Drenagem Urbana - Projeto de Microdrenagem e Dimensionamento

DRENAGEM URBANA Aula 03 Profª MSc Vanessa Costa Santos Dpt de Construção Civil UEL vanessacostauelbr UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA UEL Centro de Tecnologia e Urbanismo Departamento de Construção Civil Projeto de Microdrenagem Urbana Dimensionamento Para desenvolver um projeto de drenagem se faz necessário conhecer Hidrologia Ciclo da água Bacia hidrográfica Escoamento superficial Tempo de concentração Período de retorno Intensidade frequência e duração da chuva Projeto de Microdrenagem Urbana Dimensionamento Para desenvolver um projeto de drenagem se faz necessário conhecer Dados do projeto Equações de chuva Método para obtenção de vazão de projeto Componentes do sistema de drenagem microbacias extensão da microbacia cotas do terreno Localização do empreendimento Perfil geológico obtido por sondagens para seleção do melhor traçado QUADRO 4 SISTEMA DE GALERIAS PROCEDIMENTOS DE CÁLCULO Identificação da bacia divisor de água numerações das ruas e cruzamentos Divisão em subbacias identificação e numeração das áreas de contribuições estabelecimento dos sentidos de escoamento nas sarjetas Capacidades das sarjetas cálculo das capacidades admissíveis e tempos de percurso Análise do escoamento superficial análise do escoamento ao longo do sistema viário composições de escoamentos Pontos críticos pontos baixos necessidades de galerias Rede de galerias alternativas de traçado Dimensionamento cálculo das vazões de projeto verificação das capacidades das sarjetas dimensionamento das galerias cálculo de cotas dos PVs Figuras plantas cortes PVs detalhes Fonte Pompéo 2001 p 44 Projeto de Microdrenagem Urbana Elementos de projeto Plantas Bacia hidrográfica 15000 ou 110000 Projeto de microdrenagem 11000 ou 12000 Levantamento planialtimétrico mudanças de direção e mudanças de greides das vias Cadastro redes existentes esgoto cabos telefônicos Urbanização situação atual e planejada mapeamento das áreas residenciais comerciais praças indústrias Densidade populacional e de ocupação Uso e ocupação do solo nas áreas não urbanizadas Macrodrenagem relação cota x descarga do local e levantamento topográfico Projeto de Microdrenagem Urbana Esquema de projeto Traçado da rede pluvial escala 12000 ou 11000 Indicar os divisores de bacia e as áreas contribuintes Setas para indicar o escoamento nas sarjetas Galerias pluviais se possível no centro da rua Sistema coletor pode ser em rede única recebendo contribuições das bocas de lobo de ambos passeios Solução é a mais econômica em função da largura e das condições da pavimentação Bocasdelobo utilizar critério de eficiência na condução das águas para as galerias ou poços Utilizadas em pontos baixos do sistema para evitar zonas mortas Poços de visita acesso para manutenção Utilizar em mudanças de seção direção eou declividade e nos entroncamentos Projeto de Microdrenagem Urbana Esquema de projeto Galerias circulares D30cm Na condição de projeto seção plena Velocidade de escoamento em função do material concreto 50V06ms condicionar a declividade Recobrimento mínimo de 1m Alinhamento das