Nome do Projeto
Bacia urbana experimental do canalete da Argolo: caracterização, monitoramento, modelagem hidrológica e hidráulica e manejo de águas pluviais
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
15/10/2022 - 15/10/2024
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Engenharias
Resumo
Pelotas está entre os municípios listados pelo CEMADEN, no escopo do Plano Nacional de Gestão de Riscos e Respostas a Desastres, com histórico de registros de desastres ambientais como inundações, enxurradas e grandes alagamentos. Tendo em vista a necessidade de melhoria no entendimento sobre a hidrologia urbana e o manejo e drenagem das águas pluviais urbanas no município de Pelotas para auxiliar na gestão de recursos hídricos e para o estabelecimento de metodologias que auxiliem no avanço da ciência e prática, este projeto tem como objetivo principal constituir uma bacia experimental urbana com monitoramento hidrológico e base de dados apropriados para subsidiar pesquisas em hidrologia, manejo e drenagem de águas pluviais urbanas no município de Pelotas. Em síntese, este projeto consiste das seguintes etapas: 1ª etapa - definição da seção de controle da bacia urbana experimental do canalete da Argolo, onde serão monitorados os níveis d’água e as vazões; 2ª etapa - instalação da rede de monitoramento hidrológico automático (sensor de nível d’água, pluviômetro digital, painel sola e datalogger) e, de forma complementar, serão instalados um pluviômetro manual (modelo DNAEE) próximo ao pluviômetro digital, réguas linimétricas na seção de controle e um marco topográfico altimétrico nas proximidades da seção de controle; 3ª etapa - caracterização da microdrenagem e macrodrenagem da bacia urbana experimental, na forma de um Sistema de Informações Geográficas, consistindo do detalhamento da topografia, da geometria e leito do canal principal, das características hidráulicas das galerias e informações dos principais elementos que integram a microdrenagem; 4ª etapa - caracterização de uso e cobertura da área de drenagem, utilizando Drone, interpretação de imagens de satélite e levantamento in situ; 5ª etapa - realização de campanhas hidrológicas para verificação das condições de funcionamento dos equipamentos de monitoramento, coleta de dados e para a realização de medições de níveis d’água x vazão na seção de controle com vistas à determinação da curva-chave para a seção de controle; 6ª etapa - tratamento de dados, a ser realizada no Laboratório de Hidrologia e Modelagem Hidrológica, versando principalmente sobre a análise de consistência de informações hidrológicas derivadas da rede de monitoramento, organização e disposição desses dados em formatos de fácil leitura e interpretação; 7ª etapa - análise do projeto hidrológico e hidráulico do canalete da Argolo no contexto da situação atual da sua área de drenagem em termos de uso e ocupação e de microdrenagem; 8ª etapa - modelagem hidrológica, buscando avaliar técnicas e modelos hidrológicos voltados a uma futura previsão de vazões na bacia; 9ª etapa - modelagem hidráulica do canalete da Argolo, visando estabelecer relações entre chuvas intensas, cheias e manchas de inundação; e 10ª etapa - manejo de águas pluviais, em que serão avaliadas alternativas para a redução de escoamento superficial direto e, como consequência, de vazões de pico na bacia. É importante ressaltar que esse projeto é fruto de uma parceria com o Serviço Autônomo de Saneamento de Pelotas – Sanep.

Objetivo Geral

Constituir uma bacia experimental urbana com monitoramento hidrológico e base de dados apropriados para subsidiar pesquisas em hidrologia, manejo e drenagem de águas pluviais urbanas no município de Pelotas - RS.

