ENCHENTES NO ESTADO DO RIO DE JANEIRO - Livro 8 Publicações SERLA, Notas de estudo de Gestão Ambiental

Baixe ENCHENTES NO ESTADO DO RIO DE JANEIRO - Livro 8 Publicações SERLA e outras Notas de estudo em PDF para Gestão Ambiental, somente na Docsity! ENCHENTES NO ESTADO DO RIO DE JANEIRO UMA ABORDAGEM GERAL Secretaria de Estado de Nleio Ambiente e Desenvolvimento Sustentável Estado do Rio de Janeiro Projeto PLANÁGUA SEMADS/GTZ SECRETARIA DE ESTADO DE MEIO AMBIENTE E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL – SEMADS FUNDAÇÃO SUPERINTENDÊNCIA ESTADUAL DE RIOS E LAGOAS - SERLA ENCHENTES NO ESTADO DO RIO DE JANEIRO Uma Abordagem Geral Projeto PLANÁGUA SEMADS / GTZ de Cooperação Técnica Brasil – Alemanha Agosto de 2001 Depósito legal na Biblioteca Nacional conforme decreto no 1.825 de 20 de dezembro de 1907. C 837 Costa, Helder Enchentes no Estado do Rio de Janeiro – Uma Abordagem Geral / Helder Costa, Wilfried Teuber. Rio de Janeiro: SEMADS 2001 160p.: il. ISBN 85-87206-08-7 Cooperação Técnica Brasil-Alemanha, Projeto PLANÁGUA- SEMADS/GTZ Inclui Bibliografia. 1. Recursos Hídricos. 2.Cheias. 3. Saneamento Ambiental. I. PLANÁGUA. II Título. III. Rio de Janeiro (Estado). IV. SERLA CDD 627.4 Capa Publicidade 2001 Foto da Capa: Enchente em Itaperuna / Rio Muriaé - Janeiro 1997 Antônio Cruz Diagramação Cláudio Alecrim Editoração Jackeline Motta dos Santos Raul Lardosa Rebelo Projeto PLANÁGUA SEMADS / GTZ O Projeto PLANÁGUA SEMADS/GTZ, de Cooperação Técnica Brasil – Alemanha, vem apoiando o Estado do Rio de Janeiro no gerenciamento de recursos hídricos com enfoque na proteção de ecossistemas aquáticos. Coordenadores: Antônio da Hora, Subsecretário Adjunto de Meio Ambiente SEMADS Wilfried Teuber, Planco Consulting / GTZ Campo de São Cristóvão, 138/315 20.921-440 Rio de Janeiro - Brasil Tel/Fax [0055] (21) 2580-0198 E-mail: serla@montreal.com.br 4 Coordenação Helder Costa Consultor do Projeto PLANÁGUA SEMADS/GTZ Wilfried Teuber Projeto PLANÁGUA SEMADS/GTZ Colaboração 5 Alan Carlos Vieira Vargas SERLA Antonio Ferreira da Hora Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Desenvolvimento Sustentável - Semads Capitão Ivan Vieira da Silva Secretaria de Defesa Civil Município do Rio de Janeiro Cláudio Alecrim Consultor de diagramação David Pacheco Faculdade de Cinema Universidade Federal Fluminense - UFF Durval Alves Mello Neto Rio-Águas, Município do Rio de Janeiro Eliane Pinto Barbosa SERLA Eny Gomes de Lannes SERLA Eugenio Enrique Monteiro Rio-Águas, Município do Rio de Janeiro Fernando Riker Branco SERLA Ignez Muchelin Selles SERLA Jackeline Motta dos Santos Projeto PLANÁGUA SEMADS/GTZ Joana Araújo Faculdade de Cinema Universidade Federal Fluminense - UFF Jorge Paes Rios SERLA Leila Heizer Santos SERLA Lígia Maria Nascimento de Araújo Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais CPRM Lúcio Bandeira Secretaria de Estado de Saneamento e Recursos Hídricos Major Djalma Antonio Filho Secretaria de Estado de Defesa Civil Marlene Leal de Almeida Souza Instituto Nacional de Meteorologia - INMET Mônica da Hora SERLA Nelson Martins Paez Geo-Rio, Município do Rio de Janeiro Paulo Carneiro Laboratório de Hidrologia - COOPE / URFJ Paulo Roberto Moreira Goulart Secretaria de Estado de Defesa Civil Rachel Saldanha de Alencar Fundação Centro de informações do Estado do Rio de Janeiro - CIDE Raul Lardosa Rebelo Projeto PLANÁGUA SEMADS/GTZ Rodrigo Raposo de Almeida Projeto Managé Universidade Federal Fluminense - UFF Rogério Luiz Feijor Geo-Rio, Município do Rio de Janeiro Rosana Fânzeres Caminha Secretaria de Estado de Saneamento e Recursos Hídricos Sérgio Ayres Bloise SERLA Silvio Torres SERLA Tenente Arruda Diretoria de Hidrografia e Navegação - DHN Thiago Soares Rodrigues Estagiário Valdo da Silva Marques Secretaria de Estado de Ciência e Tecnologia SIMERJ Valdemar Guimarães Agência Nacional das Águas - ANA Walter Binder Departamento Estadual de Recursos Hídricos Baviera/Alemanha Vanderlei de Souza Napoleão SERLA l e Águas - ANA RESUMO É secular o problema de enchentes no Estado do Rio de Janeiro, fenômeno natural condicionado a fatores climáticos, principalmente às chuvas intensas de verão, cujos efeitos são agravados pelas características do relevo: rios e córregos com forte declividade drenando bruscamente das serras para as baixadas, quase ao nível do mar. A ocupação dessas baixadas, áreas naturais de retenção das águas, pântanos e brejos, só foi possível mediante grandes obras de drenagem e de diques de proteção. O principal objetivo dessas intervenções, a exemplo das obras de retificação e canalização, era, como em todo mundo, direcionar e conduzir as águas das enchentes o mais rápido possível rio abaixo, esperando assim, dominar os desafios da natureza. Sabe-se hoje que essas obras, embora proporcionem grandes melhorias locais em épocas de enchentes mais freqüentes, muitas vezes transferem o problema para jusante e agravam significativamente a situação das enchentes excepcionais. Outros fatores antrópicos, como o desmatamento em grande escala, a urbanização e as atividades que reduzem as áreas naturais de retenção, inclusive áreas de inundação, aumentaram consideravelmente os volumes e os picos das cheias. Nas enchentes recentes podemos observar um crescimento dos prejuízos, resultado da ocupação sempre mais progressiva de áreas naturais de inundação, e pela falta de conscientização da população relativa aos riscos envolvidos. Para tentar reverter esse quadro, é importante avaliar e adaptar novas estratégias no controle de enchentes já em andamento em outros países. Nessas novas concepções os interesses locais de proteger a própria área devem ser harmonizados aos interesses de toda a bacia, incluindo a proteção de toda a população, considerando os aspectos sociais e econômicos, o ecossistema e as necessidades do próprio rio. Somente medidas em harmonia com a natureza, e não contra ela, terão sucesso. Ou seja, em lugar de direcionar e acelerar as águas das enchentes rio abaixo, deve- se restabelecer o quanto possível a retenção natural já nas cabeceiras, nas matas, nas áreas ribeirinhas e conservar as áreas de inundação ainda existentes. É impossível evitar as enchentes excepcionais, porém, é possível conter o agravamento contínuo das mesmas e reduzir os prejuízos. Precisamos aprender a conviver com o fenômeno. Precisamos divulgar medidas preventivas e conscientizar a população sobre os riscos aos quais está exposta. Não urbanizar áreas de inundação é o melhor e economicamente mais viável método para evitar e reduzir os riscos e prejuízos de enchentes. 6 Enchentes no Estado do Rio de Janeiro....................................................................... 71 Início da Ocupação do Solo...................................................................................................... 72 Enchentes Históricas na Cidade do Rio de Janeiro........................................................... 79 Principais Obras de Controle de Enchentes........................................................................ 83 Áreas Inundáveis no Estado do Rio de Janeiro................................................................... 94 Sistemas de Alerta.................................................................................................................. 110 Conseqüências das Inundações...................................................................................... 117 Obras de Controle de Enchentes..................................................................................... 126 Medidas Preventivas Complementares.......................................................................... 136 Controle de Enchentes e Engenharia Ambiental – Um Novo Conceito................ 138 Recomendações................................................................................................................... 145 Bibliografia............................................................................................................................. 151 Informações à População.................................................................................................. 153 Projeto PLANÁGUA............................................................................................................. 157 9 10 até um certo risco e não atenderão sua finalidade para enchentes decorrentes de chuvas além daquelas estabelecidas no projeto. Além disso, muitas vezes, simplesmente transferem e agravam o problema de um local para outro, águas abaixo. Na dificuldade de direcionar a dinâmica do crescimento urbano nas grandes cidades, que muitas vezes desconsidera as funções naturais dos rios e impermeabiliza e ocupa novas áreas, inclusive aquelas sujeitas a inundações, depara- se freqüentemente com a necessidade de revisão dos critérios e dados de projeto para mais intervenções. Obras anteriores já não atendem os objetivos previstos. Surge o impasse da decisão sobre os limites dos riscos possíveis e aceitáveis a serem cobertos por novos investimentos. O confronto do homem com a natureza será em vão, pois a dinâmica das mutações climatológicas a nível local, regional e planetário, levam, com relação aos eventos pluviométricos, à expectativa do imprevisível. Conclui-se que enchentes não podem ser evitadas, mas por outro lado, é ENCHENTES: CONSIDERAÇÕES GERAIS Enchente é o escoamento superficial das águas decorrentes de chuvas fortes. Após suprir a retenção natural da cobertura vegetal, saturar os vazios do solo e preencher as depressões do terreno, as águas pluviais buscam os caminhos oferecidos pela drenagem natural e / ou artificial, fluindo até a capacidade máxima disponível, no sentido do corpo de água receptor final. Dependendo de uma série de fatores físicos e das proporções das chuvas, tais limites podem ser superados e os volumes excedentes invadem áreas marginais. Quando essas áreas são ocupadas pelo homem, as águas entram em conflito direto com suas economias, benfeitorias e atividades. A enchente é parte integrante do ciclo da água na natureza e, portanto, trata-se de um fenômeno natural cujas conseqüências só trarão danos e prejuízos, à medida em que seus efeitos interfiram no bem estar da sociedade. A expansão urbana e as intervenções mínimas necessárias para garantir acessibilidade às novas áreas, alteram drasticamente os padrões de drenagem natural. Essa dinâmica gera constantes modificações na configuração das enchentes e nas dimensões das áreas sujeitas às inundações. Quanto maior a transformação e a modificação da superfície dos terrenos, tornando-os menos permeáveis à infiltração das águas e diminuindo a capacidade de retenção natural, maior será a parcela contribuinte para os escoamentos superficiais e maior a probabilidade de inundações. Em geral, não se dispõe de programas de investimentos direcionados para intervenções de controle e amenização dos efeitos das inundações, implementados, gradativamente, durante o crescimento urbano. Pelo contrário, quando as conseqüências das enchentes ordinárias se agravam irremediavelmente, permanece a prática de grandes investimentos em obras locais, conceitualmente superadas e impactantes. Convém ressaltar que tais intervenções podem, a princípio, garantir proteção local 11 bem possível reduzir os prejuízos ou mesmo torná-los mínimos. Assim sendo, novos conceitos e práticas devem ser introduzidas para melhor convivência com o fenômeno. Enchentes históricas, isto é, aquelas que acarretam prejuízos significativos à sociedade em conseqüência das inundações, são estudadas estatisticamente e enquadradas dentro de uma escala de probabilidade que as caracterizam segundo a freqüência de ocorrência. Apesar de uma enchente histórica estar associada a uma pequena probabilidade de ocorrência a cada ano, a sociedade deve estar consciente que o mesmo evento pode se manifestar no dia seguinte e de novo nos anos subseqüentes. Portanto, medidas preventivas devem ser adotadas para que os impactos e os prejuízos não tenham as mesmas proporções. É comum na cultura popular pensar que uma grande inundação levará muito tempo para que ocorra novamente. O fato com o tempo é esquecido, simples providências deixam de ser tomadas como por exemplo, planejar o remanejamento de bens materiais para níveis mais seguros, assim que os primeiros indícios de inundação se manifestarem. Tanto maior será