Manual_de_Drenagem_Teresina

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PREFEITURA MUNICIPAL DE TERESINA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 PLANO DIRETOR DE DRENAGEM URBANA DE TERESINA 
 MANUAL DE DRENAGEM 
 
 
 
V
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MAIO/2011 
 
 I 
SUMÁRIO 
APRESENTAÇÃO ........................................................................................................................... V 
LISTA DE FIGURAS ...................................................................................................................... VII 
LISTA DE TABELAS ........................................................................................................................ X 
LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS .............................................................................................. XII 
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................... 1 
1.1 CONTEÚDO DO MANUAL ..................................................................................................... 1 
2 INTRODUÇÃO GERAL AOS PRINCÍPIOS DA DRENAGEM PLUVIAL URBANA .................. 3 
2.1 PROCESSOS HIDROLÓGICOS E A URBANIZAÇÃO ........................................................................ 3 
2.1.1 Ciclo hidrológico ................................................................................................... 3 
2.1.2 Impactos da urbanização ..................................................................................... 4 
2.2 GÊNESE DAS INUNDAÇÕES ................................................................................................... 6 
2.2.1 Inundações ribeirinhas .......................................................................................... 7 
2.2.2 Inundações urbanas .............................................................................................. 8 
2.3 PRINCÍPIOS PARA O DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DOS SISTEMAS DE DRENAGEM PLUVIAL ........ 9 
2.4 ALTERNATIVAS PARA A GESTÃO DO ESCOAMENTO PLUVIAL URBANO ......................................... 12 
2.5 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DAS MEDIDAS DE CONTROLE ESTRUTURAIS ............................... 12 
2.5.1 Armazenamento ................................................................................................. 12 
2.5.2 Infiltração ........................................................................................................... 14 
2.5.3 Canalização/Ampliação ...................................................................................... 14 
2.6 CRITÉRIOS DE PROJETO...................................................................................................... 18 
2.6.1 Riscos .................................................................................................................. 18 
2.6.2 Chuva de projeto ................................................................................................. 21 
2.6.3 Tempo de concentração ..................................................................................... 26 
 II 
2.6.4 Cenários de planejamento .................................................................................. 30 
2.6.5 Escalas de projeto (fonte, microdrenagem e macrodrenagem) ......................... 32 
3 TÉCNICAS PARA O CONTROLE DE INUNDAÇÕES RIBEIRINHAS .................................. 34 
3.1 PREVISÃO DAS INUNDAÇÕES .............................................................................................. 34 
3.2 PREDIÇÃO DE CHEIA .......................................................................................................... 36 
3.3 MEDIDAS DE CONTROLE .................................................................................................... 37 
3.3.1 Medidas estruturais ............................................................................................ 38 
3.3.1.1 Medidas extensivas .................................................................................................... 39 
3.3.1.2 Medidas intensivas ..................................................................................................... 39 
3.3.2 Medidas não estruturais ..................................................................................... 42 
4 TÉCNICAS PARA O CONTROLE DE INUNDAÇÕES URBANAS ....................................... 50 
4.1 SISTEMAS DE DRENAGEM URBANA ...................................................................................... 50 
4.1.1 Higienista ............................................................................................................ 50 
4.1.2 Métodos compensatórios ................................................................................... 52 
4.1.3 Desenvolvimento urbano de baixo impacto ....................................................... 53 
4.2 MEDIDAS DE CONTROLE ESTRUTURAIS ................................................................................. 56 
4.2.1 Na fonte .............................................................................................................. 57 
4.2.1.1 Preparo do Solo .................................................................................................. 57 
4.2.1.2 Biorretenção ....................................................................................................... 58 
4.2.1.3 Telhado Verde ..................................................................................................... 59 
4.2.1.4 Pavimentos permeáveis ...................................................................................... 59 
4.2.1.5 Captação e aproveitamento de água da chuva .................................................. 62 
4.2.1.6 Trincheira de infiltração ...................................................................................... 63 
4.2.1.7 Bacias de infiltração ........................................................................................... 64 
4.2.1.8 Valos de infiltração ............................................................................................. 65 
 
 
 III 
4.2.1.9 Poço de infiltração .............................................................................................. 67 
4.2.1.10 Manta de infiltração ........................................................................................... 68 
4.2.1.11 Microrreservatórios ............................................................................................ 69 
4.2.2 Na microdrenagem ............................................................................................. 71 
4.2.2.1 Bacias ou reservatórios de detenção .................................................................. 72 
4.2.2.2 Canalização (transporte) .................................................................................... 77 
4.2.3 Na macrodrenagem ............................................................................................ 78 
4.2.3.1 Bacias ou reservatórios de detenção .................................................................. 79 
4.2.3.2 Canalização (transporte) .................................................................................... 79 
4.3 MEDIDAS DE CONTROLE NÃO ESTRUTURAIS .......................................................................... 80 
5 TÉCNICAS DE DIMENSIONAMENTO ......................................................................... 83 
5.1 REDES DE MICRODRENAGEM .............................................................................................. 83 
5.1.1 Dados necessários .............................................................................................. 83 
5.1.2 Configuração da drenagem ................................................................................ 84 
5.1.3 Critériospara o traçado da rede pluvial ............................................................. 85 
5.1.4 Componentes hidráulicos do sistema de redes de microdrenagem pluvial ........ 86 
5.1.5 Controle de escoamento utilizando estruturas de amortecimento .................... 87 
5.1.6 Disposição dos componentes .............................................................................. 90 
5.1.7 Determinação da vazão de projeto para rede de microdrenagem: Método 
Racional ............................................................................................................................ 92 
5.1.8 Dimensionamento hidráulico da rede de condutos ............................................ 95 
5.1.8.1 Capacidade de condução hidráulica de ruas e sarjetas ...................................... 95 
5.1.8.2 Bocas-de-Lobo .................................................................................................... 97 
5.1.8.3 Canalizações ..................................................................................................... 103 
5.2 REDES DE MACRODRENAGEM ........................................................................................... 110 
 
 
 IV 
5.2.1 Concepção de projeto ....................................................................................... 111 
5.2.2 Planejamento, dimensionamento e verificação ............................................... 113 
5.2.3 Modelagem hidrológica .................................................................................... 120 
5.2.4 Modelagem hidráulica ...................................................................................... 132 
5.2.4.1 Propagação em canais ou condutos ................................................................. 132 
5.2.4.2 Verificação da linha de energia em regime permanente ................................. 139 
5.3 ESTRUTURAS DE ARMAZENAMENTO .................................................................................. 156 
5.3.1 Concepção de projeto ....................................................................................... 156 
5.3.2 Reservatórios de microdrenagem e macrodrenagem ...................................... 159 
5.3.3 Reservatórios de lote ........................................................................................ 167 
5.4 ESTRUTURAS DE INFILTRAÇÃO .......................................................................................... 177 
5.4.1 Viabilidade de implantação .............................................................................. 177 
5.4.2 Estimativa dos parâmetros ............................................................................... 179 
5.4.3 Dimensionamento de pavimentos permeáveis e sistemas de infiltração em 
planos .......................................................................................................................... 186 
5.4.4 Dimensionamento de bacias, valos, poços e trincheiras de infiltração ............ 191 
5.4.5 Dimensionamento de valos de infiltração para funcionarem como canais ..... 193 
6 EQUIPE TÉCNICA.................................................................................................... 195 
6.1 EQUIPE CHAVE .............................................................................................................. 195 
6.2 EQUIPE DE APOIO TÉCNICO ............................................................................................. 195 
7 BIBLIOGRAFIA ....................................................................................................... 196 
 
 
 
 V 
APRESENTAÇÃO 
 
O Plano Diretor de Drenagem Urbana de Teresina, objeto do Contrato nº 04/2010, 
firmado entre a Prefeitura Municipal de Teresina – PMT, por intermédio da Secretaria 
Municipal de Planejamento e Coordenação – SEMPLAN, e a Concremat Engenharia e 
Tecnologia S. A., tem como finalidades principais, dentre outras: 1) a definição de diretrizes 
institucionais visando estabelecer condições de sustentabilidade para as políticas de 
drenagem urbana; 2) a caracterização das condições de funcionamento hidráulico das 
tubulações, galerias, canais a céu aberto, canais naturais, dispositivos de captação e conexão 
entre redes; e 3) as proposições, em nível de gestão, de obras de curto, médio e longo prazo 
necessárias ao equacionamento dos problemas encontrados na drenagem urbana de 
Teresina. 
Dentre os produtos do Plano Diretor de Drenagem Urbana de Teresina, encontram-se 
os Manuais Técnicos. A coleção de manuais, composta por três volumes, visa orientar 
projetistas e profissionais dos órgãos responsáveis pelo planejamento, implantação e 
gerenciamento dos sistemas de drenagem urbana. Os manuais previstos são: 
 Manual de atualização do cadastro do sistema de drenagem, incorporando 
medidas de manutenção e limpeza preventiva; 
 Manual de inspeção periódica do sistema de drenagem; 
 Manual de projeto indicando os critérios e metodologias a serem seguidos 
quando do projeto de novas intervenções, especialmente de obras hidráulicas 
de condução e detenção. 
O Manual de Projeto orientará quanto aos métodos de projeto e critérios 
construtivos, ficando a critério do projetista o seu uso. Os elementos que devem ser 
obedecidos no projeto e implantação são os da legislação pertinente e as normas de 
apresentação. Cabe ao projetista desenvolver seus projetos dentro do conhecimento 
existente sobre o assunto. 
 
