Proposição de uma taxa de manejo de águas pluviais urbanas para bacias hidrográficas

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2023.Nesta pesquisa foi desenvolvida uma taxa de manejo de águas pluviais urbanas para financiar estes serviços em bacias hidrográficas. A drenagem urbana é gerenciada pelas prefeituras municipais e, em virtude de outras prioridades da administração aliadas à crescente restrição orçamentária, acabam relegadas pelos gestores. Uma taxa pluvial constitui um instrumento que fornece a independência financeira e gerencial dos setores responsáveis por ela, contribuindo para que o serviço seja priorizado e aplicado. A cobrança proposta possui dois componentes, uma taxa de cobrança de operação e manutenção (O&M) dos sistemas e uma taxa relacionada aos investimentos em ações de Plano de Drenagem na bacia. Para a cobrança de O&M, adaptou-se o método da Unidade Residencial Equivalente (ERU), principal método utilizado nos Estados Unidos, no qual se substituiu as Áreas Impermeáveis Totais (AIT) pelas estimativas das Áreas Impermeáveis Diretamente Conectadas (AIDC). Estas áreas são aquelas que, de fato, drenam para o sistema público, carreando poluição para as águas receptoras. Assim, a cobrança considera a conectividade hidráulica urbana em nível de bacia aplicada na escala de lote. Não existe um método preciso para determinação da AIDC, sendo o seu estudo uma das principais lacunas da ciência hidrológica. Apesar disso, o seu uso no lugar da AIT, parâmetro que é comumente usado nas taxas de drenagem, torna a cobrança mais justa, utilizando a estimativa do volume que é demandado para o sistema público. Já a taxa de investimentos constitui-se em um método já existente, o de Tucci (2002), que consiste em um rateio para implementação das obras de plano de drenagem. Ambas cobranças foram simuladas para a sub-bacia hidrográfica do Córrego Grande, localizada na cidade de Florianópolis/Santa Catarina. Esta bacia possui uma grande população flutuante e considerável urbanização, exercendo uma forte pressão nos recursos hídricos existentes. A taxa de O&M foi simulada para todos os 474 lotes considerados conectados ao sistema público e a AIDC foi analisada por estratos de ocupação, prevendo-se comportamento hidrológico semelhante. Acrescentou-se um estrato ao Poder Público, caracterizado por estradas e calçadas, também simulando uma taxa para esta classe. Para estimativa da AIDC, fez-se uma junção de técnicas SIG, por meio do Google Street View e Google Earth, e por visitação in loco, para validar as suposições utilizadas por SIG. A relação final da AIDC compõe uma média estimada a partir da junção de ambos os métodos. Como resultado, observou-se que as AIDCs residenciais diminuíram à medida que o tamanho do lote aumentava, mas a maior contribuição provém de estradas e calçadas com meio fio, representando 32,8% da AIDC total. A média global da relação AIDC/AIT para a área de estudo correspondeu a 51% por meio de técnicas SIG e 47% após os ajustes de campo. O método SIG tendeu a superestimar a AIDC em apenas 4%. Os resultados denotam que, para estratos com poucos lotes, todos os lotes devem ser vistoriados in loco. Para os demais, as diferenças percentuais foram baixas, mostrando que a junção de técnicas SIG pode ser uma boa alternativa às vistorias in loco, reduzindo-se tempo, recursos humanos e financeiros. A Unidade Residencial Conectada (URC) foi equivalente a 172,46m², o que equivale a R$ 139,07 por ano para os lotes com essa medida de conectividade. Este valor equivale a R$0,81 por m², valor inferior aos praticados em nível internacional (que utilizam a AIT como base da cobrança). Na comparação com outras equações empíricas, os resultados foram mais próximos das equações de Laenen (1983), com uma diferença de 10%. Contudo, nenhuma relação direta pode ser ainda estabelecida entre ambos os métodos. Estas comparações mostraram que a AIDC não pode ser prevista com precisão a partir de relações empíricas existentes. Com o método de O&M proposto, todos os custos são recuperados. Já a outra parcela da taxa, o custo de investimento, cobre 79% dos custos. Para os lotes com algum tipo de ocupação, a taxa média de investimento é de R$ 2,68 por m² de área do lote, enquanto os lotes vagos possuem uma taxa média de R$ 0,88 por m² de área. O peso maior desta cobrança recai na parcela de investimento, sendo responsável por 94% do total da taxa. As taxas de investimento foram consideradas inacessíves (> 0,75% da renda mensal domiciliar). Para torna-las acessíveis, as ações do Plano de drenagem devem ser divididas em um período maior de execução, cobradas em momentos distintos ou ter um aporte inicial maior por parte do Poder Público. Nesta pesquisa considerou-se todas as ações em um único ano de execução. As taxas de O&M, em geral, mostraram-se acessíveis à população. Os gestores podem optar por aplicar apenas um tipo de cobrança, a depender do impacto financeiro aos contribuintes e de sua realidade local. A aplicação das duas parcelas de cobrança de uma taxa de drenagem mostraram-se factíveis, sendo a parcela de O&M com valores considerados acessíveis e de baixo custo, além do método ser considerado justo, enquanto a parcela de investimento precisa ser melhor planejada para ser também acessível. O