Projeto de Reservatórios de Retenção

Prévia do material em texto

Click to edit Master title style
Click to edit Master subtitle style
*
*
*
Projeto de Reservatórios de Retenção
José Rodolfo S Martins
Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica
Projeto de Canais e Reservatórios para Controle de Enchentes
Aula 4
*
*
*
Tópicos abordados
Finalidades, Efeitos, Vantagens e desvantagens
Tipos de Reservatórios
Estudo de Aplicação e Tomada de Decisão
Arranjo Geral
Dimensionamento das Estruturas
Simulação Operacional
*
*
*
Finalidades
Amortecer o pico da cheia afluente
Reduzir custos e interferências da canalização trocando uma obra linear por outra localizada
solução de drenagem sustentável, com manutenção menos custosa
recuperação de áreas degradadas
*
*
*
Vantagens
Canteiro de obras único
Pouca interferência urbana
Manutenção concentrada num ponto
Áreas e reservatórios podem ter usos múltiplos
Reduzem os custos da canalização a jusante
*
*
*
Dificuldades
Nem sempre a área disponível está no local apropriado
Ainda exige intervenção na calha a jusante 
Exige operação e manutencão contínuas
Aumenta as conseqüências para a bacia no caso de falhas
*
*
*
Efeitos da impermeabilização…..
Bacia Urbana de 1.5km²
Antes da impermeabilização
	Área Imperm. = 25%
	Tc = 3 h
Depois da Impermeabilização
	Área imperm. = 65%
	Tc = 2 h
*
*
*
… e do Reservatório de Retenção
*
*
*
Tipos de Reservatórios
Em Série (in line) : quando o curso d’água atravessa o reservatório
Em paralelo (off line): quando o curso d’agua corre paralelo ao reservatório
Atua em maior ou menor grau para todas as vazões afluentes
Atua somente para as vazões projetadas
Geralmente o esgotamento é por gravidade
Esgotamento por gravidade ou recalque
Chart2
		0		0
		0.4721999764		0.0198863801
		1.4883998632		0.1351103932
		3.5926003456		0.3983124793
		8.1143989563		0.970923245
		13.845000267		2.3098487854
		25.427400589		5.8903751373
		36.216796875		12.1982097626
		45.4201965332		20.42578125
		48.2452011108		28.4360389709
		47.8810005188		34.4447593689
		39.7209968567		37.156539917
		31.3553924561		36.2665328979
		22.5786056519		32.9187698364
		16.0362014771		28.2884464264
		10.611000061		23.4267044067
		7.6788005829		18.7720851898
		5.199400425		14.8238182068
		3.6255993843		11.6504659653
		2.541400671		9.2938547134
		1.7020000219		7.3084793091
		1.2333999872		5.6341743469
		0.8337996006		4.2494449615
		0.5721998811		3.2630646229
		0.3701997995		2.4264600277
		0.1979999989		1.7332121134
		0.1122001037		1.3604623079
		0.0440000147		1.0972602367
		0.0110000521		0.8738309145
		0		0.6901743412
		0		0.5468754172
		0		0.4357456565
		0		0.3491814137
		0		0.2819186747
		0		0.2298631519
		0		0.1895055026
		0		0.1579212397
		0		0.1333557218
		0		0.1140542328
		0		0.0994318947
		0		0.0853944495
		0		0.0713570043
		0		0.0573195629
		0		0.0432821177
		0		0.0292446744
		0		0.015207231
		0		0.001169787
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
Vazão m³/s
Qa (m³/s)
f (h)
Instante (h)
Gráfico
		0		733		0
		0.4721999764		733.0020751953		0.0198863801
		1.4883998632		733.0140991211		0.1351103932
		3.5926003456		733.0415649414		0.3983124793
		8.1143989563		733.1013183594		0.970923245
		13.845000267		733.2073364258		2.3098487854
		25.427400589		733.3937988281		5.8903751373
		36.216796875		733.6450805664		12.1982097626
		45.4201965332		733.9094848633		20.42578125
		48.2452011108		734.1353759766		28.4360389709
		47.8810005188		734.2901611328		34.4447593689
		39.7209968567		734.3574829102		37.156539917
		31.3553924561		734.3362426758		36.2665328979
		22.5786056519		734.2514038086		32.9187698364
		16.0362014771		734.1313476562		28.2884464264
		10.611000061		733.9985351562		23.4267044067
		7.6788005829		733.8604125977		18.7720851898
		5.199400425		733.7337646484		14.8238182068
		3.6255993843		733.6246948242		11.6504659653
		2.541400671		733.5369873047		9.2938547134
		1.7020000219		733.4562988281		7.3084793091
		1.2333999872		733.3825073242		5.6341743469
		0.8337996006		733.3179931641		4.2494449615
		0.5721998811		733.26171875		3.2630646229
		0.3701997995		733.2139892578		2.4264600277
		0.1979999989		733.1744384766		1.7332121134
		0.1122001037		733.1419677734		1.3604623079
		0.0440000147		733.1145019531		1.0972602367
		0.0110000521		733.0911865234		0.8738309145
		0		733.0720214844		0.6901743412
		0		733.0570678711		0.5468754172
		0		733.0454711914		0.4357456565
		0		733.0364379883		0.3491814137
		0		733.0294189453		0.2819186747
		0		733.0239868164		0.2298631519
		0		733.0197753906		0.1895055026
		0		733.0164794922		0.1579212397
		0		733.0139160156		0.1333557218
		0		733.0119018555		0.1140542328
		0		733.0103759766		0.0994318947
		0		733.0089111328		0.0853944495
		0		733.0074462891		0.0713570043
		0		733.0059814453		0.0573195629
		0		733.0045166016		0.0432821177
		0		733.0030517578		0.0292446744
		0		733.0015869141		0.015207231
		0		733.0001220703		0.001169787
		0		732.9986572266		0
		0		732.9970703125		0
		0		732.9953613281		0
		0		732.9935302734		0
Qa (m³/s)
NA (m)
Qe (m³/s)
Tempo (h)
Vazão (m³/s)
routing
		
		
		Cota Volume do Reservatório								Curva Cota Descarga do Vertedor												Hidrograma Afluente										Função de H												Instante (h)		Qa (m³/s)		f (h)		NA (m)		Vr (m³)		Qe (m³/s)
		Cota de Referência (m)				732.50				Cota Soleira (m)				733		733						Passo (h)		0.2								Passo		0.51										0.00		0.00				733.00		14362.68		0.00
										Coef. Descarga				0.53		0.456						Tempo (h)		Vazão (m³/s)								Cota (m)		Volume (m³)		Descarga (m³/s)		Soma						0.12		0.47		14464.67		733.00		14427.01		0.02
										Largura (m)				10		0						0.00		0.00								732.50		0		0		0						0.24		1.49		14846.21		733.01		14799.77		0.14
										Limite Superior (m)				735		735						0.20		0.787								733.01		14672.9921875		0.0959225371		14693.711455524						0.36		3.59		15868.08		733.04		15651.23		0.40
		Passo (m)				0.20				Passo (m)								0.17				0.40		4.294								733.52		31771.626953125		8.8379487991		33680.6238937378						0.48		8.11		18093.91		733.10		17506.24		0.97
		Cota (m)				Vol (m³)						Cota (m)		Q1 (m³/s)		Q2 (m³/s)		Qt (m³/s)				0.60		13.845								734.03		51561.5234375		24.5762958527		56870.0033416748						0.60		13.85		22039.75		733.21		20997.75		2.31
		732.50				0						733.00		0		0		0				0.80		33.149								734.54		74065.984375		44.8993034363		83764.2339172363						0.72		25.43		28981.66		733.39		27324.36		5.89
		732.70				5445.264						733.17		1.5973441499		0		1.5973441499				1.00		48.488								735.05		99137.8984375		-17.4763088226		95363.0157318115						0.84		36.22		39367.18		733.65		36390.54		12.20
		732.90				11263.344						733.33		4.5179715212		0		4.5179715212				1.20		47.881								735.56		124570.3359375		-195.7816162109		82281.5068359375						0.96		45.42		51389.32		733.91		46606.98		20.43
		733.10				17462.016						733.50		8.3000436746		0		8.3000436746				1.40		34.281								736.07		150002.765625		-374.0869140625		69199.9921875						1.08		48.25		62426.74		734.14		55966.59		28.44
		733.30				24049.056						733.67		12.7787531995		0		12.7787531995				1.60		19.653								736.58		175435.203125		-552.3922119141		56118.4853515625						1.20		47.88		70587.67		734.29		62657.18		34.44
		733.50				31032.24						733.83		17.8588505136		0		17.8588505136				1.80		10.611								737.09		200867.640625		-730.6975097656		43036.9785156249						1.32		39.72		74139.14		734.36		65692.21		37.16
		733.70				38419.344						734.00		23.4760686658		0		23.4760686658				2.00		5.724								737.60		226297.03125		-908.9815063477		29957.0258789062						1.44		31.36		73018.90		734.34		64727.91		36.27
		733.90				46218.144						734.17		29.5832276524		0		29.5832276524				2.20		3.101								738.11		251729.46875		-1087.2867431641		16875.5322265624						1.56		22.58		68544.08		734.25		60981.89		32.92
		734.10				54436.416						734.33		36.1437721698		0		36.1437721698				2.40		1.702								738.62		277161.90625		-1265.5920410156		3794.0253906249						1.68		16.04		62212.24		734.13		55792.47		28.29
		734.30				63081.936734.50		43.1282920482		0		43.1282920482				2.60		0.921								739.13		302594.34375		-1443.8973388672		-9287.4814453126						1.80		10.61		55437.96		734.00		50267.07		23.43
		734.50				72162.48						734.67		50.5124572094		0		50.5124572094				2.80		0.485								739.64		328026.78125		-1622.2026367188		-22368.9882812501						1.92		7.68		49157.50		733.86		44673.62		18.77
		734.70				81685.824						734.83		58.2757032704		0		58.2757032704				3.00		0.198								740.15		353459.21875		-1800.5079345703		-35450.4951171877						2.04		5.20		43400.54		733.73		39735.41		14.82
		734.90				91659.744						735.00		0		0		0				3.20		0.055								740.66		378888.59375		-1978.7919921875		-48530.4765625002						2.16		3.63		38439.66		733.62		35637.63		11.65
																						3.40		0								741.17		404321.03125		-2157.0971679688		-61611.9570312502						2.28		2.54		34453.20		733.54		32398.30		9.29
																						3.60		0								741.68		429753.46875		-2335.4025878906		-74693.4902343752						2.40		1.70		31307.40		733.46		29506.47		7.31
		Instante Final de Cálculo (h)						4.00				Vazão Máxima Afluente m³/s						48.25				3.80		0								742.19		455185.90625		-2513.7077636719		-87774.9707031252						2.52		1.23		28561.88		733.38		26930.13		5.63
		Intervalo de Cálculo (s)						432				Vazão Máxima Efluente m³/s						37.16				4.00		0								742.70		480618.34375		-2692.0131835938		-100856.5039062502						2.64		0.83		26159.66		733.32		24677.69		4.25
		Nível d'Água Inicial (m)						733.00				Nível d'Água Máximo m						734.36																										2.76		0.57		24063.51		733.26		22788.73		3.26
																																												2.88		0.37		22287.47		733.21		21216.85		2.43
																																												3.00		0.20		20815.47		733.17		19914.32		1.73
																																												3.12		0.11		19606.95		733.14		18844.95		1.36
																																												3.24		0.04		18584.83		733.11		17940.42		1.10
																																												3.36		0.01		17715.29		733.09		17189.55		0.87
																																												3.48		0.00		17003.18		733.07		16595.41		0.69
																																												3.60		0.00		16446.33		733.06		16131.84		0.55
																																												3.72		0.00		16013.71		733.05		15772.33		0.44
																																												3.84		0.00		15678.21		733.04		15492.29		0.35
																																												3.96		0.00		15416.87		733.03		15274.69		0.28
																																												4.08		0.00		15213.80		733.02		15106.29		0.23
																																												4.20		0.00		15056.64		733.02		14975.74		0.19
																																												4.32		0.00		14934.80		733.02		14873.56		0.16
																																												4.44		0.00		14839.45		733.01		14794.09		0.13
																																												4.56		0.00		14765.28		733.01		14731.65		0.11
																																												4.68		0.00		14707.01		733.01		14684.34		0.10
																																												4.80		0.00		14662.87		733.01		14638.93		0.09
																																												4.92		0.00		14620.49		733.01		14593.52		0.07
																																												5.04		0.00		14578.11		733.01		14548.11		0.06
																																												5.16		0.00		14535.73		733.00		14502.70		0.04
																																												5.28		0.00		14493.35		733.00		14457.29		0.03
																																												5.40		0.00		14450.97		733.00		14411.88		0.02
																																												5.52		0.00		14408.59		733.00		14366.46		0.00
																																												5.64		0.00		14366.21		733.00		14321.05		0.00
																																												5.76		0.00		14321.05		733.00		14271.86		0.00
																																												5.88		0.00		14271.86		733.00		14218.88		0.00
																																												6.00		0.00		14218.88		732.99		14162.11		0.00
Calcula
routing
		732.5
		732.7
		732.9
		733.1
		733.3
		733.5
		733.7
		733.9
		734.1
		734.3
		734.5
		734.7
		734.9
Vol (m³)
Volume m³
Cota m
		733
		733.1666666667
		733.3333333333
		733.5
		733.6666666667
		733.8333333333
		734
		734.1666666667
		734.3333333333