o prejuízo quanto maior forem os bens materiais que o homem mantém nas áreas sujeitas às inundações. É importante que o cidadão esteja consciente do risco que corre durante chuvas intensas, e que lhe seja dada a oportunidade de tomar pequenas providências a partir de sistemas de alerta eficientes, desenvolvidos e implantados pelo Poder Público, com o mínimo da tecnologia hoje disponível. Medidas de simples implementação para retenção superficial das águas de chuva ou mesmo a manutenção de áreas livres para infiltração, ainda não fazem parte do planejamento da ocupação do solo pelo homem e, sequer, são sugeridas, a nível de projeto, pelos órgãos competentes. Idéias, sugestões e ações fundamentadas na compreensão dos conceitos básicos do ciclo hidrológico, devem ser incorporadas ao planejamento global, fortalecendo os efeitos esperados por obras estrategicamente projetadas no âmbito da bacia hidrográfica. Solidário a essas iniciativas, deve estar o próprio cidadão, devidamente esclarecido sobre as causas das enchentes e induzido pelo Poder Público a participar e realizar pequenas modificações, apesar de modestas, para propiciar maior retenção temporária e/ou infiltração das águas pluviais dentro da sua propriedade ou do seu empreendimento. O somatório dessas pequenas iniciativas, certamente representaria um ganho global enorme para a sociedade, diminuindo o risco e os transtornos das inundações. Caberia ao Poder Público implementar as etapas do planejamento dentro de uma ação setorial, integrada a uma política maior, compatível, por exemplo, com as pretensões das novas leis, que instituíram as Políticas Nacional (Lei Federal no 9433) e Estadual (Lei Estadual no 3239) de Recursos Hídricos. Dentre os objetivos de ambas, está a prevenção e a defesa contra eventos hidrológicos críticos de origem natural ou do uso inadequado dos recursos naturais, adotando a bacia hidrográfica como unidade territorial de gestão. 14 CICLO HIDROLÓGICO As águas na natureza se movimentam, circulam e se transformam no interior das três unidades principais que compõe o nosso Planeta, que são a atmosfera (camada gasosa que circunda a Terra), a hidrosfera (águas oceânicas e continentais) e litosfera (crosta terrestre). A dinâmica de suas transformações e a circulação nas referidas unidades, formam um grande, complexo e intrínseco ciclo chamado ciclo hidrológico. Por se tratar do ciclo representativo do caminho das águas nos seus diversos estados físicos (sólido, líquido e gasoso) não permite, claramente, a identificação do início do mesmo. Pegando uma “carona” no circuito, no momento em que a água evapora dos oceanos e da superfície da terra, passa a integrar o conteúdo da atmosfera na forma de umidade (vapor d’água). Dependendo das condições climáticas e da combinação de outros fatores físicos, o vapor d’água se concentra nas camadas mais altas, formando nuvens que se modelam e se movimentam em função do deslocamento das massas de ar (vento). Em determinadas condições físicas, surgem gotículas de água que se precipitam das nuvens e, sob a ação da força da gravidade, formam a precipitação pluviométrica, ou seja, a chuva. As águas de chuva podem ser interceptadas, em parte, pela vegetação (copa das árvores) que cobre o terreno e/ou pelas superfícies superiores das construções por ventura existentes (telhados, terraços, outros). O que excede à essa retenção, soma-se àquela parcela de chuva que atingiu diretamente o solo, se infiltrando através dos vazios entre os grãos do solo. A água infi ltrada percola (escoa através dos vazios do solo) na direção das camadas mais profundas, contribuindo para o abastecimento dos reservatórios subterrâneos rasos (lençol freático) e profundos (aqüíferos). 15 Quando a capacidade de infiltração do solo é superada, o excesso das águas de chuva vai avolumar os escoamentos superficiais já iniciados sobre as áreas impermeáveis e as de menor permeabilidade, na direção das regiões mais baixas, através das galerias de águas pluviais, quando houver, dos córregos, riachos e rios, chegando, por fim, ao oceano onde a continuidade do ciclo se manifesta novamente através dos mecanismos de evaporação. Convém lembrar que a água retida na vegetação, bem como, aquela que ficou armazenada nas pequenas depressões do terreno, nos lagos, lagoas, lagunas e reservatórios construídos pelo homem, também passam pelo processo de evaporação, aumentando a umidade da atmosfera. É importante esclarecer que durante os períodos sem chuva, as águas armazenadas nos reservatórios subterrâneos fluem lentamente, pela ação da gravidade, para áreas mais baixas, abastecendo os corpos de água, (rios, lagos, lagunas, reservatórios). Essa contribuição é chamada de descarga base ou escoamento base. Portanto, pode-se constatar que quanto maior for a retenção na cobertura vegetal e a infiltração das águas de chuva, menor será o volume excedente disponível para o escoamento superficial e, a princípio, pressupõe-se menor chance de ocorrência de enchentes e inundações. Deve ficar claro que tudo dependerá da quantidade de chuva, dos limites das capacidades de retenção superficial, das taxas de infiltração características do solo existente e das chuvas antecedentes. Assim, quanto maior as oportunidades das águas de chuva se infiltrarem, maior será a recarga dos reservatórios subterrâneos, fortalecendo a capacidade de abastecimento dos corpos de água durante os períodos típicos de estiagem (sem chuva). Estes conceitos serão melhor abordados adiante. Com o propósito de proporcionar melhor entendimento das diferentes etapas que compõe o ciclo hidrológico, são apresentados, a seguir, algumas definições e comentários úteis para o acompanhamento dos assuntos tratados. 16 • evaporação do solo – ocorre a partir da água retida nas camadas superiores do solo, seja por encharcamento, retidas nos interstícios, ou por elevação através do efeito de capilaridade. • evaporação por transpiração – os vegetais depois de retirarem através do seu sistema radicular, a água e as substâncias minerais nela dissolvidas, devolvem a água para a atmosfera, através das folhas, pelo processo de transpiração. Atmosfera A atmosfera é constituída de diferentes camadas com características distintas. A primeira chama-se troposfera e alcança altitudes médias de 6 km nos pólos e 17km, no Equador, com temperaturas variáveis e onde estão cerca de 90% do vapor d’água total da atmosfera, principalmente nos 5km iniciais. Portanto, a troposfera é a camada da atmosfera que mais interesse desperta para os estudos de formação das nuvens e chuvas. A segunda camada denomina-se estratosfera, com temperatura constante, até cerca de 40km de altitude. A terceira, é a mesosfera, até 80km e, em seguida, a termosfera, acima desse limite. Como citado anteriormente, a umidade atmosférica é proveniente basicamente do resultado do processo de evaporação. Evaporação A evaporação é a transformação física do estado líquido para o estado gasoso, sob a forma de vapor d’água. Pode ocorrer em situações diversas sob diferentes condições físicas. De uma maneira geral, pode-se identificar os seguintes tipos de evaporação: • evaporação direta – ocorre diretamente sobre a precipitação, isto é, durante sua queda e antes de alcançar a superfície da Terra; • evaporação das superfícies líquidas – ocorre em todas as superfícies líquidas disponíveis, isto é, nos lagos, lagoas, lagunas, cursos de água, reservatórios, oceanos, nas águas acumuladas nas depressões do terreno e naquelas retidas sobre a vegetação em geral. 19 CHUVAS Como visto antes, as nuvens nada mais são que massas concentradas de gotículas de água suspensas. Tais gotículas são formadas em conseqüência da condensação do vapor d’água ao redor de pequenas partículas presentes na atmosfera. As condições físicas para a condensação são estabelecidas pela expansão das correntes de ar em ascensão que se esfriam com a altitude e perdem a capacidade de reter vapor d’água. Verifica-se que a ocorrência de chuvas tem ligação direta com a rapidez com que as massas de ar se esfriam, intensificando o crescimento do tamanho da gotícula pela condensação e aglutinação, até a instabilidade da sustentação no ar e a conseqüente queda pela ação da força da gravidade, caracterizando a precipitação pluviométrica. Tipos de Precipitação Pluviométrica As precipitações podem ser grupadas em três tipos fundamentais, em função dos agentes que lhes dão origem. • Precipitação Orográfica As massas de ar úmido e quente que se formam sobre os continentes ou sobre os oceanos, com grandes quantidades de vapor d’água decorrentes dos processos de evaporação, podem ser deslocadas pelos ventos contra barreiras orográficas (montanhas ou cordilheiras). O contato com essas barreiras defletem rapidamente essas massas para o alto, fazendo com que se esfriem e sofram os processos de condensação e precipitação. Pela rapidez com que a massa de ar se eleva, dependendo da topografia e quantidade de umidade, pode gerar chuvas muito intensas. • Precipitação Ciclônica Existem grandes áreas da superfície terrestre que apresentam características térmicas e de umidade uniformes que são transmitidas gradativamente às massas de ar acima estagnadas ou que sobre elas se deslocam lentamente. Essas massas de ar, em grande volume e extensão, passam a apresentar também, características térmicas de umidade que as caracterizam. 20 Em geral, essas massas de ar formam- se em regiões como o Ártico, a Antártica, a Patagônia, o Pantanal Mato-grossense, o Deserto do Saara, e outros, e podem se encontrar umas com as outras, à medida que se deslocam sobre o globo terrestre. Quando duas massas de ar de diferentes temperaturas se encontram, a tendência será a formação de uma cunha da massa de ar mais fria sob a massa mais quente, empurrando-a para cima. Forma-se uma grande superfície frontal cuja linha de contato com a crosta terrestre chama-se frente. Em decorrência da oposição das duas massas, a de maior energia empurrará a outra, e se chamará fria ou quente, conforme seja mais fria ou quente com relação à outra massa de ar. Quando houver equilíbrio energético, a frente criada chama-se “frente quase estacionária”. O ar quente é empurrado para o alto, configurando-se as condições favoráveis à condensação e à precipitação. As chuvas ciclônicas são, em geral, pouco intensas e muito duráveis. • Precipitação Convectiva Resulta da ascensão do ar úmido e quente, em regiões de clima quente, em função da densidade, criando um processo de convecção térmica. Tal fenômeno cria uma célula de convecção onde o ar quente sobe rapidamente pelo centro da nuvem, esfriando-se, propiciando a condensação e a precipitação. Quando o ar mais seco chega ao topo da nuvem, após a perda de umidade, diverge para a atmosfera retornando ao solo de forma convergente por baixo da nuvem, realimentando-a de umidade carreada do ar adjacente à célula de convecção. Novamente, o ar úmido sobe, e o ciclo se repete até que a intensidade de realimentação diminua. As chuvas convectivas são geradas a partir de nuvens de grande desenvolvimento vertical (cumulu nimbus), ocorrendo com muita intensidade em períodos curtos, promovendo uma varredura na umidade atmosférica, deixando geralmente, ao seu término, o céu límpido e tempo bom. O Rio de Janeiro, pelo seu clima quente, é marcado pelas chuvas convectivas com “pancadas” de fim de tarde durante o verão. 