Analysis of the Viability of Implementing Sustainable Proposals to Reduce Tunnel Flooding in Recife, Pernambuco

Marco Aurélio Calixto Ribeiro de Holanda, Diogo Botelho Correa de Oliveira, Willames de Albuquerque Soares, Simone Rosa da Silva

Resumo


Flooding in urban centers has been treated as a direct consequence of excessive rainfall, without considering the integrated functioning of the drainage system. These problems have caused engineers to propose auxiliary solutions or techniques that assist urban drainage. The objective of this study was to analyze the technical feasibility of using compensatory measures such as permeable pavement, for tunnel accesses, as an aid to existing drainage. The soil of the unpaved regions, which represent only 16.3% of the study area, was characterized using the Beerkan method, followed by an analysis of the water balance of the region using the Hydrus-1D computational model, in order to determine the rainfall on the unpaved regions surrounding the tunnels. The water balance of this portion of the study area showed that, of the 239.69 mm.m-2 that precipitated over unpaved areas, 88.15% infiltrated and the remaining 11.85% ran off or evaporated. In addition, infiltration tests showed that the soil is mostly sandy and capable of permitting infiltration of the water precipitated during the year studied, so the proposal to use permeable pavement at the entrance and exit of the Chico Science Tunnel is viable, minimizing flooding as well as maintenance costs for the booster pumps used by the current drainage system.

 

 

Análise da Viabilidade de Implantação de Medidas Sustentáveis para Reduzir Alagamentos nos Túneis de Recife, Pernambuco

 

R E S U M O

Os alagamentos de centros urbanos têm sido tratados como consequência direta do excesso de chuva, sem considerar o funcionamento integrado do sistema de drenagem. Tais problemas fizeram com que a Engenharia propusesse soluções ou técnicas auxiliares visando assistir a drenagem urbana. Deste modo, objetivou-se analisar a viabilidade técnica do uso de medidas compensatórias como o pavimento permeável nos acessos de túneis, como um auxílio à drenagem existente. Para isso, o solo das regiões não pavimentadas, os quais representam apenas 16,3% da área de estudo, foram caracterizados mediante o uso do método Beerkan e, em seguida, realizada uma análise do balanço hídrico da região mediante o uso do modelo computacional Hydrus-1D, afim de se conhecer o aporte pluviométrico sobre as regiões não pavimentadas nos entornos dos túneis. O balanço hídrico desta porção da área de estudo mostrou que dos 239,69 mm.m-2 que precipitaram sobre as áreas não pavimentadas, 88,15% infiltrou e os demais, 11,85%, escoaram ou evaporaram. Além disso, os ensaios de infiltração mostraram que o solo é majoritariamente arenoso e capaz de permitir a infiltração da água precipitada durante o ano estudado, de modo que a proposta de se utilizar o pavimento permeável na entrada e saída do túnel Chico Science é viável, uma vez que alagamentos seriam minimizados, bem como os custos de manutenção das bombas de recalque do atual sistema de drenagem também seriam reduzidos.


Palavras-chave


Beerkan, Hydrus-1D, Infiltration Test, Permeable Pavement

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Referências


Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR7181. Solo - Análise granulométrica. Rio de Janeiro: ABNT, 2016. 16p.

Alencar, L. P.; Sediyama, G. C.; Mantovani, E. C. Estimativa da evapotranspiração de referência (ETo padrão FAO), para Minas Gerais, na ausência de alguns dados climáticos. Engenharia Agricola, v. 35, p. 39-50, 2015.

Aragão, R.; Cruz, M. A. S.; Correia, E. C. O.; Machado, L. F. M.; Figueiredo, E. E. Impacto do Uso do Solo pelo aumento da Densidade Populacional sobre o escoamento numa área urbana do Nordeste Brasileiro via Geotecnologias e Modelagem. Revista Brasileira de Geografia Física, v. 10, n. 2, p. 543-557, 2017.

