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Professor: André Luiz Marques Rocha Engo Agrícola e Ambiental MSc. Engenharia Agrícola Recursos Hídricos e Ambientais Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Departamento de Ciência e Tecnologia Ambiental Disciplina: Drenagem Pluvial Código: DEAM 016 Aulas 5 e 6 – Microdrenagem: Conceitos Gerais, Sarjetas, Princípios Básicos Dimensionamento “Conjunto de medidas que têm como finalidade a minimização dos riscos aos quais a sociedade está sujeita e a diminuição dos prejuízos causados pelas inundações, possibilitando o desenvolvimento urbano da forma mais harmônica possível, articulado com as outras atividades urbanas.” DAEE/CETESB, 1980 2 Drenagem Urbana Lei Federal n°11445/2007 – Lei do Saneamento Básico Drenagem Urbana e Manejo de Águas Pluviais: Conjunto de atividades de infraestrutura e instalações operacionais de Drenurb de Águas Pluviais, de transporte, detenção ou retenção para o amortecimento de vazões de cheias, tratamento e disposição final das águas drenadas nas áreas urbanas. 3 Drenagem Urbana Lei Federal n°11445/2007 – Lei do Saneamento Básico Drenagem Urbana: Serviço que deve ser prestado considerando como princípios básicos: a universalização do acesso e sua integração com os demais serviços de saneamento (Sistema de Abastecimento de Água, Sist. Esgotamento Sanitário, Sist. Limpeza Urbana e Gerenciamento de Resíduos Sólidos). 4 Drenagem Urbana Lei Federal n°11445/2007 – Lei do Saneamento Básico Drenagem Urbana: universalização do acesso e integração com os demais serviços de saneamento 5 Drenagem Urbana Lembrar também da integração com os demais serviços de infraestrutura e Saneamento (SAA, SES, SLU, RSU, Transporte, Gás, Telefonia) 6 Sistemas de Drenagem Sistemas de Drenagem • O sistema de drenagem deve ser entendido como o conjunto da infraestrutura existente em uma cidade para realizar a coleta, o transporte e o lançamento final das águas superficiais, incluindo a hidrografia e os talvegues. • É constituído por uma série de medidas que visam a minimizar os riscos a que estão expostas as populações, diminuindo os prejuízos causados pelas inundações e possibilitando o desenvolvimento urbano de forma harmônica, articulada e ambientalmente sustentável. 7 Os sistemas de drenagem são definidos como drenagem na fonte, microdrenagem e macrodrenagem. • A drenagem na fonte é definida pelo sistema de coleta e condução do escoamento que ocorre no lote, condomínio ou empreendimento individualizado, estacionamentos, área comercial, parques e passeios. •Cabe ressaltar a importância de se trabalhar com técnicas de controle do escoamento gerado na fonte, a fim de se reduzir problemas causados por sobrecargas nos sistemas de drenagem seguintes. •Normalmente essa técnicas de controle de drenagem pluvial na fonte são denominadas de Tecnologias Alternativas (Ambientais). Sistemas de Drenagem Sistemas de Drenagem Sistemas de Drenagem Instalações prediais de águas pluviais e o Controle na Fonte Alternativas de controle utilizando o armazenamento ou infiltração da água no lote. 9 • A microdrenagem é definida pelo sistema de condutos pluviais ou canais em um loteamento ou de rede primária urbana. Este tipo de sistema de drenagem é projetado para atender a drenagem de precipitações com risco moderado. Sistemas de Drenagem Sistemas de Drenagem 10 Sistemas de Drenagem • O sistema de macrodrenagem envolve os sistemas coletores de diferentes sistemas de microdrenagem. •O sistema de macrodrenagem deve ser projetado com capacidade superior ao de microdrenagem, com riscos de acordo com os prejuízos humanos e materiais potenciais. Sistemas de Drenagem 11 Sistemas de Drenagem Visão Geral do Sistema de Drenagem 12 Sistemas de Drenagem • A metodologia usada para a determinação da vazão de projeto, é que tem caracterizado essa diferença. • Normalmente para o dimensionamento das Estruturas da Microdrenagem, utiliza-se o Método Racional (bacias até 2 km2). • Para o dimensionamento de estruturas de Macrodrenagem, tem- se utilizado Modelos Hidrológicos que determinam o hidrograma de escoamento. Sistemas de Drenagem 13 Fonte: Manual de Drenagem Urbana – FEAM (2006) Sistemas de Drenagem 14 Microdrenagem Microdrenagem Sistema de condutos pluviais no loteamento ou na rede primária urbana. Fonte: BOTELHO (2011). 