agência portuguesa do ambiente Às quartas, às 17h00, na apa · fluvial 3. cheia de fusão da...
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Catarina Ramos
Tema da Sessão de 6 de Novembro de 2013:
Dinâmica Fluvial e Ordenamento do Território
Agência Portuguesa do Ambiente
“Às Quartas, às 17h00, na APA”
• De todas as componentes da dinâmica
fluvial, as cheias são aquelas que
maiores desafios colocam no processo
de ordenamento do território.
• As cheias definem
a “área de influência dos rios”
• De todas as componentes da dinâmica fluvial, as cheias são, sem dúvida,
aquelas que maiores desafios colocam no processo de ordenamento do
território.
• Enquanto evento hidrológico extremo, as cheias podem constituir um
fenómeno potencialmente gerador de danos (perigo).
R = P x C
em que:
R – Risco
P – Perigosidade
C – Consequências danosas
• De todas as componentes da dinâmica fluvial, as cheias são, sem dúvida,
aquelas que maiores desafios colocam no processo de ordenamento do
território.
• Enquanto evento hidrológico extremo, as cheias podem constituir um
fenómeno potencialmente gerador de danos (perigo).
• O risco a elas associado depende das características da cheia bem como
dos elementos a ela expostos.
R = P x C
em que:
R – Risco
P – Perigosidade
C – Consequências danosas
0
10
20
30
40
50
60
eru
pções
vulc
ânic
as
sis
mos
movim
ento
s
de t
err
eno
cheia
s
tem
pesta
des
(vento
)
secas
tem
pera
tura
s
extr
em
as
outr
os
%
eventos
mortos
afectados
Catástrofes naturais, à escala
global, entre 1974 e 2003.
Fonte: EM-DAT.
Cheia: catástrofe natural se provocar, pelo menos, uma de quatro consequências
possíveis:
(i) dez ou mais vítimas mortais,
(ii) cem ou mais pessoas afectadas no imediato,
(iii) se existir um pedido de ajuda internacional;
(iv) se existir a declaração do estado de emergência.
1º (34%)
1º (51%)
As cheias enquanto perigo
Fonte: EM-DAT
Catástrofes naturais em Portugal (1960 – 2010)
• 10 ou mais pessoas mortas ou
• 100 ou mais pessoas afectadas (no imediato) ou
• pedido de ajuda internacional ou
• declaração do estado de emergência
Tipo de catástrofe Nº de eventos Nº de mortos Nº de
afectados
Prejuízos
(000 US)
Sismos (Açores) 3 79 24 000 72 000
Movimentos de massa 1 29 55 16 300
Inundações / cheias 13 585 52 916 2 010 740
Tempestades / vento 6 47 330 91 000
Ondas de calor 2 2737 --- ---
Vagas de frio 1 --- --- ---
Secas 3 --- --- 1 443 136
Fogos florestais 8 60 150 186 3 475 000
Catástrofe natural
Tipologia das cheias quanto aos fatores desencadeantes.
Regiões hidroclimáticas das cheias: o Código de Hayden.
Fevereiro
Julho
À escala continental, as
causas das cheias
dependem, sobretudo,
das zonas ou das
regiões climáticas onde
as bacias hidrográficas
se inserem; ou seja,
das características do
clima.
• Hayden considera dois
“reservatórios de água” das
cheias:
- a atmosfera (o principal)
- os continentes onde existe
neve e gelo acumulados à
superfície (o secundário).