21 Entre os anos 1400 e 1600, grandes pesquisadores deixam a especulação filosófica sobre as questões hidrológicas para iniciar efetivamente, observações do ciclo das águas na natureza. As chuvas mereciam atenção especial em função das diferentes variações no tempo e no espaço. As águas vindas dos céus eram muito bem recebidas durante o plantio e o crescimento das lavouras. Ao mesmo tempo, que temida pela possibilidade de provocar enchentes e inundações. Data do século XVII, na Europa, as primeiras iniciativas para medir as chuvas na tentativa de comparar e quantificar os volumes entre as águas precipitadas e aquelas escoadas superficialmente nos cursos d’água. As grandezas estabelecidas e adotadas ao longo dos tempos para medição das chuvas são altura, duração, intensidade e freqüência. Tais grandezas têm sido utilizadas no mundo científico e tomadas como medidas de comparação universal entre chuvas ocorridas em diversas regiões do planeta. Conceituação e esclarecimentos adicionais sobre essas grandezas: Altura: é a medida vertical, em geral em milímetros, do volume da chuva ocorrido e acumulado em um recipiente cilíndrico; Duração: é o intervalo de tempo considerado durante a precipitação. Pode ser do total ou de parte da chuva. A duração da chuva é expressa em minutos, horas ou dias; Intensidade: é a altura de chuva na unidade de tempo, isto é, o quociente entre a altura e a duração. Freqüência: é uma característica estatística relativa a ocorrência das chuvas. As chuvas são medidas nas estações pluviométricas. As estações podem ser equipadas com aparelhos totalizadores (pluviômetros) e/ou registradores (pluviógrafos). Distribuição Espacial A distribuição espacial da chuva não é uniforme, isto é, não cai a mesma quantidade de água igualmente sobre uma região durante o mesmo intervalo de tempo. Pode ocorrer, inclusive, chuva numa área e nenhuma sobre uma outra vizinha. É comum isto ocorrer e, certamente, o leitor já constatou esse fato ao ler os jornais ou telefonar para um amigo que está se preparando para passear enquanto você liga para comentar a chuva que está caindo na sua área. Portanto, a ocorrência de chuvas está vinculada a uma série de fatores locais e regionais como a circulação das massas de ar, temperatura, topografia, umidade do ar, ventos, etc.. Medição da Chuva Desde a época do Império Romano e, mesmo em tempo anteriores, na Índia (século IV AC), o homem já se interessava e estudava a ocorrência e a circulação das águas na natureza. 24 Chuvas ciclônicas podem também se formar em ocasiões de aproximação de frentes frias, quando ventos de sudoeste, vindos do Oceano Atlântico, empurram as nuvens para cima, funcionando como uma cunha, dando início ao processo de condensação e precipitação. Quando a frente fria incide sobre a área continental no período do verão, as diferenças de temperatura das massas de ar são grandes e podem provocar chuvas com maior intensidade do que aquelas observadas no inverno. Em situações de bloqueio da frente fria, isto é, quando uma massa de ar quente impede seu caminho, ela pode ficar estacionária por vários dias em uma mesma região. Nessas ocasiões, o solo saturado pelas chuvas antecedentes, pode deslizar das encostas, carreando sólidos para os cursos de água, contribuindo para o gradual assoreamento e obstrução parcial dos caminhos das águas. Tal fato preocupante, tendo em vista que, ao mesmo tempo, ocorre o aumento da percentagem da chuva que contribui para o escoamento superficial, é comum na região ao longo da Serra do Mar, onde as áreas mais inclinadas são ocupadas e desmatadas pelo homem. A inundação dos terrenos marginais é iminente. Chuvas orográficas incidem nas áreas dos contrafortes das Serras do Mar e da Mantiqueira quando, por efeito da mudança brusca do relevo provocam chuvas intensas de curta duração. Estudo realizado pela Universidade Federal do Rio de Janeiro, a partir de observações dos temporais que incidiram sobre a Cidade do Rio de Janeiro no período de 1882 a 1996, onde são grupadas as chuvas com totais diários de 40 a 100mm e maiores que 100mm, mostra que o número de eventos ao longo do ano para esses dois grupos é muito maior no período do verão. Eugênio Monteiro 25 O fenômeno El Niño, que em espanhol quer dizer “Menino Jesus” pela sua ocorrência próximo ao natal, é o resultado do aquecimento das águas do Pacífico Equatorial. No Brasil, vem provocando fortes chuvas com conseqüentes inundações nas Regiões Sul, Sudeste e Centro-Oeste. Por outro lado, nas Regiões Norte e Nordeste, os totais precipitados ficam abaixo do normal. O fenômeno La Niña, que, em espanhol, quer dizer “a menina”, diz respeito ao resfriamento das águas do Oceano Pacífico, trazendo também modificações quanto a circulação das massas de ar e das águas oceânicas. Durante a La Niña, as temperaturas mais frias das águas do Oceano Pacífico podem promover situações climáticas adversas em várias regiões do planeta. No Brasil, podem provocar maior umidade no norte e ocasionar irregularidades no regime pluviométrico da Região Sul (chuvas fortes seguidas de longo período seco). Quanto à distribuição espacial das chuvas no território do Estado do Rio de Janeiro, tem sido observado nas estações pluviométricas que são operadas por mais de vinte anos, pelo Instituto Nacional de Meteorologia – INMET, eventos de chuva muito mais intensas nas Regiões Sul e Metropolitana do que as Regiões Norte e Noroeste do Estado. Esse comportamento se repete para os totais anuais de precipitação pluviométrica. Para se ter uma idéia do que realmente representa uma chuva de 100mm de duração definida, pode-se imaginar que, ao incidir sobre a área de um campo de futebol, com dimensões de 75m x 110m, produz um volume de 825m3 ou 825 caixas de água de 1000 litros. No caso de uma bacia hidrográfica de pequeno porte como é a do Rio Maracanã, com área de drenagem de cerca de 13.110.000m2, o volume produzido seria de 1.311.000 caixas de 1000 litros. Quase a totalidade desse volume dirigir- se-á à seção de fechamento da Bacia do Rio Maracanã. Se essa chuva se distribuir ao longo de 1 dia, provocará significativa elevação do nível d’água, podendo causar, em alguns trecho, transbordamento da calha, transtornos a população e ao trânsito. Se os 100mm concentrarem-se em poucas horas, o resultado será bem mais grave. Esse padrão sazonal pode ser alterado em função de fenômenos meteorológicos que influenciam o regime de chuvas, não somente na região do Estado do Rio de Janeiro como em todo o planeta, por meio da interação do Oceano Pacífico e a atmosfera. amar aca su E nsememmes E conemmr 15818 Op 031891099 05/vas - pudo VIOUNTVIIH 3 SYNIA 30 vivLIHOIS VIONINI 3 SVNIN 30 ONFUSININ OHIZNHI 30 Ol OLIFOUA ouvido OOS 0d VINLHAÃOD 4 OSN VOLLYINITO OVÓVZIALIVAVO OHRINVE JA OTH OLAFO Ud tn no ia sotcany inaçoa (semi-a96) via entev opaiiatoana — — eicaa áod copioqaaiea cor E rss apogóena ups artver singpama seas E spot ap opaumogy enbyp vodioo E curso ep opsmadar, eau senry E amd croo oi comp eos wabmisma Es meras pao EE aan as mir umcar matar 26 29 Segundo a Defesa Civil, o número de desabrigados foi cerca de 6 mil pessoas, havendo 12 óbitos, vítimas de afogamento, desabamentos e quedas de barreiras. Nos municípios de Barra Mansa e Resende foi decretado estado de calamidade pública. Nos Estados de Minas Gerais e São Paulo a situação também foi grave. Em Minas, 14 prefeitos decretaram estado de emergência, com 15 mil desabrigados e, em São Paulo, o estado de emergência foi decretado nas Cidades de Queluz e Cruzeiro. ESCOAMENTO DAS ÁGUAS DE CHUVA Para explicar os diferentes caminhos que as águas de chuva percorrem antes de alcançar os cursos de água (córregos, riachos, ribeirões, rios e canais) será considerado para fins ilustrativos, um evento de precipitação pluviométrica de longa duração. Deve ficar claro que o cenário aqui exposto, representa um comportamento genérico, não devendo ser considerado como padrão para todas as bacias hidrográficas. Assim, as diversas fases e tipos de escoamento das águas de chuva aqui descritos, podem ocorrer com diferentes intensidades e configurações, dependendo das características espaciais da chuva, cobertura vegetal, topografia do terreno, tipo e ocupação do solo, sistema de drenagem natural, chuva antecedente, etc.. Nos itens anteriores, ficou esclarecido que após o início das chuvas, dá-se a gradativa interceptação das águas pela vegetação, retenção nas depressões do terreno, infiltração direta e a conseqüente percolação para reservatórios subterrâneos e as primeiras manifestações do escoamento superficial. A infiltração é mais intensa no início da chuva, uma vez que o solo está menos úmido. A taxa de infiltração vai gradativamente crescendo até um quadro de equilíbrio, q u a n d o , a p r i n c í p i o , dependendo do tipo do solo, permanece praticamente constante. Se a chuva continua com intensidade superior à taxa de infiltração, o solo fica saturado como uma esponja cheia de água e reage quase como uma área impermeável. Toda a chuva adic ional escoa na super f íc ie Antônio Cavalcante Barra Mansa 30 proporcionando o pleno preenchimento das depressões e/ou áreas de acumulação natural e o conseqüente transbordamento para os terrenos adjacentes. Desse momento em diante, fica melhor definido o escoamento superficial direto, isto é, aquele formado pelas águas que não se infiltraram e não ficaram retidas nas depressões e na vegetação. Essas águas percorrem, sob influência da força de gravidade, os caminhos de drenagem natural e/ou artificial, até atingirem o curso de água principal, avolumando o escoamento no sentido das áreas mais baixas. A infiltração das águas vai, gradativamente, encharcando a camada superior do solo, mais porosa em decorrência da ação das raízes das plantas e dos hábitos da fauna residente, passando a percolar para as camadas inferiores mais densas e menos permeáveis. Forma-se uma zona de saturação que, conforme comentado anteriormente, vai também alimentar os cursos de água, principalmente nas áreas mais baixas da bacia. Esse fluxo subterrâneo é denominado de escoamento- base ou descarga-base. Em conseqüência das baixas velocidades de infiltração e percolação das águas até atingirem o lençol freático e do próprio escoamento subterrâneo no meio poroso, as contribuições e as variações da descarga- base só serão percebidas nos cursos de água, muito tempo depois do início da chuva. Nos terrenos mais inclinados, dependendo da permeabilidade do solo logo abaixo da superfície, pode ocorrer um fluxo de água denominado de escoamento sub-superficial. Esse escoamento se intensifica com o encharcamento das primeiras camadas do solo. Em um dado momento, dependendo da intensidade da chuva, os três tipos de escoamento estarão contribuindo ao mesmo tempo para o curso de água. É importante salientar que cada um dos tipos de escoamento aqui abordados, isto é, o superficial, o sub- superficial e o de base,atingem os cursos de água em tempos distintos. O mais rápido e volumoso é o escoamento superficial, chegando em seguida o sub-superficial e muito tempo depois o de base. É interessante mencionar também, que sob determinadas condições topográficas, em função da capacidade de infiltração e ocupação do solo, pode acontecer uma elevação mais rápida do nível das águas nos cursos de água em comparação com o crescimento do nível do lençol subterrâneo. Nessa situação, passa a haver uma inversão do fluxo de contribuição subterrânea, isto é, do cursos de água no sentido do lençol freático. Quando isso ocorre, o curso de água passa a denominar-se influente, não mais efluente, reforçando o suprimento dos reservatórios subterrâneos. 