Efeito da área impermeável nos rios

A alteração do uso do solo para urbanização resulta principalmente em áreas impermeáveis construídas, como ruas, passeios, residências, estacionamentos, prédios comerciais e industriais, entre outras construções. Existem vários efeitos ambientais que esta alteração pode produzir no ambiente, combinadas com outras ações da população. Não estamos aqui discutindo os efluentes industriais e urbanos, mas o resultado para os rios das águas pluviais que agora devem encontrar um novo espaço de escoamento.
Os efeitos ocorrem nas bacias hidrográficas de montante para jusante, depois que a água cai sobre a superfície. As causas se devem a alteração do solo e como a mesma foi realizada (impermeabilizações que aceleram o escoamento e produzem erosão), a poluição aérea que pode ser a fonte de contaminação da qualidade da água, além de outras contaminações de superfícies por ação induzida na cidade.
Existem impactos físicos como: aumento do volume de escoamento superficial, já que a água que antes infiltrava ou era evaporada, escoa para jusante; e aumento do pico do hidrograma de eventos chuvosos (figura 1). O coeficiente de escoamento que retrata a relação entre a vazão e a precipitação aumenta como mostra a figura 2. Estes efeitos produzem como conseqüência inundações (já que aumentando a vazão, a seção do rio não suporta e extravasa), erosão do leito do rio alterando a sua seção e gera áreas degradadas, poluição das águas e alterações na fauna e flora dos rios. Com a impermeabilização também diminuem a infiltração e a redução da recarga dos aqüíferos.
Com base num conjunto de indicadores de uma região dos Estados Unidos foi obtido um gráfico relacionando área impermeável e qualidade dos rios (figura 3). O que mostra este gráfico é que acima de 10% de área impermeável, o impacto é observado e acima de 25% os mesmos são severos. Deve-se considerar que existe uma razoável subjetividade nesta avaliação, mais permite obter uma magnitude de análise. Atualmente temos dados dispersos e qualitativos.
Considerando que estes indicadores fossem razoáveis, qual deveria ser a densidade habitacional aceitável para termos os impactos dentro da faixa entre 10 e 25%, aceitando que os mesmos sejam aplicáveis a nossa realidade? Utilizando a curva que determinamos com dados de Porto Alegre, São Paulo e Curitiba e a área limite de 25%, a densidade seria da ordem de 50 habitantes por hectare. No entanto, estas curvas retratam transições de ocupação urbana e não a sua ocupação final. Para termos a densidade desejada num desenvolvimento urbano com 65% de área pública e 35% de área privada. A equação fica

0,25 = 0,65 p + 0,35 ai pu

onde p é a proporção de área impermeável de área privada e pu de área pública. Considerando que arruamentos e passeios combinados com praças cheguem a 50% de área, as áreas privadas (o que já não é fácil), os lotes deveriam ter 11% de área impermeável, o que é pouco viável na realidade brasileira. Como então buscar sustentabilidade? Isto pode ser buscado por medidas que compensem estes efeitos nos lotes. Nas próximas semanas vamos discutir este assunto.
Sugerimos aos alunos de mestrado e doutorado que existe um espaço interessante de desenvolver conhecimento sobre na relação área impermeável e os impactos nos rios e no seu ambiente. A publicação na figura 3 (veja citação abaixo) é um bom começo, pois é uma espécie de revisão sobre o assunto. A mesma pode ser copiada no site da EPA, juntamente com outras publicações.

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Figura 1 Relação entre o hidrograma da bacia urbanizada e rural (fonte Tucci,C.E. 2007. Inundações urbanas. ABRH Rhama)

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Figura 2 Coeficiente de Escoamento em função da área impermeável (fonte Tucci,C.E. 2007. Inundações urbanas. ABRH Rhama)

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Figura 3 – Impacto das áreas impermeáveis nos rios em função de um conjunto de indicadores (fonte: Center for Watershed Protection, 2003. Impacts of Impervious cover on Aquatic System – Wastershed Protection Research Monograph n.1 (www.stormwatercenter.net

About Prof. PhD Carlos E. M. Tucci

Engenheiro civil, MSc, PhD, professor aposentado do IPH-UFRGS, sócio-fundador da Rhama Consultoria Ambiental. Autor de mais de 300 artigos científicos, livros, capítulos de livros. Experiência de mais de 40 anos na área, com atuação junto a empresas e entidades nacionais e internacionais como: Unesco, Banco Mundial, BID, ANEEL, ANA, Itaipu, entre outros. Premiado em 2011 pela International Association of Hydrological Sciences.

One Comment

  1. Tiago

    Olá professor Tucci.
    Muito bom texto e muito interessante o coeficiente de escoamento em função da área impermeável.
    Na sua opinião qual são os melhores métodos para a estimativa de vazões em bacias urbanas e rurais?

    Depende se você possui dados. Na maioria das vezes não existem dados. Neste caso também deve ser analisado o tamanho da bacia em estudo.
    Para área de lotes e pequenas a equação que mostrei é satisfatória, mas para tempos de retorno maiores deve ser corrigida, pois foi estimada para eventos de cerca
    de 2 anos. Para bacias maiores o método do SCS (apesar das limitações de origem do método) é uma boa opção. Existem outros métodos baseados em equações de
    infiltrações como o usado no IPH II, mas a dificuldade maior é estimar os parâmetros quando não existem dados.

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