ha, (0,3424 km
2
), talvegue de 986 m, cota
máxima de 865 m e cota mínima de 824 m. Portanto, possui desnível de 41 m
e o tc foi calculado em 13,94 min.
Figura 31: Sub-bacia 5 e 6
A sub-bacia 6 (figura 31), possui área de 60,28 ha, (0,6028 km
2
),
talvegue de 1.156 m, cota máxima de 865 m e cota mínima de 819 m. Portanto,
possui desnível de 46 m e o tc foi calculado em 15,34 min. A sub-bacia 7a
(figura 32), possui área de 30,10 ha, (0,3010 km
2
), talvegue de 655 m, cota
máxima de 865 m e cota mínima de 834 m. Portanto, possui desnível de 31 m
e o tc foi calculado em 9,94 min.
Figura 32: Sub-bacia 7a e 7b
61
A sub-bacia 7b (figura 32), possui área de 41,89 ha, (0,4189 km
2
),
talvegue de 1.294 m, cota máxima de 865 m e cota mínima de 819 m. Portanto,
possui desnível de 46 m e o tc foi calculado em 24,90 min.
As vazões medidas em 18 de abril de 2005 em cada sub-bacia estão
descriminadas na tabela 14.
Tabela 14: Características das sub-bacia inserida na bacia do córrego do Mineirinho.
Sub-
bacia
Área Total
(km
2
)
Desnível (m) Tc (min)
Vazão
(m
3
/s)
Vazão específica
(m
3
/s/km
2
)
1a
0,1125 18 7,68 0* 0
1b
0,2117 31 14,12 0,01 0,07
2
0,4239 47 26,31 0,03 0,08
3a
0,2962 17 18,14 0* 0
3b
0,1173 21 20,12 0,09 0,81
4
0,5423 38 16,02 0,10 0,18
5
0,3424 41 13,94 0,10 0,29
6
0,6028 46 15,34 0,12 0,19
7a
0,3010 31 9,94 0* 0
7b
0,4189 46 24,90 0,01 0,02
Total 3,37
46
*As sub-bacias “a” foram delimitas à montante da cabeceira de cada curso d’água, dessa forma
não apresentam vazão.
A seguir estão descriminadas as sub-bacias 1 (1a e 1b – figura 33), sub-
bacia 3 (3a e 3b – figura 33), sub-bacia 7 (7a e 7b – figura 34) e bacia do
Mineirinho (exutório final – figura 34). Os exutórios destas bacias (1, 3, 7 e
bacia do Mineirinho) coincidem com os pontos de coleta de água para análise
limnológica (figura 14) e são os pontos onde foram realizadas simulações para
obtenção das vazões das curvas de permanência.
62
Figura 33: Sub-bacias 1 e 3.
Figura 34: Sub-bacias 7 e bacia total do córrego do Mineirinho
5.3 Cenários Ambientais
5.3.1 Cenário pré-urbanização (1972)
O cenário pré-urbanização (1972) apresenta ausência de áreas
urbanizadas (figura 35), com exceção de poucas ruas e vias de terra (15,31 ha)
que tinham sido recentemente implantadas, principalmente nas sub-bacias 1a,
63
1b e 6. Porém, a bacia do Mineirinho já apresentava características de ações
antrópicas, que ocorreu devido à expansão agrícola que fragmentou e suprimiu
as áreas de remanescentes florestais em todo Estado de São Paulo.
Figura 35: Cenário pré-urbanização (1972)
Originalmente a vegetação de cerrado, em todos os seus aspectos
fisionômicos, campo limpo, campo sujo, cerrado stricto sensu ou cerradão
abrangia 14 % da cobertura vegetal paulista. Dados atuais revelam que restam
apenas 6,25 % destas formações no estado de São Paulo (BRITO, 1997).
64
Rodrigues e Gandolfi (2000) relatam que nesse processo de degradação
não foram poupadas as áreas de preservação permanente (APPs), sendo que
a agricultura sempre foi o principal fator causador de degradação dos
ecossistemas ciliares.
Essa realidade já era possível de ser observada no cenário 1972 (figura
35), na qual se pode observar que a ocupação do solo predominante era a
agropecuária (248,60 ha – 73,8 % da bacia do Mineirinho) e os fragmentos
florestais já encontravam-se escassos e altamente degradados, com área total
de 36,11 ha (10,7 % da área total da bacia do Mineirinho). As maiores áreas de
fragmento florestal encontravam-se nas sub-bacias 7b e 7a respectivamente.
A área correspondente a campo úmido (brejo) era de 24,5 ha (7,3 % da
área da bacia), provavelmente ocupada anteriormente, por vegetação de mata
paludosa, conforme observado atualmente em alguns fragmentos florestais.
A tabela 15 apresenta as ocupações do solo em cada sub-bacia do
córrego do Mineirinho no cenário pré-urbanização (1972).
5.3.2 Cenário atual (2000)
A partir dos anos 80, as cidades com mais de 100.000 habitantes foram
as que mais cresceram no Brasil, sendo que hoje, 1/3 da população do Estado
de São Paulo mora em cidades com população entre 100.000 e 500.000
habitantes.
Nesse contexto São Carlos se destaca, apresentando em 1980, uma
taxa de crescimento anual de 2,57%, superior à média do Estado de São Paulo
(PMSC, 2004).
65
Tabela 15: Uso e ocupação do solo e parâmetros hidrológicos em cada sub-bacia para o cenário pré-urbanização (1972).
Sub-
bacia
Área
Total (ha)
Pastagens/
gramíneas (ha) /
(%)
Remanescente
Florestal
(ha) / (%)
Campo
úmido (ha) /
(%)
Ruas e vias
(ha) / (%)
*Estrada
de ferro
(ha) / (%)
Pinus
(ha) / (%)
Culturas
agrícolas
(ha) / (%)
Urbanização
(ha)
Aimp
(%)
1a
11,25 9,57 (85,1) - - 1,68 (14,9) - - - - 14,9
1b
21,17 15,78 (74,4) 3,01 (14,2) 0,69 (3,7) 1,69 (8,0) - - - - 8,0
2
42,39 35,02 (82,6) 1,1 (2,6) 4,77 (11,25) 1,50 (3,5) - - - - 3,5
3a
29,62 27,45 (92,7) 0,56 (1,9) - 1,61 (5,4) - - - - 5,4
3b
11,73 10,39 (88,6) 0,45 (3,8) 0,74 (6,3) 0,15 (1,3) - - - - 1,3
4
54,23 45,35 (83,6) 1,21 (2,2) 7,21 (13,3) 0,46 (0,8) - - - - 0,8
5
34,24 23,10 (67,5) 3,13 (9,1) 7,7 (22,5) 0,30 (0,9) - - - - 0,9
6
60,28 35,03 (58,1) 6,67 (11,1) 3,40 (5,6) 6,65 (11,0) - - 8,53 (14,2) - 11,0
7a
30,10 19,93 (66,2) 8,41 (27,9) - 0,38 (1,3) 1,38 (4,6) - - - 5,9
7b
41,89 26,98 (64,40) 11,57 (28,6) - 0,89 (2,1) 0,50 (1,3) 1,51 (3,6) - - 3,4
Bacia
Total
336,80 248,60 (73,8) 36,11 (10,7) 24,51 (7,3) 15,31 (4,5) 1,88 (0,6) 1,51 (0,4) 8,53 (2,5) - 5,5
* Área de influência da estrada de ferro (impermeável ou compactada)
66
De fato, essa situação pode ser observada no cenário atual (ano 2000),
pois o mesmo apresentou drástica mudança do uso e ocupação do solo,
quando comparado ao cenário 1972. As áreas de pastagens e gramíneas
diminuíram de 248,60 ha (73,8 %) para 86,05 ha (25,5 %), por outro lado,
surgiram áreas impermeabilizadas devido ao crescimento urbano,
correspondendo a 62,57 ha (18,6 % da área total da bacia – figura 36).
Estimou-se que cerca de 33,4 % da área total da bacia era impermeablizada
em 2000, enquanto apenas 5,5 % correspondia a área impermeáveis em 1972.
As bacias mais urbanizadas foram as sub-bacias situadas na porção
leste da bacia do Mineirinho, onde atualmente existe bairro denominado Santa
Angelina. As sub-bacias mais urbanizadas foram 1a, 3b, 6, 1b e 2, que tiveram
49,6 %, 41,5 % 33,4 %, 32,4 % e 32,4 % de suas áreas impermeabilizadas,
respectivamente (tabela 16).
Por outro lado, as sub-bacias 7a, 7b, 4 e 5 tiveram um acréscimo das
áreas com cultivo agrícola (tabela 16 e figura 36) correspondendo
respectivamente a 84,6 %, 82,7 %, 46,5 % e 46,4 % de suas áreas totais.
Nesse cenário foi possível observar a presença de processos erosivos
conforme relatado por Benini e Tonissi (2003), além da presença de despejo
clandestino de esgoto e resíduos sólidos, contribuindo para os processos de
assoreamento da bacia hidrográfica da região (figura 37).
Os fragmentos florestais diminuíram significativamente de 36,11 ha (10,7
% da área total da bacia) no cenário 1972 para 13,43 ha (4,0 % da área total da
bacia) no cenário 2000.
A figura 38 apresenta as principais ocupações do solo nos cenários 1972
e 2000.
As áreas de brejo (campo úmido) que correspondiam a 24,5 (7,3 %) no
cenário 1972 não foram alteradas significativamente, sendo que no cenário
atual (2000), correspondiam a 22,9 ha (6,8 % da área total da bacia), essa
pequena diferença de 1,6 ha deve-se as intervenções nessas áreas úmidas,
principalmente construção e travessias.