31 vertical é a escala de vazões e o horizontal, a escala de tempo, o resultado obtido é o gráfico apresentado a seguir. Portanto, o hidrograma é um registro da variação das vazões escoadas através de uma determinada seção transversal de um curso de água durante um intervalo de tempo. Quando o período entre uma chuva e outra for mais longo, pode-se interpretar que a vazão existente no curso de água, momentos antes do próximo evento pluviométrico, é representativa das contribuições da própria nascente, somadas com a parcela afluente do lençol freático (escoamento-base). Iniciada a chuva, como esclarecido anteriormente, as águas dos escoamentos superficial e sub-superficial juntam-se àquelas do escoamento base. A figura abaixo apresenta um exemplo teórico aproximado das diferentes parcelas dos escoamentos existentes que compõem um hidrograma observado após um período chuvoso isolado e de mesma intensidade sobre a bacia. HIDROGRAMA O hidrograma é uma representação gráfica que relaciona vazão com o tempo. A vazão média é o resultado da divisão de um determinado volume de água pelo intervalo de tempo que esse volume precisa para passar através de uma seção de um curso de água. Portanto, Onde, Q = vazão; V = volume de água; t = intervalo de tempo. A vazão é geralmente expressa em metros cúbicos por segundo (m3/s); litros por segundo (l/s) ou litros por hora (l/h). A título de exemplo, considera-se um observador sentado na margem de um curso de água antes do início de um determinado evento de chuva. Iniciada a precipitação pluviométrica, o observador mede inicialmente a vazão (Qo) e registra o tempo (to). Depois, passa a medir a vazão a intervalos de tempo constantes, obtendo uma série de pares de valores de vazão e tempo (Q1,t1); (Q2,t2); (Q3,t3); etc.. Após um longo período que englobou o início e o fim da chuva, é possível desenhar o hidrograma. Se os pares de valores Q e t, são marcados em um sistema de eixos perpendiculares, onde o Q= V ÷ t 34 O leito menor comporta a maior parte do escoamento proveniente das chuvas de intensidades mais freqüentes sobre a bacia hidrográfica. Para chuvas intensas, acima da média ou de longa duração, dependendo da conformação do curso de água, das resistências naturais e/ou artificiais ao fluxo e das chuvas antecedentes, pode ocorrer o extravasamento para o leito maior. A persistência da chuva somada a outros fatores agravantes da natureza ou criados pelo próprio homem, pode acarretar a inundação de áreas periféricas. A estimativa dessas vazões muito altas, causadoras de inundações, requer a aplicação de tecnologias mais avançadas, a partir das marcas de enchentes e o levantamento topográfico de toda a seção transversal atingida. SEÇÕES DOS ESCOAMENTOS SUPERFICIAIS Todo o curso de água se desenvolve naturalmente, percorrendo gradativamente, sob o efeito da gravidade, os pontos mais baixos de uma região. Ao longo dos anos, forma-se uma calha de escoamento cuja geometria depende do regime de vazões em conseqüência da variabilidade das chuvas, da declividade do terreno, do tipo de solo, das taxas de erosão e de assoreamento, densidade da mata ciliar (vegetação junto às margens), da geologia da bacia, etc. Existem inúmeras configurações geométricas com diferentes características de conformação das calhas ou leitos de escoamento, conforme figura abaixo. Em geral, a seção transversal pode ser dividida em três segmentos distintos que são: calha ou leito menor, leito maior e planície de inundação. FORMAÇÃO DAS ENCHENTES ba vegetal, relevo a declividad 8; densidade de drenagem ' superposição de hidrogra 36 FORMAÇÃO DAS ENCHENTES A enchente pode ser considerada como a variação do nível da água e das respectivas vazões junto a uma determinada seção, em decorrência dos escoamentos gerados por chuvas intensas. Nos estudos para os quais é necessário relacionar a chuva e o hidrograma produzido, é comum dividir o total precipitado em subtotais a intervalos regulares de tempo, de forma a possibilitar melhor compreensão das oscilações do hidrograma. A representação gráfica da discretização da altura total de chuva no tempo, é conhecida como hietograma. Quando o hidrograma é posicionado na mesma escala de tempo que o hietograma, pode-se, a partir do valor da área de drenagem na seção considerada e o volume do hidrograma, estimar as perdas, isto é, os subtotais de chuva que não contribuíram para o escoamento superficial. A enchente cria um hidrograma que, ao se formar, por exemplo, na seção de fechamento de uma dada bacia, pode apresentar vazões superiores à capacidade do leito menor, obrigando que o escoamento das águas seja compartilhado com o leito maior e, até mesmo, em função dos obstáculos existentes e da resistência ao fluxo, invadir áreas marginais. As enchentes também são benéficas, por se tratar de um fenômeno cíclico da natureza, onde a água desempenha um importante papel na vida da fauna, da flora e do próprio homem. Conviver com este fenômeno natural é fundamental. Nas áreas agrícolas, por exemplo, podem ser benéficas em função do tipo de cultura, requerendo o preparo das áreas a serem plantadas e o manejo do solo nas épocas adequadas. À medida em que o próprio homem modifica o equilíbrio natural dos caminhos de drenagem, desmata e ocupa o solo indevidamente, as conseqüências são voltadas contra seu próprio bem estar e suas economias. 39 A camada superficial do solo, composta pelo húmus e ocupada pelas ramificações das raízes, oferece grande capacidade de infiltração, absorvendo com facilidade as águas de chuva e reduzindo o percentual dos escoamentos superficiais. O desmatamento e a impermeabilização do solo da bacia hidrográfica corta o ciclo de reabastecimento do húmus, potencializa os processos erosivos, diminui a capacidade de infiltração e aumenta o volume dos escoamentos superficiais, que atuarão diretamente no formato dos hidrogramas de enchente. O crescimento urbano desordenado, ao longo dos anos, sem o respeito a esses princípios básicos da natureza, aumenta o risco de extravasamentos e inundações para as mesmas chuvas intensas que, no passado, se moldavam às condições naturais das calhas dos cursos de água, fluindo sem problemas. 40 acidentes naturais, como corredeiras e quedas de água, regime turbulento e irregular, instabilidade de margens, grande capacidade erosiva e de transporte de sedimentos de maior granulometria. Em geral, as águas são transparentes e despoluídas. Os hidrogramas, ao final do trecho, apresentam rápida ascensão até o pico da vazão máxima e da mesma forma, retornam às contribuições naturais após as chuvas. Muitas vezes essas precipitações ocorrem de forma concentrada nas cabeceiras do curso de água onde as declividades são muito acentuadas. O hidrograma gerado se forma muito rapidamente provocando o aumento repentino das vazões e um grande susto, as vezes fatal, para aqueles que inadvertidamente encontram- se no caminho das águas (tromba d’água ou cabeça d’água). Relevo e Declividades O relevo depende das mutações geológicas e morfológicas ao longo dos anos e define o caminho natural do escoamento das águas de chuva. É um agente fundamental na concentração e na velocidade de propagação dos hidrogramas parciais de enchente que se formam em cada curso de água. Quanto maior as diferenças de altitude entre as cabeceiras e a seção de desembocadura de um curso de água, mais intenso será o regime dos escoamentos das águas de chuva e maior o risco da formação rápida de hidrogramas de enchente de curta duração. Um curso de água completo apresenta, em geral, três trechos distintos ao longo do seu desenvolvimento até os oceanos. O trecho superior caracteriza-se por fortes declividades longitudinais, O trecho intermediário ou médio, apresenta declividades menores e um certo equilíbrio morfológico e sedimentológico. No extremo superior desse trecho, forma- se uma região de deposição dos sedimentos oriundos do trecho superior, como conseqüência da redução da declividade e da velocidade do escoamento. No trecho médio, as vazões são mais uniformes no tempo e as calhas mais estáveis e permanentes. As águas são turvas pelo transporte de sedimentos finos. No trecho inferior, as declividades são ainda menores e as águas ainda mais turvas. Diante das baixas declividades, as velocidades são mais reduzidas, promovendo a sedimentação dos sólidos em suspensão, elevando ao longo dos anos, o nível inferior da calha de escoamento. Dependendo do tipo do solo e vegetação, o curso de água procura alongar seu percurso para dissipar a energia remanescente, formando curvas bastante sinuosas, conhecidas como meandros, que evoluem e se modificam com o tempo. Durante a passagem de hidrogramas gerados por chuvas intensas, pode ocorrer 41 o corte dos meandros, permanecendo alças que criam lagos ou braços mortos. Esse segmento do curso de água, por se desenvolver em áreas muito baixas com relação ao nível dos oceanos, sofre direta ou indiretamente, a influência das marés altas, dificultando e criando barreiras naturais para os escoamentos superficiais, inclusive, sob determinadas condições, invertendo o sentido do fluxo. A qualidade das águas e a estética do curso de água nesse trecho vão depender dos diferentes usos do solo na área da bacia, podendo apresentar elevados índices de poluição. Os cursos de água podem ter os três trechos bem caracterizados, como também apresentarem somente dois, ou mesmo um único, com qualquer uma das configurações descritas. Densidade de Drenagem Densidade de drenagem de uma bacia é o resultado da divisão entre o valor da soma das extensões de todos os cursos de água da bacia pela área de contribuição. Bacias com densidade de drenagem mais elevada, isto é, mais ramificações na intensidade é maior ao fim do período chuvoso, ocasião em que as taxas de infiltração são menores. A chuva é um fenômeno aleatório e não apresenta comportamento uniforme no tempo e no espaço. Sua ocorrência é resultado da coincidência de fatores meteorológicos e fisiográficos que criam o ambiente propício para a precipitação. O momento de início de um evento pluviométrico não é o mesmo para toda a área da bacia. Começando a chover sobre um local, pode avançar gradativamente com diferentes intensidades. A distribuição espacial da chuva é um fator importante para a definição das vazões máximas dos hidrogramas. A frente de uma tempestade pode coincidir com o centro de precipitações máximas, que ao se deslocar das cabeceiras de uma dada bacia no sentido da seção de fechamento, ao longo do curso de água principal, promove maior concentração de hidrogramas parciais, gerando vazões máximas mais significativas se comparadas com aquelas que seriam produzidas pelo deslocamento no sentido inverso. drenagem natural, tendem, em geral, defasar as contribuições parciais e atenuar os hidrogramas de enchentes. Por outro lado, bacias onde a densidade de drenagem é comparativamente menor, o escoamento ao longo dos cursos de água é mais rápido e acelera a concentração das águas nas seções de fechamento. Superposição de Hidrogramas Como citado anteriormente, dentre os fatores climáticos que podem influenciar na forma dos hidrogramas de enchente, predominam as características da precipitação, como intensidade, duração e distribuição no tempo e no espaço, além das condições antecedentes da umidade do solo. A distr ibuição das chuvas ao longo do período de fortes precipitações de uma tempestade, tem grande influência sobre a forma do hidrograma da enchente. Se a intensidade das chuvas for maior no iníc io de uma tempestade, produzirá hidrogramas com vazões mais amenas se comparados com aqueles gerados durante as tempestades onde a 44 No curso principal do Rio Paraíba do Sul foram criados alguns reservatórios, a partir da construção de barragens para fins de geração de energia elétrica. Esses reservatórios acumulam águas das enchentes, que são liberadas gradativamente para jusante, ao longo do ano, promovendo regularização das vazões no curso d’água. Como resultado da operação dos reservatórios, realizada para atender às demandas de energia elétrica, tendo como limites, sua capacidade de acumulação e a situação dos níveis do leito do rio a jusante, há uma compensação entre os valores máximos e mínimos das vazões. As mínimas são maiores e as máximas menores do que aquelas historicamente naturais. É importante citar o desvio para a Vertente Atlântica da Serra do Mar, de até 160m3/s, através da Estação Elevatória de Santa Cecília, na localidade de Piraí. Essa transposição tem o propósito de reforçar os volumes dos reservatórios que compõe o Complexo LIGHT de geração de energia elétrica e aumentar as contribuições do Rio Guandu. 