 VI 
O Manual de Projeto corresponde ao volume 3, que tem o principal objetivo de dar a 
orientação aos projetistas e à PMT quanto a critérios de projeto e aspectos específicos da 
legislação de controle da drenagem urbana previstos no Plano Diretor de Drenagem Urbana 
de Teresina. 
O desenvolvimento deste manual foi baseado na experiência de cidades como Porto 
Alegre/RS, que desde 2002 possui um volume semelhante. Parte dos conceitos e 
metodologias aqui apresentadas foram extraídas do Manual disponibilizado no site da 
Prefeitura Municipal de Porto Alegre. Além deste volume, foi utilizado o material didático 
elaborado para o treinamento no curso de capacitação da Rede Nacional de Capacitação e 
Extensão Tecnológica em Saneamento Ambiental (RECESA) - Núcleo Regional Sul (Souza et 
al, 2007). 
Este manual deve ser constantemente atualizado, visto que existe um contínuo 
desenvolvimento de tecnologias e revisão de metodologias de dimensionamento. Além da 
consulta deste material, os projetistas deverão atender às especificações e sugestões que 
eventualmente a equipe da PMT possa fazer. 
 
 
 
Celso Silveira Queiroz 
Diretor do Projeto 
 
 
 
 
 VII 
 
LISTA DE FIGURAS 
Figura 2.1. Seção transversal de um rio mostrando o vale de inundação (Fonte: 
RECESA/Souza et al., 2007 ) ....................................................................................................... 8 
Figura 2.2. Hidrogramas típicos de pequenas áreas urbanas, onde o tempo de concentração 
é muito pequeno (Fonte: Manual de Drenagem de Porto Alegre) .......................................... 13 
Figura 2.3. Tempo de concentração em uma bacia hidrográfica. ........................................... 27 
Figura 3.1. Situação prévia e perspectiva da restauração do rio Cheonggyecheon (Seul, 
Coréia do Sul). .......................................................................................................................... 42 
Figura 3.2. Zoneamento de áreas inundáveis, sendo (1) a zona de passagem de cheia; (2) 
zona com restrições e; (3) zona de baixo risco (Fonte: Souza et al., 2007) ............................. 46 
Figura 4.1. Biorretenção. .......................................................................................................... 58 
Figura 4.2. Telhados Verdes. .................................................................................................... 60 
Figura 4.3. Pavimentos Permeáveis. ........................................................................................60 
Figura 4.4. Aproveitamento de água de chuva (Brasil, Austrália e E.U.A). .............................. 63 
Figura 4.5. Trincheira de infiltração (Manual de Drenagem de Porto Alegre). ....................... 64 
Figura 4.6. Bacia de infiltração (CIRIA, 1996). .......................................................................... 65 
Figura 4.7. Valo de infiltração (CIRIA, 1996). ........................................................................... 66 
Figura 4.8. Vista do valo de infiltração (Urbonas e Stahre, 1993). .......................................... 67 
Figura 4.9. Detalhe de um valo de infiltração com uma contenção (Urbonas e Stahre, 1993).
 .................................................................................................................................................. 67 
Figura 4.10. Poço de infiltração (CIRIA, 1996). ......................................................................... 68 
Figura 4.11. Manta de infiltração (Fonte: Manual de Drenagem de Porto Alegre) ................. 69 
Figura 4.12. Detenção na fonte (Fonte: Manual de Drenagem de Porto Alegre).................... 70 
Figura 4.13. Detenções na cidade de Porto Alegre. ................................................................. 72 
 
 
 VIII 
 
Figura 4.14. Sistema de drenagem com capacidade limitada na seção A e uso da detenção 
para amortecimento da vazão para volume superior a capacidade de escoamento em A 
(detenção off-line). (Fonte: Manual de Drenagem de Porto Alegre) ....................................... 74 
Figura 4.15. Detenção ao longo do sistema de drenagem (parcialmente on-line). Controle de 
saída limitado pela seção de jusante. (Fonte: Manual de Drenagem de Porto Alegre). ......... 74 
Figura 4.16. Hidrogramas de pré e pós-ocupação – on-line. ................................................... 75 
Figura 4.17. Hidrogramas de pré e pós-ocupação – off-line. ................................................... 76 
Figura 5.1. Alinhamento das canalizações de microdrenagem quando há mudança de 
diâmetro. .................................................................................................................................. 87 
Figura 5.2. Reservatórios de detenção e de detenção (Adaptado de Maidment, 1993). ....... 89 
Figura 5.3. Disposição dos sistemas da rede coletora de microdrenagem. ............................ 91 
Figura 5.4. Seção transversal de uma sarjeta. ......................................................................... 95 
Figura 5.5. Tipos de bocas-de-lobo (DAEE/CETESB, 1980). ...................................................... 98 
Figura 5.6. Capacidade de engolimento (DAEE/CETESB, 1980). .............................................. 99 
Figura 5.7. Capacidade de esgotamento das bocas-de-lobo com depressão de 5 cm em 
pontos baixos das sarjetas (DAEE/CETESB, 1980). ................................................................. 100 
Figura 5.8. Traçado da rede de microdrenagem pluvial. ....................................................... 104 
Figura 5.9. Delimitação das áreas de contribuição. ............................................................... 106 
Figura 5.10. A ocupação da bacia hidrográfica e suas consequências (Fonte: DEP/POA, 2002).
 ................................................................................................................................................ 112 
Figura 5.11. Planejamento de controle de bacia no primeiro estágio de urbanização. ........ 113 
Figura 5.12. Etapas do planejamento (Fonte: DEP/POA, 2002). ............................................ 116 
Figura 5.13. Hidrograma unitário triangular do SCS. ............................................................. 123 
Figura 5.14. Convolução do hidrograma unitário do SCS (Fonte: DEP/POA, 2002). .............. 125 
Figura 5.15. Variação dos parâmetros. .................................................................................. 134 
 
 
 IX 
 
Figura 5.16. Curva de precisão (Jones, 1981). ........................................................................ 134 
Figura 5.17. Determinação da linha de energia utilizando a equação de Bernoulli. ............. 140 
Figura 5.18. Esquema de expansão em condutos. ................................................................. 143 
Figura 5.19. Esquema de contração na rede de drenagem. .................................................. 144 
Figura 5.20. Determinação do ângulo . ................................................................................ 148 
Figura 5.21. Determinação do fator m. .................................................................................. 149 
Figura 5.22. Sistema de drenagem para verificação da linha de energia. ............................. 151 
Figura 5.23. Perfil longitudinal do sistema de drenagem. ..................................................... 152 
Figura 5.24. Linha de energia e linha d’água.......................................................................... 157 
Figura 5.25. Relação entre cota e armazenamento. .............................................................. 161 
Figura 5.26. Extravasores de reservatórios. ........................................................................... 161 
Figura 5.27. Cálculo do amortecimento em reservatório: funções de armazenamento. ..... 162 
Figura 5.28. Função vazão x armazenamento. ....................................................................... 162 
Figura 5.29. Característica do descarregador de fundo. ........................................................ 170 
Figura 5.30. Determinação de hc em um reservatório. ......................................................... 171 
Figura 5.31. Diâmetro dos descarregadores de fundo (orifícios) em função da vazão e carga 
hidráulica (diâmetros até 60mm). .......................................................................................... 172 
Figura 5.32. Diâmetro dos descarregadores de fundo (orifícios) em função da vazão e carga 
hidráulica (diâmetros maiores ou igual a 60mm). ................................................................. 173 
Figura 5.33. Diâmetro dos descarregadores de fundo (bocal) em função da vazão e carga 
hidráulica (diâmetros até 60mm). .......................................................................................... 173 
Figura 5.34. Diâmetro dos descarregadores de fundo (bocal) em função da vazão e carga 
hidráulica (diâmetros maiores ou igual a 60mm). ................................................................. 174 
Figura 5.35. Área da seção transversal do descarregador de fundo (orifício) em função da 
vazão e carga hidráulica. ........................................................................................................ 175 
 
 
 X 
 
Figura 5.36. Classificação trilinear dos solos (Caputo, 1969). ................................................ 184 
Figura 5.37. Curva envelope (Adaptado de Urbonas e Stahre, 1993) ................................... 185 
 
LISTA DE TABELAS 
Tabela 2.1. Dispositivos de infiltração. .................................................................................... 17 
Tabela 2.2. Período de recorrência para projetos de redes de drenagem pluvial urbana. ..... 20 
Tabela 2.3. Hietograma de 60 minutos pelo método dos blocos alternados. ......................... 26 
Tabela 2.4 . Equações para a estimativa do tempo de concentração (Fonte: Adaptado de 
Silveira, 2004) * ........................................................................................................................ 27 
Tabela 2.5 .Coeficiente de rugosidade de Manning. ............................................................... 30 
Tabela 3.1. Medidas estruturais para o controle de inundações ribeirinhas e suas 
características. ..........................................................................................................................38 
Tabela 5.1 . Valores de C por tipo de ocupação (adaptado: ASCE, 1969 e Wilken, 1978). ..... 94 
Tabela 5.2. Valores de C de acordo com superfícies de revestimento (ASCE, 1969). ............ 94 
Tabela 5.3. Coeficiente de rugosidade de Manning . ............................................................... 96 
Tabela 5.4. Fatores de redução de escoamento das sarjetas (DAEE/ CETESB, 1980). .......... 102 
Tabela 5.5. Fator de redução do escoamento para bocas-de-lobo (DAEEE/CETESB, 1980).. 102 
Tabela 5.6. Elementos geométricos das seções dos canais. .................................................. 105 
Tabela 5.7. Planilha de cálculo de redes de microdrenagem. ............................................... 108 
Tabela 5.8. Relações para Fator Hidráulico de seções circulares. ......................................... 110 
Tabela 5.9. Modelo de procedimento de projeto de macrodrenagem – Caracterização 1. . 118 
Tabela 5.10. Modelo de procedimento de projeto de macrodrenagem – Caracterização 2. 119 
Tabela 5.11. Modelo de procedimento de projeto de macrodrenagem – Caracterização 2. 119 
Tabela 5.12. Valores de CN para bacias urbanas e suburbanas. ........................................... 122 
 
