TCC_DRENAGEM_URBANA

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA 
 
UMUARAMA 
2017 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISE DO SISTEMA DE DRENAGEM E PROPOSTA DE MELHORIA PARA 
UMA REGIÃO DO MUNICÍPIO DE UMUARAMA - PR. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANDERSON BOTELHO MARION 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA 
 
 
UMUARAMA 
2017 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISE DO SISTEMA DE DRENAGEM E PROPOSTA DE MELHORIA PARA 
UMA REGIÃO DO MUNICÍPIO DE UMUARAMA - PR. 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado na disciplina 
de Trabalho de Conclusão de Curso, 
do curso de Engenharia Civil, da 
Universidade Estadual de Maringá - 
Campus Umuarama como requisito 
para obtenção do título de 
Engenheiro Civil. 
 
 
 
Professor(a) Orientador(a): Ma. 
Diana Padilha.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedico este trabalho primeiramente à 
Deus por todas as bênçãos concedidas, 
aos meus pais e irmãos por toda 
contribuição, apoio e incentivo. 
 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
 
A Deus por ter me proporcionado saúde e inteligência para superar todas as 
etapas e dificuldades no caminho até a formação. 
Agradeço aos meus pais, Maria e José, por sempre estarem do meu lado, me 
guiando, aconselhando, incentivando e pela educação maravilhosa que sempre me 
passaram. 
Aos meus irmãos, Ana Paula e Jallison, também pelos conselhos e incentivo. 
Agradeço a minha orientadora Professora Diana Padilha, pela paciência, 
dedicação e ensinamentos que possibilitaram na realização deste trabalho. 
A todos professores durante esses cinco anos de curso, sem exceção. 
A Secretaria de Obras do município de Umuarama, em especial ao Senhor 
Gerevini, pelo atenção e grande ajuda. 
Agradeço também, todos meus amigos e familiares, por confiarem em mim e 
estarem do meu lado em todos os momentos da vida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESUMO 
 
Os alagamentos em regiões urbanas constituem-se em um dos graves impactos 
sobre a sociedade. Este estudo refere-se à um problema de drenagem urbana, 
localizado na cidade de Umuarama – PR. O ponto de estudo onde é identificado o 
alagamento é a intersecção entre a Avenida Ângelo Moreira da Fonseca, a Avenida 
Brasil, e ruas adjacentes. Perante esta problemática, o presente trabalho visa 
estudar o sistema de drenagem existente no local, avaliando o mesmo durante a 
ocorrência de precipitações máximas, a fim de propor a melhoria de tal sistema. A 
metodologia de trabalho consiste na análise do projeto existente, baseada no cálculo 
da capacidade de vazão, em comparação com a vazão gerada pela precipitação 
intensa na bacia de estudo; dimensionamento do projeto ideal; e projeto de melhoria, 
seguindo os manuais de drenagem do DNIT e de Tucci (UFRGS). No estudo 
constatou-se a relação direta que a urbanização tem com os problemas relacionados 
à drenagem urbana, principalmente os alagamentos. Pode-se observar que o 
sistema de drenagem possui capacidade muito inferior da requerida. Assim, a 
proposta de melhoria para anular o alagamento do ponto em análise constitui-se de 
novos trechos de tubulação, substituição de tubulação em alguns trechos, colocação 
de grelhas para aumento da capacidade de engolimento em pontos estratégicos e 
melhoria da manutenção e limpeza da rede de galerias e bocas de lobo. 
 