Possivelmente, essas áreas eram inicialmente compostas por florestas
paludosas ou florestas de brejo (BENINI e TONISSI, 2003) e podem ser
caracterizadas por um conjunto muito particular de espécies, distinguindo-se,
67
deste modo, das outras formações florestais (LEITÃO FILHO, 1982). São
florestas diferentes das florestas ciliares, com um número relativamente menor
de espécies, geralmente não decíduas (Figura 39).
Figura 36: Cenário atual (2000)
68
Figura 37: Depósito de efluentes domésticos, entulhos e assoreamento do córrego.
Principais ocupações do solo na Bacia do córrego do
Mineirinho
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
CENARIO 1972 CENARIO 2000
Cenário
Porcentagem (%)
pastagens/ gramíneas
remanescente florestal
área impermeável
Figura 38: Evolução das principais ocupações do solo na bacia do córrego do Mineirinho nos
cenários pré-urbanização (1972) e atual (2000)
As florestas Paludosas possuem distribuição restrita, predominando
sobre os solos hidromórficos, permanentemente encharcados pela presença de
afloramento do lençol freático. Na superfície a água é drenada lentamente em
largas extensões, banhando os colos das plantas e provocando a formação de
murunduns onde se concentram árvores e palmeiras (NAVE, 1997).
69
Figura 39: Floresta paludosa (brejo) às margens do córrego do Mineirinho.
Na microbacia do córrego do Mineirinho, a floresta paludosa
possue um dossel variando de 8 a 14 m de altura onde se encontram espécies
como Talauma ovata, Euterpe edulis, Protium cf. heptaphyllum, Tapirira
guianensis, Styrax pohlii, Cecropia pachystachya. O sub-dossel apresenta-se
com uma altura de 6 a 8 m, apresentando espécies como, Geonoma
brevisphata, Hedychium coronarium, Dendropanax cuneatum, Guarea
macrophylla, Clusia criuva e Piper arboreum. Foram observadas ainda nesse
estrato várias espécies de trepadeiras, poucas epífitas e samambaia-açú
(Cyathea sp).
De forma geral, as florestas paludosas apresentam diversidade menor
quando comparadas com outras formações no mesmo estágio de preservação,
mas representam um tipo de vegetação de grande relevância, dada a sua
adaptação a ambientes com encharcamento do solo e sua função de proteção
a estes ambientes (NAVE, 1997).
As florestas Paludosas nesta microbacia possuem um sistema de
drenagem do solo bem característico que quando alterado podem condenar a
vegetação natural e sofrer mudanças drásticas na sua fisionomia como, por
exemplo, passar de uma fisionomia florestal para uma fisionomia de campo
úmido. Isso já pode ser observado em grandes trechos, onde a vegetação
original foi substituída por Lírio-do-brejo (Hedychium coronarium) e demais
plantas higrófitas.
70
Além dos poucos fragmentos de floresta paludosa, Benini e Tonissi
(2003) descreveram as demais ocupações do solo e situações ambientais, tais
como área ocupada por pinus, florestas ribeirinhas, voçorocas, brejo, no interior
do Campus 2 (figura 40).
Pinus
Voçoroca (0,10 ha)
Fragmento florestal (10,32 ha)
APP com espécie exótica - Pinus (0,31 ha)
Mudas nativas plantadas (0,43 ha)
Brejo sem cobertura florestal (19,01)
Área ribeirinha sem cobertura florestal (3,22 ha)
Braquiária sem cobertura florestal (4,33 ha)
Figura 40: Apresentação das diferentes situações ambientais encontradas no Campus 2.
Adaptado de BENINI e TONISSI (2003)
5.3.3 Cenário sem Plano Diretor (2025 - SPD)
O cenário hipotético futurístico, para o ano 2025, sem Plano Diretor
(SPD), foi estabelecido prevendo-se uma ocupação desordenada, sem normas
e diretrizes, conforme acréscimo observado, nos últimos anos, na bacia do
córrego do Mineirinho (figura 41), que cresceu cerca de 80 % em apenas 10
anos.
71
Tabela 16: Uso e ocupação do solo e parâmetros hidrológicos em cada sub-bacia para o cenário atual (2000).
Sub-
bacia
Área
Total (ha)
Pastagens/
gramíneas (ha) /
(%)
Remanescente
Florestal
(ha) / (%)
Campo
úmido (ha) /
(%)
Ruas e vias
(ha) / (%)
*Estrada
de ferro
(ha) / (%)
Pinus
(ha) / (%)
Culturas
agrícolas (ha)
/ (%)
Urbanização
(ha)
Aimp
(%)
1a
11,25 3,18 (28,3) 0,04 (0,4) - 2,45 (21,8) - - - 5,58 (49,6)
71,38
1b
21,17 8,42 (39,8) 3,26 (15,4) 0,87 (4,1) 1,77 (8,4) - - - 6,85 (32,4)
40,72
2
42,39 17,88 (42,2) 0,96 (2,3) 3,54 (8,4) 6,25 (14,8) - - - 13,73 (32,4)
47,13
3a
29,62 17,29 (58,4) 0,25 (0,84) - 7,00 (23,4) - - - 5,08 (17,2)
40,78
3b
11,73 3,38 (28,8) 0,24 (2,0) 0,68 (5,8) 2,56 (21,8) - - - 4,87 (41,5)
63,34
4
54,23 11,23 (20,7) 0,33 (0,6) 8,27 (15,3) 3,86 (7,1) - - 25,23 (46,5) 5,31 (9,8)
16,91
5
34,24 8,29 (24,2) 1,53 (4,5) 6,83 (19,9) 0,69 (2,0) - - 15,87 (46,4) 1,03 (3,0)
5,02
6
60,28 14,53 (24,1) 1,94 (3,2) 2,73 (4,5) 7,75 (12,9) - - 13,21 (21,9) 20,12 (33,4)
46,23
7a
30,10 - 3,02 (10,0) - - 1,61 (5,3) - 25,47 (84,6) -
5,35
7b
41,89 1,85 (4,4) 1,86 (4,4) - - 1,06 (2,5) 2,49 (5,9) 34,63 (82,7) -
2,53
Bacia
Total
336,80 86,05 (25,5) 13,43 (4,0) 22,92 (6,8) 32,33 (9,6) 2,67 (0,8) 2,49 (0,7) 114,41 (34,0) 62,57 (18,6) 33,94
* Área de influência da estrada de ferro (área impermeável ou compactada)
72
Figura 41: Acréscimo e decréscimo populacional no município de São Carlos.
Fonte: adaptado de PMSC, 2003
O crescimento urbano de forma desordenada, sem diretrizes de
ocupação, para o cenário SPD foi evidenciado e ocorreu diminuição das áreas
permeáveis. No cenário 2025 SPD a porcentagem de área impermeável foi
estimada em 76,64 % da área total da bacia (tabela 17), contrastados com os
33,4 % em 2000, e apenas 5,5 % em 1972.
A área com presença de lotes urbanizados no cenário 2025 SPD
corresponde 189,68 ha (56,3 % da bacia) enquanto o cenário atual apresenta
62,57 ha (18,6 % da bacia), ou seja, um crescimento de aproximadamente 303
%.
Neste cenário previu-se a erradicação de áreas com cultivo agrícola e
área com presença de pinus (figura 42).
Alguns remanescentes florestais não foram totalmente suprimidos deste
cenário, pois se acredita que os mesmos tenham sobrevivido até o cenário
atual devido ao fato de estarem em locais de difícil acesso de maquinários
agrícolas e ocupação humana.
Além disso, nesse cenário previu-se a implantação de áreas
impermeáveis devido à construção do Campus 2, para o qual estimou-se uma
área construída com 18,51 ha (5,5 % da área da bacia), correspondentes a
prédios, estacionamentos, vias e ciclovias e demais ocupações do Campus.
Bacia do Mineirinho
73
A figura 42 apresenta o uso e ocupação do solo para o cenário 2025
SPD e a tabela 17 detalha as áreas de ocupação e áreas impermeáveis para
este cenário.
Figura 42: Cenário 2025 sem Plano Diretor
74
Tabela 17: Uso e ocupação do solo e parâmetros hidrológicos em cada sub-bacia para o cenário sem Plano Diretor (2025).