 
 XI 
Tabela 5.13. Modelo de procedimento de projeto de macrodrenagem 1. ........................... 126 
Tabela 5.14. Modelo de procedimento de projeto de macrodrenagem 2. ........................... 127 
Tabela 5.15. Exemplo de planilha de cálculo para determinar a precipitação efetiva pelo 
método do CN-SCS. ................................................................................................................ 127 
Tabela 5.16. Parâmetros para convolução. ............................................................................ 129 
Tabela 5.17. Planilha de cálculo para a convolução da chuva aplicando o princípio do 
hidrograma unitário. .............................................................................................................. 130 
Tabela 5.18. Modelo de procedimento para aplicação do método de Muskingum-Cunge. . 137 
Tabela 5.19. Exemplo de planilha de propagação do escoamento no método Muskingum-
Cunge. ..................................................................................................................................... 138 
Tabela 5.20. Coeficiente de perda de carga por expansão. ................................................... 143 
Tabela 5.21. Coeficiente de perda de carga por contração. .................................................. 144 
Tabela 5.22. Coeficiente de perda de carga devido a curvas................................................. 145 
Tabela 5.23. Coeficientes de perdas em junções e poços-de-visita. ..................................... 146 
Tabela 5.24. Coeficiente de perda de carga por junções. ...................................................... 146 
Tabela 5.25. Planilha para a determinação do regime de escoamento. ............................... 153 
Tabela 5.26. Planilha de cálculo para verificação da linha de energia. ................................. 154 
Tabela 5.27. Perdas de carga. ................................................................................................ 156 
Tabela 5.28. Modelo de procedimento de projeto: Dimensões e curva cota volume de 
reservatório. ........................................................................................................................... 164 
Tabela 5.29. Modelo de procedimento de projeto: Descarregador de fundo e/ou vertedor.
 ................................................................................................................................................ 165 
Tabela 5.30. Exemplo de planilha de cálculo para determinação da função auxiliar para a 
propagação do escoamento utilizando o algoritmo de Puls. ................................................. 166 
 
 
 XII 
Tabela 5.31. Exemplo de planilha para realização da propagação do escoamento utilizando o 
algoritmo de Puls.................................................................................................................... 167 
Tabela 5.32. Área da seção transversal dos descarregadores de fundo – circulares. ........... 170 
Tabela 5.33. Sistema de pontuação para avaliação de possíveis locais de implantação de 
dispositivos de infiltração e/ou percolação (Urbonas e Stahre, 1993). ................................. 179 
Tabela 5.34. Classificação nominal da brita (Araújo et al., 2000). ......................................... 180 
Tabela 5.35. Característica dos concretos sem finos para agregado de 9,5 a 19 mm. 
(McIntosh, Botton e Muir,1956 apud Neville, 1982). .......................................................... 181 
Tabela 5.36. Experimentos em superfícies urbanas (Genz, 1994). ........................................ 182 
Tabela 5.37. Resultados das simulações de chuva nas superfícies (Araújo et al., 2000). ..... 182 
Tabela 5.38. Alguns valores típicos de taxas de infiltração. .................................................. 183 
Tabela 5.39. Condutividade hidráulica saturada em diversos tipos de solo (Urbonas e Stahre, 
1993). ...................................................................................................................................... 184 
Tabela 5.40. Porosidade efetiva para materiais típicos (Urbonas e Stahre, 1993). .............. 184 
Tabela 5.41. Alguns valores típicos de coeficientes de infiltração, baseados na textura do solo 
(Watkins apud CIRIA, 1996). ................................................................................................... 186 
Tabela 5.42. Fatores de segurança para o coeficiente de infiltração (CIRIA, 1996). ............. 186 
 
LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS 
AGESPISA Águas e Esgoto do Piauí S/A 
ANA Agência Nacional de Águas 
CETESB Companhia Ambiental do Estado de São Paulo 
CHESF Companhia Hidroelétrica do São Francisco 
 
 
 XIII 
CPRM Serviço Geológico do Brasil 
DMAE Departamento Municipal de Água e Esgoto de Porto Alegre 
Embrapa Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária 
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística 
INMET Instituto Nacional de Meteorologia 
NSF National Sanitation Foundation 
PDDrU Plano Diretor de Drenagem Urbana 
PERH Plano Estadual de Recursos Hídricos 
PMT Prefeitura Municipal de Teresina 
SCS Soil Conservation Service 
SDU Superintendência de Desenvolvimento Urbano 
SEMPLAN Secretaria Municipal de Planejamento e Coordenação 
SIG Sistema de Informações Geográficas 
SNIRH Sistema Nacional de Informações sobre Recursos Hídricos 
 
 
 
 1 
1 INTRODUÇÃO 
 
Neste manual são apresentados os principais conceitos, tecnologias e metodologias 
de dimensionamento atualmente aplicados ao projeto de estruturas de drenagem pluvial. 
No entanto, poderão ocorrer casos específicos, em que a equipe da PMT sugerirá estudos, 
técnicas e metodologias não contempladas neste volume. O uso de procedimentos não 
especificados neste manual deverá ser justificado e previamente aprovado pela equipe da 
PMT. 
Este manual não tem a pretensão de esgotar a revisão bibliográfica sobre os temas 
abordados, mas busca fornecer conceitos básicos e, de forma prática, elementos para que os 
projetos sejam realizados de acordo com metodologias padronizadas, recomendadas e 
reconhecidas pela equipe da PMT. 
A padronização e definição de um conjunto de metodologias conhecidas pela equipe 
da PMT resultam de particular importância, dada a grande variedade de técnicas utilizadas 
pelos diferentes profissionais em todo o Brasil. Com a padronização, espera-se que o tempo 
de análise dos projetos seja reduzido, e que questões subjetivas, como, por exemplo, qual o 
resultado mais adequado frente a diferentes técnicas de dimensionamento para um mesmo 
fim, sejam equacionadas. 
 
1.1 Conteúdo do manual 
Este manual está dividido em cinco capítulos principais: 
1. Introdução:as definições preliminares e orientações sobre o uso do manual; 
2. Introdução geral aos princípios da drenagem pluvial: neste capítulo são 
apresentados conceitos gerais sobre o ciclo hidrológico em áreas urbanas, as 
principais características das inundações urbanas, os tipos de sistemas de 
 
 
 2 
drenagem pluvial, e critérios de projeto necessários para o tratamento dos 
sistemas de drenagem pluvial; 
3. Técnicas para o controle de inundações ribeirinhas: neste capítulo são 
apresentadas as principais técnicas empregadas para o controle das inundações 
de origem ribeirinha; 
4. Técnicas para o controle de inundações urbanas: neste capítulo são apresentadas 
as principais técnicas empregadas para o controle das inundações, devido à água 
pluvial no meio urbano, desde microestruturas até as macroestruturas, além de 
sua aplicabilidade; 
5. Técnicas de dimensionamento: este último capítulo destina-se a mostrar as 
metodologias de dimensionamento das estruturas apresentadas no capitulo 
anterior. A apresentação é feita de acordo com o princípio de funcionamento das 
obras apresentadas, sejam elas de armazenamento, infiltração ou de condução. 
 
 
 
 3 
2 INTRODUÇÃO GERAL AOS PRINCÍPIOS DA DRENAGEM 
PLUVIAL URBANA 
 
2.1 Processos hidrológicos e a urbanização 
2.1.1 Ciclo hidrológico 
O bom entendimento do ciclo hidrológico natural é essencial para a correta 
identificação dos impactos que o processo de urbanização pode desencadear sobre o 
mesmo. 
No ciclo hidrológico natural, a principal força motriz é a energia solar, que provoca o 
aquecimento do ar, do solo e da água superficial resultando na evaporação da água e no 
movimento das massas de ar. O vapor de água é transportado de forma ascendente pelo ar 
e pode condensar na atmosfera formando nuvens. A evaporação dos oceanos é a maior 
fonte de transferência de vapor para a atmosfera, embora a evaporação de água dos solos, 
dos rios e lagos e a transpiração da vegetação também contribuem. 
Em circunstâncias específicas, o vapor de água condensado nas nuvens pode retornar 
à superfície terrestre em diferentes formas de precipitação, como a chuva, neve e granizo. A 
precipitação que atinge a superfície pode escoar superficialmente ou infiltrar-se nas 
camadas do solo. Devido a condicionantes topográficos, o escoamento superficial converge 
para regiões de vales, dando origem a rios e lagos, que drenam para corpos d’água cada vez 
maiores, até atingir o oceano. 
A água infiltrada pode escoar para camadas inferiores no solo, ressurgindo na forma 
de nascentes, ou percolar para camadas ainda mais profundas atingindo os aquíferos 
subterrâneos. Quando um aquífero está em contato direto com a superfície, ele é dito não 
confinado, e a água fica armazenada no chamado lençol freático, sob o qual atua a pressão 
atmosférica. Quando existe alguma formação geológica, que separa a zona de 
armazenamento de água no solo da superfície, o aquífero é dito confinado, e sobre ele atua 
 