15 Funções/Objetivos Microdrenagem • Coletar águas de chuva no meio físico urbano • Retirar águas de chuva dos pavimentos das vias públicas • Oferecer segurança • Reduzir danos • Evitar erosão do terreno e erosão do pavimento • Impedir alagamentos da calha viária • Eliminar pontos baixos sem escoamento • Controlar aporte de águas aos cursos d’água receptores 16 Componentes do Sistema de Microdrenagem Microdrenagem • Avenidas, Ruas, Calçadas e Meio-fio • Sarjetas e Sarjetões • Caixas Coletoras (Bocas de Lobo), Tubos de Ligação • Caixas de Ligação e Poços de Visita • Galerias (Condutos Livres) • Condutos Forçados ??? • Estações Elevatórias??? 17 • subdivisão da área e traçado; • determinação das vazões que afluem à rede de condutos; • dimensionamento da rede de condutos. Visão Geral de Dimensionamento Microdrenagem Fonte: SEMASA – Sto. André – SP Eng°. Alexandre Perri de Moraes Fonte: BOTELHO (2011) 18 Visão Geral de Dimensionamento – Interferências da Urbanização Microdrenagem Fonte: BOTELHO (2011) Situação 1: Topografia natural da bacia – antes da ocupação Situação 2: Traçado urbanístico das ruas com liberação do fundo do vale – escoamento superficial pelas calhas das ruas. Situação 3: Ocupação bloqueando o fundo do vale – necessária a introdução de BL’s e galerias subterrâneas. Ponto B (mais baixo) – tendência de ocorrer empoçamento – necessidade de interferências • A função primordial das ruas é de permitir o tráfego de veículos e pedestres. • Porém, as ruas apresentam-se como importantes elementos de drenagem, já que são responsáveis pela condução do escoamento superficial gerado nas mesmas para as sarjetas, e posteriormente, para as galerias. • De acordo com a característica da via pode-se determinar o escoamento superficial na mesma, definindo o alagamento temporário do pavimento em uma ou mais faixas de trânsito. • Cada um desses tipos de ocorrência deve ser controlado, dentro de limites aceitáveis, de forma que a função principal das ruas como meio de escoamento do tráfego, não seja restringida ou prejudicada. Interferência entre a drenagem das ruas e o tráfego Microdrenagem Ruas e Avenidas Fonte: Diretrizes de projeto para escoamento nas ruas e sarjetas de São Paulo (1999). Microdrenagem Interferência entre a drenagem das ruas e o tráfego pode ocorrer quando existe água nas ruas, resultante dos seguintes fatos: • Escoamento superficial, transversal ao pavimento e em direção às sarjetas, decorrente da chuva que incide diretamente sobre o pavimento; • Escoamento adjacente à guia, pelas sarjetas, podendo invadir uma parte da pista; • Poças de água em depressões; • Escoamento transversal à pista proveniente de fontes externas (distintas da água da chuva caindo diretamente sobre o pavimento); • Espirro de água sobre os pedestres. Microdrenagem Classificação de Tipos de Vias Fonte: Prof. Rodolfo Martins, 2011. Adaptado Microdrenagem Características de Tipos de Vias – São Paulo Fonte: BOTELHO, 2011. Interferência entre a drenagem das ruas e o tráfego Microdrenagem Fonte: Diretrizes de projeto para escoamento nas ruas e sarjetas de São Paulo (1999). Diagrama de configuração de escoamento no pavimento e na sarjeta • Critérios relativos ao fluxo de veículos, a velocidade de tráfego, a preferência de trânsito, ao estacionamento, entre outros fatores, são distintos. • Isto faz com que, o fluxo das águas na sarjeta, o alagamento temporário do pavimento em uma ou mais faixas de trânsito, seja ou não permitido, de acordo com a importância da via. Microdrenagem Capacidade de Descarga das Vias Públicas• Segurança de pedestres e veículos; • Relação com alagamentos máximos nos pavimentos das vias; • Orientação para necessidade de colocação de pontos de captação do escoamento (bocas de lobo). Tipo de Via Alagamentos Máximos Secundária O escoamento poderá atingir até a crista da rua. Principal O escoamento deverá preservar, pelo menos, uma faixa de trânsito livre. Avenida O escoamento deverá preservar, pelo menos, uma faixa de trânsito livre em cada direção. Via Expressa Nenhum alagamento é permitido em qualquer faixa de trânsito. 25 Um sistema de drenagem de águas pluviais é composto de uma série de unidades e dispositivos hidráulicos para os quais existe uma terminologia própria e cujos elementos mais freqüentes são: • Greide: é uma linha do perfil correspondente ao eixo longitudinal da superfície livre da via pública. • Guia: também conhecida como meio-fio, é a faixa longitudinal de separação do passeio com o leito viário. Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas Fonte: BOTELHO (2011) 26 • Sarjeta: é o canal longitudinal, em geral triangular, situado entre a guia e a pista de rolamento, destinado a coletar e conduzir as águas de escoamento superficial até os pontos de coleta. Veja também detalhes de sarjetas em estradas e rodovias (DNIT). Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas 27 Sarjeta – Padronização pela SUDECAP - Tipos: “A”,“B”, “C” Fonte: Caderno de Encargos da SUDECAP (2019). Espessura da sarjeta = 10 cm Largura da sarjeta = 50 cm Material utilizado: concreto Fck ≥ 20 Mpa “Feature Compression Know” - Resistência Característica do Concreto à Compressão Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas Sarjeta S transversal Utilização Tipo A 3,0 % uso nas vias com grandes declividades longitudinais Tipo B 15,0 % uso obrigatório em vias sanitárias Tipo C 25,0 % uso obrigatório em vias sanitárias 28 • Sarjetão ou Rasgo: canal de seção triangular ou retangular situado nos pontos baixos ou nos encontros dos leitos viários das vias públicas, destinados a conectar sarjetas. Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas 29 • Sarjetão ou Rasgo Obs: Ponto “A” é o ponto baixo do terreno, mas de cota superior ao ponto “B”. Opção para levar escoamento de A para B pela superfície. Fonte: BOTELHO (2011) Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas 30 • Sarjetão ou Rasgo Problema para tráfego de bicicletas, motocicletas, travessia de cadeiras de rodas! Fonte: BOTELHO (2011) Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas 31 • Bocas Coletoras ou Bocas de Lobo (BL): são estruturas hidráulicas para captação das águas superficiais transportadas pelas sarjetas, e situam-se geralmente sob o passeio ou sob a sarjeta. Também existem bocas de lobo dotadas com grades. segue para a Galeria Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas Microdrenagem Sistema de Coleta de Águas Pluviais Fonte: GRIBBIN, 2016. Fonte: Notas de aula - Prof. Carlos Fernandes de Medeiros Filho – UFCG - Paraíba 32 A locação das bocas de lobo deve seguir as seguintes considerações: •serão locadas nos pontos baixos das quadras; •Quando for ultrapassada sua capacidade de engolimento, ou houver saturação da sarjeta, deve haver bocas de lobo em ambos os lados da via; •Não se recomenda colocar bocas de lobo nas esquinas, pois os pedestres teriam de saltar a torrente em um trecho de descarga superficial máxima para atravessar a rua, além de ser um ponto onde duas torrentes convergentes se encontram. Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas • Bocas de Lobo (BL) 33 •Caso não se disponha de dados sobre a capacidade de escoamento das sarjetas, recomenda-se um espaçamento máximo de 60 m entre as bocas de lobo; • A melhor localização das bocas de lobo é em pontos um pouco à montante das esquinas; Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas • Bocas de Lobo (BL) 34 Fonte: BOTELHO (2011) Microdrenagem • Bocas de lobo – detalhes construtivos Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas 35 • Bocas de lobo – detalhes construtivos Fonte: BOTELHO (2011) Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas 36 Bocas de lobo – Padrão SUDECAP Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas 37 BL GUIA BL COMBINADABL GRELHA BL GRELHA BL COMBINADA BL PADRÃO SUDECAP Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas 38 Bocas de Lobo Obstruídas/Entupidas com Resíduos Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas 1) Qual a massa (ou volume) de resíduo sólido chega até os sistemas de drenagem de águas pluviais? 2) Qual é o custo para limpeza, desobstrução, e destinação final adequada desses resíduos? 3) Será que a alternativa é trabalhar com bocas de lobo “ecológicas, ïnteligentes”, ou temos que evitar que esses resíduos cheguem até as bocas de lobo? 39 Boca de Lobo Inteligente, Ecológica, Sustentável Exemplos utilizados em diversos municípios para facilitar a limpeza de resíduos sólidos. Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas 40 • Caixas de ligação (CL): também denominadas de caixas mortas, são caixas de alvenaria subterrâneas não visitáveis, com finalidade de reunir condutos de ligação ou estes à galeria. •São utilizadas quando se faz necessária a locação de bocas de lobo intermediárias ou para se evitar a chegada em um mesmo poço de visita de mais de quatro tubulações. Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas • Visa evitar quantidade excessiva de PV (reduzir custos) e evitar ligação de número excessivo de condutos a um PV •Função similar à do PV, porém a CL não é visitável. 41 Caixas de Ligação • coleta de máximo de 2 BL por CL • indicação de máximo de 1 CL entre dois PVs Formas de redução do número de condutos ligados ao PV Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas 42 Caixas de ligação – 2 bocas de lobo ao PV Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas 43 Caixas de ligação de alvenaria e poço de visita Microdrenagem Caixas de ligação múltipla Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas 44 • Poços de Visita (PV):são câmaras visitáveis situadas em pontos previamente determinados, destinadas a permitir a inspeção e limpeza dos condutos subterrâneos. Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas •Tem como função primordial permitir o acesso às canalizações para limpeza e inspeção, de modo que se possa mantê-las em bom estado de funcionamento. • Sua locação é sugerida nos pontos de mudanças de direção, cruzamento de ruas (reunião de vários coletores), mudanças de declividade e mudanças de diâmetro. 45 Fonte: BOTELHO, 2011. Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas • Poços de Visita (PV) construído em Alvenaria 46 MicrodrenagemMicrodrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas • Poços de Visita (PV) Fonte: Caderno de Encargos do Departamento de Esgotos Pluviais – DEP – Porto Alegre, 2005. 47 •O espaçamento máximo recomendado para os poços de visita é apresentado em normas específicas (termos de referência, instruções técnicas municipais). • Espaçamento recomendado entre PV’s:50m •Quando a diferença de nível entre o tubo afluente e o efluente for superior a 0,70 m o poço de visita será denominado de queda. Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas • Poços de Visita (PV) •O afastamento entre poços de visita consecutivos,por critérios econômicos, deve ser o máximo possível. haf - hef > 0,7 m Tubo de Queda 48 Poço de Visita Típico Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas Fonte: Notas de aula - Prof. Carlos Fernandes de Medeiros Filho – UFCG - Paraíba Poço de Queda Necessidade de inserir um anteparo para evitar erosão /desgaste de paredes h af - h e f > 0 ,7 m 49 Microdrenagem Espaçamentos conforme SUDECAP Material: concreto pré-moldado; concreto armado no local; alvenaria Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas Espaçamento máximo recomendado entre PV’s para não limitar manutenção (IPH) • Poços de Visita (PV) 50 • Galerias de Águas Pluviais (GAP): são condutos destinados ao transporte das águas captadas nas bocas coletoras até os pontos de lançamento. • Tecnicamente denominada de galerias tendo em vista serem construídas com diâmetro mínimo de 300 mm (Circulares). • SUDECAP: Dmínimo = 500 mm • Os diâmetros comerciais correntes são: 0,30; 0,40; 0,50; 0,60; 0,80; 1,00; 1,20 e 1,50m (Diâmetro Máximo para a Microdrenagem). Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas 51 Galerias Circulares - Concreto Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas 52 Galerias Circulares - Concreto Microdrenagem Içamento Berço de Concreto Berço Radier do Muro Ala Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas 53 Galerias Circulares – Tubo PEAD (Polietileno Alta Densidade) Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas Fonte: Catálogos Técnicos das empresas TIGRE – ADS e Kanaflex 54 Galerias Circulares – Tubo PEAD (Polietileno Alta Densidade) Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas • Vida útil prolongada (75 a 100 anos - menor desgaste à corrosão e reações químicas, inclusive em solos ácidos) • Versatilidade, rigidez, boa flexibilidade, baixo peso – facilidade de transporte, armazenamento e montagem • União ponta-bolsa com anéis de vedação – facilidade na montagem e garantia de estanqueidade • Comprimento: 6m ; Diâmetros = 100 mm a 1500 mm Fonte: Catálogo Técnico TIGRE – ADS 55 Aduelas ou Galerias Celulares Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas Fonte: http://tuboscopel.com.br http://tuboscopel.com.br/produto-view/aduela-de-concreto/ 56 Galerias de Águas Pluviais (GAP) • As galerias pluviais devem ser projetadas para funcionarem a seção plena com a vazão de projeto. •A velocidade máxima admissível é determinada em função do material a ser empregado na rede. **tubo de concreto: a velocidade máxima admissível é de 5,0 m/s e a velocidade mínima 0,60 m/s; Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas 57 •O recobrimento mínimo da rede deve ser de 1,0 m, quando forem empregados tubulações sem estruturas especiais. **Quando, por condições topográficas, forem utilizados recobrimentos menores, as canalizações deverão ser projetadas do ponto de vista estrutural. Microdrenagem Galerias de Águas Pluviais (GAP) Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas 58 • Nas mudanças de diâmetro os tubos deverão ser alinhados pela geratriz superior. Microdrenagem Galerias de Águas Pluviais (GAP) Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas Fonte: GRIBBIN, 2016. Degrau = d2 – d1 Fonte: IPH, 2005. 59 Galerias de Águas Pluviais (GAP) •O traçado das GAP’s deve ser desenvolvido simultaneamente com o projeto das vias públicas e parques, para evitar imposições ao sistema de drenagem que geralmente conduzem a soluções mais onerosas. • Deve haver homogeneidade na distribuição das galerias para que o sistema possa proporcionar condições adequadas de drenagem a todas as áreas da bacia. Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas 60 GAP’s e Rede Coletora Hipóteses para a locação da rede coletora de águas pluviais: (i) sob a guia (meio-fio) (MAIS UTILIZADA); (ii) sob o eixo da via pública (MENOS UTILIZADA). O recobrimento mínimo deve ser de 1 metro sobre a geratriz superior do tubo, e deve possibilitar a ligação das canalizações de escoamento das bocas de lobo (recobrimento mínimo dos tubos de ligação de 0,60 m) . Microdrenagem Terminologia Básica, Detalhes Construtivos, Recomendações Técnicas 61 Elementos Físicos de Projeto Principais dados necessários à elaboração de um projeto de rede pluvial de microdrenagem são: a) Plantas Planta de situação e localização da bacia dentro do Estado; Planta geral da Bacia Contribuinte: Escalas 1:5.000 ou 1: 10.000. Planta planialtimétrica da bacia: Escalas 1: 1.000 ou 1: 2.000, constando as cotas das esquinas ou outros pontos importantes. b) Levantamento topográfico Nivelamento geométrico em todas as esquinas, mudanças de direção e mudanças de greides nas vias públicas; Microdrenagem 62 Elementos Físicos de Projeto c) Cadastro De redes de esgotos pluviais ou de outros serviços que possam interferir na área de projeto; d) Urbanização Deve-se selecionar elementos relativos à urbanização da bacia contribuinte, nas situações atual e previstas no plano diretor, tais como: • tipo de ocupação das áreas (residências, comércios, praças, etc); • porcentagem de ocupação dos lotes; •ocupação e recobrimento do solo nas áreas não urbanizadas pertencentes a bacia. Microdrenagem 63 Elementos Físicos de Projeto e) Dados relativos ao curso de água receptor • indicações sobre o nível de água máxima do rio que irá receber o lançamento final; • levantamento topográfico do local de descarga final. Microdrenagem 64 •As águas, ao caírem nas áreas urbanas, escoam, inicialmente, pelos terrenos até chegarem às ruas. Sendo as ruas abauladas (declividade transversal) e tendo inclinação longitudinal, as águas escoarão rapidamente para as sarjetas e, destas, ruas abaixo. •Se a vazão for excessiva poderão ocorrer: (i) alagamento das ruas e seus reflexos; (ii) inundação de calçadas; (iii) velocidades exageradas, com erosão do pavimento. Capacidade hidráulica de ruas e sarjetas Microdrenagem Capacidade de condução de escoamento pela rua e sarjetas 65 • precipitação sobre as ruas e calçadas • escoamento conduzido pelos terrenos e lotes Microdrenagem Capacidade de condução de escoamento pela rua e sarjetas Fonte: PAZ, 2014. 66 Microdrenagem Capacidade de condução de escoamento pela rua e sarjetas Fonte: PAZ, 2014. Fonte: BOTELHO (2011) 67 A capacidade de condução da rua ou da sarjeta pode ser calculada a partir de duas hipóteses: • Hipótese 1: a água escoando por toda a calha da rua • Hipótese 2: a água escoando somente pelas sarjetas Capacidade hidráulica de ruas e sarjetas Para a hipótese 1, admite-se a declividade da rua (seção transversal) de 3% e altura de água na sarjeta h1 = 0,15 m. Para a hipótese 2, admite-se declividade da rua (seção transversal) de 3% e altura de água na sarjeta h2= 0,10 m. Microdrenagem Capacidade de condução de escoamento pela rua e sarjetas Lembrando que essa é uma sugestão do IPH (2005), em virtude de valores padronizados de dimensões das vias públicas, sarjetas, meio-fio !!! Exemplo 1.Calcule a vazão máxima que escoa pela sarjeta e por toda a rua, sabendo-se que a altura da guia "h" é de 15 cm, a declividade transversal da via pública de 3% e a declividade longitudinal da via é de 0,005 m/m. Considere a rugosidade da via igual a 0,015. 68 Características da Sarjeta Capacidade hidráulica de ruas e sarjetas Microdrenagem Capacidade de condução de escoamento pela rua e sarjetas Especificações W: largura da sarjeta L: largura do escoamento y0 : lâmina d’água h: altura do meio-fio z0 : inverso da declividade transversal da sarjeta z1 : inverso da declividade transversal do pavimento Modelo Simplificado de Sarjeta Sarjeta Simples: zo = z1 Dimensões Padronizadas Profundidademáxima (h = altura guia) h = 0,15 m Lâmina d'água máxima ymax = 0,15 m Lâmina d'água p/evitar transbordamento y0= 0,13 m Largura da sarjeta W = 0,50 m Declividade transversal mínima St = 0,03 m/m Declividade longitudinal mínima S = 0,004 m/m Velocidade mínima do escoamento vmin = 0,75 m/s Velocidade máxima do escoamento vmax = 3,50 m/s 69 O dimensionamento hidráulico da sarjeta pode ser obtido pela Equação de Manning: Capacidade hidráulica de ruas e sarjetas n SRA Q h 2/13/2 ** = em que: Q: vazão (m3/s); A: área de seção transversal (m2); Rh: raio hidráulico (m); S: declividade do fundo (m/m); n: coeficiente de rugosidade de Manning (n concreto sarjeta = 0,015 ; n via pública = 0,017); v: velocidade média do escoamento (m/s). Microdrenagem Capacidade de condução de escoamento pela rua e sarjetas 3/2 2/1 * * hRA S nQ = n SR v h 2/13/2 * = 70 O dimensionamento hidráulico da sarjeta pode ser obtido pela Equação de Izzard: Capacidade hidráulica de ruas e sarjetas 2/13/8 ***375,0 S n z yQS = Em que: Qs: vazão teórica na sarjeta (m3/s); S: declividade do fundo (m/m); Y: lâmina d’água na sarjeta (m); n: o coeficiente de rugosidade de Manning. (n concreto sarjeta = 0,015 ; n via pública = 0,017) vs: velocidade teórica do escoamento na sarjeta (m/s) z:inverso da declividade transversal da sarjeta. Microdrenagem Capacidade de condução de escoamento pela rua e sarjetas 4143 21 **958,0 = z Q n S vs Equação de Izzard: Manning modificada Considera o RH = altura do meio fio y ymax = h Equação de Izzard Simplificada: 2/1*SKQ = Largura da Via (m) 3,0 5,0 7,0 9,0 Valor de “K” 0,539 0,898 1,257 1,616 Obs: n concreto sarjeta = 0,015; y = 0,10m = 83 83 21 1 * * *445,1 zS nQ y 71 Capacidade de condução de escoamento pela rua e sarjetas Microdrenagem Fonte: PAZ, 2014. 72 Capacidade de condução de escoamento pela rua e sarjetas Microdrenagem Fonte: PAZ, 2014. 73 Microdrenagem Capacidade de condução de escoamento pela rua e sarjetas Fonte: PAZ, 2014. 74 Microdrenagem Capacidade de condução de escoamento pela rua e sarjetas Fonte: PAZ, 2014. 75 Microdrenagem Capacidade de condução de escoamento pela rua e sarjetas Fonte: PAZ, 2014. Fator de Redução da Capacidade Hidráulica das Sarjetas Microdrenagem Capacidade de condução de escoamento pela rua e sarjetas Slongitudinal Fator de Redução (FR) 0,4 % 0,5 1,0 a 3,0 % 0,5 5,0 % 0,5 6,0 % 0,4 8,0 % 0,27 10,0% 0,2 Fonte: DAEE/CETESB, 1980 teóricareal QFRQ *= Obstrução por sedimentos, pneus dos veículos estacionados, resíduos. ou será ??? Q real = (1-FR) * Q teórica 77 Princípios Básicos do Dimensionamento da Rede de Microdrenagem Determinação da Vazão de Projeto(Qmax) - Método Racional • amplamente utilizado para determinar vazão máxima de projeto para bacias pequenas (< 2 km²) AiCQ m ***278,0max = Qmax – vazão máxima de projeto (m³/s) im – intensidade máxima média da chuva (mm/h) (Curva IDF) A – área de drenagem (km2) C – coeficiente de escoamento superficial (adimensional) Microdrenagem 78 Determinação da Intensidade de Precipitação (im) Curva IDF c c a m bt TK i )( . + = im = intensidade de máxima média de precipitação(mm/h); T = tempo de recorrência ou período de retorno (anos); tc= tempo de concentração na bacia ou duração da chuva (min.); e k, a, b, c = parâmetros a serem determinados para cada região. Determinação da Vazão de Projeto(Qmax) - Método Racional Microdrenagem Determinação do Tempo de Concentração (tc) Fórmula de Kirpich 385,0 3 *57 = h L tc Número da Curva (NCRS – EUA) 5,0 8,07,0 *9 1000 *42,3 S L CN tc −= tc = tempo concentração (minutos) CN = número da curva – metodologia específica de cálculo(adimensional) L= comprimento (m) S = declividade longitudinal (m/m) tc = tempo concentração (minutos) L = extensão do curso d´água (m); ∆h = Desnível ou diferença de altitude ao longo do curso d’água (Km); 79 Determinação do Coeficiente de Escoamento (C) • Determinado conforme características da bacia – solo, cobertura, intensidade de precipitação, tempo de retorno Valores de “C” conforme tipo de superfície de revestimento (ASCE, 1969) Microdrenagem Determinação da Vazão de Projeto(Qmax) - Método Racional 80 Valores de “C” por tipo de ocupação (Adaptado ASCE, 1969 e Wilken, 1978) Microdrenagem Determinação do Coeficiente de Escoamento (C) Determinação da Vazão de Projeto(Qmax) - Método Racional 81 Determinação do Período de Retorno (Tr) • Varia de 2 a 10 anos para obras de Microdrenagem Determinação da Vazão de Projeto(Qmax) - Método Racional Microdrenagem Sistema Característica da Área Intervalo Tr (anos) Valor usual (anos) Microdrenagem Residencial 2,0 – 5,0 2,0 Comercial 2,0 – 5,0 5,0 Áreas de prédios públicos 2,0 – 5,0 5,0 Aeroporto 5,0 – 10,0 5,0 Áreas comerciais e avenidas 5,0 – 10,0 10,0 Macrodrenagem 10,0 – 25,0 10,0 Zoneamento de áreas ribeirinhas 5,0 – 100,0 100,0 82 Bibliografia BOTELHO, M.H.C. Águas de chuva – engenharia das águas pluviais nas cidades. 3ª edição, São Paulo: Blucher, 297 p., 2011. Departamento de Águas e Energia Elétrica (DAEE). Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB). Drenagem Urbana 2a ed. São Paulo. 1980 Departamento de Esgotos Pluviais (DEP). Prefeitura de Porto Alegre. Caderno de Encargos, 2005. GRIBBIN, J.E. Introdução à Hidráulica, Hidrologia e Gestão de Águas Pluviais. Cengage Learning. Tradução da 4ª. Edição norte-americana. Capitulo 12, pag. 249-304, 2016. IPH, Instituto de Pesquisas Hidráulicas, Plano Diretor de Drenagem Urbana de Porto Alegre – Manual de Drenagem Urbana, Porto Alegre: IPH/UFRGS, 223 p., 2005. PAZ, A.R. Tópicos em Engenharia I - Drenagem de Águas Pluviais. Universidade Federal da Paraíba. João Pessoa, 2014. Material didático do curso. RAMOS, C.L.; BARROS, M.T.L.; PALOS, C.R.F. Diretrizes Básicas Para Projetos de Drenagem Urbana no Município de São Paulo. Prefeitura Municipal de São Paulo. 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