Sub-
bacia
Área
Total
(ha)
Pastagens/
gramíneas
(ha) / (%)
Remanescente
Florestal
(ha) / (%)
Campo úmido
(ha) / (%)
Ruas e vias
(ha) / (%)
Estrada
de ferro
(ha) / (%)
Urbanização
(ha)
*Construções
Campus 2
Aimp
(%)
1a
11,25 0,75 (6,7) 0,03 (0,3) - 2,45 (21,8) - 8,02 (71,3) -
93,07
1b
21,17 1,85 (8,7) 3,02 (14,3) 0,87 (4,1) 1,77 (8,4) - 13,66 (64,5) -
72,89
2
42,39 3,30 (7,8) 0,64 (1,5) 3,57 (8,4) 6,45 (15,2) - 28,13 (66,4) 0,30 (0,7)
82,28
3a
29,62 1,46 (4,9) 0,25 (0,8) - 7,00 (23,6) - 20,91 (70,6) -
94,23
3b
11,73 0,43 (3,7) 0,24 (2,0) 0,68 (5,8) 2,56 (21,8) - 7,82 (66,7) -
88,49
4
54,23 4,75 (8,8) 0,30 (0,6) 8,15 (15,0) 5,88 (10,8) - 31,79 (58,6) 3,36 (6,2)
75,66
5
34,24 8,39 (24,5) 1,53 (4,5) 6,57 (19,2) 1,69 (4,9) - 11,72 (34,2) 4,34 (12,7)
51,84
6
60,28 8,26 (13,7) 0,03 (0,1) 2,73 (4,5) 8,45 (14,0) - 36,01 (59,7) 4,8 (8,0)
81,72
7a
30,10 2,68 (8,9) 3,02 (10,0) - 0,8 (2,7) 1,61 (5,3) 20,88 (69,4) 1,11 (3,7)
81,06
7b
41,89 21,19 (50,6) 1,80 (4,3) - 2,5 (6,0) 1,06 (2,5) 10,74 (25,7) 4,6 (11,0)
45,12
Bacia
Total
336,80 53,06 (15,8) 10,86 (3,2) 22,57 (6,7) 39,55 (11,7) 2,67 (0,8) 189,68 (56,3) 18,51 (5,5)
76,64
* Previsão de áreas impermeáveis com a implantação do Campus 2
75
5.3.4 Cenário com Plano Diretor (2025 - CPD)
O cenário 2025 CPD (figura 43) foi estabelecido prevendo-se o
crescimento da urbanização, porém levando-se em consideração a aplicação
das diretrizes estabelecidas no Plano Diretor Municipal de São Carlos
(PDMSC) e de Plano Diretor de Ocupação (PDO) do Campus 2.
As ocupações do solo para o cenário 2025 CPD podem ser observadas
na tabela 18.
Figura 43: Cenário com Plano Diretor (2025)
O PDMSC 2004, atualmente está em fase de análise para aprovação na
Câmara Municipal de Vereadores e estipula o coeficiente de permeabilidade de
76
15 % nos novos lotes a serem implantados na região onde se localiza a bacia
do córrego do Mineirinho.
Já o PDO prevê a restauração florestal no interior do Campus 2, de
acordo com a legislação ambiental vigente (Lei Federal 4.771/65 – Código
Florestal) e formação de corredores interligando os remanescentes florestais,
conforme proposto por Benini e Tunissi (2003).
Este cenário também prevê a criação de novas áreas impermeáveis no
interior do Campus devido à implantação do mesmo, porém, de forma mais
controlada quando comparada à implantação do campus no cenário 2025 SPD.
A urbanização do Campus 2, neste cenário, foi estimada em 10,40 ha
(3,1 % da área total da bacia), enquanto no cenário SPD a área de construções
no interior do Campus 2 foi de 18,51 ha (5,5 % da área da bacia).
No cenário 2025 CPD haverá um aumento nas áreas de remanescentes
florestais (figura 44). Estima-se que 46,71 ha (13,9 %) da área total da bacia
será coberta por vegetação florestal, enquanto no cenário 2025 SPD apenas
10,86 ha (3,2 %) seria coberta por vegetação de porte arbóreo (figura 44).
Evolução das Áreas com remanescentes
florestais
0,0
5,0
10,0
15,0
1960 1980 2000 2020 2040
Ano
Porcentagem (%)
Remanescente
florestal SPD
Remanescente
florestal CPD
Figura 44: Evolução das áreas com remanescentes florestais na bacia do córrego do
Mineirinho, com plano diretor (CPD) e sem plano diretor (SPD)
A urbanização neste cenário corresponde à urbanização já implantada
até o cenário atual (62,57 ha), somada a urbanização CPD (127,13 ha),
totalizando 189,70 ha, ou seja, a área urbanizada é a mesma que seria no
77
cenário 2025 SPD, porém, no cenário CPD prevê 15 % de áreas impermeáveis
para as novas ocupações.
O total de porcentagem de áreas impermeáveis será de 66,40 %,
enquanto no cenário 2025 SPD é 76,64 % da área total da bacia, contrastados
com os 33,4 % em 2000, e apenas 5,5 % em 1972 (figuras 45 e 46).
Evolução das Áreas impermeabilizadas
0
10
20
30
40
50
60
70
80
1960 1980 2000 2020 2040
Ano
Porcentagem (%)
Área impermeável
SPD
Área impermeável
CPD
Figura 45: Evolução das áreas impermeabilizadas na bacia do córrego do Mineirinho, com
plano diretor (CPD) e sem plano diretor (SPD)
As sub-bacias mais impermeabilizadas na transição do cenário 1972
para o cenário 2000 foram as sub-bacias 1 e 3, porém nos cenários futuros
SPD e CPD todas as sub-bacias deverão ter aumento de áreas impermeáveis,
inclusive a sub-bacia 7, que atualmente encontra-se com baixa taxa de
impermeabilização (figura 46), cujas únicas áreas impermeáveis correspondem
apenas à área de influência da ferrovia.
A evolução das áreas impermeáveis na bacia total do Mineirinho, caso
não ocorra implantação do PD, deverá ter um acréscimo, porém caso as
diretrizes do mesmo sejam aplicadas deverá ocorrer um decréscimo de 76 %
para 66,6 % (figura 47).
78
Evolução das áreas impermeáveis na bacia do Mineirinho
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
1972 2000 2025 SPD 2025 CPD
Cenário
Porcentagem (%)
Sub-bacia1
Sub-bacia3
Sub-bacia7
Figura 46: Evolução das áreas impermeáveis na bacia do córrego do Mineirinho, com plano
diretor (CPD) e sem plano diretor (SPD)
Evolução das áreas impermeáveis na bacia do Mineirinho
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
1972 2000 2025 SPD 2025 CPD
Cenário (ano)
Porcentagem (%)
Sub-bacia1
Sub-bacia3
Sub-bacia7
Bacia do Mineirinho
Figura 47: Evolução das áreas impermeáveis na bacia do córrego do Mineirinho, com plano
diretor (CPD) e sem plano diretor (SPD)
79
Tabela 18: Uso e ocupação do solo e parâmetros hidrológicos em cada sub-bacia para o cenário com Plano Diretor (2025).
Sub-
bacia
Área Total
(ha)
Pastagens/
gramíneas
(ha) / (%)
Remanescente
Florestal
(ha) / (%)
Campo
úmido
(ha) / (%)
Ruas e
vias
(ha) / (%)
Estrada de
ferro (ha) /
(%)
*Urbanização
(ha)
** Urbanização
PDMSC
*** Campus 2 Aimp (%)
1a
11,25 0,33 (2,9) 0,46 (4,1) - 2,45 (21,8) - 5,58 (49,6) 2,43 (21,6) -
89,7
1b
21,17 1,5 (7,1) 3,90 (18,4) 0,49(2,3) 1,77 (8,4) - 6,85 (32,4) 6,81 (32,2) -
73,0
2
42,39 2,11 (5,0) 5,40 (12,7) - 6,45 (15,2) - 13,73 (32,4) 14,4 (34,0) 0,3 (0,7)
77,2
3a
29,62 1,08 (3,6) 0,63 (2,1) - 7,00 (23,6) - 5,08 (17,2) 15,83 (53,4) -
86,2
3b
11,73 0,4 (3,41) 0,95 (8,1) - 2,56 (21,8) - 4,87 (41,5) 2,98 (25,4) -
84,3
4
54,23 4,09 (7,6) 10,17 (18,8) - 5,88 (10,8) - 5,31 (9,8) 26,48 (48,8) 2,35 (4,3)
66,5
5
34,24 8,76 (25,6) 9,03 (26,4) - 1,69 (4,9) - 1,03 (3,0) 10,69 (31,2) 3,04 (8,9)
43,4
6
60,28 9,72 (16,1) 5,05 (8,4) - 8,45 (14,0) - 20,12 (33,4) 15,89 (26,4) 1,05 (1,7)
71,5
7a
30,10 1,28 (4,3) 4,52 (15,0) - 0,8 (2,7) 1,61 (5,3) - 20,88 (69,4) 1,01 (3,4)
70,3
7b
41,89 18,11 (43,2) 6,6 (15,8) - 2,7 (6,4) 1,06 (2,5) - 10,74 (25,6) 2,68 (6,4)
37,2
Bacia
Total
336,80 47,38 (14,1) 46,71 (13,9) 0,49(0,1) 39,75(11,8) 2,67 (0,8) 62,57 (18,6) 127,13 (37,7) 10,40 (3,1)
66,40
* Urbanização implantada com diretrizes do PDMSC, (15 % de cada lote deverá ser impermeável).
**Urbanização implantada antes da aprovação do PDMSC
*** Previsão de áreas impermeáveis com a implantação do Campus 2
80
Na figura 48 pode-se observar a evolução das taxas de ocupação do
solo na bacia do córrego Mineirinho para os 4 cenários estudados. Ressalta-se
que a urbanização não existia no cenário 1972 e no cenário 2025 SPD e CPD a
taxa de urbanização será praticamente a mesma, porém, no cenário 2025 CPD
deverá ocorrer diminuição de áreas impermeáveis, quando comparadas ao
SPD devido ao fato de 15 % da área destinadas à novos lotes serem
impermeáveis, conforme diretrizes do PDMSC 2004.
Taxas de ocupação do solo na Bacia do córrego do
Mineirinho
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
1972 2000 2025 SPD 2025 CPD
Cenário
Porcentagem (%)
Remanescente Florestal
Urbanização
Área Impermeável
Figura 48: Evolução das principais ocupações do solo na bacia do córrego do Mineirinho no
cenário pré-urbanização (1972), cenário 2000, cenário 2005 SPD e cenário 2005
CPD
5.4 Simulações Hidrológicas
O IPH II é um modelo de transformação chuva-vazão com grande
aceitação no meio técnico-científico nacional. O modelo simula parte do ciclo
hidrológico e através da alimentação dos dados de chuva obtém-se a vazão na
seção principal do rio (FAVORETO, 2003). Os mesmos autores ressaltam que
o modelo foi desenvolvido com objetivo de permitir seu uso para projetos de
engenharia em bacias rurais e urbanas com diferentes características.