Justificativa

No Brasil, como em diversos países em desenvolvimento, a maioria das áreas urbanas passou por crescimento populacional muito acelerado, que não foi acompanhado por adequado planejamento urbano e ambiental (BRESSIANI et al, 2010). As áreas urbanas com alta concentração populacional apresentam uma situação bastante complexa com relação aos desastres hidrometeorológicos. Além de alterarem o ciclo hidrológico e aumentarem o risco de inundações, elas aumentam as vulnerabilidades ambientais e sociais da bacia para inundações e secas e criam um desafio para o gerenciamento e planejamento do risco de desastres e de recursos hídricos (DIXON, EARLS, 2012; BRESSIANI, 2016).
A cidade de Pelotas-RS possui diversos problemas relativos a inundações, alagamentos (HANSMANN, 2013; RUTZ, 2015; SANTOS, 2021; SANTOS e BRESSIANI, 2020; SANTOS, LOBO e BRESSIANI, 2021; DUARTE et al., 2021) e secas (FELTEN e BRESSIANI, 2020; FELTEN e BRESSIANI, 2021), com seus decorrentes prejuízos, como potencialização de vetores de proliferação de doenças e danos sociais, econômicos e culturais. Pelotas está na lista de municípios selecionados pelo Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais (Cemaden), no escopo do Plano Nacional de Gestão de Riscos e Respostas a Desastres. Os municípios selecionados e monitorados pelo Cemaden têm histórico de registros de desastres ambientais decorrentes de movimentos de massa e/ou de processos hidrológicos (como: inundações, enxurradas, grandes alagamentos) (CEMADEN, 2022).
Secas e inundações representam os principais impactos de eventos hidro-meteorológicos extremos no Brasil, afetando tanto as áreas populosas, urbanas, como as agrícolas e os ecossistemas (BORMA et al., 2013; MARENGO et al., 2013). Estes eventos são consistentes com a hipótese de que secas e inundações extremas se tornarão ainda mais frequentes e intensas no futuro (SENEVIRATNE et al., 2012; BRESSIANI et al., 2015). Portanto é necessário melhorar o entendimento sobre a hidrologia urbana e o manejo e drenagem das águas pluviais urbanas. Para tanto o estabelecimento de áreas experimentais piloto, com medidas de monitoramento hidrometeorológico, caracterização detalhada e modelagem se fazem necessárias para melhorar a gestão de recursos hídricos em nível local e para o estabelecimento de metodologias que auxiliem no avanço da ciência e prática.
É importante ressaltar que esse projeto é fruto de uma parceria com o Serviço Autônomo de Saneamento de Pelotas – Sanep.

Metodologia

A primeira etapa da metodologia é a definição da seção de controle da bacia urbana experimental do canalete da Argolo, onde serão monitorados os níveis d’água e as vazões, permitindo definir, desta forma, toda a área de drenagem de interesse. Para esta etapa são previstas saídas de campo para verificação de locais em potencial. A segunda etapa corresponde à instalação da rede de monitoramento hidrológico automático, a qual consistirá de: sensor de nível d’água na seção de controle definida, acrescido de um pluviômetro digital, painel solar, datalogger e demais acessórios necessários em local próximo a seção de controle; para obtenção, armazenamento e transmissão de dados em tempo real. Para fins de consistência das informações, de forma complementar, serão instalados um pluviômetro manual (modelo DNAEE) próximo ao pluviômetro digital, réguas linimétricas na seção de controle definida e um marco topográfico altimétrico nas proximidades da seção de controle para monitoramento linimétrico. Todos os equipamentos listados para esta etapa foram adquiridos pelo Grupo de Pesquisa em Hidrologia e Modelagem Hidrológica em Bacias Hidrográficas (GPHidro) em razão de projeto financiado e estão disponíveis para uso no Laboratório de Hidrologia e Modelagem Hidrológica. Já a instalação destes equipamentos será realizada em parceria entre o GPHidro e o Sanep, que disponibilizará equipe técnica para auxiliar com a fixação de materiais, suporte para a instalação das réguas linimétricas na seção de controle no canalete e do pluviômetro modelo DNAEE, assim como com materiais acessórios para a correta instalação do sensor de nível e passagem da fiação para o local onde estará a estação hidrológica automática, de forma a possibilitar fácil manutenção e aumentar a segurança, reduzindo as possibilidades de furto. A terceira etapa refere-se à caracterização da microdrenagem e macrodrenagem da bacia urbana experimental, na forma de um Sistema de Informações Geográficas, consistindo do detalhamento da topografia, da geometria e leito do canal principal, das características hidráulicas das galerias e informações dos principais elementos que integram a microdrenagem. Todas as informações que integram a terceira etapa serão georreferenciadas e diversos equipamentos serão empregados nesta etapa, tais como: estação total, nível topográfico óptico e GNSS. Esta etapa demandará diversas saídas de campo. A quarta etapa diz respeito à caracterização de uso e cobertura da área de drenagem, a qual será realizada utilizando uma combinação de levantamento de informações, como com o suporte de Drone, interpretação de imagens de satélite e levantamento in situ. A quinta etapa está relacionada com a realização de campanhas hidrológicas para verificação das condições de funcionamento dos equipamentos de monitoramento, coleta de dados e para a realização de medições de níveis d’água x vazão na seção de controle com vistas à determinação da curva-chave para a seção de controle. Para esta etapa serão utilizados diversos equipamentos de hidrometria disponíveis no Laboratório de Hidrologia e Modelagem Hidrológica, a saber: micromolinete, molinete, contador de rotações e guincho hidrométrico. A sexta etapa está vinculada ao tratamento de dados, a ser realizada no Laboratório de Hidrologia e Modelagem Hidrológica, versando principalmente sobre a análise de consistência de informações hidrológicas derivadas da rede de monitoramento, organização e disposição desses dados em formatos de fácil leitura e interpretação. A sétima etapa prevê a análise do projeto hidrológico e hidráulico do canalete da Argolo no contexto da situação atual da sua área de drenagem em termos de uso e ocupação e de microdrenagem. A oitava etapa está relacionada à modelagem hidrológica, buscando avaliar técnicas e modelos hidrológicos voltados a uma futura previsão de vazões na bacia. A nona etapa corresponde à modelagem hidráulica do canalete da Argolo, visando estabelecer relações entre chuvas intensas, cheias e manchas de inundação. A décima etapa corresponde ao manejo de águas pluviais, em que serão avaliadas alternativas para a redução de escoamento superficial direto e, como consequência, de vazões de pico na bacia.