Burdine, N. T. Relative permeability calculations from pore-size distribution data. American Institute Mining and Metallurgy Engineering, v.198, p.71-77, 1953.

Cabral, J. J. S. P.; Alencar, A. V. Recife e a Convivência com as Águas. In: Hydroaid (Itália), PMSS/ Ministério das Cidades. (Org.). Gestão do Território e Manejo Integrado das Águas Urbanas. Brasília: Ministério das Cidades, p. 111-130, 2005.

Coutinho, A. P. Pavimento permeável como técnica compensatória na drenagem urbana da cidade do Recife. Recife, 2011. 133 folhas. Dissertation (Master’s) – Universidade Federal de Pernambuco, Centro de Tecnologia e Geociências, Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil, 2011.

Dantas, C. E. O. Previsão e controle de inundações em meio urbano com suporte de informações espaciais de alta resolução. Recife, 2012. 221 folhas: Thesis (doctorate) - Universidade Federal de Pernambuco. CTG. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, 2012.

EMBRAPA – Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. 1997. Centro Nacional de Pesquisa de Solos. Manual de Métodos de Análise de Solo. Rio de Janeiro, Embrapa Solos, 212p.

Fuentes, C.; Vauclin, M.; Parlange, J. Y.; Haverkamp, R. Soil water conductivity of a fractal soil. In: Baveye, P.; Parlange, J. Y.; Stewart, B. A. (eds.). Fractals in soil science. Boca Raton: CRC, 1998. cap. 11, p.333-340.

Genuchten, M. T. Van. A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils. Soil Science Society of America Journal, Pittsburgh, v. 44, n. 3, p. 892-898, 1980. DOI: 10.2136/sssaj1980.03615995004400050002x

Hansmann, H. Z. Descrição e Caracterização das Principais Enchentes e Alagamentos de Pelotas-RS. Monograph (Environmental and Sanitary Engineering). Universidade Federal de Pelotas, 2003.

Haverkamp, R.; Parlange, J. Y. Predicting the water retention curve from particle size distribution: I Sandy soils without organic matter. Soil Science, v.142, p.325-335, 1986.

Haverkamp, R.; Ross, P. J.; Smettem, K. R. J.; Parlange, J. Y. Three dimensional analysis of infiltration from the disc infiltrometer. 2. Physically based infiltration equation. Water Resources Research, v.30, p.2931-2935, 1994. DOI:10.1029/94WR01788

Lassabatère, L.; Angulo-Jaramillo, R.; Soria, J. M.; Cuenca,R.; Braud, I.; Haverkamp, R. Beerkan estimation of soil transfer parameters through infiltration experiments - BEST. Soil Science Society of American Journal, v.70, p.521-532, 2006.

Lins, E. J. M.; Burgos, R. D. F.; Monteiro, E. C. B. Os novos túneis urbanos da cidade do Recife: Casos de Degradação Prematura de Estruturas de Concreto. Revista de Engenharia e Pesquisa Aplicada, v. 2, p. 157-166, 2017. DOI:10.25286/repa.v2i3.

Miguéz, M. G.; Veról, A. P.; Mascarenhas, F. C. B.; Santos, R. B. Storage measures as compensatory techniques for urban lowlands flood control. International Journal of Sustainable Development and Planning, v. 9, n. 2, p. 225-236, 2014. DOI:10.2495/SDP-V9-N2-225-236.

Neves, M. G. F. P., Tucci, C. E. M. Composição de resíduos de varrição e resíduos carreados pela rede de drenagem, em uma bacia hidrográfica urbana. Revista de Engenharia Sanitária Ambiental, v. 16, pp. 331-336, 2011.

Olarte, R. E.; Obregón, N.; Fragala, F. Optimización meta-heurística de un modelo hidrológico de simulación continua usando el algoritmo de la colonia de hormigas. In: Seminario Internacional la Hidroinformatica en la Gestion Integrada de Los Recursos Hídricos Cartagena de Indias, Resumos...Cartagena, Colombia, Octubre 1-3 de 2003.