Considerado simples, com poucos parâmetros, tem a finalidade de facilitar o
seu uso em bacias hidrográficas de diferentes características, como é o caso
da bacia do Mineirinho.
81
Os parâmetros hidrológicos utilizados para a simulação com o IPH II
Rmax e Aimp (tabela 19) variaram em função da ocupação do solo, conforme
alterações nos 4 cenários.
Os parâmetros Io, Ib, h, Ks e Kb são parâmetros fixos e não variam entre
cenários, conforme observado por Santos e colaboradores (2005), que relatam
que, por princípio, os parâmetros de infiltração do modelo não devem se alterar
entre cenários, já que o solo não se altera.
Já os parâmetros XN, a, l e c, correspondentes à forma da bacia, e os 3
últimos às características da seção do curso d’água. Apesar de variarem entre
as sub-bacias (tabela 20), não são alterados entre os cenários.
Tabela 19: Parâmetros hidrológicos (Rmax e Aimp) em cada sub-bacia para o todos os cenários.
Sub-bacia
Rmax
1972
Aimp(%)
1972
Rmax
2000
Aimp(%)
2000
Rmax
2025
SPD
Aimp(%)
2025
SPD
Rmax
2025
CPD
Aimp(%)
2025
CPD
1a
2,50 14,9 2,53 71,38 2,60 93,07 3,49 89,7
1b
2,89 8,0 3,15 40,72 3,82 72,89 3,92 73,0
2
2,57 3,5 2,61 47,13 2,71 82,28 3,9 77,2
3a
2,55 5,4 2,54 40,78 2,87 94,23 2,89 86,2
3b
2,60 1,3 2,64 63,34 2,94 88,49 3,82 84,3
4
2,56 0,8 2,8 16,91 2,56 75,66 3,9 66,5
5
2,73 0,9 2,86 5,02 2,73 51,84 3,66 43,4
6
2,89 11,0 2,85 46,23 2,51 81,72 3,24 71,5
7a
3,24 5,9 3,21 5,35 3,82 81,06 3,76 70,3
7b
3,31 3,4 3,16 2,53 2,70 45,12 3,13 37,2
Analisando o hidrograma e o hietograma para o cenário 1972 (figura 49),
para o evento observado de 17 a 18 de novembro de 2004 (evento 2 da tabela
5 – 89,00 mm), observa-se que as vazões simuladas nas sub-bacias 1, 3 e 7
são relativamente próximas uma das outras, devido às características
semelhantes das sub-bacias, ou seja, não havia urbanização e a taxa de
impermeabilização do solo era baixa. As vazões máximas simuladas para
essas sub-bacias foram respectivamente 0,23; 0,34 e 0,28 m
3
/s.
82
Tabela 20: Parâmetros hidrológicos constantes em cada sub-bacia utilizados para todos os
cenários
C: comprimento do trecho d’água; l : largura do canal; a: altura do canal
Para o mesmo evento e mesmo cenário, a vazão máxima simulada no
exutório final da bacia do córrego do Mineirinho, que corresponde à vazão
máxima de toda a bacia, foi 2,57 m
3
/s (figura 49). O tempo de pico do
hidrograma foi de 685 minutos (137 intervalos de tempo).
0
2
4
6
8
10
12
0 50 100 150 200 250
(5 minutos)
Q (m3/s)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281
P (mm)
Precipitação (mm) Bacia Mineirinho Sub-bacia 3 Sub-bacia1 Sub-bacia 7
Vazão simulada para o evento de 17 e 18/11/2004
(CENÁRIO 1972)
Figura 49: Simulação para o ano de 1972, evento 17 e 18 de nov/2004
Sub-bacia XN a l c
1a
1,5 - - -
1b
1,5 2,0 3,0 343
2
1,5 2,0 3,0 370
3a
1,5 - - -
3b
1,5 1,5 2,5 123
4
1,0 2,0 3,5 425
5
1,0 2,0 3,5 517
6
1,0 2,5 2,5 680
7a
1,5 - - -
7b
1,5 2,0 4,0 427
83
Quando observamos e comparamos o mesmo evento, entre o cenário
atual (2000) e o cenário 1972, nota-se um acréscimo significativo nas vazões
máximas simuladas e diminuição no tempo de pico de cheia (figura 50). Para o
cenário 2000 as sub-bacias 1, 3 e 7 apresentaram 0,71; 0,91 e 0,28 m
3
/s. Ou
seja, houve aumento superior a 160 % no caso das sub-bacias urbanizadas (1
e 3) e a vazão na sub-bacia 7 manteve-se idêntica à observada no cenário
1972, já que nesta sub-bacia não houve mudanças significativas na
impermeabilização do solo.
Já no exutório final da bacia do Mineirinho a vazão simulada para o
cenário 2000 (evento 2 – tabela 5) foi de 4,82 m
3
/s e o tempo de pico foi de 170
minutos.
0
2
4
6
8
10
12
0 50 100 150 200 250
(5 minutos)
Q (m3/s)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281
P (mm)
Precipitação (mm) Bacia Mineirinho Sub-bacia 3 Sub-bacia1 Sub-bacia 7
Vazão simulada para o evento de 17 e 18/11/2004
(cenário atual - 2000)
Figura 50: Simulação para o ano 2000, evento 17 e 18 de nov/2004
Conforme ocorre ocupação urbana e impermeabilização do solo, como
no caso do cenário 2025 SPD, a vazão máxima simulada, para as sub-bacias
1, 3 e 7, atingiu valores de 1,06; 1,63 e 0,82 m
3
/s respectivamente. No caso do
exutório final da bacia do Mineirinho a vazão simulada foi de 10,68 m
3
/s e o
tempo de pico foi de 160 minutos após o início da chuva (figura 51).
84
0
2
4
6
8
10
12
0 50 100 150 200 250
(5 minutos)
Q (m3/s)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281
P (mm)
Precipitação (mm) Bacia Mineirinho Sub-bacia 3 Sub-bacia1 Sub-bacia 7
Vazão simulada para o evento de 17 e 18/11/2004 (
(cenário 2025 SPD)
Figura 51: Simulação para o ano 2025 SPD, evento 17 e 18 de nov/2004
Quando simulamos para o mesmo evento 2 (tabela 5), o cenário 2025
CPD, nota-se que as vazões máximas, para as sub-bacias 1, 3 e 7, atingiu
1,00; 1,51 e 0,69 m
3
/s respectivamente. No caso do exutório final da bacia do
Mineirinho a vazão simulada foi de 9,22 m
3
/s e o tempo de pico foi de 180
minutos após o início da chuva (figura 52).
0
2
4
6
8
10
12
0 50 100 150 200 250
(5 minutos)
Q (m3/s)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281
P (mm)
Precipitação (mm) Bacia Mineirinho Sub-bacia 3 Sub-bacia1 Sub-bacia 7
Vazão simulada para o evento de 17 e 18/11/2004
(cenário 2025 CPD)
Figura 52: Simulação para o ano 2025 CPD, evento 17 e 18 de nov/2004
A figura 53 apresenta as vazões simuladas no exutório final da bacia do
Mineirinho, para o evento 2, em todos os cenários. Dessa forma, torna-se claro
85
observar que as vazões crescem significativamente conforme a urbanização da
bacia, assim como o tempo de pico tende a diminuir. Ou seja, o escoamento
superficial é mais rápido e mais intenso conforme a bacia é impermeabilizada.
É interessante observarmos, que no cenário 1972, quando não havia
urbanização, mas a bacia já apresentava-se antropizada, a vazão era de 2,57
m
3
/s e o tempo de pico era de 685 minutos. No cenário 2000 ocorre aumento
da vazão para 4,82 m
3
/s e o tempo de pico foi de 170 minutos. Ou seja, há um
incremento na vazão máxima de 87,5 % de um cenário para o outro e o tempo
de pico decai 515 minutos (8,6 horas).
0
2
4
6
8
10
12
0 50 100 150 200 250
(5 minutos)
Q (m3/s)
0
2
4
6
8
10
12
1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281
P (mm)
Precipitação (m m) 1972 2025 SPD 2025 CPD 2000
Vazão simulada para o evento de 17 e 18/11/2004
(todos os cenários) - bacia do Mineirinho
Figura 53: Simulação para todos os cenários, evento 17 e 18 de nov/2004 (bacia do
Mineirinho)
No cenário 2025 SPD a vazão simulada foi de 10,68 m
3
/s e o tempo de
pico foi de 160 minutos. Portanto, nesse cenário a vazão máxima cresce 315,6
% quando comparada ao cenário 1972 e 121,6 % quando comparada ao
cenário 2000. O tempo de pico diminui 525 min e 15 min quando comparadas
aos cenários 1972 e 2000 (figura 53).
No cenário 2025 CPD a vazão foi de 9,22 m
3
/s e o tempo de pico foi de
180 minutos. Ou seja, entre os cenários 2025 CPD e 2025 SPD há uma
diminuição de 15,8 % na vazão máxima e o decréscimo no tempo de pico é de
20 minutos (figura 53).
Outro evento simulado para obtenção das vazões máximas, foi o evento
ocorrido em 6 e 7 de dezembro de 2004 (evento 3 da tabela 5 – 86,4 mm), que
86
caracterizou-se por apresentar precipitação menos distribuída do que o evento
2, ou seja, apesar da chuva ter sido um pouco inferior a intensidade foi maior
nos primeiros intervalos de tempo (figura 54).
