Aula Hidrologia Urbana - Vazões de Enchentes e Métodos de Cálculo

Drenagem Prof Rui Gabriel Modesto de Souza 1 Aula 5 Hidrologia em drenagem urbana Vazões de Enchentes 2 Regulamentação Prefeitura de Belo Horizonte SUDECAP Superintendência de desenvolvimento da capital Procedimentos de Projeto 17 capítulos Cap 6 Hidrologia Cap 10 Drenagem Acesso Em atualização devido ao novo plano diretor e plano de drenagem urbana da pbh Parceria entre Fundação Christiano Ottoni UFMG 3 Vazões de Enchentes Classificação de Métodos para a Determinação de Vazões de Enchentes Fórmulas Empíricas Método Racional Método do Hidrograma Unitário Métodos Estatísticos Simulação Hidrológica por Modelos Hidrológicos ChuvaVazão SCS A escolha do método depende de vários fatores objetivo vazão de pico ou hidrograma os dados disponíveis a importância do projeto e suas consequências a superfície e as características da bacia 4 Vazões de Enchentes Método Racional Mulvaney 1847 Válido para área de até 5 km² Deverá ser usado na determinação das vazões para todo sistema de condução dos deflúvios pluviais oriundos da bacia hidrográfica excluídos os fundos de vales PBH 2017 PBH limita para área de até 1 km² 5 𝑄 𝐶 𝑖 𝐴 36 Q m³s Vazão de pico I mmh Intensidade média da precipitação de duração igual ao Tc A km² Área de contribuição C Coeficiente de escoamento ou de runoff Vazões de Enchentes Escolha do Coeficiente de Escoamento Superficial 𝐶 𝐷𝐸𝐹𝐿Ú𝑉𝐼𝑂 𝑃𝑅𝐸𝐶𝐼𝑃𝐼𝑇𝐴ÇÃ𝑂 𝑇𝑂𝑇𝐴𝐿 C em função da natureza da superfície da bacia declividade armazenamento em depressões grau de saturação e intensidade da precipitação Valores de referência na literatura 6 Vazões de Enchentes Escolha do Coeficiente de Escoamento Superficial Critério da PBH 𝐶 067 𝐶2 C2 conforme tabela de acordo com o zoneamento plano diretor ou A critério da consultoria e supervisão para projetos de drenagem em áreas restritas com uso eou ocupação específicos podem ser utilizados os valores de C específicos 7 Vazões de Enchentes Determinação da Intensidade da chuva Determinação do tempo de recorrência T Determinação do tempo de concentração tc Para áreas de drenagem de até 500 km2 e com características naturais sem parcelamentos e para loteamentos com sistema viário definido o tempo de concentração deve ser calculado pelas fórmulas de Kirpich ou do California Culverts Practice 𝑡𝑐 3989 𝐿077 𝑆0385 𝐾𝑖𝑟𝑝𝑖𝑐ℎ 𝑡𝑐 57 𝐿3 𝐻 0385 𝐶𝑎𝑙𝑖𝑓𝑜𝑟𝑛𝑖𝑎 𝐶𝑢𝑙𝑣𝑒𝑟𝑡𝑠 𝑃𝑟𝑎𝑐𝑡𝑖𝑐𝑒 Onde Tc min Tempo de concentração L km Comprimento do talvegue S mm Declividade do talvegue H m Diferença de cotas da seção de saída e o entrada 8 Vazões de Enchentes Determinação da Intensidade da chuva As intensidades deverão ser calculadas através da equação de chuvas intensas estabelecida com base nas relações intensidadeduraçãofrequência e de hietogramas típicos de distribuição temporal para as precipitações históricas da Região Expressão geral da equação é 𝑖𝑇𝑡𝑗 076542 𝐷07059 𝑃𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 05360 𝜇𝑇𝐷 Onde iTtj mmh Intensidade da precipitação D h Duração da precipitação igual ao Tc Panual mm Precipitação média anual μTt Quartil adimensional da frequência regional associado ao tempo de retorno T e a duração D tabelado 9 Vazões de Enchentes Determinação da Intensidade da chuva 𝑖𝑇𝑡𝑗 076542 𝐷07059 𝑃𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 05360 𝜇𝑇𝐷 Precipitação Média Anual A precipitação média anual a ser adotada nos estudos e projetos de microdrenagem no município de Belo Horizonte será de 1500 mm 10 Exercício 1 11 Calcular as intensidades de precipitação para Betim MG T 25 Anos Duração entre 05 e 10 h 𝑖𝑇𝑡𝑗 076542 𝐷07059 𝑃𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 05360 𝜇𝑇𝐷 Onde iTtj mmh Intensidade da precipitação D h Duração da precipitação igual ao Tc Panual mm Precipitação média anual μTD Quartil adimensional da frequência regional associado ao tempo de retorno T e a duração D tabelado Duração Quantil i P h uTD mmh mm 05 10 15 20 25 30 40 50 60 80 100 Vazões de Enchentes Resumo Método Racional Definição do tempo de retorno T Determinação do tempo de concentração tc Determinação da intensidade IDF Determinação do coeficiente C Limitações do Método Racional fornece somente a vazão de pico ou seja não fornece o hidrograma não leva em conta o armazenamento inicial c é constante no tempo e no espaço a relação chuvavazão é suposta linear a chuva é suposta homogênea sobre toda a bacia e constante no tempo 12 𝑄 𝐶 𝑖 𝐴 36 Q m³s Vazão de pico I mmh Intensidade média da precipitação de duração igual ao Tc A km² Área de contribuição C Coeficiente de escoamento ou de runoff Exercício 2 13 Empregando o método racional calcular a vazão de dimensionamento de período de retorno 10 anos de um bueiro na seção indicada na figura abaixo Exercício 3 14 Determine a vazão de dimensionamento de uma canaleta de crista de um corte TR 25 anos cuja bacia hidrográfica de contribuição de 002 km2 possui área coberta por pequenas pastagens C 020 Sabese que o terreno dessa bacia possui declividade média igual a 1 e comprimento do curso dágua principal igual a 005 km Além disso a chuva válida para essa região é representada pela relação idf conforme apresentado a seguir i intensidade de precipitação mmh t duração da precipitação min T tempo de retorno anos PUC Minas Virtual