45 que 100 km2, sendo que a do Rio Mambucaba atinge cerca de 610km2. O relevo acidentado, as fortes declividades e a elevada pluviosidade, são fatores determinantes para o regime torrencial dos rios, que apresentam respostas quase imediatas à incidência das chuvas. Na Região de Sepetiba, no sentido oeste - leste, até a Ilha da Madeira, os rios têm características semelhantes aos da Região da Ilha Grande. É o caso dos Rios Saí, Prata e Mazomba, com extensões de 10,5km, 5km e 23km, nessa ordem. A partir desse ponto, observa-se extensa planície sedimentar drenada por cursos de água de pequenas declividades, sendo os principais, os Canais de São Francisco, São Fernando e Guandu. Vertente Atlântica da Serra do Mar Nas escarpas da Vertente Atlântica da Serra do Mar, onde as declividades são bastante acentuadas, nascem os rios que drenam para as Baías da Ilha Grande, de Sepetiba e Guanabara, bem como aqueles, na região leste do Estado, que deságuam diretamente no Oceano Atlântico, a exemplo dos Rios São João e Macaé. Na Região da Ilha Grande, como conseqüência da proximidade da Serra do Mar do litoral, os cursos de água apresentam pequenas extensões, média de 20km, à exceção do Rio Mambucaba, com comprimento de 92km. As áreas de drenagem são menores 46 O Canal de São Francisco, chamado inicialmente de Ribeirão das Lajes e depois, Rio Guandu, é o curso de água mais importante da região, não só pelo volume, como também, por ser o principal manancial de abastecimento público da Cidade do Rio de Janeiro. A área da bacia, é de aproximadamente 1350km2. O Canal de São Francisco recebe as vazões regularizadas da Usina Hidrelétrica de Ponte Coberta que faz parte do Complexo LIGHT. As águas que chegam à Usina, têm, em grande parte, origem no Rio Paraíba do Sul, de onde são bombeados até 160m3/s, através da Elevatória de Santa Cecília. Esses cursos de água sofreram, no passado, obras de retificação de calha, eliminando os percursos mais sinuosos para melhor aproveitamento das terras anteriormente inundadas pelas enchentes. Por outro lado, essas intervenções provocaram alguns efeitos indesejáveis, como por exemplo, menor resistência à penetração das águas salgadas da Baía de Sepetiba pela ação das forças da maré, aceleração dos hidrogramas João de Meriti e Sarapuí e Iguaçu, com áreas de drenagem de cerca de 160 km2, 165km2 e 730km2, respectivamente, e declividades muito pequenas. A nordeste, desenvolvem-se os Rios Alcântara, Guaxindiba e o Caceribu, com nascentes nos Municípios de São Gonçalo e Itaboraí, e áreas de contribuição total de aproximadamente, 110km2, 140km2 e 850km2, respectivamente. Esses rios que nascem nos maciços costeiros, em altitudes médias que variam de 60m a 760m, percorrem, em seu trecho inferior, extensas áreas de baixada que originalmente eram sistematicamente alagadas. No recôncavo da Baía encontram-se os cursos que nascem nas escarpas da Serra do Mar em altitudes médias de 1000m. Apresentam declividades bastante acentuadas no trecho superior, trecho médio de pouca representatividade e um longo trecho inferior, com altitudes e declividades muito pequenas. Nessa região destaca-se o Rio Macacu, com área de drenagem em torno de 1260km2 e os Rios Roncador, Iriri, Suruí e Estrela, com áreas de 110, 30, 70 e 340km2, respectivamente. e rápida concentração dos volumes das enchentes junto as cidades litorâneas. Os demais rios contribuintes à Baía de Sepetiba, fazem parte do território do Município do Rio de Janeiro, Zona Oeste. Nascem nas colinas e maciços costeiros em altitudes que variam de 100m a 900m e atravessam, em seu trecho inferior, áreas de planícies costeiras. As bacias hidrográficas contribuintes à Baía de Guanabara apresentam diferentes características físicas regionais. Os rios que desembocam próximo à entrada sudoeste da Baía, nascem nos maciços costeiros do Município do Rio de Janeiro em altitudes variando entre 30m e 600m, apresentam percursos pequenos e áreas de drenagem da ordem de 50km2 (Canal do Cunha, Canal do Mangue e Rio Irajá). A sudeste, no outro lado da Baía, já nos Municípios de Niterói e São Gonçalo, estão o Canal do Canto do Rio, Rio Bomba e Rio Imboassu com áreas de contribuição inferiores a 35km2. Seguindo na direção noroeste, encontram-se cursos de água de maior porte como os Rios São Cr 4 E — a, e. e oo O ad A Ea aa uy E , É Ad CS Logo ec A A 2 E A Pi Sr 9 ns í E RAT] E) E 2 A , E É s - a DA ds ad E 5 B fr £ a! A dd “A EO Sa ria á CAs Es! , ” = Ed PAD A VADE £+S a o Co o ) a a os 7,4) E [14 PA a ” É ” [Pa 4 HA di id ” e. ' e d La e Y a : o 50 Pode ser definitiva, à medida em que uma parcela do volume da chuva armazenada nas depressões do terreno e sobre a vegetação, retorna à atmosfera pelos mecanismos de evaporação. A retenção temporária gera um efeito regulador, em função das características topográficas da superfície, a exemplo de bacias de acumulação formadas por lagos, lagoas, lagunas, pântanos e áreas alagadiças. Apesar de também perderem água para a atmosfera, retém grandes volumes de chuva liberando-os, gradativamente para os cursos de água, segundo as taxas impostas conforme as características da drenagem local. A tendência do homem é ocupar a bacia hidrográfica a partir das áreas planas, no sentido daquelas mais altas, não só para ficar mais próximo dos corpos de água principais (rios navegáveis, oceanos, etc.), como também devido ao relevo mais favorável e solos mais férteis. À medida que a área urbana se expande para a parte superior da bacia, a capacidade de retenção natural vai sendo, gradativamente, descaracterizada e diminuída. Essa descaracterização se dá pelo desmatamento, pela mudança dos padrões naturais de drenagem e pela impermeabilização do solo e aterro de áreas alagadiças. FATORES AGRAVANTES DAS ENCHENTES Redução da Capacidade de Retenção Natural A retenção natural desempenha importante papel no resultado da relação chuva x volume superficial. Atua facil itando a infi ltração e promove o retardamento da elevação do nível das águas nas calhas dos rios e a redução dos volumes disponíveis para os escoamentos superficiais. Influência da Urbanização no Hidrograma de Enchente espaço natural / hidrograma típico ocupação pelo homem (Médio prazo) hidrograma típico ocupação pelo homem (longo prazo ) hidrograma típico 51 54 Notamos nas bacias hidrográficas ainda não ocupadas pelo homem, que a natureza cria condições favoráveis para uma convivência harmoniosa entre as águas de chuva, a fauna e a flora. Determina naturalmente o zoneamento, elegendo áreas que deterão maior ou menor umidade e outras sujeitas à inundações temporárias, em função das chuvas. Surge uma seleção natural do tipo de vegetação e das espécies da fauna que melhor se adaptarão às áreas sujeitas à inundação. Este equilíbrio é mantido até a chegada do homem pela necessidade de ocupar a terra. Novos domínios dentro dos limites da bacia hidrográfica, poderão ter diferentes usos, isto é, estabelecimento de áreas residenciais, industriais, desenvolvimento agrícola, corredores de tráfego rodoviário ou ferroviário, etc.. Qualquer que seja o uso do solo, a retenção natural será modificada. Mesmo em sub-bacias mais a montante, a descaracterização da retenção terá sua parcela de influência na formação do hidrograma, no trecho inferior do curso de água principal. Nas áreas urbanas dotadas de sistemas de esgotamento de águas pluviais, a redução da retenção natural é bastante significativa. As águas de chuva são rapidamente direcionadas para as caixas coletoras internas das edificações que, por sua vez, deságuam nas galerias implantadas sob as vias públicas. As águas juntam-se àquelas coletadas sobre as referidas vias e rapidamente levadas para coletores – tronco ou diretamente para o curso de água mais próximo. Nas áreas rurais onde a vegetação nativa foi substituída por outra de interesse econômico, o manejo do solo também é um agente modificador das características da retenção. O desmatamento e o uso de máquinas pesadas no revolvimento do solo e na aplicação de fertilizantes, alteram a estrutura original do solo, compactando o subsolo e interferindo nas taxas de infiltração. Dependendo da declividade do terreno, da intensidade das chuvas e do tipo predominante do material do solo (areias de diversas granulometrias, argila, etc.), a agricultura praticada irracionalmente com manuseio impróprio, pode intensificar os processos erosivos. Ao longo do tempo o material erodido é transportado gradativamente pelas forças do escoamento superficial para os corpos de água mais próximos, obstruindo o caminho das águas. Influência do Uso do Solo sobre a Retenção Superficial ( valores médios na Europa-fonte:SpektrumWasser 1 Hochwasser. Miinchen, Mãrz 1998 ) o volume do escoamento superficial depende fortemente da altura de chuva e do uso do solo [EM retenção (superficial mais infiltração) [7] escoamento superficial chuva de 100 mm cuva 100,0 800 7 60,0 7 90 | 200 4 00 mata densa pasto cereals e forragelras debbstado Imparasável chuva de 60 mm ua 100,0 80,0 60,0 + 40,0 + 0) + 00 mata densa pasto cereais e pasto área forrageiras degradado impermeável chuva 1090 chuva de 20 mm tmm ) 80,0 60,0 + 49,0 + 10H =MJDO 00 mata densa pasto cereais e pasto área forrageiras degradado impermeável 55 56 A diminuição da retenção natural nas áreas rurais também se deve a outras agressões causadas pelo homem. O plantio morro abaixo, a formação de pastos com alta densidade de animais, acarretando o excessivo pisoteio em determinadas direções, formando trilhas que servirão para acelerar a drenagem das águas de chuva, e a abertura de valetas perpendicularmente às curvas de nível, com a finalidade de dividir e separar áreas, são alguns dos exemplos. Nesse ponto, cabe relembrar a importância dos objetivos das novas políticas direcionadas para a organização do setor de recursos hídricos, tendo a bacia hidrográfica como unidade de gestão. À medida que os princípios da nova política forem melhor absorvidos pela sociedade e o Poder Público, criados os comitês de bacia e estabelecida a gestão democrática e participativa dos recursos hídricos, vislumbra-se a possibilidade de pensar a bacia como um todo, onde a ocupação do solo e os efeitos das chuvas intensas poderão ser melhor controlados, através de ações preventivas gerar a consolidação de novos vetores de ocupação do solo, invadindo áreas originalmente sujeitas a inundações naturais. Conter esse crescimento é tarefa difícil sem o prévio planejamento e investimentos necessários, de forma a controlar e direcionar a ocupação das terras. Quando o quadro se torna irreversível sob o ponto de vista sócio-econômico, resta ao Poder Público, compromissar recursos financeiros no propósito de amenizar os prejuízos e os riscos envolvidos, de modo a salvaguardar os bens e benfeitorias existentes. Nas áreas onde os cursos de água naturalmente transbordavam, realizam-se intervenções físicas, como retificações de trechos, alargamentos de calha, construção de diques laterais de contenção e canalizações, com o objetivo de melhorar o fluxo das águas e permitir a ocupação do solo. adotadas pelos próprios cidadãos e do planejamento de intervenções estruturais e não estruturais previamente discutidas. Obras de Macrodrenagem As obras de engenharia para controle de enchentes serão melhor enfocadas adiante. Por hora, cabem alguns comentários gerais e a introdução de conceitos que tratam dos fatores agravantes das enchentes gerados por tais obras. O crescimento urbano das cidades, dependendo da sua localização geográfica e do contexto ambiental na qual esteja inserida, se dá, a princípio, para as áreas sujeitas a menores interferências dos fenômenos naturais, onde a ocupação é de menor risco. A intensificação da expansão urbana, principalmente em torno dos centros econômicos em desenvolvimento, pode Foto: Fundação Rio Águas Consequências de Obras de Retificação “ 4 Influência dos meandros não sê Mr amortece e atrasa o pico da > hidrograma resultante enchente, como também retém por N ( mais tempo os volumes na calha y (não Soincidê ncia dos picos) N do rio. / >s.yazão do pico e velocidades menores) a ça £ ojos (eicatima jzação o gações hidrograma resultante do ca are ae ES (pode ocorrer coincidência frequente dos picos quando, obras o geo misco o rio principal desenvolve-se em áreas do baixada) até Cumonta to > qual 2 ge US H nes >> hidrograma influenciado ———. 