Oliveira A. P., Barbassa, A. P., Gonçalves, L. M. Aplicação de técnicas compensatórias de drenagem na requalificação de áreas verdes urbanas em Guarulhos – SP. Periódico Técnico e Cientifico Cidades Verdes, v.4, n.9, p. 87-101, 2016. Doi:10.17271/231786044920161385

Oliveira, N. S.; Barreira, R. Q.; Bessa, M. S. C.; Pontes, J. R. V.; Santos, C. L. Infiltração de água no solo arenoso e argiloso utilizando o método de anel simples no município de Conceição do Araguaia - PA. In: Congresso Brasileiro de Gestão Ambiental e Sustentabilidade, 4.,Salvador-BA,Anais... Salvador-BA, 2013.

Oliveira, D. B. C.; Soares, W. A.; Holanda, M. A. C. R. Análise de Desempenho de modelos de infiltração unidimensional de água no solo. Águas Subterrâneas, v. 32, p. 35, 2018.

Perez, L. P. Índice de vulnerabilidade urbana a alagamentos e deslizamentos de terra, em função de eventos extremos de clima, na Região Metropolitana de São Paulo: uma proposta de método. 2013. Thesis (Doctorate in Physical Geography) - Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas, University of São Paulo, São Paulo, 2013. DOI:10.11606/T.8.2013.tde-12032014-121536.

Rezende, O. M. Avaliação de medidas de controle de inundações em um plano de manejo sustentável de águas pluviais, aplicado à Baixada Fluminense. Dissertation (Masters in Civil Engineering). Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2010.

Rezende, O. M.; Miguez, M.G.; Verol, A.P. Manejo de Águas Urbanas e sua Relação com o Desenvolvimento Urbano em Bases Sustentáveis Integradas Estudo de Caso dos Rios Pilar-Calombé. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, v. 18, p. 149-163, 2013.

Siltecho S., Hammecker C., Sriboonlue V., Clermont-Dauphin C., Trelo-Ges V., Antonino A. C. D. And Angulo-Jaramillo R. Use of field and laboratory methods for estimating unsaturated hydraulic properties under different land uses. Hydrology Earth System Sciences, v.19, p.1193-1207, 2015.

Silva, A. C. Modelagem hidrológica-hidráulica para atenuação de alagamentos no entorno da Escola Politécnica de Pernambuco. Dissertation (Masters in Civil Construction) Universidade de Pernambuco, Escola Politécnica, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, 2018.

Silva, J.R. L.; Montenegro, A.A. A.; Monteiro, A.L. N.; Silva Junior, V. P. Modelagem da dinâmica de umidade do solo em diferentes condições de cobertura no semiárido pernambucano. Agrária (Recife. Online), v. 10, p. 293-303, 2015.

Silva Junior, M. A. B.; Silva, S. R.; Cabral, J. J. S. P. Compensatory alternatives for flooding control in urban areas with tidal influence in Recife - PE. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, v. 22, p. e19, 2017.

Simůnek, J.; Sejna, M.; Saito, H.; Sakai, M.; van Genuchten, M. Th. The HYDRUS-1D Software Package for Simulating the One-Dimensional Movement of Water, Heat, and Multiple Solutes in Variably-Saturated Media. Department of Environmental Sciences University of California Riverside. Riverside, California. v.1, p. 1-308, 2013.

Zataráin, F.; Fuentes, C.; Haverkamp, R.; Antonio, A. C. D. Predicción de la forma de la característica de humedad del suelo a partir de la curva granulométrica. In: Congreso Nacional de Irrigación, 13, 2003, Zacatecas. Resumos … Zacatecas: ANEI, 2003. Desarrollo y transferencia de tecnología de riego y drenaje, v.2, p.212-219, 2003.




DOI: https://doi.org/10.26848/rbgf.v13.4.p1904-1913

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