Ao observarmos o hietograma e o hidrograma simulados para o cenário
1972 (figura 54) pode-se observar que o comportamento hidrológico é similar
ao simulado no evento anterior, ou seja, as vazões máximas nas sub-bacias 1,
3 e 7 foram respectivamente de 0,24; 0,35 e 0,20 m
3
/s.
Apesar do evento 3 ter sido 2,6 mm inferior ao evento 2, a vazão
máxima simulada no exutório final da bacia do córrego do Mineirinho, foi 2,64
m
3
/s (figura 54). Portanto houve um pequeno aumento de 0,07 m
3
/s quando
comparamos a presente simulação com a simulação com o evento anterior. O
tempo de pico foi de 500 minutos (100 intervalos de tempo) diminuindo em 185
min quando comparados à simulação com o evento 2, o que era esperado, já
que esta precipitação foi menos distribuída.
0
2
4
6
8
10
12
0 50 100 150 200 250
(5 minutos)
Q (m3/s)
0
2
4
6
8
10
12
1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281
P (mm)
Precipitação (mm) Bacia Mineirinho Sub-bacia 3 Sub-bacia1 Sub-bacia 7
Vazão simulada para o evento de 6 e 7/12/
2004
(CENÁRIO 1972)
Figura 54: Simulação para o ano de 1972, evento 6 e 7 de dez/2004
Assim como observado nas simulações realizadas para o evento 2,
quando observamos e comparamos o evento 3, entre o cenário atual (2000) e o
cenário 1972, nota-se um acréscimo significativo nas vazões máximas
simuladas e diminuição no tempo de pico de cheia. Para o cenário 2000 as
sub-bacias 1, 3 e 7 apresentaram 0,86; 1,07 e 0,28 m
3
/s(figura 55).
No caso das sub-bacias 1 e 3 (urbanizadas) as vazões máximas tiveram
um sensível aumento quando comparadas o mesmo cenário simulados para o
87
evento 2. O aumento das vazões nessas sub-bacias foi respectivamente de
21,1 e 17,6 %. Já na sub-bacia 7 a vazão máxima manteve-se constante para
os 2 eventos, já que nesta sub-bacia, para este cenário a taxa de urbanização
é baixa.
Esse fato demonstra que o risco de enchentes é maior no caso de
bacias com maior taxa de impermeabilização do solo, mesmo com chuvas
menores, porém mais intensas.
Já no exutório final da bacia do Mineirinho a vazão simulada para o
cenário 2000 (evento 3) foi de 5,52 m
3
/s e o tempo de pico foi de 100 minutos,
o que, mais uma vez comprova que eventos mais intensos contribuem para
vazões maiores e tempo de pico menor em bacias mais urbanizadas.
0
2
4
6
8
10
12
0 50 100 150 200 250
(5 minutos)
Q (m3/s)
0
2
4
6
8
10
12
1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281
P (mm)
Precipitação (mm) Bacia Mineirinho Sub-bacia 3 Sub-bacia1 Sub-bacia 7
Vazão simulada para o evento de 6 e 7/12/
2004
(cenário atual - 2000)
Figura 55: Simulação para o ano 2000, evento 6 e 7 de dez/2004
As mesmas situações podem ser observadas nas figuras 56 e 57, nos
cenários 2025 SPD e 2025 CPD, onde notamos um acréscimo nas vazões
máximas quando comparadas às observadas nas simulações com o evento 2.
No caso do cenário 2025 SPD as vazões máximas nas sub-bacias 1, 3 e
7 foram respectivamente 1,33; 2,01 e 0,98 m
3
/s (figura 56). Ressalta-se que as
vazões máximas simuladas foram obviamente maiores no caso das sub-bacias
com maior taxa de áreas impermeáveis, ou seja sub-bacia 3, 1 e 7.
No exutório final da bacia do Mineirinho a vazão simulada para o cenário
2025 SPD (evento 3) foi de 12,66 m
3
/s e o tempo de pico foi de 95 minutos
(figura 56).
88
0
2
4
6
8
10
12
0 50 100 150 200 250
(5 minutos)
Q (m3/s)
0
2
4
6
8
10
12
1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281
P (mm)
Precipitação (m m) Bacia Mineirinho Sub-bacia 3 Sub-bacia1 Sub-bacia 7
Vazão simulada para o evento de 6 e 7/12/2004
(cenário 2025 SPD)
Figura 56: Simulação para o ano 2025 SPD, evento 6 e 7 de dez/2004
Quando simulamos para o mesmo evento 3 (tabela 5), o cenário 2025
CPD, nota-se que as vazões máximas, para as sub-bacias 1, 3 e 7, foram
respectivamente 1,22; 1,86 e 0,81 m
3
/s (figura 57). No exutório final da bacia
do Mineirinho a vazão simulada foi de 10,57 m
3
/s e o tempo de pico foi de 115
minutos após o início da chuva (figura 57).
0
2
4
6
8
10
12
0 50 100 150 200 250
(5 minutos)
Q (m3/s)
0
2
4
6
8
10
12
1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281
P (mm)
Precipitação (m m) Bacia Mineirinho Sub-bacia 3 Sub-bacia1 Sub-bacia 7
Vazão simulada para o evento de 6 e 7/12/2004
(cenário 2025 CPD)
Figura 57: Simulação para o ano 2025 CPD, evento 6 e 7 de dez/2004
De forma similar ao observado na simulação com evento 2, as vazões
máximas e o tempo de pico tendem a se alterar em função da taxa de
impermeabilização do solo.
89
No cenário 2025 SPD a vazão máxima simulada foi de 12,93 m
3
/s e o
tempo de pico foi de 65 minutos. Portanto, nesse cenário a vazão máxima
cresce 388,0 % quando comparada ao cenário 1972 e 319,4 % quando
comparada ao cenário 2000. O tempo de pico diminui 465 min e 35 min quando
comparadas aos cenários 1972 e 2000 (figura 58).
No cenário 2025 CPD a vazão foi de 10,57 m
3
/s e o tempo de pico foi de
115 minutos. Ou seja, entre os cenários 2025 CPD e 2025 SPD há uma
diminuição de 22,3 % na vazão máxima e o decréscimo no tempo de pico é de
50 minutos (figura 58).
0
2
4
6
8
10
12
0 50 100 150 200 250
(5 minutos)
Q (m3/s)
0
2
4
6
8
10
12
1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281
P (mm)
Precipitação (m m) 1972 2025 SPD 2025 CPD 2000
Vazão simulada para o evento de 6 e 7/12/2004
(todos os cenários) - bacia do Mineirinho
Figura 58: Simulação para todos os cenários, evento 6 e 7 de dez/2004 (bacia do Mineirinho)
Outro evento simulado e apresentado neste trabalho foi o evento
ocorrido em19 e 20 de dezembro de 2004 (evento 5 – tabela 5) que apresentou
precipitação de 68,5 mm distribuída em dois períodos ao longo de 24 horas,
conforme pode ser observado no hietograma apresentado na figura 59.
Ao observarmos o hietograma e o hidrograma simulados para o cenário
1972 (figura 59) pode-se observar que o comportamento hidrológico é similar
ao simulado nos eventos anteriores, ou seja, as vazões máximas nas sub-
bacias 1, 3 e 7 foram respectivamente de 0,18; 0,28 e 0,22 m
3
/s, sendo que
estas são pouco menores quando comparadas às vazões simuladas
anteriormente devido ao fato da chuva ser menor do que os outros dois
eventos.
90
A vazão máxima simulada no exutório final da bacia do córrego do
Mineirinho foi 2,08 m
3
/s (figura 59). O comportamento hidrológico foi similar aos
observados nas simulações anteriores. Ou seja, as vazões máximas foram
diretamente proporcionais e os tempos de pico inversamente proporcionais em
função do crescimento da taxa de impermeabilização do solo, conforme os
cenários estudados (figuras 59, 60, 61 e 62).
0
2
4
6
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10
12
0 50 100 150 200 250
(5 minutos)
Q (m3/s)
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281
P (mm)
Precipitação (m m) Bacia Mineirinho Sub-bacia 3 Sub-bacia1 Sub-bacia 7
Vazão simulada para o evento de 19 e 20/12/2004
(cenário 1972)
Figura 59: Simulação para o ano de 1972, evento 19 e 20 de dez/2004
0
2
4
6
8
10
12
0 50 100 150 200 250
(5 minutos)
Q (m3/s)
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281
P (mm)
Precipitação (mm) Bacia Mineirinho Sub-bacia 3 Sub-bacia1 Sub-bacia 7
Vazão simulada para o evento de 19 e 20/12/2004
(cenário atual - 2000)
Figura 60: Simulação para o ano 2000, evento 19 e 20 de dez/2004
91
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12
0 50 100 150 200 250
(5 minutos)
Q (m3/s)
0,0
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4,0
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1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281
P (mm)
Precipitação (mm) Bacia Mineirinho Sub-bacia 3 Sub-bacia1 Sub-bacia 7
Vazão simulada para o evento de 19 e 20/12/2004
(cenário atual - 2000)
Figura 61: Simulação para o ano 2025 SPD, evento 19 e 20 de dez/2004
0
2
4
6
8
10
12
0 50 100 150 200 250
(5 minutos)
Q (m3/s)
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281
P (mm)
Precipitação (m m) Bacia Mineirinho Sub-bacia 3 Sub-bacia1 Sub-bacia 7
Vazão simulada para o evento de 19 e 20/12/2004
(2025 CPD)
Figura 62: Simulação para o ano 2025 CPD, evento 19 e 20 de dez/2004
Quando comparamos as vazões máximas simuladas para o cenário
2025 SPD e 2025 CPD, para o evento 5 (figura 63), observa-se que se fossem
seguidas as diretrizes dos PDMSC e PDO do Campus 2 as vazões máximas
poderiam abaixar de 8,53 para 6,88 m
3
/s (24,0 %). O tempo de pico poderia ser
aumentado de 315 para 355 minutos (40 min). Isso implica que apesar das
vazões máximas ainda apresentarem-se relativamente altas quando
comparadas aos cenários 2000 e 1972, a redução no tempo de pico, em 40
minutos, poderia contribuir com as pesquisas recentemente realizadas para
92
elaboração de um sistema de alerta ambiental em tempo real (NIBH/ EESC/
USP).