7 pela retificação Ss ( (menor amortecimento, vazão do) >»... Pico e velocidades muito maiores) 4 retificação da calha do rio * aumento dorisco / (eliminação de meandros) *» de Inundações / UM GRANDE ERRO | Ne A = aumento da erosão; - aprofundamento do leito; - redução da inundação natural; = redução da capacidade de retenção. exemplo lussrativo 59 60 Assim, o problema é simplesmente transferido para os trechos subseqüentes, com o aumento do risco de extravasamento, uma vez que o amortecimento natural que o hidrograma sofria a montante foi menor. O quadro pode ficar mais crítico, dependendo da conformação da calha de jusante, da resistência oferecida ao escoamento e da influência de novas contribuições laterais. Efeito semelhante é produzido pela construção de diques em ambas as margens e ao longo de um trecho cujo extravasamento do leito menor ocorre com freqüência. Novamente o problema é transferido rio abaixo, concentrando rapidamente os volumes das águas de chuva, agravando a situação nos trechos de jusante. Eduardo Sengès Eduardo Sengès (seuewny sepia ap epJad 9 sozinfesd sepurib ap 09su) og5epunu! e egjofns ajuawsjusueuuod coz pecas ua e a epepjo JOjeuw epepunuy pel a oldiun bi nu: od pd senbip ap senbip op opônisuos up sjodep conto elueuoo bed jesieasuen ogãos ogSngsuos ep sjodep vou ejuayous eusau ejod epepunu voy a epepjo € ojdiojun sonbip op ogôngsuoo ep Sojue EOguO 9JuayDua BJed |EsI9AsueI) oçõos senbip ep ogônigsuos ep sejue ego ejusydue Jod epepunu! pelr ogôendod eJed stejey sejpugnbosuos UIOS 'S9Z9A SE “8 OXIBgP OI SOzInfeid so opurjusune “sjuesnf ed sopusysuel sides 0ES OpP|90SSE 09SU O 9 BUIS|goJd O à SIvAvDeje sieinjeu sesJp se We|Os| OPP| ONO 10d -ogô2punu| e sego[ns sea 1969j0Jd 9 s|290] seus] gold J9Ajosa. e Jepnfe wspod senbiq 61 64 Essa situação muito comum nas áreas de baixada e antigos alagadiços, agrava- se quando o curso de água sofre influência das marés. As áreas marginais, a partir do limite da seção capaz de escoar as enchentes ordinárias, até uma certa distância que depende da vegetação natural a ser preservada, são protegidas por leis e outros diplomas legais. Essas áreas são denominadas de faixas marginais de proteção (FMPs), sobre as quais, não é permitido qualquer tipo de construção. O Código de Águas (Decreto no 24643, de 10/07/ 34) reserva uma faixa de 10 metros para os cursos de água não navegáveis e não flutuáveis, onde fica estabelecida uma servidão de trânsito para os agentes da administração pública em serviço. Para os rios que são navegáveis e não sofrem influência das marés, o Código fixa um terreno reservado até uma distância de 15 metros, em ambas as margens, contada desde o ponto médio das enchentes ordinárias. Quando existe vegetação natural junto às margens (mata ciliar), outro diploma legal é tomado como referencia: o Código Florestal. Segundo ele, a faixa de terra coberta pela vegetação nativa junto ao corpo de água deve ser preservada até a largura de 100 m. No Estado do Rio de Janeiro, o órgão responsável pela demarcação da faixa marginal de proteção - FMP é a Fundação Superintendência Estadual de Rios e Lagoas – SERLA. Se o rio é navegável ou flutuável, a SERLA adota a faixa conforme estabelecido pelo Código de Águas e o terreno é de domínio do poder público. Caso contrário, o terreno é de propriedade privada que, contudo, não pode ali construir nenhuma benfeitoria, a não ser, obras precárias que necessitam de autorização da SERLA, através de um Termo de Permissão de Uso. A proibição de construções justifica-se, não só pela necessidade de preservação das margens, como caminho natural das águas, mas também em situações que requeiram limpeza ou dragagem para retirada do excesso de material sedimentado, recuperando a capacidade de escoamento do curso de água. Portanto, a faixa marginal de proteção deve ser respeitada para o bem estar do próprio cidadão e suas economias. Eugênio Monteiro 65 ser considerados como um tipo de perturbação, cujas conseqüências se refletirão nos padrões dos escoamentos naturalmente estabelecidos. A maioria dos aterros dos álveos dos cursos de água são ilegais, invadem a faixa marginal de proteção e são realizados exclusivamente para aumentar os terrenos ribeirinhos, com fins muitas vezes especulativos. Os aterros efetuados isoladamente, sem contemplar as medidas corretivas e as técnicas adequadas necessárias, acarretam alterações que podem se refletir na margem oposta; no trecho de montante por influência de remansos, provocando inundações; nos trechos de jusante, por rompimento repentino do próprio aterro; na alteração da qualidade da água, pelo aumento de sólidos em suspensão e a destruição da mata ciliar. Convém salientar que a ocupação, ao longo dos anos, da área da bacia hidrográfica e a conseqüente impermeabilização do solo, concorrerá como fator agravante para o crescimento do volume das enchentes, aumentando, ainda mais, os perigos que envolvem a construção de moradias nas margens dos cursos de água. Aterros Anteriormente, foi mencionado que a calha de escoamento de um curso de água forma-se e modela-se, ao longo dos anos, em função de uma série de condicionantes, tais como, a declividade do terreno, o tipo do solo, o regime das chuvas sobre a bacia, a geologia, etc.. Portanto, configura-se uma situação de equilíbrio natural, envolvendo aqueles condicionantes e promovendo um desenho da seção transversal compatível com os escoamentos mínimos e os gerados pelas chuvas mais freqüentes. Qualquer perturbação exercida sobre esse quadro de equilíbrio, provocará um novo cenário, muitas vezes, imprevisível. Os aterros sobre os álveos dos cursos de água pela ação do homem, podem Foto: PLANÁGUA 66 encostas ou mesmo sobre logradouros públicos. Muitos cidadãos, cômoda e irresponsavelmente, utilizam-se dessa prática, com o objetivo de se livrarem dos resíduos domésticos e, muitas vezes, de objetos de maior porte e pesados que não lhes são mais úteis. Esquecem que, durante as enchentes subseqüentes, o lixo acumulado pode ser transportado para jusante, ao sabor das correntes, até que algum impedimento físico o mantenha retido, formando barreiras e aumentando a resistência ao escoamento. Tais obstruções geralmente promovem a elevação do nível das águas para montante, configurando gradativo remanso, com possível extravasamento para as áreas marginais, podendo atingir as residências dos próprios responsáveis, e o surgimento de novos caminhos de drenagem. Lixo É importante ressaltar que os cursos de água são simplesmente o caminho natural das águas de chuva e das contribuições do lençol subterrâneo, devendo, portanto, permanecer limpos e desimpedidos. Dado que este princípio é claro e que dele depende a segurança da população ribeirinha nas ocasiões de chuvas fortes, a presença de lixo nos cursos de água pode ser considerada um indicador da distorção de hábitos entre os habitantes de uma mesma bacia hidrográfica. O problema é agravado pela carência de infra-estrutura de coleta pública de resíduos sólidos urbanos, em áreas de difícil acesso, junto aos corpos hídricos e encostas. O lixo descartado diretamente sobre as margens ou o álveo dos cursos de água, diminui a capacidade do escoamento, gera poluição, mau cheiro, disseminação de doenças de veiculação hídrica, e é fator acelerador da proliferação de vetores (ratos, mosquitos, moscas, etc.). Efeito semelhante ocorre quando as chuvas transportam para dentro dos cursos d’água, o lixo lançado sobre as Eliane Barbosa 69 Muitas vezes, as estruturas das pontes são utilizadas para sustentar tubulações (água, esgoto, gás, etc.), criando mais um obstáculo ao fluxo das águas. Nas áreas urbanas é comum o aterro de pequenos trechos de rios, mantendo a passagem das águas através de tubulões assentados diretamente sobre o leito, como soluções paliativas para travessia de pedestres e até mesmo veículos, leves e pesados. Essas obras, muitas vezes, improvisadas por questões imediatistas, para atender à população, criam sérias barreiras ao fluxo, tornando-se causas potenciais para elevação dos níveis das águas e conseqüentes inundações, principalmente quando houver obstrução por lixo ou sedimentos. 70 Pontes inadequadas, ocupação das margens e do leito do rio, lixo nos cursos da água criam obstáculos ao escoamento, provocando elevação do nível d’água, inundação de áreas vizinhas e o colapso das frágeis estruturas, causando grandes prejuízos. PLANÁGUA PLANÁGUA quo Ea sl a RT DO RIÓ o AA DS tip E ro E) 4 ça = ga Er E eEidee o e de enchentes no erro | e Aga -s a ! RS E] É nd p 74 Assim, no século XVI, vamos encontrar as seguintes povoações, todas junto ao desenvolvimento das sesmarias: São Gonçalo – oriunda da Sesmaria de Gonçalo Coelho, doada por Mem de Sá, em 1565; Iterói (Niterói) – oriunda da Sesmaria doada por Mem de Sá à Antônio de Martins Coutinho, ia de São Lourenço à Icaraí. Por desistência deste, foi doada à Araribóia; águas descia a produção em direção à Cidade do Rio de Janeiro. Os pontos de embarque do açúcar na Baixada dariam lugar a movimentadíssimos portos como os de Pilar, Estrela, Porto das Caixas e Suruí, que só perderiam sua importância no final do século XIX, com a construção das estradas de ferro já escoando então, o café produzido no interior. O crescimento das exportações com a entrada do ciclo do açúcar, faz a Cidade expandir-se do Morro do Castelo para a parte plana com o gradual aparecimento da malha urbana. O porto exportador do açúcar para a Europa era o Rio de Janeiro. O primeiro engenho de açúcar do Estado surgiu no século XVII, em 1650. No entanto, a cultura da cana de açúcar no interior somente atingiu seu clímax no século XVIII, sendo que, em Campos, o auge se deu no século XIX. Anteriormente, ali se desenvolvia a criação de gado. Com a decadência do ciclo do açúcar e o início do ciclo do ouro (séculos XVII e XIX), o Rio de Janeiro passou a ser o centro importador de bens vindos de Portugal e No final do século XVI, inicia-se a ocupação do recôncavo da Guanabara, que se daria, fundamentalmente, em torno da cultura da cana de açúcar. Esta se expandiria por sobre os terrenos baixos, salpicados por colinas, seguindo do litoral em direção aos contrafortes da Serra do Mar. Foi responsável pelo desmatamento da Região da Baixada e da ocupação da Planície de Campos e da Região de Parati. O único acesso ao interior do recôncavo da Guanabara e a Planície Campista era feito por mar. Os barcos subiam os rios que tiveram papel preponderante na ocupação da Região e no escoamento da produção do açúcar, produzido nos engenhos do interior. Pelos rios subiam os colonizadores, às suas margens localizavam-se os engenhos e por suas Mirtir (Meriti) – originária da Sesmaria de Braz Cubas (fundador de Santos), recebido em 1568, que deu início a uma povoação junto ao Rio Meriti; Siripuí (Sarapuí) – origem do atual Município de Duque de Caxias. A partir de 1566, várias sesmarias foram concedidas na Região, dando origem a diversos núcleos habitados; Aguassu (Iguaçu) – origem do atual Município de Magé. Em 1567, Simão da Mota recebe a sesmaria e cria a povoação de Magé, no Morro da Piedade; Macacu – origem do atual Município de Cachoeiras de Macacu. Sesmaria recebida de Mem de Sá, em 1571, por Miguel de Moura; Guaxindiba – origem do atual Município de Itaboraí, redundou de um desmembramento da Sesmaria de Miguel de Moura; 75 exportador de ouro e pedras preciosas, trazidas de Minas Gerais. As cidades do interior continuaram a produzir açúcar e gado. Passando à Capital do Vice-Reinado do Brasil, o centro urbano do Rio de Janeiro expandiu-se de tal forma que D. João VI aqui chegando, expulso de Portugal por Napoleão, encontrou uma cidade já capaz de bem representar a capital do Reino Unido de Portugal e Algarves. Com a vinda da corte, há uma nova expansão urbana, passando a Cidade a não mais se restringir à região entre os Morros do Castelo e de São Bento, mas ocupando a zona da Glória e do Flamengo, além de São Cristóvão. A Abertura dos Portos, em 1808, produz um incremento acentuado nas atividades comerciais. A vinda da nobreza portuguesa à procura de moradias, faz crescer a construção e a expansão da Cidade para a periferia como a Glória, Catete, Flamengo, Laranjeiras, Engenho Velho e Tijuca, além de São Cristóvão. A independência do Brasil, em 1822, e a transformação da Cidade em capital do Império do Brasil, faz crescer ainda mais o comércio para o interior e a situação de entreposto para as exportações que passam a se diversificar, trazendo, em conseqüência, a expansão urbana. Esta última foi, em todas as épocas, conseguida através de aterros de pantanais e manguezais da zona continental. Com a expansão da cultura da cana de açúcar, a região da Bacia do Rio Carioca e aquelas áreas contribuintes à Bacia do Saco de São Diogo (Rios Maracanã, Joana, Trapicheiro e Comprido) passaram a ser ocupadas por este cultivo. Posteriormente, já no século XIX, o plantio da cana de açúcar foi, paulatinamente, substituído pelo café, que dominou, principalmente, o Vale de Laranjeiras e as encostas da Tijuca, até o Alto da Boa Vista, já então, divididos em grandes chácaras, onde viviam, principalmente, os ingleses e franceses de alguma nobreza, no Rio de Janeiro. O início do ciclo do café no Império (século XIX) produz inicialmente o desmatamento das encostas da Cidade do Rio de Janeiro, onde foi plantado. Transferindo-se para o interior do Estado até as fronteiras de São Paulo e Minas, as plantações de café foram os grandes expansores da ocupação do solo fluminense e os reativadores de sua economia. A Cidade o Rio de Janeiro passa a ser a grande exportadora da produção de café plantado no interior e transportado pelas estradas de ferro já existentes, que levam a produção às