Análise forense de episódios de inundação em bacia hidrográfica urbanizada de São Paulo

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Simas, Iury Tadashi Hirota
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Análise forense; Floods; Forensic analysis; inundações; Lidar; São Paulo
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/8/8135/tde-01082023-182909/

O processo de urbanização da cidade de São Paulo se desenvolveu extensivamente e com alta densidade de construções num meio físico caracterizado por alta densidade de drenagem, além de apropriações em extensas planícies fluviais o que ajudou a tornar as inundações o tipo de risco com o maior número de habitantes expostos. Historicamente, a mitigação dos efeitos negativos das inundações tem envolvido a implementação de canais e estruturas artificiais de reservação, que atualmente são consideradas medidas insatisfatórias. . A atual pesquisa propõe-se a identificar os fatores causais destes eventos hidromorfológicos, enquanto fenômenos marcados no tempo com consequências evidenciáveis, e realizar a avaliação de sua importância relativa na efetivação do risco, por meio de uma abordagem forense. A primeira etapa desta abordagem consiste na metanálise de estudos sobre inundações urbanas, que identificou relativa falta de integração entre os métodos empregados e fatores causais entre as diferentes áreas do conhecimento que abordam a questão como, por exemplo, a quase ausência de interpretações da geomorfologia em estudos desenvolvidos no campo da hidrologia. Esta etapa também permitiu identificar que, à parte das chuvas tropicais intensas e da crescente impermeabilização do solo, a ocupação da planície fluvial por edificações, é crítica para a distribuição dos eventos de inundação devido à perda na capacidade de estocagem em bacias hidrográficas altamente urbanizadas. Com o objetivo de avaliar a participação destes fatores relevantes identificados na metanálise para a ocorrência de inundações constatadas no período recente, foi selecionada uma bacia amostral altamente urbanizada da cidade de São Paulo e obtidos dados de terreno com alta resolução temporal e espacial desta bacia considerada representativa. Dados de estações pluviais e fluviais foram analisados para identificação de eventos de extravasamento de canal na temporada chuvosa 2017/2018, que contou com alta incidência de inundações, sendo também investigados em campo para constatação de ocorrência e extensão. Foi delimitada a planície de inundação original através de restituição estereoscópica, utilizando-se imagens do período pré-urbanização também apoiada pelo modelo de terreno obtido por Lidar classificado. O emprego de técnicas adaptadas da cartografia retrospectiva permitiu identificar as áreas com maior suscetibilidade às inundações, bem como aquelas com maior incremento na impermeabilização e conectividade pela morfologia antrópica durante o processo de urbanização. Foram executadas diversas etapas de modelagem de terreno para isolamento dos objetos construídos sobre a superfície e modelagem hidráulica, para investigação dos efeitos hidrodinâmicos destes sobre a planície fluvial, bem como para a análise longitudinal de cenários. Identificou-se que o volume de armazenamento perdido, devido presença de construções na área de extravasamento natural, supera em 22 vezes a capacidade projetada pelo poder público para instalação de estruturas de reservação artificial. Foram identificados e dimensionados efeitos hidráulicos da alta concentração de edificações no interior na planície fluvial original, como a tendência ao aumento dos impactos de inundações de menor magnitude, ou de diminuição da área afetada em eventos de maior magnitude. Identificou-se diminuição da área afetada (até 24% menores) com proporcional aumento da profundidade média (até 79% mais profunda) quando comparadas as manchas de inundação produzidas em cenários com e sem edificações, utilizando-se dados de entrada de eventos com ocorrências confirmadas. Por fim, os produtos desta pesquisa permitiram identificar limiares quantitativos dentro dos três fatores causais (precipitação / uso do solo / ocupação da planície de inundação), o que possibilitou a elaboração de um índice que apontaria de forma pragmática a participação de cada fator na efetivação de um evento de inundação.