 
 4 
 
uma pressão superior à atmosférica. A água armazenada em ambos os aquíferos pode 
ressurgir na forma de escoamento de base, em razão do gradiente topográfico, alimentando 
rios, lagos e outros corpos d’água. É esse escoamento de base, justamente o responsável 
pela perenização dos rios durante os períodos de estiagem. 
O processo acima descrito não cessa, ele é continuamente movido pela energia solar, 
por isso chamado de ciclo hidrológico. Em escala global, o ciclo hidrológico é fechado. Se 
considerado em escala regional, podem existir alguns subciclos. No entanto, para que esse 
ciclo continue em seu curso natural, é necessário que não haja alteração nos volumes de 
água que permanecem em uma ou outra fase do processo, ou seja, na atmosfera, na 
superfície e no solo. Mesmo que todas as etapas do processo sejam importantes, 
normalmente o ciclo hidrológico é estudado com maior interesse na fase terrestre, onde o 
elemento fundamental de análise é a bacia hidrográfica. 
Embora o ciclo hidrológico seja um processo natural, ações antrópicas e não 
antrópicas que podem desestabilizar este equilíbrio. Entre as ações antrópicas que mais 
impactam o ciclo hidrológico natural, podemos citar o processo de urbanização, conforme 
discutido a seguir. 
2.1.2 Impactos da urbanização 
Embora sejam conhecidas as desvantagens da urbanização para o ecossistema e o 
bem-estar humano, as pessoas continuam a migrar do meio rural para áreas urbanas. Aliado 
a esta migração, está o crescimento e o desenvolvimento das cidades, que muitas vezes 
ocorre de forma desordenada ou irregular, consequência da falta de planos de 
desenvolvimento, de fiscalização e controle eficientes. 
Na grande maioria das cidades, o desenvolvimento urbano intensivo tem resultado 
em uma grande parcela do solo pavimentado ou recoberto com superfícies impermeáveis, 
como ruas e passeios públicos. Árvores, vegetação e culturas agrícolas, que interceptam a 
precipitação, são removidas e as depressões naturais, que armazenam água 
temporariamente, são transformadas em uma topografia uniforme, através de obras para 
terraplenagem. O solo torna-se severamente compactado, devido à passagem de veículos 
 
 
 5 
 
pesados, e esse processo conduz a um aumento do escoamento superficial durante a 
ocorrência de eventos de chuva, com consequente aumento das inundações. Somam-se a 
isso, os impactos causados pelas superfícies impermeáveis, como telhados, 
estacionamentos, e outras, que impedem a infiltração da água no solo. 
A água, que antes conseguia infiltrar no solo, agora escoa de forma superficial, 
gerando um maior volume escoado superficialmente que, com maior velocidade, acaba 
convergindo para regiões de cota topográfica inferior, gerando assim focos de inundação. 
Pequenos eventos de chuva, que anteriormente não chegavam a produzir escoamento 
superficial, passam a gerar significativos volumes escoados. As inundações acarretam riscos 
à saúde e à qualidade de vida das pessoas, além de prejuízos sociais e econômicos. 
O aumento do escoamento superficial pode ser tão significativo que o sistema de 
drenagem natural existente (córregos, rios, etc.) se torna insuficiente para o esgotamento 
das águas geradas, provocando o extravasamento dos córregos, arroios, valas e rios, 
gerando problemas de inundação ribeirinha. Como resultado, o sistema de drenagem 
natural é frequentemente alterado para um sistema eficiente de coleta e transporte do 
escoamento, por exemplo, com a introdução de bocas-de-lobo, sarjetas, tubulações e 
galerias. Assim, o escoamento superficial, coletado por meio das redes de drenagem, é 
subsequentemente descarregado em um corpo hídrico a jusante, como um rio, reservatório, 
lago ou estuário. 
Além do aumento significativo das vazões e volumes escoados, a urbanização 
promove uma deterioração da qualidade da água, que é afetada pela presença do 
esgotamento cloacal, sedimentos, resíduos sólidos, óleos, graxas, fertilizantes e pesticidas, 
sedimentos oriundos do solo nu ou pobremente vegetado, sedimentos gerados pela 
construção civil, além de outros poluentes que atingem os córregos e rios. A água que infiltra 
no solo, sistemas de fossa séptica, aterros sanitários, vazamentos nas redes coletoras 
pluviais, entre outros, também podem contaminar aquíferos, comprometendo uma 
importante reserva estratégica. 
 
 
 6 
 
Alguns autores mencionam que a urbanização, adicionalmente, pode provocar o 
aumento da temperatura nas cidades, devido às superfícies negras, que absorvem muito 
calor e criam condições para a ocorrência de precipitações mais intensas, o que agrava ainda 
mais o problema das inundações. 
Com relação aos impactos da urbanização nas águas urbanas, talvez os impactos 
quantitativos sejam aqueles que mais trazem danos à população, ou são mais sensíveis à 
percepção, pois se traduzem por meio de inundações.As inundações já estão consideradas 
entre os riscos ambientais mais comuns, devido à distribuição da população nos vales fluviais 
e zonas costeiras. 
 
2.2 Gênese das inundações 
A gravidade de uma inundação é determinada por uma combinação de fatores, como 
relevo da bacia hidrográfica, zona de ocorrência e de circulação da tempestade, condições 
de umidade antecedente do solo, grau de impermeabilidade do solo, condições de 
drenagem existentes, ocupação urbana, entre outros. Eventos climáticos de larga escala, 
como El Niño, também têm sido associados aos eventos de inundações em alguns países. 
Basicamente, as inundações poderiam ser agrupadas segundo diferentes categorias, 
como: 1) de acordo com a sua duração; e 2) de acordo com o local de ocorrência, ou ainda, 
apresentar características dos dois grupos. 
Uma inundação pode ser caracterizada de acordo com a sua duração como lenta ou 
rápida. Assim, eventos como enxurradas, por exemplo, são inundações de rápida duração. 
Em geral, inundações que podem ser caracterizadas por sua duração estão associadas a 
eventos climáticos naturais bastante desfavoráveis, como a ocorrência de chuvas torrenciais 
ou chuvas de longa duração. No entanto, também podem surgir devido às falhas em 
sistemas de proteção contra enchentes e deficiência no sistema de drenagem. 
De acordo com o seu local de ocorrência, uma inundação pode ser caracterizada 
como costeira, ribeirinha ou urbana. 
 
 
 7 
 
As inundações costeiras podem ocorrer devido a condições meteorológicas que 
provocam a elevação do nível do mar acima do normal. Nestas condições, pode haver 
inversão de escoamento da água do mar para a terra, provocando inundações em toda a 
região costeira com cota topográfica abaixo do nível d’água. 
Como a cidade de Teresina não apresenta condições para a ocorrência de 
inundações costeiras, este manual será focado na abordagem de técnicas voltadas para o 
controle das inundações ribeirinhas e urbanas. 
2.2.1 Inundações ribeirinhas 
As inundações ribeirinhas ocorrem quando as margens de um rio, arroio ou córrego 
se tornam alagadas. É normalmente causada pela ocorrência de uma chuva forte ou 
prolongada, que produz um evento de cheia, cuja vazão supera a capacidade de escoamento 
da calha do rio, arroio ou córrego, sendo mais comuns em grandes bacias hidrográficas e, em 
geral, é um processo natural. 
Um vale de inundação (Figura ‎2.1) é definido principalmente por dois leitos: O leito 
menor, que representa a seção de rio por onde as águas escoam na maior parte do tempo, e 
o leito maior, por onde o rio escoa durante as inundações. O leito menor é claramente 
definido pelas margens dos rios e o leito maior é delimitado pelo vale onde o rio meandra. 
As inundações ocorrem quando as águas dos rios, riachos ou galerias pluviais saem 
do leito menor de escoamento devido à falta de capacidade de transporte de um destes 
sistemas e ocupa áreas utilizadas pela população para moradia, transporte (ruas, rodovias e 
passeios), recreação, comércio, indústria, e outras atividades humanas. 
Quando a precipitação é intensa e o solo não tem capacidade de infiltrar, grande 
parte do volume escoa para o sistema de drenagem, superando sua capacidade natural de 
escoamento. O excesso do volume que não consegue ser drenado ocupa a várzea 
inundando-a de acordo com a topografia das áreas próximas aos rios. Estes eventos ocorrem 
de forma aleatória em função dos processos climáticos locais e regionais. A existência de 
 
 
 8 
 
estruturas hidráulicas também pode provocar obstruções ao escoamento, dando origem às 
inundações ribeirinhas. 
 
 
Figura ‎2.1. Seção transversal de um rio mostrando o vale de inundação (Fonte: RECESA/Souza et 
al., 2007 ) 
 
2.2.2 Inundações urbanas 
As inundações urbanas ocorrem quando há uma falha, ou falta de sistema de redes 
de drenagem. Podem ocorrer também quando o evento de chuva supera o critério utilizado 
no dimensionamento. 
A ocupação do solo, com consequente impermeabilização das superfícies, faz com 
que os volumes escoados superficialmente aumentem consideravelmente. Em razão disso, 
redes de drenagem pluvial são implementadas. No entanto, à medida que o processo de 
urbanização avança, podem ocorrer falhas no sistema de drenagem, que foi dimensionado 
para uma vazão inferior à atual, em razão da alteração da impermeabilização. Assim, 
observa-se a insuficiência hidráulica das tubulações e galerias e o armazenamento 
temporário da água pluvial nas superfícies urbanas. 
As inundações urbanas também podem ocorrer por inexistência de sistemas de 
esgotamento das águas pluviais. Essa condição é bastante comum em áreas de ocupação 
irregular, onde o poder público não instalou a infraestrutura para tal fim. No entanto, não é 
 
 
 9 
 
raro encontrar cidades de que historicamente não instalaram sistemas de redes de 
drenagem pluvial, permitindo o escoamento sobre as vias públicas. Nestes casos, os 
problemas passam a ocorrer quando os volumes escoados aumentam, devido ao avanço da 
urbanização. 
O desenvolvimento da infraestrutura urbana também pode contribuir para a 
insuficiência dos sistemas de drenagem pluvial, por meio de obstruções ao escoamento 
como aterros, pontes, resíduos sólidos, e assoreamento, critérios construtivos inadequados, 
entre outros. 
 
2.3 Princípios para o desenvolvimento sustentável dos sistemas de drenagem 
pluvial 
Para que o desenvolvimento dos sistemas de drenagem pluvial seja realizado de 
maneira sustentável, foi estabelecido um conjunto de princípios essenciais, que devem ser 
aplicados para a correta gestão da água no espaço urbano, conforme a seguir descritos. 
1. O Plano Diretor de Drenagem Urbana deve ser desenvolvido em consonância com o 
Plano de Diretor de Desenvolvimento Urbano, Ambiental, de Esgotamento Sanitário, 
de Resíduos Sólidos e de Transporte da cidade. A drenagem pluvial faz parte do 
conjunto dos sistemas de infraestrutura urbana, portanto, deve ser planejada em 
conjunto com os demais. 
2. O escoamento pluvial durante os eventos chuvosos não pode ser ampliado pela 
ocupação da bacia hidrográfica, em todas as escalas de planejamento existentes no 
ambiente urbano. Isto se aplica a um simples aterro urbano, como a construção de 
pontes, rodovias, edificações, e toda a implementação dos espaços urbanos. O 
princípio é de que nenhum usuário urbano pode ampliar a cheia natural. 
3. O Plano Diretor de Drenagem Urbana deve contemplar estudos integrados para as 
bacias hidrográficas sobre as quais a urbanização se desenvolve. Para estas bacias, 
 
 
 10 
 
devem ser propostas medidas para o controle do escoamento pluvial que não 
transfiram os problemas existentes em uma área para outras. Caso isso ocorra, deve-
se prever uma medida mitigadora. 
4. O Plano Diretor de Drenagem Urbana deve prever a minimização do impacto 
ambiental devido ao escoamento pluvial através da sua compatibilização com o 
planejamento do saneamento ambiental, controle do material sólido e a redução da 
carga poluente nas águas pluviais. 
5. O Plano Diretor de Drenagem Urbana, na sua regulamentação, deve contemplar o 
planejamento das áreas a serem desenvolvidas e a densificação das áreas atualmente 
loteadas. Depois que a bacia, ou parte dela, estiver ocupada, dificilmente o poder 
público terá condições de responsabilizar aqueles que estiverem ampliando a cheia 
natural. Portanto, se a ação pública não for realizada preventivamente, através do 
gerenciamento, as consequências econômicas e sociais futuras serão muito maiores 
para todo o município. 
6. Nas áreas ribeirinhas, o controle de inundações é realizado através de medidas 
estruturais e não estruturais, que dificilmente estão dissociadas. As medidas 
estruturais envolvem grande quantidade de recursos e resolvem somente problemas 
específicos e localizados.Isso não significa que esse tipo de medida seja totalmente 
descartável. A política de controle de inundações, certamente, poderá chegar a 
soluções estruturais para alguns locais, mas dentro da visão de conjunto de toda a 
bacia, onde estas sejam racionalmente integradas com outras medidas preventivas 
(não estruturais) e compatibilizadas com o esperado desenvolvimento urbano. 
7. O controle deve ser realizado considerando a bacia como um todo e não em trechos 
isolados. 
8. Os meios de implantação das medidas para o controle de enchentes são o Plano 
Diretor de Drenagem Urbana, as Legislações Municipal/Estadual e o Manual de 
 
 
 11 
 
Drenagem. O primeiro estabelece as linhas principais, as legislações controlam e o 
manual orienta os projetistas. 
9. O controle de enchentes é um processo permanente. Não basta que sejam 
estabelecidos regulamentos e que sejam construídas obras de proteção, é necessário 
estar atento às potenciais violações da legislação e na expansão da ocupação do solo 
de áreas de risco. Portanto, recomenda-se que: 
 Nenhum espaço de risco seja desapropriado se não houver uma imediata 
ocupação pública que evite a sua invasão; 
 A comunidade tenha uma participação nos anseios, nos planos, na sua execução 
e na contínua obediência das medidas de controle de enchentes. 
10. A educação: a educação de engenheiros, arquitetos, agrônomos e geólogos, entre 
outros profissionais; da população e de administradores públicos - é essencial para 
que as decisões públicas sejam tomadas conscientemente por todos; 
11. O custo da implantação das medidas estruturais, da operação e manutenção da 
drenagem urbana deve ser transferido aos proprietários dos lotes, 
proporcionalmente a sua área impermeável, que é a geradora de volume adicional 
com relação às condições naturais. O conjunto destes princípios trata o controle do 
escoamento pluvial na fonte, distribuindo as medidas de controle para aqueles que 
produzem o aumento do escoamento e a contaminação das águas pluviais. 
12. É essencial uma gestão eficiente na manutenção de drenagem e na fiscalização da 
regulamentação. 
 
 
 
 12 
 
2.4 Alternativas para a gestão do escoamento pluvial urbano 
As alternativas aplicadas para o desenvolvimento dos sistemas de drenagem pluvial 
no espaço urbano e a gestão do escoamento pluvial, possuem dois objetivos básicos: o 
controle do aumento da vazão máxima e melhoria das condições ambientais. 
Estas alternativas incluem medidas estruturais ou não estruturais, que podem ser 
aplicadas individualmente ou em conjunto, com ação na bacia hidrográfica em diferentes 
escalas sendo, portanto, agrupadas em três categorias, conforme segue: 
a) Ação distribuída ou na fonte: inclui o uso de medidas para o controle do 
escoamento pluvial que atuam sobre o lote, praças e passeios; 
b) Ação na microdrenagem: inclui o uso de medidas de controle do escoamento 
pluvial que agem sobre o escoamento resultante de um loteamento, ou mais de um 
loteamento, sendo definido em função da área de drenagem contribuinte; 
c) Ação na macrodrenagem: contempla o uso de medidas para o controle do 
escoamento pluvial sobre áreas acima de 1,5 km2 a 2km2, ou de áreas a serem 
definidas em função dos principais riachos urbanos. 
 
2.5 Princípio de funcionamento das medidas de controle estruturais 
As principais medidas de controle do escoamento pluvial funcionam de acordo com 
os princípios abaixo discutidos: 
2.5.1 Armazenamento 
O armazenamento mediante o emprego de estruturas de reservação promove o 
amortecimento do escoamento, reduzindo a vazão de pico. O efeito do armazenamento 
sobre o escoamento no hidrograma de pequenas áreas pode ser observado na Figura ‎2.2. O 
efeito do volume do reservatório utilizado na reservação é de diminuição do pico do 
hidrograma, como mostra a referida figura. 
 
 
 13 
 
Os reservatórios podem ser aplicados com ação na escala de lote, microdrenagem e 
macrodrenagem. Os reservatórios de lote, que apenas detêm os volumes escoados, são 
usados quando não é possível controlar o escoamento pluvial, na escala de microdrenagem 
ou macrodrenagem, ou ainda, quando os empreendimentos são novos e é possível uma 
melhor gestão da água pluvial. 
 