tubulações pela geratriz superior no caso de mudança de diâmetro Projeto de Microdrenagem Urbana Esquema de projeto Sistema que escoa as águas rapidamente Versus Sistema que escoa as águas lentamente Projeto de Microdrenagem Urbana Esquema de projeto Escoamento rápido das águas Galerias em toda bacia Galerias com alta declividade Velocidades elevadas Baixos tempos de concentração Aumentam as possibilidades de inundações a jusante Diâmetros menores Menor custo das galerias Maior custo de manutenção Descarrega as águas a jusante com rapidez Projeto de Microdrenagem Urbana Esquema de projeto Escoamento lento das águas Escoamento preferencial pela sarjeta Galerias com baixa declividade Velocidades baixas Maiores tempos de concentração Minoram as possibilidades de inundações a jusante Diâmetros maiores Maior custo das galerias Menor custo de manutenção Retarda e armazena na bacia as águas pluviais descarregando lentamente a jusante Projeto de Microdrenagem Urbana Esquema de projeto Drenagem somente por sarjetas e canais abertos implica em custos mais baixos de implantação e manutenção Uma solução de baixo custo de implantação poderá não oferecer a proteção adequada Relação custo benefício O barato pode sair caro Projeto de Microdrenagem Urbana Análise do escoamento superficial Dimensionamento dos equipamentos de microdrenagem depende das vazões captadas e consequentemente da chuva precipitada e das características da superfície por onde escoa a água Declividade Capacidade de infiltração Grau de impermeabilidade Pequenas bacias até 5km² utilizar o método racional 𝑸 𝑪 𝒊 𝑨 𝟑 𝟔 Q vazão pluvial m³s C coeficiente de escoamento superficial adimensional i intensidade média de precipitação mmh A área de drenagem à montante do ponto considerado km² Projeto de Microdrenagem Urbana Análise do escoamento superficial Coeficiente de escoamento superficial runoff Pode ser estimado através do balanço hídrico ou por fórmulas empíricas que levam em conta a capacidade de infiltração do solo a duração da chuva a natureza do terreno entre outros Equação de Horner 𝐶 0364 log𝑡 00042 𝑝 0145 t duração da chuva min p relação entre área impermeável e área total Projeto de Microdrenagem Urbana Análise do escoamento superficial Coeficiente de escoamento superficial runoff em função da área Projeto de Microdrenagem Urbana Análise do escoamento superficial Coeficiente de escoamento superficial runoff em função da superfície Projeto de Microdrenagem Urbana Análise do escoamento superficial Equações IDF IntensidadeDuraçãoFrequência Equação geral de processamento de séries históricas de pluviogramas relativos à chuvas intensas 𝑖 𝑘 𝑇𝑚 𝑡 𝑡0𝑛 i intensidade média de precipitação mmh t duração da chuva min T período de retorno ou recorrência anos K 𝑡0 m n parâmetros característicos locais Projeto de Microdrenagem Urbana Análise do escoamento superficial Curva IDF para Londrina conforme Fendrich 2011 p 11 𝑖 313256 𝑇0093 𝑡 300939 Projeto de Microdrenagem Urbana Análise do escoamento superficial Programa Pluvio da UFV Fornece os parâmetros k m 𝑡0 n No Pluvio as variáveis k a b c representam k m 𝑡0 c da equação 𝑖 𝑘 𝑇𝑚 𝑡 𝑡0𝑛 Projeto de