O «Código Climático das Cheias» (Hayden, 1988)
Variação espacial do escoamento
ao longo do ano
O Código de Hayden
Tipos de inundações devidas às cheias
Tipo de
inundação
Sub-tipo Causa Fator desencadeante
Fluvial 1. cheia pluvial (lenta) climática chuvas prolongadas
Fluvial 2. cheia pluvial (rápida) climática chuva intensa
Fluvial 3. cheia de fusão da neve climática subida da temperatura na
primavera
Fluvial 4. cheia de fusão de efeito
combinado
climática subida da temperatura + chuva
intensa
Fluvial 5. cheia de fusão do gelo geológica erupções vulcânicas
Fluvial
6. cheia costeira
climática e
marinha
escoamento fluvial elevado +
efeito das marés ou escoamento
fluvial elevado + efeito das marés
+ storm surge
Fluvial 7. cheia de obstáculo geológica e
geomorfológica
movimentos de vertente de
obstrução ao escoamento fluvial
Fluvial 8. cheia de derrocada
natural
hidrogeomor-
fológica
cedência de obstáculo natural
Fluvial 9. cheia de derrocada
artificial
antrópica rotura de barragem ou dique
cheias lentas chuvas prolongadas dias, semanas, meses
Fonte:
Dartmouth
Flood
Observatory Rain
Monção
1. cheia pluvial (lenta)
CIT
Lezíria do Tejo
Fonte: IPMA
cheias rápidas chuva intensa minutos, horas
Fonte: Dartmouth Flood Observatory
2. cheia pluvial (rápida)
Fonte: IPMA
Subida da temperatura Cheias de fusão da neve
Fonte: Dartmouth Flood Observatory
3. cheia de fusão da neve
Subida da temperatura + chuva intensa
4. cheia de fusão de efeito combinado
Islândia
Erupções vulcânicas Cheias de fusão rápida do gelo
5. cheia de fusão do gelo
climática e marinha escoamento fluvial elevado + efeito das marés ou
escoamento fluvial elevado + efeito das marés + storm surge cheias costeiras
6. cheia costeira
movimentos de vertente ou outros obstáculos naturais
ao escoamento fluvial
7. cheia de obstáculo
jökulhlaups
A cheia mais mortífera de que há registos ocorreu no
Rio Amarelo (China) em 1931, tendo provocado
3 700 000 mortos.
Causa: colapso de barreira de gelo na Mongólia
8. cheia de derrocada natural
Rotura de barragens
Rebentamento de diques
Fonte: Dartmouth Flood Observatory
9. cheia de derrocada artificial
O caso das inundações dos fundos de vale devidas a causas mistas
Sequência:
1. Alagamento por subida da toalha freática
2. Cheias de montante (Rio Maior)
3. Cheias de jusante (Rio Tejo)
1
2
3
2
3
As cheias enquanto perigo.
Critérios de classificação da perigosidade das cheias.
Critérios Tipo de cheia
Nº de pontas de cheia - simples ou monogénica
- complexa ou poligénica
Periodicidade
(frequência de ocorrência)
- regular ou irregular
- nº de cheias/ano
- época do ano (cheias outonais, invernais…)
Velocidade de progressão - rápida ou repentina (flash floods)
- lenta ou progressiva (slow floods)
Duração
- rápida ou repentina (< 1 dia)
- semi-rápida (≥ 1 dia e ≤ 1 semana)
- lenta ou progressiva (>1 semana )
Magnitude / Área inundada
- pequena (small floods)
- média (medium floods)
- grande (big floods)
Recorrência
(probabilidade de ocorrência)
- anual
- decenal
- centenária
- milenária
Múltiplos (multicritério) dependente do cruzamento dos critérios utilizados
slow-onset floods
rapid-onset floods
flash floods
Critérios de classificação da perigosidade das cheias
Critério: Periodicidade
(frequência de ocorrência)
0
5
10
15
20
J F M A M J J A S O N D
meses
Nº
mé
dio
de
ch
eia
sCritérios de classificação da perigosidade das cheias
Critérios:
Velocidade de progressão: rápida (4,5h)
Duração: semi-rápida (57h: 2 dias e 9h)
Critério: Magnitude / Área inundada
Rio Tejo
0
20
40
60
6,4-7,0 7,0-7,5 ≥7,5
altura (m)
Nº
de c
heia
s
medium floods
small floods
big floods
Critério: Recorrência (probabilidade de ocorrência)
Tipo de cheia: - anual
- decenal
- centenária
- milenária
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
10.00
1 10 100 1000
Exceedance Recurrence Interval (yr)
Maxim
um
Annual H
eig
ht
(m)
P3 Value(ParameterValue)
ProbabilityAdjustment
5% CI
95% CI
Raw Data(WeibullPlot)
1876
1979
A
Rio Tejo em
Pte. Santarém
(1922 – 1992)
Altura
máx.
