Slide - Microdrenagem - 2024-1

Microdrenagem Subsistema da drenagem urbana destinado a coletar as águas logo após sua precipitação na área urbana. Visa evitar pontos de acúmulo e alagamento e garantir a segurança e conforto durante as chuvas. Normalmente controla precipitações de pequeno período de retorno (2 a 10 anos). Microdrenagem Objetivos: ○ coletar de águas pluviais das vias públicas ○ retirar águas de chuva dos pavimentos das vias públicas Finalidades: ○ impedir alagamentos localizados ○ oferecer segurança ○ reduzir danos Partes Constitutivas • Pavimento da via • Sarjetas • Sarjetões • Bocas-de-lobo • Tubos de ligação • Poço de Visita • Galerias • Canais • Condutos forçados • Estações de bombeamento • Técnicas compensatórias/alternativas (trincheira, poço de infiltração, biofiltros, reservatórios) Sistema de microdrenagem (com sarjeta, galeria) Planta de quadras urbanas Poço de visita Boca de lobo Galeria pluvial IE Cinza Pavimento sarjeta Galeria Acelera Canal pavimentado Retarda IE verde Tecnicas compensatórias (canal gramado, Vala, biofiltro...) Remove calçada boca de lobo sarjeta conduto de ligação pavimento da rua poço de visita galeria guia calcada • Escoamento nas sarjetas Calçada Largura da faixa de inundação Calçada . Funções da sarjeta Evitar inundação do pavimento; Escoar águas de chuva do pavimento das vias públicas e descargas de coletores pluviais das edificações; Possibilitar que o escoamento seja direcionado à boca de lobo ou ao sistema de infiltração. Segurança de pedestres e veículos; Relação com inundações máximas nos pavimentos das vias; Orientação para necessidade de colocação de pontos de captação de escoamento em bocas de lobo ou outras estruturas para retirada da água. Normalmente tem uma seção padrão definida pelo município, e só se usa outra seção caso a definida fique muito abaixo da necessidade. (Alto escoamento, ex. trechos da Beira Mar em Floripa) Tipo Secundária Principal Avenida Expressa função tráfego local coletar e distribuir o tráfego trânsito rápido e desimpedido através da cidade limitação de fluxos no perímetro urbano faixas de trânsito duas duas a quatro quatro a seis faixas quatro a seis faixas estacionamento sim nem sempre não é permitido acostamento sinalizado sinalização placas placas e semáforos placas e semáforos placas velocidade máxima 30 a 40 Km/h 40 a 60 Km/h 60 Km/h 80 Km/h inundação máxima até a crista da rua preservar uma faixa de trânsito preservar uma faixa de trânsito em cada direção nenhuma ou somente na largura da sarjeta Rua e Sarjeta Boca-de-lobo de guia Sem depressão Com depressão Boca-de-lobo com grelha Sem depressão Com depressão Boca-de-lobo combinada Sem depressão Com depressão Boca-de-lobo com grade Leito da via Guia Calçada Ferro fundido Tubos de concreto ou manilhas Boca-de-lobo com entrada pela guia Calçada Ferro fundido Guia Leito da via Tubos de concreto ou manilhas CAIXA DE RALO PLANTA CORTE B-B MEIO-FIO TAMPÃO PAVIMENTO AREIA CONCRETO 1:3:6 CONCRETO MAGRO CORTE C-C TIJOLO MACIÇO ARGAMASSA CIMENTO E AREIA #40 BOCA DE LOBO PAVIMENTAÇÃO SARJETA TAMPÃO TIPO BARBARA