Microdrenagem Urbana Análise do escoamento superficial Tempo de concentração Tempo em minutos que leva uma gota de água teórica para ir do ponto mais afastado da bacia até o ponto de concentração Ao longo desse caminho podem ocorrer escoamento direto à superfície e escoamento em canais 𝑡𝑐𝑖𝑗 𝑡𝑒𝑖 𝑡𝑝ij 𝑡𝑐 Tempo de concentração min 𝑡𝑒 Tempo de entrada min 𝑡𝑝 Tempo de percurso min Projeto de Microdrenagem Urbana Análise do escoamento superficial Tempo de entrada fórmula de KerbyHathaway De 5 a 20min Fórmula empírica 𝑡𝑒𝑖 2187𝑛𝐿 𝐼 0467 𝑡𝑒 Tempo de entrada minL distância m I declividade média mm n coeficiente relativo à natureza do terreno Projeto de Microdrenagem Urbana Análise do escoamento superficial Tempo de percurso 𝑡𝑝𝑖𝑗 𝐿 60 𝑉0 𝑡𝑝 Tempo de percursomin 𝑄0 Vazão de descarga m³s L distância m z declividade transversal I declividade média mm n coeficiente de rugosidade de Manning Projeto de Microdrenagem Urbana Análise do escoamento superficial Tempo de percurso 𝑡𝑝𝑖𝑗 𝐿 60 𝑉0 𝑡𝑝 Tempo de percursomin 𝑄0 Vazão de descarga m³s L distância m z declividade transversal I declividade média mm n coeficiente de rugosidade de Manning Projeto de Microdrenagem Urbana Análise do escoamento superficial Período de retorno Tempo de retorno recorrência utilizado em microdrenagem varia de 2 a 10 anos Fonte DAEECETESB 1980 apud CARDOSO 1990 Projeto de Microdrenagem Urbana Exemplo profº Pompêo DADOS Considerar quadra com 80m Coeficiente de deflúvio de C 060 Vias secundárias possuem largura de 10m e declividade transversal z 48 Coeficiente de rugosidade de Manning n 0015 Tempo de entrada inicial 𝑡𝑒 10𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠 Lâmina dágua admissível até a crista do pavimento das ruas Período de retorno T 4 anos Equação de chuvas intensas de Florianópolis Projeto de Microdrenagem Urbana Exemplo Pompêo Identificação da bacia e divisão em subbacias Destacar a bacia como unidade hidrológica através da delimitação de seus divisores Identificar ruas cruzamentos e áreas de contribuição Subdivisão de quarteirões em áreas de contribuição Fonte Pompêo 2001 p 44 600 800 1000 Análise do escoamento superficial 900 3 1 2 4 5 400 Analisando trechos 12 34 13 24 35 3 1 2 4 Analisando trechos 12 escoamento na via de 1 para 2 34 escoamento na via de 4 para 3 13 escoamento na via de 1 para 3 24 escoamento na via de 4 para 2 35 escoamento na via de 3 para 5 600 800 1000 Análise do escoamento superficial 900 5 400 3 1 2 4 Analisando as áreas de contribuição para cada nó Nó 1 inicial Nó 2 Nó 3 Nó 4 inicial Nó 5 600 800 1000 Análise do escoamento superficial 900 A1 A2 A3 A4 5 400 A5 3 1 2 4 Analisando as áreas de contribuição para cada nó Nó 1 inicial Nó 2 recebe contribuição de A1 A3 Nó 3 cego recebe contribuição de A2 A4 e A5 Nó 4 inicial Nó 5 recebe contribuição de A5 600 800 1000 Análise do escoamento superficial 900 A1 A2 A3 A4 5 400 A5 3 1 2 4 Analisando os nós a montante que contribuem Nó 1 inicial Nó 2 não recebe contribuição de nó Nó 3 não recebe contribuição de nó Nó 4 inicial Nó 5 recebe contribuição de nó 3 600 800 1000 Análise do escoamento superficial 900 A1 A2 A3 A4 5 400 A5 Fonte Pompéo 2001 