inst. (m)
Proba-
bilidade
de ocor-
rência
Período
de
retorno
(anos)
Altitude
(m)
8,8 0,5 % 200 12,1
8,7 1 % 100 12
8,6 2 % 50 11,9
8,4 4 % 25 11,7
8,1 10 % 10 11,4
7,8 20 % 5 11,1
6,9 50 % 2 10,2
4,2 96 % 1 7,5
Método de Pearson III
Critérios de classificação da perigosidade das cheias
Critérios múltiplos
Critério: potência (magnitude) + duração
0102030405060708090
100
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Duração das cheias (dias)
Q.m
áx
.in
st.
(m3
/s)
Índice de perigosidade
Critérios de classificação da perigosidade das cheias
Os fatores agravantes das cheias (naturais e antrópicos).
Exemplos.
• estreitamentos naturais dos vales (rochas resistentes)
• características do leito de cheia (largura e inclinação)
• obstáculos transportados pelas cheias
Os fatores naturais agravantes das cheias
a) ao nível da
bacia hidrográfica
b) ao nível dos
fundos de vale
• Solo e subsolo de permeabilidade reduzida
• características do relevo (declive, desnível…)
• rede de drenagem: densidade, hierarquização, sinuosidade
• coberto vegetal: tipo de revestimento e grau de cobertura
A cheia rápida de 25-26 de Novembro de 1967
A cheia rápida de 25-26 de Novembro de 1967
95 mortos
Quintas
A cheia rápida de 25-26 de Novembro de 1967
A cheia rápida de 25-26 de Novembro de 1967
Quintas: uma “armadilha” natural
0 1 km
Mapa Geológico de Portugal, folha nº 30 D
0 500 m
Carta Militar de Portugal, folha nº 390
A cheia rápida de 25-26 de Novembro de 1967
A cheia rápida de 25-26 de Novembro de 1967
Quintas: uma “armadilha” natural
• Gestão inadequada das barragens
• Assoreamento dos canais fluviais
• Estrangulamentos dos canais fluviais
• Obstáculos perpendiculares ao sentido do escoamento
• Ocupação indevida dos leitos de cheia
• Falta de limpeza dos canais fluviais e vazamento indevido
de lixos e entulhos
• Entulhamento ou encanamento dos cursos de água
• Sistemas de águas pluviais e residuais inadequados
b) ao nível dos
fundos de vale
a) ao nível da
bacia hidrográfica
• Destruição do coberto vegetal nas áreas declivosas
• Práticas agrícolas inadequadas
• Impermeabilização dos solos
Os fatores antrópicos agravantes das cheias
• pequena dimensão das 126 bacias hidrográficas (94 % são < 25 km2)
• ribeiras com comprimentos curtos
(≤ 21 km)
• tempo de concentração (Tc) das
bacias é sempre < 5 horas
(numa amostragem feita a 86 das
126 bacias, verifica-se que 80 %
têm um Tc< 2h)
O caso da Madeira:
conjugação de fatores agravantes naturais e antrópicos
• Relevo acidentado que potencia o efeito orográfico sobre as precipitações
• grandes desníveis (grande parte > 1200m)
• fortes declives das vertentes
• grande inclinação das linhas de
água principais
20 Fev 2010:
entre as 6 e as 11h
108 mm
165 mm
O caso da Madeira:
conjugação de fatores agravantes naturais e antrópicos
• rápida concentração do escoamento superficial nos canais fluviais densidade
de drenagem muito elevada
• substrato geológico vulcânico muito alterado, de fraca permeabilidade
• os vales são muito encaixados potenciando uma maior interacção entre os
movimentos de vertente e as ribeiras carga sólida muito elevada ("aluviões“)
O caso da Madeira:
conjugação de fatores agravantes naturais e antrópicos
Destruição do coberto vegetal nas áreas declivosas
Práticas agro-pecuárias
inadequadas
Assoreamento dos canais fluviais
• Aumento da probabilidade de ocorrência
das cheias
• Aumento da carga sólida com a potenciação
da capacidade destruidora das cheias
O caso da Madeira:
conjugação de fatores agravantes naturais e antrópicos
Impermeabilização dos solos e
ocupação indevida dos leitos de cheia
No início do séc. XX
Funchal
No início do séc. XXI
O caso da Madeira:
conjugação de fatores agravantes naturais e antrópicos
Ocupação indevida dos leitos de cheia
O caso da Madeira:
conjugação de fatores agravantes naturais e antrópicos
Estrangulamento
dos canais fluviais
O caso da Madeira:
conjugação de fatores agravantes naturais e antrópicos
Os fatores antrópicos agravantes das cheias
Rª Brava - Madeira
estrangulamento do leito menor
O risco de cheia. Modelo concetual de avaliação do risco de cheia.