0
2
4
6
8
10
12
0 50 100 150 200 250
(5 minutos)
Q (m3/s)
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
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10,0
1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281
P (mm)
Precipitação (m m) 1972 2025 SPD 2025 CPD 2000
Vazão simulada para o evento de 19 e 20/12/2004
(todos cenários) - bacia do Mineirinho
Figura 63: Simulação para todos os cenários, evento 19 e 20 de dez/2004 (bacia do
Mineirinho)
Pesquisas desenvolvidas em microbacias experimentais demonstraram
que o uso e ocupação do solo e os diversos tratamentos aplicados à cobertura
vegetal afetam tanto a quantidade do deflúvio produzido quanto o regime de
vazão das microbacias. Em certas situações a quantidade de água do deflúvio
pode aumentar pelo manejo da vegetação, em outras condições os picos de
vazão podem ser reduzidos (REINHART e PIERCE, 1964 apud RODRIGUEZ
ANIDO, 2002).
Considerando microbacias onde o uso da terra não tenha favorecido o
surgimento de áreas compactadas ou impermeáveis nas quais poderia ocorrer
escoamento superficial hortoniano durante as chuvas, as zonas ripárias
desempenham, papel hidrológico fundamental na geração do escoamento
direto e por esta razão tais áreas devem estar permanentemente protegidas
pela vegetação ciliar (LIMA e ZAKIA, 2000).
Dessa forma, o aumento da cobertura vegetal, conforme proposto por
Benini e Tonissi (2003) e as áreas impermeáveis que deverão ser respeitadas
em cada lote, em função das diretrizes do PDMSC seriam suficientes para
diminuir em de 15,8 % a 24 % das vazões máximas (dependendo da
intensidade da precipitação) que deveriam ocorrer se nenhuma diretriz fosse
seguida (cenário 2025 SPD).
93
No entanto, é possível observar que, mesmo seguindo diretrizes do
PDMSC e PDO do Campus 2, os efeitos na diminuição vazão e controle de
enchentes à jusante, seriam pouco significativos. Pois o ideal seria atingir
valores de vazões máximas próximas às obtidas nas simulações para o cenário
1972, ou pelo menos do cenário atual (2000).
Maiores detalhes das características dos hidrogramas nas sub-bacias do
córrego do Mineirinho podem ser observados nas tabelas 21, 22 e 23.
Pode-se notar que a sub-bacia que apresentou maior vazão específica
(Qmax) foi a sub-bacia 3 (4,86 m
3
/s/ km
2
), para o evento 3 (tabela 22) no
cenário 2025 SPD. Dessa forma, comprova-se que as bacias com maior taxa
de urbanização e com menor cobertura florestal são as que mais contribuem
para o escoamento superficial, responsável por ocorrência de enchentes.
Os valores mais baixos para as vazões máximas específicas, para todos
os eventos simulados, foram observados na sub-bacia 7 que apresentam maior
área de cobertura florestal e menor taxa de impermeabilização do solo.
Os menores tempos de pico foram observados nas sub-bacias 1 e 3,
quando simuladas para o evento 3 (tabela 22), que apresentaram
respectivamente 55 e 60 minutos para o pico da vazão máxima. Assim,
observa-se que chuvas mais rápidas tendem a causar maior possibilidade de
ocorrer inundações.
Esses dados evidenciam a influência da urbanização na drenagem de
pequenas bacias hidrográficas e comprovam as alterações no ciclo hidrológico
das mesmas.
94
Tabela 21: Características dos hidrogramas nas sub-bacias do Mineirinho, para o evento 2 (89 mm)
1972 2000 2025 SPD 2025 CPD Cenário
Sub-
Bacia
Área
(km
2
)
Tempo
ao Pico
(min)
Q máx
(m
3
/s)
Q máx
específica
(m
3
/s/ km
2
)
Tempo ao
Pico (min)
Q máx
(m
3
/s)
Q máx
específica
(m
3
/s/ km
2
)
Tempo
ao Pico
(min)
Q máx
(m
3
/s)
Q máx
específica
(m
3
/s/ km
2
)
Tempo
ao Pico
(min)
Q máx
(m
3
/s)
Q máx
específica
(m
3
/s/ km
2
)
1
0,3242 555 0,23 0,71 150 0,71 2,19 145 1,06 3,27 155 1,00 3,08
3
0,4135 560 0,34 0,82 150 0,91 2,20 155 1,63 3,94 155 1,51 3,65
7
0,7199 575 0,28 0,39 590 0,28 0,39 155 0,82 1,14 155 0,69 0,96
Bacia do
Mineirinho
3,37 685 2,57 0,76 170 4,82 1,43 160 10,68 3,17 180 9,22 2,74
Tabela 22: Características dos hidrogramas nas sub-bacias do Mineirinho, para o evento 3 (86,4 mm)
1972 2000 2025 SPD 2025 CPD Cenário
Sub-
Bacia
Área
(km
2
)
Tempo
ao Pico
(min)
Q máx
(m
3
/s)
Q máx
específica
(m
3
/s/ km
2
)
Tempo ao
Pico (min)
Q máx
(m
3
/s)
Q máx
específica
(m
3
/s/ km
2
)
Tempo
ao Pico
(min)
Q máx
(m
3
/s)
Q máx
específica
(m
3
/s/ km
2
)
Tempo
ao Pico
(min)
Q máx
(m
3
/s)
Q máx
específica
(m
3
/s/ km
2
)
1
0,3242 160 0,24 0,74 55 0,86 2,65 55 1,33 4,10 65 1,22 3,76
3
0,4135 350 0,35 0,73 60 1,09 2,64 60 2,01 4,86 65 1,86 4,50
7
0,7199 330 0,20 0,28 455 0,29 0,40 60 0,98 1,36 60 0,81 1,13
Bacia do
Mineirinho
3,37 530 2,65 0,78 100 5,52 1,64 65 12,93 3,84 115 10,57 3,14
95
Tabela 23: Características dos hidrogramas nas sub-bacias do Mineirinho, para o evento 5 (68,5 mm)
1972 2000 2025 SPD 2025 CPD Cenário
Sub-
Bacia
Área
(km
2
)
Tempo
ao Pico
(min)
Q máx
(m
3
/s)
Q máx
específica
(m
3
/s/ km
2
)
Tempo ao
Pico (min)
Q máx
(m
3
/s)
Q máx
específica
(m
3
/s/ km
2
)
Tempo
ao Pico
(min)
Q máx
(m
3
/s)
Q máx
específica
(m
3
/s/ km
2
)
Tempo
ao Pico
(min)
Q máx
(m
3
/s)
Q máx
específica
(m
3
/s/ km
2
)
1
0,3242 525 0,19 0,59 305 0,68 2,10 300 0,86 2,65 310 0,80 2,47
3
0,4135 520 0,28 0,68 305 0,75 1,81 305 1,31 3,17 305 1,22 2,95
7
0,7199 570 0,22 0,31 580 0,20 0,28 305 0,66 0,92 305 0,56 0,78
Bacia do
Mineirinho
3,37 660 2,08 0,62 330 3,96 1,18 315 8,53 2,53 355 6,80 2,02
96
A figura 64 apresenta as alterações nas vazões máximas ao longo dos 4
cenários, para o evento 3. No presente estudo foi possível observar que as
vazões máximas tiveram um aumento de 108 % do cenário 1972 ao cenário
2000, sendo que a variação de área impermeável foi de 28,4 %. De 1972 ao
cenário 2025 SPD houve aumento de 388 % e o crescimento de áreas
impermeáveis, nesse período foi de 71,1 %. Quando comparamos o cenário
1972 ao cenário 2025 CPD o acréscimo nas vazões foi de 299 % e a variação
de áreas impermeáveis foi de 60,9 %. (figura 64 e figura 65).
Dessa forma, com a redução em 10,24 % de áreas impermeáveis, que
deverá ser a diferença entre cenário CPD e cenário SPD, poderá haver
diminuição em 18,3 % nos valores das vazões máximas observadas.
Alteração das vazões máximas
0
2
4
6
8
10
12
14
1972 1982 1992 2002 2012 2022 2032
Ano
Vazão (m3/s)
Vazão SPD
Vazão CPD
Figura 64: Alterações nas vazões máximas em função dos cenários.
Crescimento das vazões máximas
0
2
4
6
8
10
12
14
0 20 40 60 80 100
Aimp (%)
Vazão (m3/s)
Figura 65: Crescimento das vazões máximas em função da taxa de impermeabilização do solo.
97
5.5 Curvas de Permanência
As curvas de permanência relacionam as vazões dos corpos d’água com
a percentagem de tempo em que elas ocorreram, no período de tempo
analisado. Através da análise das curvas de permanência das vazões é
possível determinar, para uma dada vazão constante ao longo do tempo, o
número de vezes em que estaria disponível em uma determinada seção do
curso d’água (PDRH-PR, 2003).