		734.5
		734.6666666667
		734.8333333333
		735
Qt (m³/s)
Vazão m³/s
Cota (m)
		0
		0.787
		4.294
		13.845
		33.149
		48.488
		47.881
		34.281
		19.653
		10.611
		5.724
		3.101
		1.702
		0.921
		0.485
		0.198
		0.055
		0
		0
		0
		0
Vazão (m³/s)
		0		0
		0.4721999764		0.0198863801
		1.4883998632		0.1351103932
		3.5926003456		0.3983124793
		8.1143989563		0.970923245
		13.845000267		2.3098487854
		25.427400589		5.8903751373
		36.216796875		12.1982097626
		45.4201965332		20.42578125
		48.2452011108		28.4360389709
		47.8810005188		34.4447593689
		39.7209968567		37.156539917
		31.3553924561		36.2665328979
		22.5786056519		32.9187698364
		16.0362014771		28.2884464264
		10.611000061		23.4267044067
		7.6788005829		18.7720851898
		5.199400425		14.8238182068
		3.6255993843		11.6504659653
		2.541400671		9.2938547134
		1.7020000219		7.3084793091
		1.2333999872		5.6341743469
		0.8337996006		4.2494449615
		0.5721998811		3.2630646229
		0.3701997995		2.4264600277
		0.1979999989		1.7332121134
		0.1122001037		1.3604623079
		0.0440000147		1.0972602367
		0.0110000521		0.8738309145
		0		0.6901743412
		0		0.5468754172
		0		0.4357456565
		0		0.3491814137
		0		0.2819186747
		0		0.2298631519
		0		0.1895055026
		0		0.1579212397
		0		0.1333557218
		0		0.1140542328
		0		0.0994318947
		0		0.0853944495
		0		0.0713570043
		0		0.0573195629
		0		0.0432821177
		0		0.0292446744
		0		0.015207231
		0		0.001169787
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
Vazão m³/s
Qa (m³/s)
f (h)
Instante (h)
*
*
*
Reservatórios In Line
Reservatório de Mauá, DAEE, 1998
*
*
*
Reservatórios In Line
Reservatório Jardim Faculdade, Itú, 1996
*
*
*
Reservatórios In Line
Reservatório Vila Gatti, Itu, 1996
*
*
*
Reservatórios Off Line
AC-1, Rib. Couros, DAEE, 1998
*
*
*
Reservatórios Off Line
*
*
*
Reservatórios Off Line
Futuro Reservatório TPO-4, DAEE, Ribeirão Poá
*
*
*
Tomada de Decisão
Critérios Objetivos
Custo da obra de canalização a jusante para uma vazão de projeto com um risco adequado
Custo de Implantação do Reservatório
*
*
*
Custo de Canalização (Abr/2001)
*
*
*
Custo de Implantação do Reservatório
*
*
*
Metodologia
Estimar o custo de implantação do reservatório de retenção para diferentes volumes 
Estimar o amortecimento da vazão de projeto para diferentes volumes
Computar o custo do relativo do reservatório e do canal, tomados em relação ao custo máximo do canal (sem reservatório) e ao custo máximo do reservatório (amortecer toda a cheia) 
*
*
*
Exemplo prático
*
*
*
Comparação
*
*
*
Arranjo Geral
*
*
*
Arranjo Geral das Estruturas
Reservatório In Line
Estrutura de controle e vertimento
Reservatório
Vertedouro de emergência
Dissipação de energia
*
*
*
Estrutura de Controle e Vertimento
*
*
*
Estrutura de Controle e Vertedor
*
*
*
Estrutura de Controle
*
*
*
Estrutura de Controle
*
*
*
Reservatório
*
*
*
Reservatórios Off Line
Vertedouro de Controle
Vertedouro de Engolimento
Reservatório
Dissipador de energia
Casa de bombas
Vertedouro de Emergência
*
*
*
Lay-out Geral
*
*
*
Arranjo Geral
*
*
*
Canais de Aproximação e Restituição
*
*
*
Casa de Bombas
*
*
*
Estrutura de Controle e Dissipador
*
*
*
Arranjo Geral
*
*
*
Vertedouro Labirinto
*
*
*
Arranjo Geral
*
*
*
Vertedouro
*
*
*
Soleira Lateral
*
*
*
Critérios de Projeto 
TABELA 1- Descrição das Condições de Projeto
Condição Operacional
Período de Recorrência
(anos)
Nível d'água Máximo
Situação Admitida
normal
( 10
( Máximo 
Normal
qualquer nível d’água abaixo do máximo operacional, sem extravasamento de nenhum tipo
limite de projeto
50
MáximoNormal
nível d’água atinge o máximo operacional, sem invadir a borda livre de segurança nem extravasar
excepcional
100
Máximo Maximorum
nível d’água atinge o máximo excepcional, incluindo a borda livre de segurança, sem entretanto extravasar os taludes marginais no caso de canais nem o topo das estruturas hidráulicas no caso dos reservatórios
*
*
*
Vertedouros de Controle
*
*
*
Vertedouros - Afogamento por jusante
*
*
*
Tomada em soleira lateral 
*
*
*
Soleira Lateral
*
*
*
Simulação da Operação
*
*
*
Reservatórios In Line
*
*
*
Reservatórios Off Line