DE 70kg CALÇADA ARGAMASSA ALVENARIA 40 MEIO-FIO CALÇADA 40 80 50 15 22,5 22,5 80 100 22,5 22,5 2,5 80 20 20 20 20 2,5 2,5 • DISPOSITIVOS DE DRENAGEM URBANA • Bocas de lobo Dispositivos colocados em pontos convenientes nas sarjetas, com a finalidade de captar as águas veiculadas por elas, conduzindo-as às galerias. Colocação:  em ambos os lados da rua, quando a saturação da sarjeta o requerer;  nos pontos baixos das quadras;  nas esquinas, em pontos pouco a montante de cada faixa de cruzamento usada pelos pedestres, não sendo conveniente sua localização junto a vértice de interseção das sarjetas de ruas convergentes, pois os pedestres para cruzarem a rua teriam que saltar a corrente num trecho de máxima vazão superficial . Boca de lobo Colocação recomendada Colocação recomendada não Em geral, adota-se a distância máxima de 40 m entre duas bocas de lobo Critérios para a localização das bocas de lobo •Colocar tantas bocas de lobo quantas forem necessárias para eliminar o excesso de água nas sarjetas •no início da galeria coloca-se o número de bocas de lobo necessárias para captar toda a água superficial •nº máximo de bocas de lobo interligadas: 4 •sempre que possível evitar o uso de sarjetões, captando toda a água à montante do cruzamento • Poços de Visita Tem a função primordial de permitir o acesso à canalização para limpeza e inspeção. Devem ser colocados:  nas cabeceiras dos coletores  nas mudanças de direção  nas mudanças de declividade  nas mudanças de seção  nas mudanças de material  na confluência de coletores  nos alinhamentos retos em intervalos não superiores a 100m Poço de Visita SITUAÇÃO Rua A Rua B nivel do piso externo tampão chaminé peça de transição degraus balão calha de concordância ≥ 0,40 m galeria base de apoio POÇO DE VISITA—PROFUNDIDADE ATÉ 2,00 m PLANTA S/ESC. TAMPÃO CORTE A-A S/ESC. TAMPÃO F.F. F.F TIPO PESADO ESCADA DE MARINHEIRO DEGRAUS A CADA 30 ARGAMASSA CONCRETO OU ALVENARIA DE BLOCO DE CONCRETO VAR. MÁX. 2,00 m DETALHE DO FUNDO S/ESC. D A B 0,40 1,10 1,10 0,50 1,10 1,10 0,60 1,10 1,10 0,70 1,20 1,20 0,80 1,30 1,30 0,90 1,40 1,40 1,00 1,50 1,50 1,20 1,70 2,00 1,50 2,00 2,00 CASO D> A OU B, ADOTAR O MAIOR DELES POÇO DE VISITA - PROFUNDIDADE ATÉ 2,00 m PLANTA S/ESC. CORTE A-A S/ESC. ESCADA DE MARINHEIRO DEGRAUS A CADA 30 ARGAMASSA DETALHE DO FUNDO S/ESC. CONCRETO OU ALVENARIA DE BLOCO DE CONCRETO TAMPÃO Fa Fa TIPO PESADO VAR. MÁX. 2,00 m D A B 0,40 1,10 1,10 0,50 1,10 1,10 0,60 1,50 1,10 0,70 1,75 1,30 0,80 2,00 1,50 0,90 2,00 1,75 1,00 2,00 2,00 1,20 2,50 2,00 1,50 2,50 2,20 CASO D + D1 ADOTAR O MAIOR DELES POÇO DE VISITA - PROFUNDIDADE SUPERIOR A 2,00 m PLANTA S/ESC. CORTE A-A S/ESC. ESCADA DE MARINHEIRO DEGRAUS A CADA 30 ARGAMASSA DETALHE DO FUNDO S/ESC. CONCRETO OU ALVENARIA DE BLOCO DE CONCRETO TAMPÃO Fa Fa TIPO PESADO ANÉIS DE CONCRETO PRÉ-MOLDADOS H (m) h1 (m) h2 (m) < 2,80 VARIÁVEL 2,00 > 2,80 0,80 VARIÁVEL D A B 0,40 1,10 1,10 0,50 1,10 1,10 0,60 1,10 1,10 0,70 1,20 1,20 0,80 1,30 1,30 0,90 1,40 1,40 1,00 1,50 1,50 1,20 1,70 2,00 1,50 2,00 2,00 CASO D + D1 ADOTAR O MAIOR DELES POÇO DE VISITA - PROFUNDIDADE SUPERIOR