Dessa forma, as curvas de permanência foram geradas para os 15
maiores eventos ocorridos durante o período de monitoramento, o que nos
permitiu avaliar mudanças nas freqüências de ocorrência, durante os períodos
de maiores precipitações.
Por meio de análise da curvas de permanência geradas para o cenário
1972 (figura 66) é possível observar que as vazões máximas específicas, em
todas as sub-bacias, foram inferiores a 1m
3
/s/km
2
. Sendo que as maiores foram
observadas na sub-bacia 3 (0,82 m
3
/s/km
2
), que conforme relatado
anteriormente, é a sub-bacia que apresenta menor cobertura florestal e maior
taxa de impermeabilização do solo.
A vazão máxima específica no exutório final da bacia do Mineirinho foi
de 0,78 m
3
/s/km
2
, mostrando-se, portanto abaixo do valor observado na sub-
bacia 3.
Curvas de permanência para o cenário 1972
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0,01 0,10 1,00 10,00 100,00
Probabilidade de ocorrência (%)
Vazão específica
(Q/m3/km2)
Sub-bacia 3
Sub-bacia 7
Bacia do
Mineirinho
Sub-bacia 1
Figura 66: Curva de permanência para o cenário pré-urbanização (1972)
98
No cenário 2000 a sub-bacia 1 apresentou valores máximos de vazões
próximos aos obtidos na sub-bacia 3. Isso se deu devido à urbanização destas
duas sub-bacias (figura 67). As Qmax específicas para estas duas sub-bacias
foram respectivamente, 2,65 e 2,64 m
3
/s/km
2
.
Curvas de permanência para o cenário atual
(2000)
0,000
0,500
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
0,01 0,10 1,00 10,00 100,00
Probabilidade de ocorrência (%)
Vazão específica
(Q/m3/km2)
Sub-bacia 3
Sub-bacia 7
Bacia do
Mineirinho
Sub-bacia 1
Figura 67: Curva de permanência para o cenário atual (2000)
Na sub-bacia 7 as vazões específicas se mantiveram abaixo de 0,5
m
3
/s/km
2
e no exutório final, da bacia, as vazões máximas mantiveram-se
próximas à média, em torno de 1,64 m
3
/s/km
2
(figura 67).
No cenário 2025 SPD, no caso das sub-bacias 1 e 3, as Qmax
específicas apresentaram alterações significativas, com valores superiores a 4
m
3
/s/km
2
(figura 68). No entanto, nesse cenário a Qmax específica no exutório
final da bacia do Mineirinho foi de 3,84 m
3
/s/km
2
.
No cenário 2025 CPD, apesar de uma baixa redução dos valores das
Qmax específicas, a sub-bacia 3 manteve-se acima dos 4 m
3
/s/km
2
e a sub-
bacia 1 apresentou valor de 3,76 m
3
/s/km
2
, tendo sido reduzida em 0,34
m
3
/s/km
2
, quando comparada ao cenário 2025 SPD (figura 69).
Nesse cenário a Qmax específica no exutório final da bacia do
Mineirinho foi de 3,14 m
3
/s/km
2
(figura 69). Portanto, se compararmos ao
cenário 2025 SPD, houve uma redução de 0,70 m
3
/s/km
2
.
99
Curvas de permanência para o cenário 2025 SPD
0,000
1,000
2,000
3,000
4,000
5,000
0,01 0,10 1,00 10,00 100,00
Probabilidade de ocorrência (%)
Vazão específica
(Q/m3/km2)
Sub-bacia 3
Sub-bacia 7
Bacia do
Mineirinho
Sub-bacia 1
Figura 68: Curva de permanência para o cenário 2025 SPD
Curvas de permanência para o cenário 2025 CPD
0,000
1,000
2,000
3,000
4,000
5,000
0,01 0,10 1,00 10,00 100,00
Probabilidade de ocorrência (%)
Vazão específica
(Q/m3/km2)
Sub-bacia 3
Sub-bacia 7
Bacia do
Mineirinho
Sub-bacia 1
Figura 69: Curva de permanência para o cenário 2025 CPD
Na figura 70 é possível comparar as alterações nas curvas de
permanência na sub-bacia 1 para os 4 cenários. Assim, é possível
observarmos que a ocorrência de maiores vazões específicas é evidenciada
conforme ocorre a urbanização e a impermeabilização do solo.
Nota-se que a Qmax específica se torna mais provável, já que no
cenário 1972 o valor da mesma era de 0,74, atingindo 2,65 no cenário 2000 e
100
4,10 m
3
/s/km
2
no cenário 2025 SPD, com capacidade de atingir 3,76 m
3
/s/km
2
caso sejam aplicadas diretrizes para o cenário 2025 CPD (figura 70).
Curvas de permanência para todos cenários
15 eventos - Sub-bacia 1
0
1
2
3
4
5
0,01 0,10 1,00 10,00 100,00
Probabilidade de ocorrência (%)
Vazão específica
(Q/m3/km2)
2025 SPD
2000
1972
2025 CPD
Figura 70: Curva de permanência para todos os cenários (sub-bacia 1)
As curvas de permanências geradas para a sub-bacia 3 apresentou
características semelhantes às da sub-bacia 1 (figura 71). Porém, como a sub-
bacia 3 foi a que apresentou maior taxa de ocupação urbana, maior taxa de
impermeabilização do solo e menor percentagem de cobertura florestal, os
valores de Qmax específica foram superiores aos obtidos na sub-bacia 1.
Essa situação é possível de ser observada na figura 71, onde os valores
de Qmax específica foram alterados de 0,82 (cenário 1972) para 2,64 (cenário
2000) e 4,86 m
3
/s/km
2
(cenário 2025 SPD). Caso o cenário 2025 CPD fosse
aplicado, os valores de Qmax específica poderiam ser reduzidos e chegarem a
4,50 m
3
/s/km
2
.
Conforme já relatado, a sub-bacia 7 não apresentou significativas modificações
na taxa de impermeabilização do solo do cenário 1972 até o cenário atual
(2000) e mesmo com a urbanização prevista para os cenários futuros com e
sem Plano Diretor deverá ser a sub-bacia que menos alterações sofrerá em
seu ciclo hidrológico.
101
Curvas de permanência para todos cenários
15 eventos - Sub-bacia 3
0
1
2
3
4
5
0,01 0,10 1,00 10,00 100,00
Probabilidade de ocorrência (%)
Vazão específica
(Q/m3/km2)
2025 SPD
2000
1972
2025 CPD
Figura 71: Curva de permanência para todos os cenários (sub-bacia 3)
As Qmax específicas na sub-bacia 7 apresentaram-se abaixo de
0,50 m
3
/s/km
2
nos cenários 1972 e 2000. No cenário 2025 SPD essa vazão
deverá ser elevada para 1,36 m
3
/s/km
2
e caso o cenário 2025 seja aplicado,
poderá ocorrer uma redução para 1,13 m
3
/s/km
2
(figura 72).
Curvas de permanência para todos cenários
15 eventos (Sub-bacia 7)
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0,01 0,10 1,00 10,00 100,00
Probabilidade de ocorrência (%)
Vazão específica
(Q/m3/km2)
2025 SPD
2000
1972
2025 CPD
Figura 72: Curva de permanência para todos os cenários (sub-bacia 7)
A figura 73 foi gerada de acordo com estabelecido por Mendiondo
(2005), onde as precipitações superiores a 3,0 m
3
/s/km
2
são consideradas
102
“alerta vermelho” (risco de inundações muito altas); precipitações entre 2,0 e
3,0 m
3
/s/km
2
são consideradas como “alerta laranja” (risco de altas
inundações); precipitações entre 1,0 e 2,0 m
3
/s/km
2
“alerta amarelo” (risco de
inundações médias); e precipitações entre 0,5 e 1 m
3
/s/km
2
“alerta azul” (baixo
risco de inundações).
Curvas de permanência para todos cenários
15 eventos - bacia do Mineirinho
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
0,01 0,1 1 10 100
Probabilidade de ocorrência (%)
Vazão específica
(Q/m3/km2)
2025 SPD
2000
1972
2025 CPD
Figura 73: Curva de permanência para todos os cenários (bacia do Mineirinho)
Assim, podemos observar que no cenário 1972 o risco de inundações na
bacia do Mineirinho poderia ser considerado baixo, mesmo para as mais altas
vazões que chegaram a 0,78 m
3
/s/km
2
(figura 73). No cenário atual (2000) as
Qmax específicas tiveram aumento de 123 % chegando a atingir 1,74 m
3
/s/km
2
,
consideradas como risco de médias inundações.
Para o cenário 2025 SPD a Qmax específica poderá atingir 3,84
m
3
/s/km
2
(risco de inundações muito altas), correspondendo a um aumento de
392 % se comparado ao cenário 1972 e 121 % se comparado ao cenário atual.
No caso do cenário 2025 CPD as vazões poderiam ser reduzidas em 22
% atingindo valores máximos de 3,14 m
3
/s/km
2
, se comparadas as Qmax
obtidas no cenário 2025 SPD. Porém, ressalta-se que mesmo assim, os
valores de Qmax continuariam considerados como de risco de inundações
muito altas.
Benini e colaboradores (2004) estudaram o método racional associado
ao uso de sistema de informações geográficas e concluíram que para uma
103
chuva com tempo de retorno de 25 anos, a vazão máxima no exutório final da
bacia do Mineirinho seria de 11,70 m
3
/s, ou 3,47 m
3
/s/km
2
(Qmax específica).