Fonte Pompéo 2001 Nós Iniciais Nós Cegos Galerias RUA 1 RUA 2 RUA 3 RUA 4 RUA 10 RUA 9 RUA 8 RUA 7 RUA 6 RUA 5 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A18 A19 A20 A21 A22 A23 A24 A25 A26 A27 A28 A29 A30 0 50 100m NÓ ÁREAS DIRETAMENTE CONTRIBUINTES A1 NÓS CONTRIBUINTES À MONTANTE A2 TEMPO DE CONCENTRAÇÃO OBSERVAÇÕES GALERIAS CONTRIB UINTES A1 Km2 A2 Km2 A1A2 Km2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Observar topografia do terreno ao estabelecer os nós contribuintes à montante NÓ ÁREAS DIRETAMENTE CONTRIBUINTES A1 NÓS CONTRIBUINTES À MONTANTE A2 OBSERVAÇÕES 1 Nó inicial 2 A1A2 3 A3 4 A4 5 Nó inicial 6 A5 7 A6 A10 26 8 A7 A11 A12 A16 39 nó cego 9 A8 A13 A17 410 10 A9 11 Nó inicial 12 A14 A18 13 A15 A19 A20 A24 714 nó cego 14 A21 A25 15 15 A26 16 A22 17 A23 A27 A28 121618 nó cego 18 A29 19 19 A30 20 Nó inicial Composição das contribuições do escoamento aos nós O tempo de concentração em um nó é o tempo que o escoamento leva para chegar a ele pelo caminho mais distante valor máximo NÓ TEMPO DE CONCENTRAÇÃO OBSERVAÇÕES 1 Nó inicial 2 te12 te32 3 te43 4 te54 5 Nó inicial 6 te16 7 tc2tp27 tc6tc67 8 tc3tp38 te78tc9tp98 te148 nó cego 9 tc4tp49 tc10tp109 te159 10 te510 11 Nó inicial 12 te612 te1112 13 tc7tp713 te1213 te 1813 tc14tp1413 nó cego 14 tc15tp1514 te1914 15 te2015 16 te1116 17 tc12tp1217 tc16tp1617 tc18tp1817 nó cego 18 tc19tp1918 19 te2019 20 Nó inicial Análise dos tempos de concentração Composição das contribuições do escoamento e galerias obrigatórias NÓ ÁREAS DIRETAMENTE CONTRIBUINTES A1 NÓS CONTRIBUINTES À MONTANTE A2 TEMPO DE CONCENTRAÇÃO GALERIAS CONTRIBUINTES 1 2 A1A2 te12 te32 3 A3 te43 4 A4 te54 5 6 A5 te16 7 A6 A10 26 tc2tp27 tc6tp67 8 A7 A11 A12 A16 39 tc3tp38 te78tc9tp98 te148 9 A8 A13 A17 410 tc4tp49 tc10tp109 te159 10 A9 te510 11 12 A14 A18 te612 te1112 13 A15 A19 A20 A24 714 tc7tp713 te1213 te 1813 tc14tp1413 1413 14 A21 A25 15 tc15tp1514 te1914 814 15 A26 te2015 16 A22 te1116 17 A23 A27 A28 121618 tc12tp1217 tc16tp1617 tc18tp1817 1817 18 A29 19 tc19tp1918 1318 19 A30 te2019 20 NÓ ÁREAS DIRETAMENTE CONTRIBUINTES A1 NÓS CONTRIBUINTES À MONTANTE A2 A1 Km² A2 Km² A1A2 Km² 1 0 2 A1A2 00081 00081 3 A3 000405 000405 4 A4 000405 000405 5 0 6 A5 000405 000405 7 A6 A10 26 00081 001215 002025 8 A7 A11 A12 A16 39 00162 00243 00405 9 A8 A13 A17 410 001215 00081 002025 10 A9 000405 000405 11 0 12 A14 A18 00081 00081 13 A15 A19 A20 A24 714g 00162 00729 00891 14 A21 A25 158g 00081 004455 005265 15 A26 000405 000405 16 A22 000405 000405 17 A23 A27 A28 121618g 001215 010935 01215 18 A29 1913g 000405 009315 00972 19 A30 000405 000405 20 Valor das áreas de contribuição A2km² é igual a soma das áreas que contribuem diretamente e das áreas dos nós a montante que também contribuem Índice g indica presença de galeria REFERÊNCIAS TUCCI CEM PORTO RL BARROS MT Drenagem Urbana Porto Alegre ABRHEditora da UnivesidadeUFRGS 1995 DAEECETESB Drenagem Urbana Manual de Projeto São Paulo 2ed DAEECETESB 1980 FENDRICH R Chuvas intensas para obras de drenagem no estado do Paraná Curitiba 3ed Ampliada 2011 POMPÊO C A Notas de aula em Sistemas Urbanos de Microdrenagem Florianópolis 2001