A 2,00 m PLANTA S/ESC. CORTE A-A S/ESC. ESCADA DE MARINHEIRO DEGRAUS A CADA 30 ARGAMASSA DETALHE DO FUNDO S/ESC. CONCRETO OU ALVENARIA DE BLOCO DE CONCRETO TAMPÃO Fa Fa TIPO PESADO ANÉIS DE CONCRETO PRÉ-MOLDADOS 2º CASO H (m) h1 (m) h2 (m) < 2,80 VARIÁVEL 2,00 > 2,80 0,80 VARIÁVEL D A B 0,40 1,10 1,10 0,50 1,10 1,10 0,60 1,50 1,10 0,70 1,75 1,30 0,80 2,00 1,50 0,90 2,00 1,75 1,00 2,00 2,00 1,20 2,50 2,00 1,50 2,50 2,20 CASO D + D1 ADOTAR O MAIOR DELES Galerias Alinhamento dos condutos Estudo da situação nos P.V. Q ralos h1 h2 I = cte h1 h2 O remanso poderá ocasionar V < 1,00m/s ou encher o tubo ( >0.85), passando o escoamento de conduto livre para conduto forçado. Soluções: a) degrau para empatamento das linhas de energia I = cte h D 1 h1 2 b) aumento da declividade para jusante l > l h 1 2 h1 2 c) aumento de diâmetro D > D1 2 h Elaboração do Projeto Elementos para elaboração do projeto • Plantas topográficas de levantamento planialtimétrico cadastral da área em estudo ( escalas 1:500 ou 1:1000 ) e da bacia hidrográfica que a compreende ( escalas 1:2000 ou 1:5000 ), partindo de RN oficial, com curvas de nível espaçadas de 0,5m ou 1,00m, dependendo da topografia local. • Nivelamento geométrico logradouros não implantados: projeto de greide; logradouros já implantados: nivelamento de cotas de cruzamento de ruas, pontos notáveis, mudanças de declividade e cotas de soleiras, quando necessário. • Urbanização da área - dados gerais sobre urbanização e impermeabilização da área ( existente e de projeto); - porcentagem de ocupação dos lotes; - ocupação e recobrimento do solo nas áreas não urbanizadas da bacia. • Cadastro de redes • Curso d’água receptor - condições e níveis de água máximos do curso de água receptor das águas pluviais coletadas, obtidos nos órgãos competentes. Na inexistência dessas informações, utilizar levantamentos de campo, ainda que baseados em informações de moradores. Anteprojeto • Descrição da concepção do sistema • Delimitação das bacias e sub-bacias • Traçado do sistema de drenagem - Trechos existentes - Trechos propostos - Escoamento superficial ou em galeria • Interligação do sistema existente - Verificação da capacidade da rede a ser aproveitada e condições de funcionamento . Definição dos parâmetros de cálculo e pré-dimensionamento . Orçamento preliminar Projeto Executivo • Cálculo e verificação das seções, declividades, degraus e outros elementos de projeto • Projeto executivo dos componentes do sistema • Especificações de materiais e serviços • Quantitativos de serviços de obras e materiais • Orçamento Apresentação dos seguintes documentos ( mínimos ) para análise do projeto : • Planta de situação da área • Planta da bacia esgotada • Planta de situação da rede ( escala 1:500 ) • Greides e perfis horizontal 1:500 escalas vertical 1:50 Projeto técnico Planta do sistema de galerias: •Escala 1:2000 com curvas de nível de metro em metro •Cotas nos pontos onde foram projetados póços de visita determinadas por nivelamento geométrico •traçado das tubulações •bocas de lobo, poços de visita e caixas de ligação em cada trecho