Palavras-chave: Drenagem urbana, alagamento, precipitação crítica, urbanização. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
FIGURA 1 – GRAU DE URBANIZAÇÃO NO BRASIL, 1950 - 2050. ........................................ 15 
FIGURA 2 - HIDROGRAMA HIPOTÉTICO. ......................................................................... 16 
FIGURA 3 - CARACTERÍSTICAS DO BALANÇO HÍDRICO NUMA BACIA URBANA. ...................... 17 
FIGURA 4 - IMPACTO NO BALANÇO HÍDRICO DEVIDO A URBANIZAÇÃO. ............................... 19 
FIGURA 5– EXEMPLIFICAÇÃO DE UMA ILHA DE CALOR. .................................................... 20 
FIGURA 6 – SEÇÃO NA ENTRADA DE BOCA DE LOBO. ....................................................... 24 
FIGURA 7 - BOCAS DE LOBO. ........................................................................................ 25 
FIGURA 8 - CAPACIDADE DE ESGOTAMENTO DAS BOCAS DE LOBO COM DEPRESSÃO DE 5CM 
EM PONTOS BAIXOS DAS SARJETAS. .............................................................................. 27 
FIGURA 9– VISTA EXTERNA DE UM PV PRÉ-MOLDADO. ................................................... 28 
FIGURA 10– VISTA INTERNA DE UM PV PRÉ-MOLDADO. .................................................. 28 
FIGURA 11 - VAZÃO EM UMA GRELHA. ........................................................................... 31 
FIGURA 12 - VAZÕES DE PICO EM FUNÇÃO DA DURAÇÃO DA CHUVA DE PROJETO. .............. 35 
FIGURA 13 - GRADIENTE DA VAZÃO EM FUNÇÃO DA DURAÇÃO DA CHUVA. ......................... 35 
FIGURA 14 - GRADIENTE DOS VOLUMES DOS HIDROGRAMA EM FUNÇÃO DA DURAÇÃO DA 
CHUVA DE PROJETO. ................................................................................................... 35 
FIGURA 15 - CURVAS DE INTENSIDADE - DURAÇÃO - FREQUÊNCIA. .................................. 37 
FIGURA 16 - ALAGAMENTO NA AVENIDA BRASIL, PRÓXIMO AO COLÉGIO BENTO 
MOSSURUNGA. ........................................................................................................... 40 
FIGURA 17 – PONTO DE ALAGAMENTO. ......................................................................... 40 
FIGURA 18 - PONTO DE ALAGAMENTO. .......................................................................... 41 
FIGURA 19 – DIVISÃO E DISTRIBUIÇÃO DAS ÁREAS DE CONTRIBUIÇÃO............................... 44 
FIGURA 20 - SEÇÃO CIRCULAR. .................................................................................... 47 
FIGURA 21 - PROJETO EXISTENTE COM CURVAS DE NÍVEL. .............................................. 49 
FIGURA 22 - REDE DE GALERIAS E BOCAS DE LOBO. ....................................................... 50 
FIGURA 23 – PROJETO IDEAL DAS GALERIAS USANDO MESMA DISTRIBUIÇÃO DO PROJETO 
EXISTENTE. ................................................................................................................ 65 
FIGURA 24 – IMPLANTAÇÃO DE NOVAS GALERIAS NA REDE. ............................................. 66 
FIGURA 25 – DOIS NOVOS TRECHOS COM GALERIA. ....................................................... 67 
FIGURA 26 - GRELHAS NO PONTO DE ALAGAMENTO. ....................................................... 68 
FIGURA 27 – GRELHA PRÓXIMA À UEM. ....................................................................... 68 
file:///D:/Meus%20Documentos/Desktop/GUGU/TCC_ANDERSON_VERSÃO_CORRIGIDA_02.docx%23_Toc474839442
 
 
 