Os mesmos autores previram intensa urbanização o que aumentaria a vazão
máxima para o ano de 2025 em 140 %, atingindo valor de 28,59 m
3
/s, ou Qmax
específica igual a 8,49 m
3
/s/km
2
.
Portanto, a bacia total do mineirinho, mesmo no cenário 2025 CPD, no
qual seriam seguidas diretrizes de ocupação baseadas no PDMSC e no PDO
do Campus 2, a área coberta por vegetação florestal corresponderia apenas a
46,71 ha (13,9 % da área total). Assim, seriam necessárias maiores áreas de
cobertura florestal, para diminuir ainda mais as vazões máximas da bacia, para
atingir uma situação mais próxima à observada no cenário 1972.
Sabe-se que o Código Florestal (Lei Federal 4.771/65), em seu artigo 16,
prevê a averbação de reserva legal com áreas florestais de, pelo menos, 20 %
da área total da bacia. O que corresponderia, no caso da bacia do Mineirinho, a
67,56 ha.
O uso de reservatórios de detenção, associados a superfícies de
infiltração em lotes, possibilita a redução de vazões de pico a valores
compatíveis com os encontrados antes da urbanização (CRUZ et al., 2000;
OHNUMA JR, 2005).
Em estudo científico sobre a utilização do sistema de coleta de água de
chuva realizado na cidade de Florianópolis/SC, KOBIYAMA (2002) que o
sistema de coleta é capaz de reduzir a vazão pico do hidrograma em até 35 %.
Enfim, torna-se claro que as diretrizes previstas para o cenário CPD não
são suficientes para conter as ocorrências de inundações. Dessa forma, além
da recuperação das zonas ripárias e permeabilidade de 15 % dos lotes, seriam
necessários medidas mais drásticas, tais como elaboração de planos diretores
municipais que contemplem sistemas adequados de drenagem, reuso de
águas pluviais (KOBIYAMA, 2002), implantação de microreservatórios nos lotes
(CRUZ et al., 2000; OHNUMA JR, 2005), além de reestruturação na
arborização urbana e áreas destinadas à reserva legal.
Pauleit e Dulme (2000) estudaram metodologias adequadas para o
planejamento urbano de Munich (Alemanha) e ressaltaram a importância de
104
diferentes coberturas de solo na infiltração de chuva para se atingir o
desenvolvimento sustentável urbano.
Xiao e McPherson (2002) realizaram estudos em Santa Mônica
(Califórnia – EUA) e por meio de simulações concluíram que a arborização
urbana da cidade interceptaram 1,6 % da precipitação anual, correspondente a
6,6 m
3
/ árvore. Os mesmos autores relatam que algumas espécies arbóreas
chegam a interceptar 70 % da precipitação que cai sobre a mesma. Isso
reduziu custos com inundações de U$ 3,8/ árvore. Os mesmos autores
ressaltam que quanto maior a copa da árvore, maior é a interceptação da
chuva e maior a redução de custos com enchentes.
105
6 CONCLUSÕES
Com a implantação do novo Campus da USP em São Carlos, a
especulação imobiliária, a conseqüente impermeabilização do solo e o
aumento das áreas urbanizadas deverão ocorrer drásticas mudanças no uso e
ocupação do solo, o que acarretará aumento expressivo no escoamento
superficial.
Mesmo com apenas 18,6 % da área total da bacia do Mineirinho sendo
urbanizada (cenário atual), os corpos d’água do Mineirinho apresentam baixa
qualidade hídrica, com indicações de alto nível de poluição, provavelmente
devido ao lançamento de efluentes domésticos. Todos os parâmetros se
mostraram acima dos limites recomendados para os corpos d’água classe 2.
Assim, atualmente, o córrego não poderia ser utilizado com as
finalidades de lazer, fato que ocorre com freqüência no local.
Em relação às simulações hidrológicas, pode-se observar que para o
cenário 2025 SPD, a vazão máxima simulada foi de 12,93 m
3
/s e o tempo de
pico de cheia foi de 65 minutos. Portanto, nesse cenário a vazão máxima
cresceu 388,0 % quando comparada ao cenário 1972 e 319,4 % quando
comparada ao cenário 2000. O tempo de pico foi reduzido em 465 min, quando
comparado ao cenário 1972 e 35 min quando comparadas ao cenário 2000.
No cenário 2025 CPD a vazão máxima foi de 10,57 m
3
/s e o tempo de
pico foi de 115 minutos. Ou seja, entre os cenários 2025 CPD e 2025 SPD há
uma diminuição de 22,3 % na vazão máxima e um aumento no tempo de pico é
de 50 minutos. Dessa forma, diretrizes de Plano Diretor permitem atrasar e
diminuir os picos de cheias que ocorreriam caso nenhum controle (SPD) fosse
implantado. Também, esses resultados colaboram com sistemas de alerta
antecipado de cheias para as áreas de jusante da bacia.
106
Os valores mais altos de vazões máximas observadas foram para o
evento 3, que apesar de não ter sido o maior, foi o que apresentou menor
distribuição no tempo de chuva (86 mm em 240 minutos). Conclui-se que
chuvas mais rápidas contribuem para ocorrência de enchentes.
O escoamento superficial é mais rápido e mais intenso conforme a bacia
é impermeabilizada. Porém, a redução de 22,3 % nos valores de vazão
máxima entre o cenário CPD e SPD não são suficientes para conter as
inundações, que provavelmente ocorrerão à jusante da bacia. Isso mostra a
necessidade de incluir medidas estruturais de controle no Plano Diretor.
Dessa forma, além da recuperação das zonas ripárias e permeabilidade
de 15 % dos lotes, conclui-se que seriam necessárias medidas estruturais para
o controle de enchentes.
Quanto mais se prevê a ocupação urbana sem diretrizes, menor é a
capacidade de resiliência do meio; e maiores serão as ocorrências de
enchentes e consequentemente os prejuízos causados por inundações. Dessa
forma, podemos verificar a fragilidade hidrológica de bacias hidrográficas em
relação à impermeabilização do solo e torna-se fácil perceber a razão do
crescimento de enchentes nas regiões urbanas do país.
A utilização de técnicas de sensoriamento remoto, associadas ao uso do
modelo hidrológico IPH II, mostrou-se eficiente para previsão de cenários
mostrando-se importante ferramenta para gestão e planejamento de bacias
pouco urbanizadas.
Diante dos hidrogramas apresentados para os cenários de tendência,
observa-se progressivamente o crescimento das vazões máximas. Assim, a
impermeabilização do solo e a diminuição de fragmentos florestais, diminuíram
o tempo de pico e elevaram as vazões máximas para todas as sub-bacias.
Finalmente, conclui-se que a diminuição de áreas permeáveis e a
supressão de fragmentos florestais afetam a capacidade de armazenamento do
solo e disponibilizam maiores volumes de escoamento superficial, além de
impor sérios riscos quanto à ocorrência de inundações.
107
7 RECOMENDAÇÕES
Recomenda-se que o monitoramento ambiental seja contínuo, pois é
fundamental para a recompilação de dados, que serão úteis para comprovar a
veracidade dos propostos cenários de ocupação urbana. Dessa forma, no
futuro, será possível avaliar a influência antrópica na bacia com precisão e
também comparar com as simulações hidrológicas.
Sugere-se que sejam realizadas novas pesquisas na bacia do
Mineirinho, relacionadas à mensuração exata dos parâmetros limnológicos, tais
como, capacidade de infiltração da água no solo, taxas de infiltração em
diferentes ocupações do solo, avaliações nos volumes de escoamento sub e
superficial. Assim, seria possível fazer a calibração e o ajuste do modelo
hidrológico para a realidade observada na bacia.
A restauração florestal da zona ripária é extremamente importante para
a mitigação de enchentes e controle de sedimentos, portanto recomenda-se
que as mesmas sejam executadas o mais breve possível.
Além da zona ripária, é recomendado que pelo menos 20 % da área total
da bacia sejam ocupados por vegetação florestal, para atenuar os picos de
cheia e os volumes de vazão máxima.
Recomenda-se que seja realizado um sério programa de arborização
urbana, tendo em vista que as copas das árvores apresentam excelente
capacidade de retenção de águas pluviais.
Enfim, recomenda-se que os planos diretores municipais contemplem
em suas diretrizes, sistemas adequados de drenagem, com implantação de
bacias de contenção, dissipadores de energia, reuso de águas pluviais,
implantação de microreservatórios nos lotes, além de reestruturação na
arborização urbana e áreas destinadas à reserva legal.
108
Para a melhoria da qualidade hídrica recomenda-se a implantação de
estação de tratamento de esgoto (ETE) no interior do Campus que contemple a
coleta e tratamento dos efluentes gerados nos bairros próximos, além da
continuidade, também no monitoramento da qualidade da água.
Estas informações servirão como parâmetro para estudos comparativos
com pesquisas realizadas; pretendemos com isto, abrir espaço para discutir a
qualidade da água com órgãos competentes, priorizando um trabalho coletivo
que beneficie todas as partes envolvidas, visando à melhoria da qualidade de
vida da população.
Recomenda-se que sejam feitas análises limnológicas em diferentes
períodos de chuvas para avaliar o efeito no processo de depuração. Também é
necessária a continuidade do monitoramento ambiental, para que se torne
possível a avaliação dos efeitos da urbanização a que esta bacia será
submetida e por fim, recomenda-se que sejam realizadas novas simulações
que contemplem outros eventos e mudanças no uso e ocupação do solo.
109
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