Resiliência urbana associada aos sistemas de drenagem sustentáveis: técnicas compensatórias em manejo de águas pluviais

Abstract

A ocupação desordenada em centros urbanos, devido à ausência de um planejamento que contemplasse a drenagem como elemento fundamental da paisagem urbana, ocasionou a impermeabilização do solo com consequente aumento da geração do escoamento superficial e ocorrência de alagamentos no âmbito da microdrenagem e de inundações na macrodrenagem. Em um contexto de mudanças climáticas, ocasionadas pelo aumento crescente na temperatura atmosférica global e pela mudança do regime de precipitações, ações e intervenções visando a resiliência de cidades devem ser contempladas no planejamento urbano. Os sistemas de drenagem sustentáveis alcançam a redução do escoamento superficial, aumentam a capacidade de armazenamento e permitem a infiltração das águas pluviais no solo, com consequente impacto positivo no que se refere à resiliência dos centros urbanos. O presente trabalho visa avaliar a resiliência urbana associada à utilização de pavimentos permeáveis e telhados verdes como Sistemas Urbanos de Drenagem Sustentável, com ênfase na redução do escoamento superficial e no âmbito da microdrenagem, considerando estudo específico em loteamento situado na zona oeste da cidade do Rio de Janeiro. Neste estudo, foram contemplados cenários referentes à situação atual do sistema de drenagem urbana do loteamento, bem como uma previsão de utilização de pavimentos permeáveis nos logradouros e de telhados verdes nas coberturas das edificações. Para elaboração dos cenários, tomou-se partido do modelo numérico Storm Water Management Model – SWMM, adotando-se o modelo de propagação de onda cinemática e a equação de chuvas intensas do posto pluviométrico Bangu/RJ, para um tempo de recorrência de 10 anos. Com a utilização de asfalto poroso no leito carroçável das vias urbanas, blocos de concreto vazado nas calçadas e sistemas extensivos de telhados verdes em 70% das coberturas das edificações, verificou-se uma redução do escoamento superficial do loteamento da ordem de 53%, acarretando volumes inferiores de inundação em nós específicos da rede de drenagem, quando comparados aos cenários de situação atual do sistema de drenagem, bem como se constatou um acréscimo no valor do índice de resiliência operacional de 0,84 para 0,99 e de 0,85 para 0,99, em trechos específicos do sistema. Considerando-se o cenário de utilização de técnicas compensatórias de asfalto poroso, blocos de concreto vazado e 90% de sistemas extensivos de telhados verdes nas coberturas das edificações, obteve-se uma redução do escoamento superficial da ordem de 60% e resiliência operacional igual a 1,0 em todos os trechos do sistema. Os resultados obtidos nesta pesquisa demonstram que a adoção de técnicas sustentáveis em manejo de águas pluviais, privilegiando o aumento da capacidade de armazenamento e permitindo a infiltração das águas pluviais, é uma alternativa a ser avaliada pelos gestores municipais como solução a ser integrada ao desenho das cidades, de forma a tornar as cidades mais resilientes no âmbito dos sistemas de microdrenagem.

The disorderly occupation that took place in urban centers, due to the lack of planning that contemplated the insertion of drainage as a fundamental element of the urban landscape, caused the waterproofing of the soil with a consequent increase in the generation of surface runoff and occurrence of flooding in the context of microdrainage and macrodrainage systems. In a context of climate change, caused by the growing increase in global atmospheric temperature and the change in the precipitation regime, actions and interventions aimed at the resilience of cities must be considered in urban planning. Sustainable drainage systems reduce surface runoff, increase storage capacity and allow rainwater to infiltrate the soil, with a consequent positive impact on the resilience of urban centers. The present work aims to evaluate the urban resilience associated with the use of permeable pavements and green roofs as Sustainable Urban Drainage Systems, with emphasis on the reduction of surface runoff and within the scope of microdrainage, considering a specific study in an allotment located in the west zone of the city of Rio of January. In this study, scenarios were considered regarding the current situation of the allotment’s urban drainage system, as well as a forecast of the use of permeable pavements in the streets and green roofs on the roofs of the buildings. For the elaboration of the scenarios, the hydrological-hydraulic model Storm Water Management Model - SWMM was used, adopting the kinematic wave propagation model and the equation of intense rains of the Bangu/RJ pluviometric station, for a recurrence time of 10 years. With the use of porous asphalt in the roadbed of urban roads, concrete blocks poured on sidewalks and 70% of extensive systems of green roofs on the roofs of buildings, there was a reduction in surface runoff of the subdivision about 53%, resulting in lower volumes of flooding in specific nodes of the drainage network, when compared to the scenarios of the current situation of the current simulation of the drainage system, as well as an increase in the value of the operational resilience index from 0.84 to 0.99 and from 0.85 to 0.99, in specific sections of the system. Considering the scenario of using compensatory techniques of porous asphalt, hollow concrete blocks and 90% of extensive systems of green roofs on the roofs of buildings, a reduction in surface runoff of around 60% and operational resilience equal to 1.0 on all system runs. The results obtained in this research demonstrate that the adoption of sustainable techniques in rainwater management, favoring the increase in storage capacity and allowing the infiltration of rainwater, is an alternative to be evaluated by municipal managers as a solution to be integrated into the design of the cities, in order to make cities more resilient within the scope of micro drainage systems.