cidades marginais aos rios da Baía de Guanabara (Estrela e Suruí), onde é embarcada em pequenas embarcações à vela, que a trazem para o Porto do Rio de Janeiro, de onde é exportada. Esta produção, juntamente com a de São Paulo e Minas, sustenta economicamente o Império Brasileiro até o seu fim, no final do século XIX. A mata que recobria os morros e colinas, já derrubada para a plantação da cana de açúcar, não mais protegia o solo da erosão, agravada pelo sistema usado no plantio. Por outro lado, o incêndio da mata, usado pela Polícia da Corte, para destruição dos primeiros Quilombos (o Quilombo do Corcovado, dirigido por Sabancará, foi o pioneiro), em janeiro de 1829, aumentou ainda mais a erosão, de tal forma, que fez diminuir a quantidade de água captada na Região e que abastecia a Cidade, através do aqueduto da Carioca, jorrando as águas pelo Chafariz da Carioca, com suas 16 bicas, pela Fonte 76 das Marrecas e pelo Chafariz do Carmo, pelas Bicas da Glória e do Largo do Moura, auxiliado pela Fonte do Convento da Ajuda. Acreditando que as freqüentes faltas de água que assolavam a Cidade eram feito do desmatamento dos mananciais, na Serra do Corcovado, o Imperador D. Pedro II ordenou, em 1861, o reflorestamento da Floresta da Tijuca, criando assim o hoje denominado Parque Nacional da Floresta da Tijuca. Esta empreitada ecológica pioneira, foi levada a cabo pelo Major Acher que, auxiliado por escravos, especialmente designados para esta tarefa, recuperou a floresta, usando, para tanto, mudas de várias árvores que foram plantadas. Estas mudas, tais como cedro, canela, peroba, jacarandá, pau-ferro, jequitibá, jaqueira, aroeira e muitas outras, haviam sido aclimatadas e produzidas no Jardim Botânico. O reflorestamento durou por 13 anos de plantio e foi mantido e prosseguido pelos moradores da Região, destacando-se o Barão d’Escragnole e o Visconde de Taemay, que embelezaram locais dentro da florestas e abriram os atuais caminhos internos. Na primeira década do século XX, já sob o regime da República, as necessidades de expansão comercial e de exportação do café impuseram a criação de um porto dotado de novos equipamentos em substituição à grande quantidade de trapiches que existiam na orla marítima, desde a Gamboa até o Caju. A construção do porto e sua operação implicou em grandes aterros na Baía de Guanabara, desaparecimento de ilhas e estreitamento da foz dos Rios Maracanã, Comprido, Joana e Trapicheiros, fazendo surgir o Canal do Mangue e, ainda, o aterro da vasta zona de manguezais da Cidade Nova. Conseguiu-se desta forma, além do ganho territorial para ampliação da zona urbana, o saneamento da Cidade, então assolada por endemias, como a febre amarela. Posteriormente, os melhoramentos urbanísticos introduzidos na Cidade, com a abertura da Avenida Central (Av. Rio Branco), com o desmonte do Morro do Castelo e o conseqüente aterro da zona marítima do Calabouço até Botafogo e, pouco mais tarde, a criação, por aterro da Baía de Guanabara, do Bairro da Urca, expandiram a Cidade para o mar, transformando-a de um amontoado de casas acanhadas e cortiços, na cidade internacionalmente conhecida. 79 ENCHENTES HISTÓRICAS NA CIDADE DO RIO DE JANEIRO Se uma enchente provoca o extravasamento do leito maior de um corpo hídrico, em função de uma determinada chuva, e se torna conhecida pelos prejuízos econômicos que acarreta, é considerada histórica. Por outro lado se a área inundada for desabitada ou sem importância econômica, será apenas uma enchente notável. Enchentes históricas são sempre associadas às grandes chuvas quer por sua duração ou por sua intensidade e acontecem nas regiões habitadas. Na Cidade do Rio de Janeiro só dispomos de registros pluviométricos a partir de 1851. Anteriormente a essa data, temos notícias de enchentes históricas na Cidade, através somente da narrativa de cronistas da época ou de viajantes estrangeiros que as registravam em seus diários de viagem. Registros antigos de inundações fora da Cidade do Rio de Janeiro não são conhecidos, à exceção de fenômenos tipo “cabeça d’água” em rios do recôncavo da Baía de Guanabara, descritas por viajantes que se dirigiam à Minas Gerais. A primeira inundação gerada por uma enchente histórica que se tem notícia, ocorreu no século XVI e não tem registro escrito. É, entretanto, mencionada por cronistas posteriores do Século XVII que contam sobre uma ressaca, em data não precisa, em período de maré alta, e uma chuva muito intensa de tal forma que, vencido pelo mar, o cômoro da Rua Direita (atual Rua Primeiro de Março) e com alagamento dos charcos da Cidade veio a atingir e transbordar as lagoas de Santo Antônio (Largo da Carioca), do Boqueirão (Passeio Público) e do Outeiro (Rua do Lavradio), interligando- as e formando um lagomar de toda a zona baixa da Cidade. Estendeu-se até a Prainha (Praça Mauá) e à Lagoa da Sentinela (Frei Caneca), de forma que, os morros então habitados, do Castelo (Rua Graça Aranha e México), de São Bento (São Bento) e de Pedro Dias (Rua do Senado) se transformaram em ilhas. No século XVIII foram notáveis as enchentes de 21 para 22 de setembro de 1711, quando a Cidade sofreu a invasão francesa, capitaneada por Duguay-Trouin. Na noite de 21, os franceses após terem capturado a Ilha das Cobras, iniciaram o célebre bombardeio da Cidade sob intenso temporal que alagou o Rio de Janeiro e facilitou a invasão francesa, tornando-a vitoriosa. Um registro de Balthazar da Silva Lisboa narra que, em 14 de abril de 1756, aconteceu uma enchente histórica na Cidade que perdurou por 3 dias ininterruptos. O terror se apoderou dos habitantes, fazendo com que todos procurassem abrigo nas igrejas. Segundo o cronista, as águas cresceram de tal maneira que inundaram a Rua do Ouvidor (Miguel Couto) e entravam casas a dentro. A região entre o Valongo (Praça Mauá) até a Igreja do Rosário (Rosário, esquina da Avenida Rio Branco) ficou totalmente inundada. No século XIX aconteceram várias enchentes na Cidade. A principal delas foi a de 10 a 17 de fevereiro de 1811, conhecida como “Águas do Monte”, pela destruição no Morro do Castelo, quando desabaram várias casas, muralhas e barracos com 80 grande perda de vidas. Inquérito aberto por ordem de D. João VI apurou como causas da enchente, a falta de conservação das valas e drenos “pelos entulhos e lixos e demais imundícies lançados nelas”. Outras enchentes históricas ocorreram no Rio de Janeiro no século XIX em 1833, 1862 e 1864. Esta última, por ser originária de uma chuva de granizo que destelhou toda a Cidade, ficou conhecida como “chuva de pedra”. Com o crescimento da zona urbana e ocupação de zona suburbana no século XX, as enchentes históricas tornaram-se mais freqüentes, devido também, à maior impermeabilização do solo. Registram-se as seguintes enchentes: • Em 1916 (de 7 a 9 de março e 17 de junho) com transbordamento do Canal do Mangue em ambos os eventos; • Em 3 de abril de 1924, além do já costumeiro transbordamento do Canal do Mangue, desabamentos de barracos com vítimas no Morro de São Carlos; • Em 26 de fevereiro de 1928, com desabamentos e mortes nos morros de São Carlos, Salgueiro, Mangueira e Santo Antônio, além da cheia da Praça da Bandeira; • Em 9 de fevereiro de 1938, com chuva de 136mm/24 horas, com alagamento da Praça da Bandeira e desabamentos de prédios com mortes; • Em 29 de janeiro de 1940, com chuva de 112mm/24 horas, provocou alagamento em toda a Cidade e desabamentos com mortes no Santo Cristo; • Em 17 de março de 1906, quando 165mm de chuva precipitaram-se em 24 horas, ocorrendo o transbordamento do Canal do Mangue e desmoronamentos com mortes nos Morros de Santa Teresa, Santo Antônio e Gamboa; • Em 23 de março de 1911, 150mm em 24 horas, provocou nova inundação na Praça da Bandeira; 81 • Em 6 e 7 de janeiro de 1942, com 132mm de chuva provocando desabamentos no Morro do Salgueiro; 84 Cabe ressaltar a existência do Sistema Light de Geração de Energia Elétrica, que altera o regime de vazões naturais do Rio Guandu. É responsável pela injeção na Bacia do Guandu, de até 189 m3/s, desviados da Bacia do Rio Paraíba do Sul, pelas Estações Elevatórias de Santa Cecília (160m3/s), no Rio Paraíba do Sul, e Vigário, no Rio Piraí, afluente do Paraíba pela margem direita, que teve o curso desviado. O Sistema é composto pelos Reservatórios de Santa Cecília, Santana, Vigário e Tocos, na vertente do Paraíba do Sul e Ribeirão das Lajes e Ponte Coberta, na Bacia do Rio Guandu. A operação integrada desses reservatórios é voltada para geração de energia nas Usinas Hidrelétricas de Nilo Peçanha e Fontes Nova, situadas logo a jusante da Represa de Ribeirão das Lajes e, posteriormente, na Usina de Pereira Passos, no Rio Guandu. Região Hidrográfica da Baía de Guanabara A necessidade de expansão da malha urbana da Cidade do Rio de Janeiro, no final do século passado, foi o principal motivo para o início das grandes intervenções que alteraram o padrão natural de drenagem das terras baixas no entorno da Baía de Guanabara. A extensa área, rica em manguezais, brejos e várzeas, situada entre Meriti e Guaxindiba, foi ocupada, gradativamente, à medida que as obras de drenagem e dragagem avançavam, acompanhando a abertura de novas vias de acesso. As primeiras obras tiveram início em 1894, sob o comando e orientação da Comissão de Estudos e Saneamento da Baixada e se estenderam até 1900. Na realidade, essas iniciativas beneficiaram terras de grandes proprietários, para fins agrícolas e navegação dos rios. Na época, foram alargados, aprofundados e retificados, trechos do Canal da Piedade e dos Rios Estrela e Imbariê. Posteriormente, no período 1910 – 1916, a Comissão Federal de Saneamento e Desobstrução dos Rios 85 que Deságuam na Baía de Guanabara atuou de forma ampla na região, alterando, em definitivo, a configuração física dos trechos inferiores dos principais rios afluentes à Baía. Contratada pela referida Comissão Federal, a empresa de Melhoramentos da Baixada Fluminense efetuou as seguintes obras (Amador, 1997): Rio Meriti – retificação, alargamento e dragagem de 2,2km junto à desembocadura; Rio Sarapuí – retificação até a Estrada de Ferro Leopoldina e interligação com o Rio Iguaçu, através da abertura de um canal artificial; Rio Iguaçu – retificação, alargamento e dragagem de 2,7km; Rio Estrela – retificação, alargamento e aprofundamento de 2,8km. Em 1913, o trecho sofreu nova intervenção com o aumento da extensão retificada. A largura passou para 50m; Canal Inhomirim – canal artificial aberto numa extensão de 3,24km, com 40m de largura; Canal Saracuruna – afluente pela margem direita do Rio Estrela, foi aberto numa extensão de 2,1km; Rio Suruí – retificação, alargamento e dragagem de 1,5km do trecho inferior, junto à desembocadura na Baía; Rio Guapi – retificação, alargamento e dragagem, numa extensão de 5,8km; Rio Macacu – retificação, dragagem, alargamento e aprofundamento de 3,8km, passando a 60m de largura e 2,5m de profundidade média. Posteriormente, esse trecho foi interligado ao Rio Guaxindiba, através do Canal do Furado, aberto artificialmente. Na realidade, essas ações não devem ser consideradas como obras de controle de enchentes, pois tinham por único objetivo: tornar secos os terrenos úmidos marginais, ainda não ocupados. A transformação do cenário natural trouxe graves conseqüências à natureza dos ecossistemas, pela alteração da circulação das águas estuarinas, da salinidade, da erosão e da sedimentação. A continuidade do desmatamento e o avanço da urbanização, geraram novas características dos hidrogramas de enchente que, sob as condições geométricas impostas às calhas dos rios, intensificaram o processo de erosão e sedimentação. As obras tornaram-se inúteis em pouco tempo e mais investimentos foram necessários. No início dos anos 30, a drenagem deficitária e as inundações crônicas das áreas baixas, levaram o Governo Federal a criar, em 1933, a Comissão de Saneamento da Baixada Fluminense. Novas dragagens, retificações e alargamentos seriam realizados com o único propósito de, a princípio, melhorar as condições de drenagem, permitir a ocupação de novas terras e combater o mosquito transmissor da malária. A referida Comissão ampliou suas atividades e foi a justificativa para que, em 1934, o Governo criasse o Departamento Nacional de Obras de Saneamento - DNOS. O DNOS prosseguiu na adoção das mesmas soluções de engenharia para o controle das enchentes e inundações. Em 1947, foram iniciadas as intervenções que iriam descaracterizar a drenagem natural da parte baixa da Bacia do Rio Caceribu e Macacu. 