 
Figura ‎2.2. Hidrogramas típicos de pequenas áreas urbanas, onde o tempo de concentração é 
muito pequeno (Fonte: Manual de Drenagem de Porto Alegre) 
 
Nos lotes, o armazenamento pode ser efetuado em pequenos reservatórios 
distribuídos, em passeios, gramados, estacionamentos e áreas esportivas. Portanto, o 
armazenamento no lote pode ser utilizado para amortecer o escoamento, em conjunto com 
outros usos, como abastecimento de água, irrigação de grama e lavagem de superfícies ou 
de automóveis. 
Os reservatórios de microdrenagem e macrodrenagem podem ser utilizados em 
qualquer estágio de urbanização, com a finalidade de evitar a transferência de impactos a 
 
 
 14 
 
jusante, ou mitigar algum problema de inundação localizado. Nesta escala, eles podem ser 
construídos para que trabalhem com detenção (quando é mantido a seco e controla apenas 
o volume) ou retenção (quando é mantido com lâmina de água e controla também a 
qualidade da água, mas exige maior volume). 
2.5.2 Infiltração 
Utilizando-se estruturas adequadas, através de dispositivos como pavimentos 
permeáveis, valo de infiltração, plano de infiltração, entre outros, busca-se devolver uma das 
componentes do ciclo hidrológico natural (infiltração), perdida com a impermeabilização das 
superfícies urbanas. 
Estas medidas contribuem para a melhoria ambiental, reduzindo o escoamento 
superficial das áreas impermeáveis e melhorando a qualidade da água. Em geral, este tipo 
de medida vem sendo aplicado com ação na fonte, no entanto, sob determinadas condições, 
pode ser utilizado com ação na microdrenagem. 
No projeto da urbanização de uma área, a preservação da infiltração da precipitação 
permite manter condições mais próximas possíveis das condições naturais. As vantagens e 
desvantagens dos dispositivos que permitem maior infiltração e percolação são as seguintes 
(Urbonas e Stahre, 1993): redução das vazões máximas à jusante; redução do tamanho dos 
condutos; aumento da recarga do aquífero; preservação da vegetação natural; redução da 
poluição transportada para os rios; impermeabilização do solo de algumas áreas pela falta 
de manutenção e; aumento do nível do lençol freático, atingindo construções em subsolo. 
Os dispositivos de infiltração e percolação são apresentados na Tabela ‎2.1 com as 
suas características principais e comentados a seguir. 
2.5.3 Canalização/Ampliação 
Em algumas situações, a aplicação de estruturas que funcionam com o princípio de 
infiltração e armazenamento torna-se inviável, sendo que a canalização resulta como única 
medida viável. As canalizações são a forma mais tradicional de tratamento do escoamento 
pluvial e podem ser empregadas com ação na microdrenagem e macrodrenagem, sendo 
 
 
 15 
 
que, em cada escala de análise, devem ser empregadas as metodologias específicas, 
conforme será discutido mais adiante neste manual. 
As canalizações também podem ser empregadas em qualquer estágio de 
urbanização, desde a implantação de novas redes de drenagem até ampliação da sua 
capacidade. O aumento da capacidade pode ser obtido mediante modificações de área da 
seção transversal, redução da rugosidade da seção, aumento de declividade, introdução de 
sistemas paralelos, entre outros. No entanto, esta solução, apenas transfere para jusante o 
aumento da vazão, exigindo aumento da capacidade ao longo todo o sistema de drenagem, 
aumentando exponencialmente o custo. 
No capítulo ‎4. TÉCNICAS PARA O CONTROLE DE INUNDAÇÕES URBANAS, essas 
medidas de controle são apresentadas em maior detalhe. No capítulo ‎5. TÉCNICAS DE 
DIMENSIONAMENTO são apresentadasas metodologias para dimensionamento 
padronizadas neste manual. O item ‎2.6 Critérios de projeto apresenta os critérios de projeto 
que os projetistas devem ser empregados para o dimensionamento de qualquer uma das 
estruturas contempladas. 
 
 
 
 
 17 
 
Tabela ‎2.1. Dispositivos de infiltração. 
DISPOSITIVO CARACTERÍSTICAS VANTAGENS DESVANTAGENS 
CONDICIONANTES FÍSICOS PARA A UTILIZAÇÃO 
DA ESTRUTURA 
Planos e Valos 
de Infiltração 
com drenagem 
Gramados, áreas com 
seixos ou outro 
material que permita 
a infiltração natural 
Permite infiltração de parte 
da água para o subsolo. O 
decreto permite reduzir a 
área impermeável do 
escoamento que drena para 
o plano em 40% 
Para planos com declividade > 0,1% a 
quantidade de água infiltrada é pequena e 
não pode ser utilizado para reduzir a área 
impermeável; o transporte de material 
sólido para a área de infiltração pode 
reduzir sua capacidade de infiltração 
Profundidade do lençol freático no período 
chuvoso maior que 1,20 m. A camada 
impermeável deve estar a mais de 1,20 m de 
profundidade. A taxa de infiltração do solo 
quando saturado não deve ser menor que 7,60 
mm/h. 
Planos e Valos 
de Infiltração 
sem drenagem 
Gramados, áreas com 
seixos ou outro 
material que permita 
a infiltração natural 
Permite infiltração da água 
para o subsolo. O decreto 
permite reduzir a área 
impermeável do 
escoamento que drena para 
o plano em 80% 
O acúmulo de água no plano durante o 
período chuvoso não permite trânsito 
sobre a área. Planos com declividade que 
permita escoamento para fora do mesmo. 
Profundidade do lençol freático no período 
chuvoso maior que 1,20 m. A camada 
impermeável deve estar a mais de 1,20 m de 
profundidade. A taxa de infiltração do solo 
quando saturado não deve ser menor que 7,60 
mm/h. 
Pavimentos 
permeáveis 
Superfícies 
construídas de 
concreto, asfalto ou 
concreto vazado com 
alta capacidade de 
infiltração 
Permite infiltração da água. 
O decreto permite reduzir a 
área impermeável do 
escoamento que drena para 
o plano em 80% 
Não deve ser utilizado para ruas com 
tráfego intenso e/ou de carga pesada, pois 
a sua eficiência pode diminuir. 
Profundidade do lençol freático no período 
chuvoso maior que 1,20 m. A camada 
impermeável deve estar a mais de 1,20 m de 
profundidade. A taxa de infiltração do solo 
quando saturado não deve ser menor que 7,60 
mm/h. 
Poços de 
Infiltração, 
trincheiras de 
infiltração e 
bacias de 
percolação 
Volume gerado no 
interior do solo que 
permite armazenar a 
água e infiltrar 
Redução do escoamento 
superficial e amortecimento 
em função do 
armazenamento 
Pode reduzir a eficiência ao longo do 
tempo dependendo da quantidade de 
material sólido que drena para a área. 
Profundidade do lençol freático no período 
chuvoso maior que 1,20 m. A camada 
impermeável deve estar a mais de 1,20 m de 
profundidade. A taxa de infiltração do solo 
quando saturado não deve ser menor que 7,60 
mm/h. Para o caso de bacias de percolação a 
condutividade hidráulica saturada não deve ser 
menor que 2.10
-5
 m/s. 
 
 
 
 18 
 
2.6 Critérios de projeto 
2.6.1 Riscos 
As obras estruturais com ação em qualquer escala, seja lote, microdrenagem ou 
macrodrenagem, são dimensionadas para conferir proteção à população, para um 
determinado evento de cheia. Assim, assume-se o risco de que, para eventos superiores ao 
de projeto, a estrutura poderá vir a falhar. 
O risco de uma vazão, ou precipitação, é entendido neste manual como a 
probabilidade (p) de ocorrência de um valor igual ou superior ao de projeto em um ano 
qualquer. O período de retorno (Tr) é o inverso da probabilidade p e representa o tempo, 
em média, que este evento tem chance de se repetir. 
p
1
Tr 
 (2.1) 
Para exemplificar, considere um dado que tem seis faces (números 1 a 6). Numa 
jogada qualquer, a probabilidade de sair o número 4 é p=1/6 (uma chance em seis 
possibilidades). O período de retorno é, em média, o número de jogadas que o número 
desejado se repete. Nesse caso, usando a equação 2.1 acima fica T = 1/(1/6)=6. Portanto, em 
média, o número 4 se repete a cada seis jogadas. Sabe-se que esse número não ocorre 
exatamente a cada seis jogadas, mas se jogarmos milhares de vezes e tirarmos a média, 
certamente isso ocorrerá. Sendo assim, o número 4 pode ocorrer duas vezes seguidas e 
passar muitas sem ocorrer, mas na média se repetirá em seis jogadas. Fazendo uma 
analogia, cada jogada do dado é um ano para as enchentes. O período de retorno de 10 anos 
significa que, em média, a cheia pode se repetir a cada 10 anos, ou a cada ano esta enchente 
tem 10% de chance de ocorrer. 
Portanto, o risco ou a probabilidade de ocorrência de uma precipitação ou vazão 
igual ou superior num determinado período de n anos é 
n
n )p1(1P  (2.2) 
 
 
 19 
 
Por exemplo, qual a chance da cheia de 10 anos ocorrer nos próximos 5 anos? Ou 
seja, deseja-se conhecer a probabilidade de ocorrência para um período e não apenas para 
um ano qualquer. Neste caso: 
 41%ou 41,0)10/11(1 5 nP 
A probabilidade, ou o período de retorno, é calculado com base na série histórica 
observada no local. Para o cálculo da probabilidade, as séries devem ser representativas e 
homogêneas no tempo. Quando a série é representativa, os dados existentes permitem 
calcular corretamente a probabilidade. Por exemplo, se um determinado período de dados 
de um rio contempla apenas enchentes de pequena magnitude, ele não é representativo, se 
fora desse período, ocorreram algumas maiores. Diz que a série é homogênea, quando as 
alterações na bacia hidrográfica não produzem mudanças significativas no comportamento 
da mesma e, em consequência, nas estatísticas das vazões do rio. 
Em projeto de áreas urbanas, como haverá alterações na bacia hidrográfica, o risco 
adotado se refere à ocorrência de uma determinada precipitação, e não necessariamente da 
vazão resultante, que é consequência da precipitação em combinação com outros fatores 
fisiográficos da bacia hidrográfica. Desta forma, quando não for referenciado de forma 
específica neste texto, o risco de projeto citado é sempre o da precipitação envolvida. 
A grande importância da definição do risco para um projeto é que ele define a 
dimensão dos investimentos envolvidos e a segurança quanto às enchentes. A análise 
adequada envolve um estudo de avaliação econômica e social dos impactos das enchentes 
para a definição dos riscos. No entanto, esta prática é inviável devido ao alto custo do 
próprio estudo, principalmente para pequenas áreas. E também em situações de 
planejamento futuro, o risco deve ser definido, antes mesmo que qualquer enchente possa 
ter ocorrido. Desta forma, os riscos usualmente adotados são apresentados na Tabela ‎2.2. 
 
