Avaliação da eficácia das medidas de urbanização e drenagem implantadas em um assentamento urbano precário mediante modelagem hidrológica-hidráulica : estudo de caso do Bolsão Audi-União em Curitiba-PR

Abstract

Resumo: O crescimento urbano desordenado observado nas grandes cidades brasileiras nas últimas décadas, com consequente ocupação de áreas próximas a rios e canais, expôs uma população já socialmente vulnerável à condições de risco iminente de inundações. Este estudo teve como objetivo estudar uma região da cidade de Curitiba, denominada Bolsão Audi-União, localizada às margens do rio Iguaçu, que passou por este processo e que vem sendo objeto de diversas interversões governamentais em busca de reduzir as enchentes ocorridas no local, bem como, de reduzir a população que está sujeita ao risco de enchentes. Para avaliar as medidas implementadas foram realizadas modelagens hidrológica e hidráulica utilizando os softwares HEC-HMS e HEC-RAS. Foram considerados seis cenários distintos referentes à ocupação urbana e às obras hidráulicas e de contenção de cheias. Na modelagem hidrológica foram utilizados os métodos SCS Curve Number para estimar a precipitação efetiva, o método do Hidrograma Unitário de Clark para transformação de chuva-vazão e o método da curva de recessão para determinação do escoamento subterrâneo. Além disso, foi realizada a calibração de alguns parâmetros utilizando a função objetivo Peak Weighted Root Mean Square Error (PWRMSE). Foram simulados eventos com TR de 10, 25, 50 e 100 anos para a chuva de projeto. A modelagem hidráulica foi realizada utilizando um modelo 2-D, com malha de células de 50 metros na planície de inundação e 10 metros no rio Iguaçu e no Canal Paralelo. Os resultados demonstraram que as obras realizadas a montante do local de estudo conseguem reduzir a vazão de pico no início do rio Iguaçu em 31,4% e 35,1% da área inundável considerando o TR de 100 anos e o uso e ocupação do solo do ano de 2014. Em relação as medidas implementadas diretamente no Bolsão Audi-União, observou-se que o dique construído consegue conter as inundações ocorridas no local, exceto por uma pequena área que não é protegida pelo dique, tanto no cenário de 2014 como em cenários futuros. As medidas não estruturais realizadas, como a criação da Área de Proteção Ambiental do Iguaçu e a realocação de famílias, também se mostraram efetivas, já que estas regiões sofreriam com inundações até mesmo para eventos com TR de 10 anos. Não foram observadas grandes variações no aumento da vazão de pico no início do rio Iguaçu e no crescimento da área inundada em cenários futuros.

Abstract: The unplanned urban growth that occurred in recent decades in large Brazilian cities had as one of many effects the occupation of areas close to rivers and channels, exposing a population that is already social vulnerable to conditions of imminent flood risk. This paper aims to study a region of the city of Curitiba, called Bolsão Audi-União, located on the floodplain of the Iguaçu river, which has undergone this process and has been the object of several government interventions in an attempt to reduce the floods that occurred in the area, as well as, to reduce the population that is subject to the risk of floods. To evaluate the implemented measures, hydrological and hydraulic modeling were performed using HEC-HMS and HEC-RAS softwares. Six different scenarios were designed considering different urban occupations and different sets of hydraulic and flood control structures. In the hydrological modeling the SCS Curve Number method was applied to estimate the effective precipitation, the Clark's Unit Hydrogram method was used to represent the rainfall-runoff transformation and the recession method was applied to determine the baseflow. In addition, some parameters were calibrated using the objective function Peak Weighted Root Mean Square Error (PWRMSE). Events with return periods of 10, 25, 50 and 100 years were simulated for the designed rain. The hydraulic modeling was carried out using a 2-D model, with a cell mesh of 50 meters in the floodplain and 10 meters in the Iguaçu river and in the Diversion Channel. The results showed that the implemented structures upstream of Bolsão Audi-União can reduce the peak flow at the beginning of the Iguaçu River by 31.4% and 35.1% of the flood area considering the return period of 100 year and the use and occupation of the soil of the year 2014. Regarding the measures implemented directly in Bolsão Audi-União, it was observed that the built levee is able to contain the floods that occur at the area, except for a small area that is not protected by the levee, for both the scenario of 2014 as for future scenarios. The non-structural measures implemented, such as the creation of the Iguaçu Environmental Protection Area and the relocation of families, also proved to be effective, as these regions would suffer from flooding even for events with return period of 10 years. For future scenarios the increase in peak flow and in the flood areas did not show great variations comparing to the 2014 scenario.