FIGURA 28 – BOCA DE LOBO NA RUA NOSSA SRA. DO CAMINHO, PRÓXIMO AO PONTO E 
ALAGAMENTO. ............................................................................................................ 69 
FIGURA 29 – BOCA DE LOBO NA RUA NATALINA GIROTO SPINA, PRÓXIMO AO PONTO E 
ALAGAMENTO. ............................................................................................................ 69 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
TABELA 1 - PERÍODOS DE RETORNO PARA DIFERENTES OCUPAÇÕES DE ÁREA. .................. 33 
TABELA 2 - RISCO EM FUNÇÃO DA VIDA ÚTIL E DO PERÍODO DE RETORNO.......................... 34 
TABELA 3 - VALORES DO COEFICIENTE C COM BASE EM SUPERFÍCIES. ............................. 39 
TABELA 4 - VALORES DE C ADOTADOS PELA PREFEITURA DE SÃO PAULO. ....................... 39 
TABELA 5 - CÁLCULO DAS DECLIVIDADES. ..................................................................... 52 
TABELA 6 - COEFICIENTE DE RUGOSIDADE DE MANNING. ................................................tubulação existente. 
Capacidade Vazão dos Tubos 
Trecho S 
(m/m) 
n concreto 
(cond.ruins) 
Diâmetro 
(m) 
Vazão Q 
(m³/s) 
1 - 1B 0,034 0,016 0,6 0,92 
1B - 2B 0,013 0,016 0,6 0,56 
2B - 2 0,029 0,016 0,6 0,86 
3 - 4 0,033 0,016 0,6 0,90 
4 - 5 0,032 0,016 0,6 0,89 
5 - 6 0,029 0,016 0,6 0,85 
6 - 7 0,035 0,016 0,6 0,93 
7 - 8 0,041 0,016 0,6 1,01 
8 - 9 0,029 0,016 0,6 0,84 
11 - 12 0,012 0,016 0,6 0,54 
12 - 9 0,017 0,016 0,6 0,66 
9 - 10 0,023 0,016 0,6 0,76 
13 - 14 0,041 0,016 0,6 1,01 
15 - 14 0,031 0,016 0,6 0,89 
14 - 16 0,013 0,016 0,6 0,58 
16 - 17 0,010 0,016 0,6 0,51 
18 - 17 0,046 0,016 0,6 1,07 
17 - 19 0,004 0,016 0,6 0,33 
20 - 19 0,055 0,016 0,6 1,17 
19 - 21 0,011 0,016 0,6 0,52 
22 - 23 0,047 0,016 0,6 1,08 
23 - 21 0,002 0,016 0,6 0,23 
21 - 24 0,009 0,016 0,6 0,46 
24 - 25 0,009 0,016 0,6 0,47 
25 - 12 0,033 0,016 0,6 0,91 
26 - 27 0,049 0,016 0,6 1,10 
28 - 29 0,009 0,016 0,6 0,46 
29 - 30 0,046 0,016 0,6 1,07 
30 - 27 0,006 0,016 0,6 0,39 
27 - 32 0,034 0,016 0,6 0,92 
31 - 32 0,079 0,016 0,6 1,40 
32 - 25 0,056 0,016 0,6 1,18 
33 - 34 0,061 0,016 0,6 1,23 
34 - 10 0,026 0,016 0,6 0,80 
10 - 2 0,010 0,016 0,6 0,50 
2 - F 0,007 0,016 1 1,58 
Fonte: Autor (2016). 
5.2.2. Vazão gerada pela precipitação crítica 
 
55 
 
 
5.2.2.1. Intensidade máxima 
 
Para o cálculo da intensidade de chuva gerada pela precipitação crítica, antes 
define-se os parâmetros T (período de retorno), segundo a Tabela 2 presento no 
item 2.6.3, e tc (tempo de concentração inicial). 
Define-se T = 10 anos, conforme região de análise (áreas comerciais e 
tráfego). O tempo de concentração inicial para a maioria dos projetos de drenagem é 
tc = 10 minutos, segundo Tomaz (2010). 
Com os parâmetros definidos e por meio da Equação 17, calcula-se a 
intensidade máxima (Tabela 9). 
 
5.2.2.2. Cálculo das áreas de contribuição 
 
As áreas foram calculadas através do comando/ferramenta “área” no 
programa AutoCAD e estão expressas na Tabela 8. 
 
Tabela 8 - Áreas de contribuição (continua). 
AREAS DE CONTRIBUIÇÃO (ha) 
A1 4,703 A57 0,553 
A2 3,493 A58 0,620 
A3 0,022 A59 0,129 
A4 0,303 A60 0,064 
A5 0,808 A61 0,135 
A6 0,757 A62 0,071 
A7 0,297 A63 0,469 
A8 0,019 A64 0,461 
A9 0,069 A65 0,091 
A10 0,085 A66 0,090 
A11 0,118 A67 0,093 
A12 0,103 A68 0,093 
A13 0,128 A69 0,079 
 
56 
 
 
Tabela 8 - Áreas de contribuição (conclusão). 
A14 0,115 A70 0,216 
A15 0,124 A71 0,252 
A16 0,106 A72 0,069 
A17 0,200 A73 0,141 
A18 0,192 A74 0,356 
A19 0,100 A75 0,344 
A20 0,201 A76 0,109 
A21 0,192 A77 0,142 
A22 0,103 A78 0,353 
A23 0,200 A79 0,319 
A24 0,959 A80 0,114 
A25 0,714 A81 0,133 
A26 0,175 A82 0,339 
A27 0,691 A83 0,348 
A28 0,136 A84 0,111 
A29 0,134 A85 0,332 
A30 0,636 A86 0,082 
A31 0,576 A87 0,361 
A32 0,157 A88 0,101 
A33 0,178 A89 0,181 
A34 0,624 A90 0,176 
A35 0,526 A91 0,107 
A36 0,135 A92 0,170 
A37 0,515 A93 0,168 
A38 0,203 A94 0,136 
A39 0,585 A95 0,102 
A40 0,143 A96 0,117 
A41 0,647 A97 0,109 
A42 0,542 A98 0,096 
A43 0,121 A99 0,105 
A44 0,093 A100 0,107 
A45 0,670 A101 0,120 
A46 0,586 A102 0,113 
A47 0,449 A103 0,100 
A48 0,425 A104 0,119 
A49 0,124 A105 0,129 
A50 0,103 A106 0,121 
A51 0,128 A107 0,113 
A52 0,115 A108 0,118 
A53 0,089 A109 0,135 
A54 0,121 A110 0,133 
A55 0,454 A111 0,117 
A56 0,413 A112 0,103 
Fonte: Autor (2016). 
57 
 