 
 
 
 20 
 
Tabela ‎2.2. Período de recorrência para projetos de redes de drenagem pluvial urbana. 
SISTEMA CARACTERÍSTICA 
INTERVALO TR 
(ANOS) 
VALOR 
FREQUENTE 
(ANOS) 
Microdrenagem Residencial 2 – 5 2 
 Comercial 2 – 5 5 
 Áreas de prédios públicos 2 – 5 5 
 Aeroporto 5 – 10 5 
 
Áreas comerciais e 
Avenidas 
5 – 10 10 
Macrodrenagem 10 - 25 10 
Zoneamento de áreas 
ribeirinhas 
 5 - 100 100* 
* limite da área de regulamentação 
 
A equipe de acompanhamento da PMT deverá fazer a recomendação ao projetista 
sobre qual o risco deverá ser adotado, ou caberá ao projetista a decisão, sendo que para isso 
podem ser consideradas as seguintes observações: 
i. Escolher o limite superior do intervalo da tabela, quando envolverem grandes 
riscos de interrupção de tráfego, prejuízos materiais, potencial interferência em 
obras de infraestrutura como subestações elétricas, abastecimento de água, 
armazenamento de produtos danososquando misturado com água e hospitais; 
ii. Quando existir risco de vida humana deve-se buscar definir um programa de 
defesa civil e alerta além de utilizar o limite de 100 anos para o projeto. 
Vale lembrar que, embora sejam utilizadas técnicas estatísticas para a determinação 
das curvas de probabilidade, associada a esta determinação está a incerteza. Entende-se 
como incerteza a diferença entre as estatísticas da amostra e da população de um conjunto 
de dados. A incerteza é fruto dos erros de coleta de dados, da definição de parâmetros, da 
caracterização de um sistema, das simplificações dos modelos e do processamento destas 
informações para definição do projeto de drenagem. Assim, por exemplo, mesmo que uma 
obra seja corretamente dimensionada para um evento que possui recorrência de 10 anos, é 
 
 
 21 
 
possível que ele ocorra já no primeiro ano de implantação da obra, ou que ocorra mais de 
uma vez no prazo de 10 anos. 
2.6.2 Chuva de projeto 
Conforme discutido anteriormente, exceto nos casos em que existem medições de 
vazão, e seja possível a definição de vazões de projeto associadas a períodos de recorrência, 
normalmente os eventos de cheia são determinados a partir de eventos de precipitação, 
sendo que assume-se que o evento de cheia terá o mesmo período de recorrência da chuva. 
Portanto, a chuva de projeto é uma variável de fundamental importância nos projetos dos 
sistemas de drenagem pluvial 
A precipitação é a principal informação hidrológica de entrada utilizada no cálculo 
das vazões de projeto das obras de drenagem pluvial. A expressão precipitação de projeto 
identifica a precipitação utilizada na geração do hidrograma ou vazão de projeto. 
Neste item são apresentados os fundamentos utilizados para a definição do método 
de obtenção de uma precipitação de projeto. Os primeiros fundamentos referem-se aos 
conceitos de precipitação observada e precipitação de projeto. 
A precipitação observada é uma sequência cronológica de eventos de chuva que 
podem ser caracterizados, um a um, pelas seguintes variáveis (unidades usuais entre 
parênteses): 
 Lâmina precipitada P (mm); 
 Duração D (min); 
 Intensidade média precipitada iméd = P/D (mm/h); 
 Lâmina máxima Pmáx (mm) da sequência de intervalos de tempo t que discretizam D; 
 Intensidade máxima imáx = Pmáx / t (mm/h); 
 Posição de Pmáx ou imáx dentro da duração D (entre 0 e 1, do início ao fim de D). 
A precipitação de projeto é, por sua vez, um evento crítico de chuva construído 
artificialmente com base em características estatísticas da chuva natural e com base em 
 
 
 22 
 
parâmetros de resposta da bacia hidrográfica. Estas características estatísticas e parâmetros 
são levados em conta através de dois elementos básicos (unidades usuais entre parênteses): 
 Período de retorno Tr da precipitação de projeto (anos); 
 Duração crítica Dcr do evento (min). 
O aposto de projeto significa, justamente, que está associado à precipitação de 
projeto um período de retorno que foi pré-estabelecido conforme a importância da obra, 
conforme previamente discutido. Por convenção, atribui-se à vazão de projeto ou ao 
hidrograma de projeto calculado com base nesta precipitação, o período de retorno desta. 
Os critérios usados para a escolha do período de retorno foram apresentados no capítulo 
‎2.6.1. 
A duração crítica é outro elemento indispensável à definição das precipitações de 
projeto, pois ela deve ser longa o suficiente para que toda a bacia contribua com o 
escoamento superficial, o que equivale dizer que a precipitação efetiva (parcela da 
precipitação total que gera escoamento superficial) deve ter duração igual ao tempo de 
concentração (ver item ‎2.6.3) da bacia contribuinte. 
As precipitações de projeto podem ser constantes ou variadas ao longo de sua 
duração. A precipitação de projeto constante é normalmente utilizada em conjunto com o 
Método Racional (seu uso é apresentado no capítulo ‎5.1 Redes de microdrenagem) e sua 
duração é igual ao tempo de concentração. A precipitação de projeto variável no tempo 
(hietograma de projeto) é utilizada para determinar o hidrograma de projeto no 
dimensionamento de estruturas de infiltração (item ‎5.4 para dimensionamento de 
Estruturas de infiltração), reservação (item ‎5.3 para dimensionamento de Estruturas de 
armazenamento) e de redes de macrodrenagem (‎5.2 Redes de macrodrenagem). No 
hietograma a precipitação é definida em intervalos de tempo onde a duração total da 
precipitação utilizada é maior ou igual ao tempo de concentração. 
As precipitações de projeto são normalmente determinadas a partir de relações 
intensidade-duração-frequência (curvas IDF) da bacia contribuinte. Expressas sob forma de 
tabelas ou equações, as curvas IDF fornecem a intensidade da precipitação para qualquer 
 
 
 23 
 
duração e período de retorno. Pode-se obter uma lâmina ou altura de precipitação, 
multiplicando-se a intensidade dada pela IDF pela sua correspondente duração. A IDF de um 
local é definida a partir de registros históricos de precipitação de pluviógrafos, e representa 
o máximo pontual. 
Em razão das áreas de contribuição das bacias hidrográficas normalmente utilizadas 
em zonas urbanas, não é necessário realizar o abatimento espacial das chuvas, a menos que 
ela supere 25 km2. 
A equação IDF recomendada neste Manual está apresentada abaixo e foi 
determinada durante a elaboração do Plano Diretor de Drenagem Urbana do município, do 
qual este faz parte. 
 
  7457,0
1738,0
10
273,1194


t
T
i (2.3) 
Onde: i é a intensidade da chuva em mmh-1, T é o período de retorno do evento em 
anos e t é a duração em minutos. 
 
Exemplo 2.1 Para o dimensionamento de uma rede de microdrenagem numa área 
residencial, determinar a intensidade e o volume pluviométrico de uma precipitação com 
duração de 1 hora. 
Solução: A duração foi fornecida t=1h. O dimensionamento numa área de 
microdrenagem o tempo de retorno varia de 2 a 5 anos (Tabela ‎2.2) em função dos prejuízos 
potenciais. Adotando Tr = 5 anos. 
   
h/mm48,66
1060
)5(273,1194
10t
T273,1194
i
7457,0
1738,0
7457,0
1738,0




 
A precipitação total no período de uma hora será 
P =66,48mm.h-1 * 1h = 66,48 mm 
 
 
 24 
 
A precipitação natural possui grande variabilidade temporal durante um evento 
chuvoso, e de evento para evento. Assim, também a variabilidade temporal da precipitação 
natural dificilmente segue um padrão formal identificável, ou seja, os hietogramas que se 
sucedem no tempo são diferentes uns dos outros. 
A variabilidade temporal nas chuvas de projeto depende do método hidrológico 
utilizado. Para a aplicação no Método Racional, por exemplo, o procedimento é o 
apresentado no Exemplo 2.1, pois o método considera a chuva de projeto com intensidade 
constante em toda a sua duração, retirada diretamente da curva IDF. No entanto, os 
métodos baseados em hidrogramas unitários utilizam a precipitação de projeto variável no 
tempo. Nesta situação, os métodos mais usados para a geração da distribuição espacial da 
chuva são aqueles que atribuem uma distribuição arbitrária temporal para chuvas de 
projeto, baseadas em cenários que produzem inundações críticas. Neste manual é 
apresentado o método dos blocos alternados, que constrói o hietograma de projeto a partir 
da curva IDF. 
A metodologia denominada de bloco alternados distribui a precipitação ao longo do 
tempo de forma a buscar um cenário crítico de precipitação. Este cenário baseia-se em 
precipitação pequena e média no início do tempo e precipitação alta próximo do final da 
duração, quando geram hidrogramas com grande pico. 
Para a utilização da metodologia, o projetista deve seguir o roteiro abaixo 
apresentado: 
1. Para o período de retorno escolhido, calcular através da IDFselecionada a 
precipitação correspondente à duração, espaçadas pelo intervalo de tempo até a 
duração total. 
A duração total (dt) da precipitação deve ser igual ou maior que o tempo de 
concentração (tc) da bacia, permitindo que toda a bacia “sinta” o efeito da 
precipitação. 
 