Cenários. Medidas de adaptação e de mitigação.
1. Recolha da informação
2. Análise da informação
3. Síntese (integração das componentes analisadas)
4. Avaliação (cenários, medidas mitigadoras)
5. Decisão (e monitorização)
modificação das componentes do risco
monitorização
Avaliação e Gestão do Risco de Cheia
Modelo conceptual integrado
Fase 1. Recolha da informação
Dados
biofísicos
Dados socio-
-económicos
Dados sobre a percepção do fenómeno
• climáticos (precipitação acumulada, intensidade,
duração, frequência, entre outros)
• hidrológicos (alturas de água, caudais, marcas de cheia)
• geomorfológicos (da bacia e do leito de cheia)
• hidrogeomorfológicos (definição das áreas inundáveis)
• estrutura e tendência evolutiva da população
• tipos de actividades económicas
• uso do solo e sua evolução
• edifícios sensíveis e infra-estruturas estratégicas
• valores e recursos naturais e culturais
questionários
(entrevistas, inquéritos)
0 200 400 600
Edificação compacta
Edificação dispersa
Edificação desordenada e fragmentada
Núcleos em espaço rústico
Espaço industrial
Grandes equipamentos
Áreas desportivas
Ha
Tip
os d
e e
sp
aço
s e
dif
icad
os
1995
2007
0 200 400 600
Edificação compacta
Edificação dispersa
Edificação desordenada e fragmentada
Núcleos em espaço rústico
Espaço industrial
Grandes equipamentos
Áreas desportivas
Ha
Tip
os d
e e
sp
aço
s e
dif
icad
os
1995
2007
0 200 400 600
Edificação compacta
Edificação dispersa
Edificação desordenada e fragmentada
Núcleos em espaço rústico
Espaço industrial
Grandes equipamentos
Áreas desportivas
Ha
Tip
os d
e e
sp
aço
s e
dif
icad
os
1995
2007
0 200 400 600
Edificação compacta
Edificação dispersa
Edificação desordenada e fragmentada
Núcleos em espaço rústico
Espaço industrial
Grandes equipamentos
Áreas desportivas
Ha
Tip
os d
e e
sp
aço
s e
dif
icad
os
1995
2007
0 200 400 600
Edificação compacta
Edificação dispersa
Edificação desordenada e fragmentada
Núcleos em espaço rústico
Espaço industrial
Grandes equipamentos
Áreas desportivas
Ha
Tip
os d
e e
sp
aço
s e
dif
icad
os
1995
2007
0 200 400 600
Edificação compacta
Edificação dispersa
Edificação desordenada e fragmentada
Núcleos em espaço rústico
Espaço industrial
Grandes equipamentos
Áreas desportivas
Ha
Tip
os d
e e
sp
aço
s e
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icad
os
1995
2007
0 200 400 600
Edificação compacta
Edificação dispersa
Edificação desordenada e fragmentada
Núcleos em espaço rústico
Espaço industrial
Grandes equipamentos
Áreas desportivas
Ha
Tip
os d
e e
sp
aço
s e
dif
icad
os
1995
2007
0 200 400 600
Edificação compacta
Edificação dispersa
Edificação desordenada e fragmentada
Núcleos em espaço rústico
Espaço industrial
Grandes equipamentos
Áreas desportivas
Ha
Tip
os d
e e
sp
aço
s e
dif
icad
os
1995
2007
0 200 400 600
Edificação compacta
Edificação dispersa
Edificação desordenada e fragmentada
Núcleos em espaço rústico
Espaço industrial
Grandes equipamentos
Áreas desportivas
Ha
Tip
os d
e e
sp
aço
s e
dif
icad
os
1995
2007
Taxa de variação = 39%
Edificação em áreas inundáveis por cheia rápida na AML
Fase 2. Análise da informação
Fase 3. Síntese dos resultados
1. Definição dos fatores
condicionantes
2. Definição das áreas a proteger
3. Integração das componentes
do risco
Fase 4. Avaliação
Situação de referência (período analisado)
Formulação de
opções e cenários
• Não fazer nada
• Medidas estruturais
• Medidas não estruturais
• Medidas mistas
Avaliação das medidas propostas (a nível biofísico, de impacte ambiental, socio-
económico e perceptivo)
Fase 5. Decisão
Regresso à Fase 3: modificação
das componentes do risco monitorização
a) medidas não estruturais (conservativas): englobam medidas de
conservação e uso do solo, ordenamento do território, implementação
de sistemas de prevenção e alerta e seguros
As medidas mitigadoras são conjunto de acções que visam reduzir ou
eliminar, a longo prazo, o risco de cheia
1. medidas estruturais (correctivas): visam a resolução de problemas de
inundação em pontos críticos das bacias hidrográficas
b) medidas não estruturais (restaurativas): visam a relocalização
de actividades fora das planícies de inundação, nas situações em
que não é sustentável manter as pessoas ou bens nas áreas
inundáveis
Medidas mitigadoras estruturais e não estruturais
2.
Medidas de mitigação
estruturais (correctivas)
Estratégia:
“manter as cheias afastadas das pessoas”
Florestação das áreas
mais declivosas
Madeira
Medidas mitigadoras não estruturais
O papel do ordenamento do território
Proibição do sobrepastoreio com a
renovação do coberto florestal
nas cabeceiras das linhas de água e áreas declivosas
adequadas
Práticas agrícolas
inadequadas
Medidas mitigadoras não estruturais
O papel do ordenamento do território
nas cabeceiras das linhas de água e áreas declivosas
Ordenamento da área ribeirinha
Desordenamento da área ribeirinha
Construção densa no leito de cheia
que potencia vítimas mortais e prejuízos,
e provoca o “efeito tampão” com o aumento
do nível da cheia, para montante
cheias frequentes
Cheia centenária
canal fluvial
residências sobreelevadas em relação ao leito de cheia
Espaço aberto para facilitar
a passagem da cheia
(espaços verdes:
jardins, campos de golfe)
cheias frequentes
canal fluvial
Medidas mitigadoras
não estruturais.
O papel do
ordenamento
do território
nos fundos de vale
Newson, 1995
Estratégia:
“manter as pessoas
afastadas das cheias”
Cheia centenária
Proibição de alargamento dos
perímetros urbanos
em leito de cheia
ocupação sustentável
ocupação não sustentável
Medidas mitigadoras não estruturais.
O papel do ordenamento do território
nos fundos de vale
Nas áreas rurais devem-se
reservar os leitos de cheia
para a agricultura e
pecuária extensiva
Os perímetros urbanos devem
respeitar os limites dos leitos de cheia
Medidas mitigadoras não estruturais.
O papel do ordenamento do território
nos fundos de vale
Nas áreas urbanas devem-se reservar os
leitos de cheia para áreas de lazer e
proceder à limpeza das linhas de água
Medidas mitigadoras não estruturais.
O papel do ordenamento do território
nos fundos de vale
As vias de comunicação principais não devem ser inundadas
Medidas mitigadoras não estruturais.
