agência portuguesa do ambiente Às quartas, às 17h00, na apa · fluvial 3. cheia de fusão da...

Catarina Ramos

catramos@campus.ul.pt

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

pções

(vento

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

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

Observatory Rain

Monção

1. cheia pluvial (lenta)

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

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

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)

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)

J F M A M J J A S O N D

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

6,4-7,0 7,0-7,5 ≥7,5

altura (m)

medium floods

small floods

big floods

Critério: Recorrência (probabilidade de ocorrência)

Tipo de cheia: - anual

- decenal

- centenária

- milenária

1 10 100 1000

Exceedance Recurrence Interval (yr)

Annual H

P3 Value(ParameterValue)

ProbabilityAdjustment

95% CI

Raw Data(WeibullPlot)

Rio Tejo em

Pte. Santarém

(1922 – 1992)

Altura

inst. (m)

Proba-

bilidade

de ocor-

rência

Período

retorno

(anos)

Altitude

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 múltiplos

Critério: potência (magnitude) + duração

0102030405060708090

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Duração das cheias (dias)

Índice de perigosidade

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

95 mortos

Quintas

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

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:

• 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:

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:

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:

Ocupação indevida dos leitos de cheia

O caso da Madeira:

Estrangulamento

dos canais fluviais

O caso da Madeira:

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

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

0 200 400 600

Espaço industrial

Áreas desportivas

0 200 400 600

Espaço industrial

Áreas desportivas

0 200 400 600

Espaço industrial

Áreas desportivas

0 200 400 600

Espaço industrial

Áreas desportivas

0 200 400 600

Espaço industrial

Áreas desportivas

0 200 400 600

Espaço industrial

Áreas desportivas

0 200 400 600

Espaço industrial

Áreas desportivas

0 200 400 600

Espaço industrial

Áreas desportivas

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

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

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.

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

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

nos fundos de vale

As vias de comunicação principais não devem ser inundadas

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

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;

Desocupação dos leitos de cheia

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,

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

catramos@campus.ul.pt

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”

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