Indicadores, Metas e Resultados

As metas e os resultados esperados são:
i) Detalhamento da topografia da área de drenagem, da microdrenagem e da macrodrenagem, permitindo uma caracterização adequada do sistema de drenagem da bacia e a realização de modelagem hidrológica e hidráulica com acurácia;
ii) Caracterização detalhada do uso e cobertura do solo, possibilitando uma análise detalhada das condições de infiltração existentes na bacia;
iii) Compreensão do comportamento de chuvas intensas e da transformação chuva-vazão na bacia;
iv) Constituição de séries históricas associadas à chuva, ao nível d’água e à vazão na bacia;
v) Quantificação das vazões máximas e suas recorrências;
vi) Compreensão das cheias e inundações na bacia levando em consideração também o projeto hidrológico e hidráulico feito à época da construção do canalete da Argolo;
vii) Identificar modelos hidrológicos e hidráulicos apropriados para representar os processos hidrológicos e o escoamento ao longo da bacia;
viii) Identificar modelos hidráulicos apropriados para representar o canalete da Argolo e compreender melhor as cheias, extravazamentos do canal e manchas de inundação;
viii) Proposição de alternativas não estruturais para a redução do volume de escoamento superficial direto e das vazões de pico na bacia.
vix) Constituir uma bacia experimental urbana com monitoramento hidrológico e base de dados para auxiliar em pesquisas, ensino e extensão; melhorar a formação dos estudantes de graduação e pós-graduação;
x) Auxiliar na tomada de decisão da gestão dos recursos hídricos e drenagem urbana embasada em dados e pesquisas científicas, promovendo interação com o Sanep, órgão responsável pelo saneamento básico do município.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
DANIELLE DE ALMEIDA BRESSIANI12
FELIPE DE LUCIA LOBO4
FELIPE MACHADO D AVILA
LAURA SCHWARTZ LEITE
MARIA EDUARDA SILVA DA SILVA
MARÍLIA DE OLIVEIRA FELTEN
NATASHA ISABELE KARKOW GONZALEZ
REGINALDO GALSKI BONCZYNSKI14
Raul Odone Azevedo Gonçalves
SAMUEL BESKOW12
TAMARA LEITZKE CALDEIRA BESKOW13

Página gerada em 22/04/2024 22:50:58 (consulta levou 0.178778s)