O papel do ordenamento do território
nos fundos de vale
auto-estrada Lisboa-Porto
risco de contaminação
da água e solos
Proibição de quaisquer actividades nos leitos de cheia que impliquem
o manuseamento ou tratamento de substâncias perigosas
Medidas mitigadoras não estruturais.
O papel do ordenamento do território
nos fundos de vale
Decreto-Lei n.º 115/2010, Avaliação e gestão dos riscos de inundações
«Edifícios sensíveis»: • os hospitais, lares de idosos, creches, infantários, escolas, • edifícios de armazenamento ou processamento de substâncias perigosas (voláteis, inflamáveis ou explosivas, tóxicas ou reactivas em contacto com a água), infra - estruturas de gestão de efluentes e de armazenamento ou transformação de resíduos, • edifícios com importância na gestão de emergências, nomeadamente quartéis de bombeiros, instalações das forças de segurança e das forças armadas, da Cruz Vermelha, comando nacional e comandos distritais de operações de socorro e serviços municipais de protecção civil;
Medidas mitigadoras não estruturais
O papel do ordenamento do território
Desocupação dos leitos de cheia
Medidas mitigadoras não estruturais.
O papel do (re)ordenamento do território
Relocalização
Recuperação e requalificação
dos rios e restauração das
planícies aluviais
Diretiva 2007/60/CE
Medidas de mitigação / adaptação
nível expectável
da cheia (1m)
barreira amovível
Para residência sem cave
válvula de
segurança
do esgoto paredes à prova de cheia
Sobreelevação
das casas
Estratégia:
“viver com as cheias”
Medidas de adaptação
Estratégia:
“viver com as cheias”
Barreiras de
protecção
• Avaliação Preliminar dos Riscos de Inundação (riscos potenciais)
• Cartas de Zonas Inundáveis (amplitude da inundação, níveis de água,
caudais de cheia)
• Cartas de Riscos de Inundações (nº de habitantes potencialmente
afectados, edifícios sensíveis, tipo de actividades económicas potencialmente
afectadas, instalações que possam causar poluição acidental em caso de
inundação, outras informações)
• Planos de Gestão dos Riscos de Inundações
(... ordenamento do território...)
Decreto-Lei nº 115/2010 : avaliação e gestão dos riscos de inundações
Artigo 7.º
Cartas de zonas inundáveis para áreas de risco
1 — As cartas de zonas inundáveis para áreas de risco cobrem as zonas
geográficas susceptíveis de serem inundadas e devem contemplar os seguintes
cenários:
a) Inundação de baixa probabilidade de ocorrência ou cenários de fenómenos
extremos;
b) Inundação de média probabilidade de
ocorrência, isto é, periodicidade igual
ou superior a 100 anos;
c) Inundação de elevada probabilidade de
ocorrência, associada a períodos de retorno
inferiores a 100 anos, nas zonas densamente
povoadas e naquelas em que o risco não
deva ser desvalorizado, que sejam propostas
pela CNGRI.
Decreto-Lei nº 115/2010 : avaliação e gestão dos riscos de inundações
Cities and Flooding,
2012
A gestão do risco de cheia deve ser feita a diversas escalas de análise espacial
Cities and Flooding,
2012
A gestão do risco de cheia deve ser feita a diversas escalas de análise espacial
Cities and Flooding,
2012
A gestão do risco de cheia deve ser feita a diversas escalas de análise espacial
Cities and Flooding,
2012
A gestão do risco de cheia deve ser feita a diversas escalas de análise espacial
• As cheias são um fenómeno complexo, condicionado por diversos
factores naturais e antrópicos, que implicam o estudo caso a caso.
• Nem sempre as medidas a implementar devem ser as mesmas e, por
vezes, é necessário aplicar medidas de tipo diverso (mistas), que se
complementam na resolução do problema a solucionar.
• A aplicação de qualquer
medida (em especial das
estruturais) deve ser sempre
acompanhada da respectiva
avaliação.
Ideias-chave
Catarina Ramos
Tema da Sessão de 6 de Novembro de 2013:
Dinâmica Fluvial e Ordenamento do Território
Agência Portuguesa do Ambiente
“Às Quartas, às 17h00, na APA”