86 Até então, o Macacu era afluente do Caceribu pela margem direita. A região do baixo Caceribu sofria inundações naturais sobre extensas áreas de manguezal e de várzeas. As elevadas declividades dos cursos de água, na região alta da Bacia do Macacu, criavam condições propícias para a rápida formação das enchentes, fato que intensificava o potencial de inundação das áreas marginais do baixo Caceribu. Para evitar tal cenário e permitir a ocupação das terras, o DNOS abriu, artificialmente, o Canal de Imunana, interligando o curso do Rio Macacu, logo a jusante da confluência com o Guapi- açu, com o Rio Guapimirim. Outras intervenções estavam programadas pelo DNOS no âmbito do Projeto Fundo da Baía de Guanabara, visando, exclusivamente, a drenagem das terras, sem uma preocupação maior com a componente ambiental. Depois de árdua luta travada por ambientalistas, finalmente, em 1984, foi criada a Área de Proteção Ambiental de Guapimirim. Ainda no período entre 1947 e 1957, a Bacia do Caceribu sofreu intervenções semelhantes. O curso principal teve cerca de 36km retificados, bem como vários trechos de seus principais afluentes. Em 1979, o Programa de Erradição da Sub- habitação – PROMORAR, criado e conduzido pelo então Ministério do Interior, visava a atender os moradores assentados sobre palafitas, em áreas alagadas ou alagáveis. Coube ao DNOS, mais uma vez, sanear e recuperar tais áreas e, ao extinto Banco Nacional de Habitação – BNH, financiar as obras. O PROMORAR tinha como linha mestra de ação, criar grandes aterros sobre terrenos sujeitos a inundação ou alagados, mantendo os moradores no mesmo local. Extensas áreas do espelho de água da Baía de Guanabara foram aterradas, permitindo o avanço da urbanização sobre terrenos frágeis, praticamente ao nível das águas da Baía e sujeitos aos trasbordamentos dos trechos inferiores dos rios que tiveram seus cursos prolongados. Foram 11 milhões de m3 de aterro hidráulico e 7 milhões de m3 de aterro mecânico, com a criação de 2,7km2 de área para novas habitações, junto aos segmentos de jusante dos trechos inferiores, principalmente dos Rios Irajá, São João de Meriti e Iguaçu. 89 A bacia de acumulação criada pela barragem, situa-se dentro dos limites do Campo de Gericinó, área de treinamento do Exército. As contribuições ordinárias a montante da obra fluem normalmente no leito do Sarapuí, passando pela barragem através dos orifícios de descarregadores de fundo, situados na parte inferior da estrutura de concreto. Comportas permitem controlar a vazão máxima liberada para a área urbana de Nilópolis, a jusante, compatível com a capacidade de escoamento da calha do Rio Sarapuí. Acima da vazão mantida pelos mecanismos de controle, as águas das enchentes são armazenadas dentro da bacia de acumulação, inundando, temporariamente, o Campo de Gericinó. No caso de chuvas excepcionais e possível falha operacional dos descarregadores, as águas serão liberadas para jusante pelo vertedouro existente no topo da estrutura de concreto. Aproveitando as mesmas idéias que permitiram a concepção da solução de engenharia para o controle das inundações na área urbana de Nilópolis, a SERLA projetou e construiu uma barragem semelhante, no Rio Pavuna, utilizando também o Campo de Gericinó como bacia temporária de acumulação dos volumes excedentes. As duas bacias foram interligadas por um canal de 720m de comprimento, com o propósito de permitir o aumento da capacidade de armazenamento do conjunto das duas bacias de acumulação. Acima de uma determinada cota, as águas retidas pela Barragem do Rio Sarapuí são compartilhadas com a bacia de retenção formada pela Barragem do Pavuna. 90 Bacia do Rio São João Com a justificativa de controlar as enchentes, limitar a extensão das áreas inundáveis e proporcionar a ocupação das terras marginais do baixo curso do Rio São João, o DNOS entregou à sociedade, no início dos anos 80, o Dique-barragem e o conseqüente Reservatório de Juturnaíba. Localizado entre os Municípios de Araruama e Silva Jardim, tinha o propósito de laminar os hidrogramas de enchente para o curso inferior do Rio São João e possibilitar a regularização dos volumes afluentes, garantindo vazões para a irrigação de áreas selecionadas pelo Programa Nacional do Álcool e outras de diferentes cultivos e, ainda, sustentar as demandas para abastecimento público domiciliar e industrial. O projeto foi incluído, em 1975, no Programa Especial de Controle de Enchentes e Recuperação de Vales, entregue ao DNOS, em 1976, que concluiu a obra em 1984. O início do enchimento do reservatório se deu em 1982. O Dique-barragem tem 3.46km de extensão, sua crista está na cota 11, em relação ao zero do IBGE e é dotado, na parte central, de um vertedouro-barragem de concreto armado. O vertedouro é do tipo labirinto com 4 elementos, totalizando 710m de extensão. Em ambos os lados, foram construídas, em cotas mais baixas, duas tomadas de água, controladas por stop-logs, a montante e comportas a jusante. A obra de represamento ampliou a área do antigo espelho d’água da Lagoa de Juturnaíba, de 5,56km2 para 30,96km2, isto é, aproximadamente 5 vezes mais que a configuração natural. A antiga lagoa acumulava, em média, cerca de 10 milhões de m3 e possuía geometria superficial retangular, com 1.6km de largura, por 3.7km de comprimento, apresentando profundidade média de 4m. O atual reservatório possui forma irregular, com comprimento máximo de 17km e é capaz de armazenar em torno de 100 milhões de m3 de água. Paralelamente à construção da barragem, vários cursos de água sofreram retificação, alargamento e aprofundamento. Ao longo da região do baixo São João, o DNOS construiu um “canal de saneamento” cuja extensão é 52% menor que a da calha natural, com aproximadamente 24km, interligando a saída da bacia de dissipação da Barragem de Juturnaíba com o trecho inicial do curso inferior. O canal de saneamento cortou os meandros naturais do Rio São João que hoje se constituem em calhas abandonadas. Da mesma forma, os afluentes que desenhavam meandros pela planície aluvionar de inundação, foram retificados durante e após a construção da barragem. As obras do DNOS, da mesma forma que na Baixada Fluminense, causaram grandes impactos ambientais em troca da recuperação de extensas áreas improdutivas, alagadiças e sujeitas a inundação. Atualmente, o corpo da barragem, estruturas auxiliares e equipamentos do Dique-barragem, bem como os cursos de água retificados encontram-se em estado de conservação precário. Em decorrência da falta de manutenção, a obra apresenta problemas de ordem estrutural, isto é: infiltrações; deslocamentos superficiais da camada de concreto, em vários 91 pontos da crista do vertedouro; problemas graves nos canais laterais de fuga, como fissuras, trincas e colapso de parte dos muros terminais; lasca nos pilares de sustentação das comportas e constatação de erosão retroprogressiva a jusante da bacia de dissipação de energia. Atualmente, o dique-barragem não cumpre a função de laminação dos hidrogramas de enchentes críticos, uma vez que há necessidade de investimentos para recuperar os mecanismos e estruturas de regularização e controle. As comportas, mesmo emperradas, são operadas pela Prefeitura de Silva Jardim, cujo critério é desconhecido e não atende à bacia hidrográfica a jusante. Dentro do contrato de concessão das águas do reservatório para abastecimento domiciliar da Região dos Lagos, a concessionária Águas de Juturnaíba ficou responsável pela realização de serviços de manutenção do dique-barragem. Tais serviços não são claramente discriminados no contrato e não tem o propósito de estabelecer regras operacionais para as estruturas e equipamentos visando o armazenamento e regularização dos volumes afluentes. 94 da margem esquerda, está abandonada e a da direita, por ser um dique-estrada, está em melhores condições. Em janeiro de 1997, durante longo período chuvoso, a população de Campos foi ameaçada com o rompimento do dique da margem esquerda em dois pontos. A Cidade de Campos já não sofre as inundações do passado, com a mesma intensidade. A implantação da Usina Hidrelétrica de Funil, em 1969, junto à fronteira dos Estados de São Paulo e Rio de Janeiro, tornou-se uma aliada na laminação dos hidrogramas de enchente gerados no território paulista. Apesar de estar voltada para geração de energia elétrica, a operação do reservatório permite, em situações críticas, a exemplo das enchentes de janeiro de 2000, armazenar grandes volumes de água, regularizando as vazões compatíveis com a capacidade da calha do Rio Paraíba do Sul, a jusante. Outro fator positivo, sob o ponto de vista de redução das vazões em tempos chuvosos é o bombeamento de 160m3/s, na Estação Elevatória de Santa Cecília, em Piraí, para suprir parte das necessidades operacionais do Sistema Light de geração de energia elétrica. associar vazões máximas a uma dada probabilidade de ocorrência e, em conseqüência, à localização e ao tamanho da área inundada. Usualmente, as vazões máximas, a cada ano, são selecionadas a partir das observações realizadas através das estações fluviométricas. O tratamento estatístico desses valores extremos determina a probabilidade de que um dado valor de vazão seja igualado, ou excedido, durante um certo intervalo de tempo. Essa vazão poderá ocorrer a cada ano, com a mesma probabilidade e, pelo menos uma vez, ao longo do intervalo de tempo considerado. Esse intervalo de tempo é chamado de tempo de recorrência ou período de retorno. No Estado do Rio de Janeiro ainda não se adota a prática de identificação e divulgação da localização e magnitude dessas áreas e os respectivos riscos associados. A dinâmica que envolve esses processo requer a sistemática observação dos eventos pluviométricos, dos estudos dos hidrogramas de enchentes gerados e o mapeamento das áreas naturais de inundação. Áreas Inundáveis no Estado do Rio de Janeiro A divulgação da localização e delimitação das áreas sujeitas a inundação e os riscos associados, é uma prática adotada pelo Poder Público em muitos países. Nas bacias ainda pouco ocupadas é uma ferramenta importante no planejamento do uso do solo, permitindo estabelecer critérios para o zoneamento das terras e a seleção dos futuros usos e obras de controle. As áreas de inundação dependem da capacidade de escoamento do leito do rio em função das vazões geradas pelas chuvas. Essas áreas naturais de inundação cumprem importante papel no amortecimento e na retenção das águas das enchentes. Vazões e volumes máximos observados na mesma unidade de tempo, durante longos períodos, são relacionados com as dimensões e localização das respectivas áreas inundadas. Estudos estatísticos permitem 95 Por outro lado, pode-se obter informações sobre a questão, nos resultados de estudos e pesquisas fruto de iniciativas isolados do Poder Público e do setor acadêmico. De uma maneira geral, é possível afirmar que, no Estado do Rio de Janeiro, essas áreas distribuem-se ao longo dos trechos inferiores dos rios que nascem na Vertente Atlântica da Serra do Mar, percorrendo extensas planícies flúvio-marinhas, sujeitas a elevado índice pluviométrico, onde o processo de ocupação do solo foi inadequado às condições naturais do ambiente. Região Contribuinte à Baía de Guanabara Em 1989, por iniciativa da Fundação Superintendência Estadual de Rios e Lagoas – SERLA, foi desenvolvido o estudo “Detecção de Áreas de Riscos de Inundações da Região da Baía de Guanabara”. O trabalho, que apresenta resultados a nível macro-regional, baseou-se no cruzamento de informações sobre uso do solo, obtidas a partir de interpretação de imagens de satélite, com informações sobre áreas potencialmente inundáveis. Essas áreas foram classificadas segundo as seguintes características físicas: forma, relevo e permeabilidade do solo da bacia hidrográfica e declividade, mudança brusca de direção, cotas altimétricas e pontos de estrangulamento das calhas dos rios. Para definir o grau de criticidade de uma área em função do seu potencial de inundação, propôs-se 5 níveis: 96 A densidade de ocupação baseou-se na comparação da situação existente com padrões preestabelecidos pelos autores do trabalho para cada caso: