Projeto de Drenagem Urbana: Cálculo de Vazão e Coeficiente de Escoamento

PROJETO DE DRENAGEM URBANA VAZÃO DE DIMENSIONAMENTO Para o cálculo das vazões de dimensionamento das estruturas de drenagem será utilizado o Método Racional Q C x i x A sendo Q vazão m³s C coeficiente de escoamento superficial adimensional i intensidade de precipitação mmh A Área da Bacia km² Segundo Fendrich 2008 o uso do método Racional é restrito quando A intensidade da precipitação e a impermeabilidade das superfícies permanecem constante durante a chuva O tempo de duração da chuva que origina a vazão máxima é igual ao tempo de concentração da bacia hidrográfica A simplicidade de sua aplicação a facilidade do conhecimento e controle dos fatos s serem considerados tornam o Método Racional de uso bastante difundido no estudo de cheias em pequenas bacias hidrográficasAISSE 1991 p185 ou seja com áreas de 05 a 5 km² PROJETO DE DRENAGEM URBANA COEFICIENTE DE ESCOAMENTO SUPERFICIAL C A adoção do valor do escoamento superficial C para o projeto drenagem deve considerar O efeito da urbanização crescente A possibilidade de implantação de planos urbanísticos municipais A legislação local referente ao zoneamento uso e ocupação do solo da bacia hidrográfica Os valores de C tem como base as características das superfícies que incidem as precipitações pluviométricas PROJETO DE DRENAGEM URBANA COEFICIENTE DE ESCOAMENTO SUPERFICIAL C Wilken 1978 estabeleceu valores de C em função do tipo de cobertura do solo da Bacia Tipo de cobertura do solo da bacia C Superfície de telhados 070 095 Pavimentos 040 090 Vias macadamizadas saibro 025 060 Vias e passeios apedregulhados 015 030 Superfícies não pavimentadas quintais e lotes vazios 010 030 Matas e jardins gramados 005 025 PROJETO DE DRENAGEM URBANA COEFICIENTE DE ESCOAMENTO SUPERFICIAL C A Secretaria Técnica do Projeto Noroeste PR utilizava a fórmula abaixo para calcular o C de um determinado quarteirão C 09709Rp03Rnp015Aq A Onde T área de telhados Rp área de ruas pavimentadas Rnp área de ruas não pavimentadas Aq área de quintais A área de quarteirão PROJETO DE MICRODRENAGEM O projeto de um sistema de microdrenagem é composto por três conjuntos de cálculos Capacidade admissível das sarjetas Capacidade admissível das bocas de lobo Capacidade admissível das sistema de galerias pluviais PROJETO DE DRENAGEM URBANA COEFICIENTE DE ESCOAMENTO SUPERFICIAL C O coeficiente de escoamento superficial também pode ser calculado em função das características da área da bacia considerando área mista C área coberta x 08 área descoberta x 03 área coberta área descoberta Características da área da bacia c Área coberta e pavimentada 08 Área descoberta 03 PROJETO DE MICRODRENAGEM SARJETAS DEFINIÇÃO São canais em geral de secção transversal triangular situados nas laterais das ruas entre o leito viário e o passeio para pedestres Tem a função de coletar as águas de escoamento superficial e transportálas até às bocasdelobo As sarjetas são limitadas verticalmente pela guia de passeio e têm seu leito em concreto ou no mesmo material de revestimento da pista de rolamento Em vias públicas sem pavimentação é frequente a utilização de paralelépípedos na confecção do leito das sarjetas sendo neste caso conhecidas como linhas de água httpwwwdecufcgedubrsaneamentoDren04html PROJETO DE DRENAGEM URBANA INTENSIDADE PLUVIOMÉTRICA i A intensidade pluviométrica é determinada pela seguinte equação geral i K x TRm tc t0n i intensidade de precipitação máxima média mmh t tempo de duração da chuva min TR tempo de recorrência retornoanos K t0 m n parâmetros a determinar em função das estações pluviométricas Sendo i intensidade de precipitação máxima média mmh t tempo de duração da chuva min TR Tempo de recorrência retorno anos K t0 m n parâmetros a determinar em função das estações pluviométricas PROJETO DE MICRODRENAGEM SARJETAS CARACTERÍSTICA GERAIS OU PADRÃO A sarjeta padrão quando incorporada a uma guia devera ter no máximo 15 cm de profundidade e 60 cm de largura sendo a parte mais profunda adjacente a guia Profundidade máxima II 15 cm Lâmina de água máxima Y 15 cm Lâmina de água máxima para evitar o transbordamento Y0 15 cm Largura máxima W 60 cm Declividade mínima I 04 Velocidade mínima de escoamento Vmin 075 ms Velocidade máxima de escoamento Vmax 350 ms httpwwwdecufcgedubrsaneamentoDren04html PROJETO DE DRENAGEM URBANA INTENSIDADE PLUVIOMÉTRICA i PARA A CIDADE DE CURITIBA PODESE DETERMINAR A INTENSIDADE PLUVIOMÉTRICA ATRAVÉS DA SEGUINTES EQUAÇÕES i 5950 x TR0217 tc 26115 Prof Pedro V Parigot de Souza 1959 Estação UFPR i 572664 x TR0159 tc 411041 Prof Roberto Fendrich 2000 Estação PUC Prado Velho Fator de redução F determinado em função da declividade temse I 075F 08 Qadm 08 x 130 104 L s PROJETO DE DRENAGEM URBANA TEMPO DE RECORRÊNCIA OU RETORNO TR O tempo de recorrência utilizado no projeto de drenagem é adotado em função da importância na proteção contra enchentes No Estado do Paraná a SUDERHSA SUCEAM 1990 estabelece Tipo de Obra Estrutura Hidráulica TR anos MICRODRENAGEM Drenagem no perímetro urbano 2 3 Emissário em tubulações 3 5 MACRODRENAGEM Obras de extremidades 5 Canais 10 Bueiros vão de pontes em estradas e vias públicas 10 25 50 Obras de combate a erosão 10 100 Retificação e dragagem de canais 10 25 PROJETO DE DRENAGEM URBANA TEMPO DE RECORRÊNCIA OU RETORNO TR Manual de Drenagem de IAT Paraná Áreas urbanas Sistema Característica Intervalo anos Valor recomendad anos Microdrenagem Residencial 25 2 Comercial 25 2 Áreas de prédios públicos 210 2 Áreas comerciais e Avenidas 210 2 Aeroporto 510 5 Macrodrenagem 1050 10 Zoneamento de áreas ribeirinhas 5100 50 limite da área de regulamentação PROJETO DE DRENAGEM URBANA TEMPO DE CONCENTRAÇÃO tc O tempo de concentração de uma bacia hidrográfica é definido como o tempo gasto pela gota de chuva para deslocarse do ponto mais afastado da bacia até o seu exutório tc 57 x L3 H0385 Fórmula do Departamento de Estradas da Califórnia EUA tc tempo de concentração da bacia min L extensão do talvegue principal desde o ponto mais afastado até o exutório da bacia km H diferença de cotas topográficas entre o ponto mais afastado até o exutório da bacia m PROJETO DE DRENAGEM URBANA TEMPO DE CONCENTRAÇÃO tc O tempo de concentração de uma bacia hidrográfica também pode ser determinado tc ti tp ti tempo de entrada em um conduto min tp tempo de percurso nos segmentos considerados min O tempo de entrada é o tempo decorrido a partir do inicio da chuva até a formação do escoamento superficial e a sua entrada no conduto Este termo é variável e depende da declividade e das características da área de drenagem Em área urbanizadas situase na faixa de 5 a 15 minutos c na falta de dados para a sua obtenção adotase como valor de entrada igual a 10 min PROJETO DE DRENAGEM URBANA TEMPO DE CONCENTRAÇÃO tc A individualização da bacia contribuinte é feita pelo traçado em planta topográfica das linhas dos divisores de água espigões e dos fundos de vale talvegues PROJETO DE DRENAGEM URBANA ÁREA CONTRIBUINTE As plantas topográficas devem ter altimetria na escalas adequadas Para Bacias urbanas as mais adequadas são 15000 com curvas de nível de 5 em 5 m Projetos mais detalhados escala de 12000 com curvas de nível de 1 cm 1m PROJETO DE MICRODRENAGEM Bidone e Tucci 1995 definem a microdrenagem urbana como o