 
 25 
 
O intervalo de tempo (t) da precipitação deve ser igual, e preferencialmente 
menor a 1/3 do tempo de pico do hidrograma unitário da bacia. Como este valor 
nem sempre está disponível, é recomendável utilizar um intervalo de tempo que 
seja menor igual a 1/10 do tempo de concentração. 
Sugere-se considerar intervalos de t entre 5 e 10 minutos em hietogramas com 
duração total de até 2 horas. Para durações maiores que 2 horas recomenda-se 
utilizar intervalos de t entre 10 e 20 min. 
Por exemplo, sendo a duração total (dt) de 60 min e o intervalo de tempo (t) de 
10 min, calcula-se a partir da IDF as precipitações para as durações de 10, 20, 30, 
40, 50 e 60 minutos. Este valores são precipitações acumuladas, Pa(t), para cada 
duração. 
2. Considerando que a precipitação em cada intervalo de tempo é a diferença entre dois 
intervalos de tempo, obtém-se a primeira versão do hietograma. Por exemplo, a 
Pi(t=30min)= Pa(30min)-Pa(20min). Geralmente este resultado mostrará o valor 
máximo no primeiro intervalo de tempo, portanto o hietograma deve ser reordenado 
para buscar cenários mais desfavoráveis. 
3. Para reordenar o hietograma, posicione o maior (primeiro) valor a 50% da duração, o 
segundo logo após ao anterior e o terceiro antes do maior valor e assim, 
sucessivamente (veja exemplo 2.2). 
 
Exemplo 2.2: Determinar o hietograma para a chuva de projeto calculada o exemplo 
2.1, utilizando intervalo de tempo de 5 minutos. 
Solução: Na Tabela ‎2.3, coluna 2 são apresentados os valores de intensidade de 
precipitação para durações de até 60 minutos e intervalos de 10 minutos. A precipitação 
total acumulada é apresentada na coluna 3. As precipitações desacumuladas são 
 
 
 26 
 
apresentadas na coluna 4 e reordenadas como apresentado nas colunas 5 e 6, resultando 
nos valores da coluna 7. 
 
Tabela ‎2.3. Hietograma de 60 minutos pelo método dos blocos alternados. 
Coluna 1 Coluna 2 Coluna 3 Coluna 4 Coluna 5 Coluna 6 Coluna 7 
Tempo I (1) Pacum (2) Pdesac (3) Ordem Ordem Prearr (4) 
(min) (mm/h) (mm) (mm) Decrescente alternada (mm) 
10 169,23 28,20 28,20 1º 5º 5,19 
20 125,07 41,69 13,49 2º 3º 8,77 
30 100,92 50,46 8,77 3º 1º 28,20 
40 85,45 56,97 6,51 4º 2º 13,49 
50 74,59 62,16 5,19 5º 4º 6,51 
60 66,49 66,48 4,33 6º 6º 4,33 
1 - calculado com a IDF com t dado pela 1ª coluna 
2 - multiplicação da 1ª coluna (tempo) pela 2ª (i) dividida por 60 
3 - é o hietograma completamente adiantado obtido pela desacumulação da 3ª coluna 
4 – é o hietograma final resultante do rearranjo dado pela ordenação alternada 
 
Os tipos de precipitação de projeto sugeridas neste Manual são aplicáveis em casos 
comuns de projeto. Em casos especiais, a equipe de acompanhamento da PMT pode exigir 
outros tipos de precipitação de projeto. 
2.6.3 Tempo de concentração 
Conceitualmente, o tempo de concentração é o tempo que uma gota de chuva, que 
atinge a região mais remota da bacia hidrográfica, leva para atingir o exutório. Para entender 
o significado do tempo de concentração, considere o ponto P1 da bacia hidrográfica da 
Figura ‎2.3. 
 
 
 
 27 
 
 
Figura ‎2.3. Tempo de concentração em uma bacia hidrográfica. 
 
Se nesse ponto precipitar uma gota de água e houver condições para geração de 
escoamento, essa gota d’água escoará por regiões de maior declividade até atingir o curso 
d’água principal (P2). Quando a água atinge o rio principal, o escoamento passa a se 
desenvolver em um canal, até o exutório da bacia hidrográfica. 
O procedimento para o cálculo do tempo de concentração, com base na Figura ‎2.3 é 
calcular o comprimento dos percursos (L1 – entre P1 e P2 e L2 – entre P2 e o exutório) e 
estimar as velocidades da água correspondente (V1 e V2). Posteriormente, calcula-se o 
tempo de viagem T1 e T2, sendo que o tempo de concentração total da bacia hidrográfica, 
nesse caso, seria T1+T2. 
A maneira mais adequada de determinação do tempo de concentração é a partir de 
dados observados de precipitação e vazão. No entanto, são raras as bacias hidrográficas que 
dispõem desse tipo de informação. Para contornar esses problemas, são apresentadas na 
literatura algumas formulações empíricas para a determinação do tempo de concentração, 
como as apresentadas a seguir, na Tabela ‎2.4. 
 
Tabela ‎2.4 . Equações para a estimativa do tempo de concentração (Fonte: Adaptado de Silveira, 
2004) * 
NOME EQUAÇÃO 
APLICABILIDADE 
Área (km2) L(km) S(%) Tipo de superfície 
Onda Cinemática Tc = 7,35n
0,6i-0,4L0,6S-0,3 - <0,03 - Parcela 
Kirpich Tc = 0,0663L
0,77S-0,385 <0,45 <1,2 3/10 Rural 
 
 
 28 
 
NOME EQUAÇÃO 
APLICABILIDADE 
Área (km2) L(km) S(%) Tipo de superfície 
SCS Lag Tc = 0,057(1000/CN-9)
0,7L0,8S-0,5 < 8,1 - - Rural 
Ven te Chow Tc = 0,160L
0,64S-0,32 1,1/19 - - Rural 
Dooge Tc = 0,365A
0,41S-0,17 140/930 - - Rural 
Corps Engineers Tc = 0,191L
0,76S-0,19 <12000 <257 <14 Rural 
Picking Tc = 0,0883L
0,667S-0,333 - - - Rural 
George Ribeiro Tc = 0,222(1,05)
-1LS-0,04 <19000 <250 1/10 Urbana 
Schaake et al Tc = 0,0828L
0,24 S-0,16Aimp
-0,26 <0,7 <1,8 <7 Urbana 
McCuen et al Tc = 2,25i
-0,7164L0,5552S-0,2070 0,4-16 <10 <4 Urbana 
Carter Tc = 0,0977L
0,6S-0,3 <21 <12 <0,5 Urbana 
Eagleson Tc = 0,274nR
-0,67LS-0,5 <21 - - Urbana 
Desbordes Tc = 0,0869A
0,3039S-0,3832Aimp
-0,4523 <51 <18 <7 Urbana 
Espey-Winslow Tc = 0,343 L
0,29 S-0,145Aimp
-0,6 <91 - - Urbana 
SCS modificado Tc = 5,474.(n.L)0,8.P24-0,5.S-0,4 - <0,20 - Urbana 
*ver a parametrização a seguir 
Nestas equações, as variáveis são: Tc é o tempo de concentração em horas; A é a área 
de drenagem em km2; L é o comprimento do talvegue em km; S é a declividade (m/m); H é a 
diferença de cotas entre o exutório da bacia e o ponto mais alto do talvegue em metros; CN 
é o número de curva (método SCS); Aimp é a fração de área impermeável; ip é a intensidade 
de precipitação em mm/h e igual a 35 mm/h; n é a rugosidade de Manning adotada igual a 
0,016 em regiões urbanas; Rh é o raio hidráulico em metros, adotado igual a 0,02;  é o fator 
de condutância (adimensional) e igual a 0,3 em bacias urbanas; P24 precipitação de 24 horas 
de duração em mm; i é a intensidade da chuva em mm/h, e a referência apontada por 
McCuen et al (1984) é 35 mm/h; R(m) é igual a 0,02 para áreas urbanas e 0,20 para áreas 
rurais. 
Recomenda-se, no entanto, muito cuidado na utilização dessas equações, visto que 
as mesmas foram desenvolvidas para bacias hidrográficas com determinadas características 
e em condições específicas. Deve-se, portanto, observar as condições de aplicabilidade 
 
 
 29 
 
apresentadas na Tabela ‎2.4, para as quais as formulações foram desenvolvidas, e identificar 
a mais adequada para a bacia hidrográfica em questão. 
Para o escoamento em superfícies, recomenda-se que o tempo de concentração seja 
estimado conforme a equação mais adequada, a ser selecionada dentre as apresentadas 
posteriormente. Para a estimativa do tempo de concentração em canais, redes de 
drenagem, valas, entre outros, deve ser utilizada a equação de Manning, conforme segue: 
n
S.Rh
 V
2/12/3

 (2.4) 
Onde: V é a velocidade do escoamento (m/s); S é a declividade do fundo (m/m); n é o 
coeficiente de rugosidade de Manning (consultar Tabela ‎2.5).; Rh é o raio hidráulico (m), 
calculado conforme a equação: 
Pm
A
Rh 
 (2.5) 
Onde: A é a área da seção transversal (m2); Pm é o perímetro molhado da seção 
transversal (m). 
Determinada a velocidade do escoamento,