método pode ser replicado para qualquer bacia hidrográfica, contribuindo na resolução dos problemas causados pela ausência de gestão financeira dos serviços de águas pluviais.Abstract: In this research, an urban stormwater management fee was developed to finance these services in watersheds. Urban stormwater is managed by municipal governments and, due to other priorities of the administration combined with growing budget restrictions, they end up being relegated by managers. A stormwater fee constitutes an instrument that provides financial and managerial independence of the sectors responsible for it, contributing for this service to be prioritized and applied. The proposed charge has two components, a fee for operation and maintenance (O&M) of the systems and a fee for investments in Stormwater Management Action Plan in the basin. For the O&M collection, the Equivalent Residential Unit (ERU) method was adapted, which is the main method used in the United States. The total impervious area (AIT) were replaced by Directly Connected Impervious Areas (AIDC). These areas are those that, in fact, drain into the public system, carrying pollution to the receiving waters. Thus, the billing considers the urban hydraulic connectivity at the basin level applied at the lot scale. There is no precise method for determining AIDC, and its study is one of the main gaps in hydrological science. Despite this, its use instead of the AIT, a parameter that is commonly used in stormwater fees, makes the collection fairer, because it uses the estimated volume that is demanded by the public system. The investment fee used, on the other hand, is an existing method: Tucci (2002). This method consists of an apportionment for the implementation of the Stormwater Management Action Plan. Both collections were simulated for the Córrego Grande hydrographic sub-basin, located in the city of Florianópolis/Santa Catarina. This basin has a large floating population created by the fast urbanization, exerting strong pressure on water resources. The O&M fee was simulated for all 474 lots connected to the public system and the AIDC was analyzed by occupancy strata, predicting similar hydrological behavior. The Public Power stratum was added, characterized by roads and sidewalks, also simulating a fee for this class. To estimate the AIDC, a combination of GIS techniques was performed, using Google Street View and Google Earth, and by on-site visitation to validate assumptions previously used in GIS. The final AIDC ratio composes an average estimated from the combination of both methods. As a result, it was observed that residential AIDCs decreased as the lot size increased, but the biggest contribution comes from roads and sidewalks with curbs, representing 32.8% of the total AIDC. The global average of the AIDC/AIT ratio for the study area corresponded to 51% with GIS techniques and 47% after field adjustments. The GIS method tended to overestimate AIDC by only 4%. The results denote that, for strata with few lots, all lots must be inspected in loco. For the others, the percentage differences were low, showing that the combination of GIS techniques can be a good alternative to on-site surveys, reducing time, human and financial resources. The Connected Residential Unit (URC) was equivalent to 172.46m², which is equivalent to R$ 139.07 per year for lots with this measure of connectivity. This value is equivalent to R$0.81 per m², a value lower than those practiced internationally (which use the AIT as the basis for charging). In comparison with other empirical equations, the results were closer to Laenen's (1983) equations, with a difference of 10%. However, no direct relationship can yet be established between both methods. These comparisons showed that AIDC cannot be accurately predicted from existing empirical relationships. With the proposed O&M method, all costs are recovered. The other portion of the fee, the investment cost, covers 79% of the costs. For lots with some type of occupation, the average investment fee is R$ 2.68 per m² of lot area, while vacant lots have an average rate of R$ 0.88 per m² of area. The greater weight of this charge falls on the investment portion, accounting for 94% of the total fee. Investment rates were considered unaffordable (> 0.75% of household monthly income). To make them accessible, the Stormwater Management Action Plan must be divided into a longer period of execution, charged at different times or have a greater initial contribution by the Public Power. In this research, a period of one year was considered for the execution of all the actions included in the plan. O&M fees, in general, were accessible to the population. Managers can choose to apply only one type of charge, depending on the financial impact on taxpayers and their local reality. The application of two installments of collection of a drainage fee proved to be feasible, with the O&M portion having values considered accessible and low cost, in addition to the method being considered fair. On the other hand, the investment portion needs to be better planned to become affordable. The method can be replicated for any river basin, contributing to the resolution of problems caused by the lack of financial management of stormwater services