sistema de condutos pluviais a nível de loteamento ou de rede primária urbana formado por MICRODRENAGEM VIAS PÚBLICAS MEIOFIOS POÇO DE VISITA CAIXAS DE PASSAGEM BOCASDELOBO SARJETAS SARJETÕES GALERIAS PROJETO DE MICRODRENAGEM O Sistema de microdrenagem a ser projetado para as vias públicas depende da sua classe de uso e do seu tipo de construção Para o projeto também deve ser considerada a Inundação Máxima Admissível para a condição da chuva inicial do projeto em função da classificação da vias PROJETO DE MICRODRENAGEM Classificação Características Vias Expressas e Vias Perimetrais Avenidas Devem permitir um trânsito rápido e relativamente desimpedido através de uma cidade Podem ter de quatro a seis faixas de trânsito sendo que geralmente não é permitido o estacionamento ao longo do meio fio Têm função de limitar o perímetro urbano quanto aos diferentes fluxos de veículos promovendo a ligação entre os acessos rodoviários e a malha viária urbana propriamente dita Devem permitir um trânsito rápido e desimpedido através ou em torno de uma cidade possuindo acessos controlados para entrada e saída Podem ter até oito faixas de tráfego porém não é permitido o estacionamento ao longo do meio fio PROJETO DE MICRODRENAGEM Classificação Inundação Máxima Ruas Secundárias ou Vias Tributárias Sem transbordamento sobre a guia O escoamento pode atingir até a calçada da rua Rua Principal ou Vias Coletoras Sem transbordamento sobre a guia O escoamento deve preservar pelo menos uma faixa de trânsito livre Avenidas Sem transbordamento sobre a guia O escoamento deve preservar pelo menos uma faixa de trânsito livre em cada direção Vias Expressas e Vias Perimetrais Nenhuma inundaçao é permitida em qualquer faixa de trânsito PROJETO DE MICRODRENAGEM Para a elaboração de projetos de vias públicas devese observar alguns parâmetros limites e usuais como PROJETO DE MICRODRENAGEM MEIO FIO Meiofios são blocos de concreto ou de pedra situados entre a via pública e o passeio com sua face superior nivelada com o passeio formando uma faixa paralela ao eixo da via pública PROJETO DE MICRODRENAGEM POÇO DE VISITA DEFINIÇÃO São dispositivos colocados em pontos convenientes do sistema para permitir sua manutenção É uma câmara visitável por meio de uma abertura existente na sua parte superior ao nível do terreno destinado a permitir a reunião de dois ou mais trechos consecutivos e a execução dos trabalhos de manutenção nos trechos a ele ligados PROJETO DE MICRODRENAGEM POÇO DE VISITA FUNÇÃO Os poços de visita têm a função primordial de permitir o acesso à canalização para limpeza e inspeção bem como direcionar o fluxo no encontro de duas ou mais tubulações PROJETO DE MICRODRENAGEM POÇO DE VISITA LOCALIZAÇÃO A colocação dos poços de visita deve atender à necessidade de visita nas cabeceiras dos coletores nas mudanças de direção nas mudanças de declividade nas mudanças de seção nas mudanças de material na confluência de coletores PROJETO DE MICRODRENAGEM POÇO DE VISITA AFASTAMENTO O afastamento entre poços de visita consecutivos deve ser o máximo possível por critérios econômicos DAEECETESB 1980 recomendam espaçamento máximo para os poços de visita conforme tabela abaixo DIÂMETRO DA TUBULAÇÃO mm ESPAÇAMENTO MÁXIMO m 300 120 500 900 150 1000 ou mais 180 PROJETO DE MICRODRENAGEM POÇO DE VISITA PROJETO DE MICRODRENAGEM CAIXA DE LIGAÇÃO OU DE PASSAGEM DEFINIÇÃO Quando é necessária a construção de bocasdelobo intermediárias ou para evitar que mais de quatro tubulações cheguem em um determinado poço de visita utilizamse as chamadas caixas de ligação A diferença entre as caixas de ligação e os poços de visita é que as caixas não são visitáveis