de galeria •número do trecho •cota do terreno e do fundo dos poços de visita •diâmetro e extensão •declividade (m/m) •profundidade a montante e a jusante Projeto técnico Perfil das galerias: •Escala: horizontal 1:1000 vertical: 1:100 •perfil do terreno (atual/proposto) •perfil da galeria •localização dos postos de visita •localização e identificação de interferências •nome das ruas •cotas do terreno e da galeria, profundidades, extensões, seções, declividade •características do terreno (quando disponíveis) CRITÉRIOS USUAIS EM PROJETOS DE MICRODENAGEM Etapas do Dimensionamento 1. sub-divisão da área e traçado; 2. determinação das vazões afluentes; 3. dimensionamento das galerias FIGURA 1 Rio "A" FIGURA 2 Rio "A" FIGURA 2 1 2 3 4 5 6 7 Rio "A" PV-1 PV-2 PV-3 PV-4 PV-5 PV-5.1 PV-6 PV-7 PV-8 PV-9 PV-9.1 PV-9.2 PV-10 PV-10.1 PV-10.2 • Cálculo das vazões EQUAÇÕES ADOTADAS No cálculo das vazões deverá ser adotada a expressão geral modificada do Método Racional Q = C i A Para microdrenagem TR = 2 a 10 anos Para macrodrenagem rios e canais : TR = 20 anos pontes e passarelas : TR = 50 anos T: tempo de retorno [anos] Tipos de obra | Padrões de ocupação | T [anos] Microdrenagem | residencial | 2 | comercial | 5 | aeroportos | 2-5 | comercial densa – vias principais | 5-10 Macrodrenagem | comerciais e residenciais | 50-100 | específicas | 500 Valores do coeficiente de escoamento superficial direto adotados pela Prefeitura do Municipio de São Paulo (P.S. Wilken, 1978). ZONAS Edificação muito densa: Partes centrais, densamente construídas de uma cidade com ruas e calçadas pavimentadas Edificação não muito densa: Partes adjacente ao centro, de menos densidade de habitações, mas com ruas e calçadas pavimentadas Edificações com poucas superfícies livres: Partes residenciais com construções cerradas, ruas pavimentadas Edificações com muitas superfícies livres: Partes residenciais com ruas macadamizadas ou pavimentadas Subúrbios com alguma edificação: Partes de arrabaldes e subúrbios com pequena densidade de construção Matas, parques e campos de esporte: Partes rurais, áreas verdes, superfícies arborizadas, parques ajardinados, campos de esporte sem pavimentação Relação entre impermeabilização e coeficiente de escoamento superficial • Dados referentes à utilização do terreno e à bacia afluente Coeficiente de urbanização ou impermeabilização ( AI) 1,00 -- rocha 0,80 -- áreas centrais ( densamente urbanizadas ) 0,70 -- áreas residenciais lotes ≥ 360 m2 e < 600 m2 0,60 -- áreas residenciais urbanas (menor densidade ) lotes ≥ 600m2 e suburbanas 0,40 -- áreas rurais 0,25 -- reservas, parques e jardins 0,15 -- mata densa Tempo de Concentração É o tempo que decorre desde o início da chuva, até que toda a bacia passe a contribuir para a seção considerada de uma determinada galeria. • tempo de concentração inicial a ) quando a área a montante não for urbanizada t c = t 1 + t 2 t1 = tempo de escoamento superficial, calculado pela fórmula de George Ribeiro t1= 16 L1 ( 1,05 – 0,2 p ) . ( 100 I 1 ) 0,04 t 1 : em minutos L 1 ; comprimento do talvegue principal, em km p : porcentagem, em decimal, da área da bacia coberta de vegetação I 1 : declividade média do talvegue principal = ∆ h L 1 t1 = tempo de entrada, igual a 5 min. b) quando a área a montante for urbanizada ou urbanizável, com divisor de águas a uma distância máxima de 60m, o tempo de concentração poderá ser retirado da tabela seguinte :  NATUREZA DA ÁREA A MONTANTE DECLIVIDADE DA SARJETA I  3% I 3% Área Urbana Densa 10 min 7 min Área Residencial 12 min 10 min Parques, Jardins, Campo 15 min 12 min Sarjeta • A capacidade de condução da rua ou sarjeta pode ser • calculada a partir de duas hipóteses: – água escoando por toda a calha da rua; – água escoando somente pelas sarjetas. Sarjeta I n z y Q o        375 8 / 3 ,0 1/4 / 4 3 ,0 958              z Q n I V Sarjeta Q0 = Q1 - Q2 + Q3 Calculada a capacidade teórica, multiplica-se o seu valor por um fator de redução que leva em consideração a possibilidade de obstrução das sarjetas por sedimentos. Declividade da sarjeta ( % ) Fator de redução até 5,0 0,50 6,0 0,40 8,0 0,27 10,0 0,20 Ex. Determinar a capacidade teórica de escoamento em uma sarjeta com largura de 53 cm, cujo escoamento inunda 98 cm da pista de rolamento. A declividade transversal da sarjeta é igual a 1:20 e a da pista de rolamento igual a 1:50. A declividade longitudinal da rua é igual a: a) 3,3% b) 9,4% Boca-de-lobo de guia Sem depressão Com depressão Boca-de-lobo com grelha Sem depressão Com depressão Boca-de-lobo combinada Sem depressão Com depressão Boca-de-lobo com grade Leito da via Guia Calçada Ferro fundido Tubos de concreto ou manilhas Boca-de-lobo com entrada pela guia Leito da via Guia Ferro fundido Calçada Tubos de concreto ou manilhas Boca de lobo • Grelha • y < 12 cm = vertedor • P – perímetro de escoamento • y  42 cm: orifício • A – área efetiva de abertura da grelha ,1 655. . 3/ 2 P y Q  ,2 91. . 1/ 2 A y Q  Boca de lobo Abertura na guia se y/h ≤ 1: operação como vertedor: vazão captada Q = 1,703Ly^(3/2) se y/h > 2: operação como orifício: vazão captada Q = 3,101Lh^(3/2)√(y/h) - 1/2 se 1 < y/h < 2: operação indefinida Fator de redução da capacidade de engolimento Ex. Em uma via em que se deseja escoamento apenas pela sarjeta, instalou-se uma com largura de 75 cm. A declividade transversal da sarjeta é 1:10 e a da pista de rolamento 1:50. A declividade do greide é de 3,2%, e há uma área contribuição de 0,7 ha e C = 0,80. Deseja-se colocar o menor número de bocas de lobo possível, por isso, foi estudado a colocação de bocas de lobo de abertura na guia e de grelha. A de grelha possui dimensões de 70 x 60, instalada um pouco afastada do meio fio. A boca de loco de abertura na guia apresenta comprimento de 60 cm com altura de 12 cm. Desconsiderando as possíveis reduções, quantas bocas de lobo seriam necessárias para cada tipo, e qual delas seria mais indicada para o local? CÁLCULO DAS GALERIAS • EQUAÇÕES ADOTADAS Poderá ser adotada qualquer fórmula do tipo de Chezy, Manning, Kuter, Bazin, sendo aconselhável a adoção de Manning. Nas galerias retangulares, o tirante máximo não deverá ser superior a 90% de sua altura. A lâmina de água em galerias circulares, deverá ficar 20% ≤ ≤ 80%. h D Galeria • \( \frac{h}{D} = 0,8 \) \[ D = \left( \frac{Q \cdot n}{0,30466 \cdot I^{0,5}} \right)^{\frac{3}{8}} \] • Galerias circulares diâmetros adotados: 0,40, 0,50, 0,60, 0,70, 0,80, 0,90, 1,00, 1,10, 1,20 e 1,50m ramais de boca de lobo: 0,40m Diâmetro de montante ≥ Diâmetro de jusante. • Galerias retangulares As dimensões mínimas das galerias retangulares são: 1,20 m de largura 1,60 m de altura As velocidades limites adotadas serão, no mínimo, de 1,0 m/s e no máximo: concreto : 4,5 m/s ferro fundido : 5,0 m/s fibro cimento : 3,0 m/s Para seções a céu aberto fundo e taludes em concreto Vmáx. = 4,0 m/s fundo em terra e taludes em concreto Vmáx. = 2,5 m/s fundo e taludes em terra Vmáx. = 1,8 m/s • Elaboração do Projeto A1 A2 A3 1 PV 2 PV 3 PV Q1 Q1 Q2 + 1 V 1 2 3 4 tc = 10 tc = 12 tc = 13 tc = 16 tc = 16 tc = 15 tc = 13 tc = 12 QA QB Q i TR tc C Área (ha) L Trecho L/s min anos mm/h Trec Acum Trec Méd (m) CTJ CCM CCJ PCM PCJ CVM CVJ CPV Vescav CTM cota do terreno de montante CTM cota do terreno de jusante CTJ cota do coletor de montante CCM cota do coletor de jusante CCJ Profundidade do coletor de montante PCM Profundidade do coletor de jusante PCJ Cota da vala de montante CVM Cota da vala de jusante CVJ Cota de fundo do Poço de visita CPV Volume de escavação no trecho Vescav tesc V A A/D 2 y/D Qn/D 8/3I 1/2 Dadot Dcal Igal I grei min m/s m² cm m/m m/m cm Ex 1. Dimensionar uma galeria entre o PV28 (Cota do terreno = 123,3 e o PV29 (Conta do terreno = 122,9), distantes de 75,4 m entre si. O PV28 recebe a contribuição de 3,7 ha (C = 0,56 e tc = 6,7 min). No trecho, a área contribuinte é igual a 0,34 ha e C = 0,67). Adotar a IDF de São José e TR = 10 anos. • Ex. 2. Para um determinado projeto de microdrenagem de uma área de contribuição, deparou-se com o cenário abaixo. Determine o diâmetro do trecho PV5 - PV6, a partir dos dados abaixo, sabendo-se que a declividade do greide é de 3,2%, o trecho intermediário apresenta área de 0,13 ha e C = 0,25. Utilize a equação IDF de Palhoça. Igal (%) TR (anos) tc (min) C Área (ha) L (m) Trecho Médio Trecho Acum Trecho 4,2 10 13,1 0,54 0,60 0,56 0,15 60 PV3-PV4 0,5 10 13,4 0,78 0,22 55 PV4-PV5 Atividade individual (27/06/2024 as 10h) . Um município está realizando um projeto executivo para a implantação de um sistema de microdrenagem (com TR = 5 anos) na região central. Em determinado ponto, constatou-se a convergência de dois divisores de água para um ponto mais baixo, onde se localiza o PV45. No trecho localizado a direta do PV, há uma área contribuinte de 2,3 ha (CMÉDIO = 0,62, tc = 9,2 min) e no trecho a esquerda, uma área de 0,88 ha (CMÉDIO = 0,82, tc = 5,3 min). Do PV 45, sai uma galeria em direção ao PV 46, em um trecho com 63 m, com uma área de contribuição de 0,1 ha e CMÉDIO = 0,70. Observa-se que o PV 46 possui uma cota do terreno de 127 m, enquanto o PV 45 apresenta 126,2 m. Considerando que seja adotada a declividade mínima de 0,5%, pede-se: • a) Qual o tempo de concentração que chega ao PV 46? • b) Qual as profundidades necessárias nos PV 45 e 46?