 
5.2.2.3. Cálculo da vazão gerada 
 
Adota-se um coeficiente de escoamento superficial conforme Tabela 5, para 
regiões com poucas superfícies livres, e partes residenciais com ruas 
macadamizadas ou pavimentadas (C = 0,6). 
Com o auxílio da Equação 18, presente no item 4.1.2.3, calcula-se a vazão 
gerada pela precipitação crítica (Tabela 9). 
 
5.2.2.4. Velocidade de escoamento 
 
Velocidade do escoamento considerando a tubulação completamente cheia, 
obtêm-se pela equação da continuidade (Equação 9), apresentada no item 4.1.2.4. 
Os resultados estão presentes na Tabela 9. 
 
5.2.2.5. Tempo de concentração 
 
O tempo de concentração do trecho seguinte (Equação 15) será o tempo de 
escoamento do trecho atual (Equação 14), somado ao tempo de concentração 
inicial. Ambas equações estão presentes no item 4.1.2.5 (Tabela 9). 
 
 Trecho 3-4: 
T = 10 anos; 
Tc = 10 min. 
I =
1752,27 . 100,148
(10 + 17)0,840
= 154,62mm/h 
 
A3−4 = A35 + A37 + A38 + A39 + A40 + 
A41
3⁄ = 0,53 + 0,51 + 0,20 + 0,58 +
0,14 + 0,65 3⁄ = 2,19 hectares 
 
Q = 0,6 . 154,62 . 2,1883 = 0,56 m3/s 
 
V =
0,56
π
4
 . 0,6²
= 1,99 m/s 
58 
 
 
Te =
67,20
60 x 1,99 
= 0,56 minutos 
 
Tc = 10 + 0,56 = 10,56 minutos 
 
 Trecho 4-5: 
T = 10 anos; 
Tc = 10,5616 min. 
 
I =
1752,27 . 100,148
(10,5616 + 17)0,840
= 151,97 mm/h 
 
A3−4 = A31 + A33 + A34 + A36 + 
A41
3⁄ = 0,58 + 0,18 + 0,62 + 0,13 +
0,65 3⁄ = 1,73 hectares 
 
Q = (0,6 . 151,97 . 1,73) + 0,56 = 1,00 m3/s 
 
Obs: Soma-se a vazão do trecho anterior. 
 
V =
1,0019
π
4
 . 0,6²
= 3,54 m/s 
 
Te =
66,23
60 x 3,54 
= 0,31 minutos 
 
Tc = 10,56 + 0,31 = 10,87 minutos 
 
 
A vazão gerada para todos os trechos encontra-se na Tabela 9 abaixo. 
 
 
 
59 
 
 
Tabela 9 - Vazão gerada pela precipitação crítica. 
VAZÃO GERADA PELA PRECIPITAÇÃO CRÍTICA 
Trecho L (m) TR 
(anos) 
tc (min) I (mm/h) Área 
(há) 
C Vazão 
Q 
(m³/s) 
V=Q/A 
(m/s) 
te (min) tc 
acum. 
(min) 
Sufici
ente 
1 - 1B 38,26 10 10,00 154,62 4,70 0,6 1,21 4,29 0,15 10,15 NÃO 
1B - 2B 15,81 10 10,15 153,90 - 0,6 1,21 4,29 0,06 10,21 NÃO 
2B - 2 10,22 10 10,21 153,61 - 0,6 1,21 4,29 0,04 10,25 NÃO 
3 - 4 67,2 10 10,00 154,62 2,19 0,6 0,56 1,99 0,56 10,56 SIM 
4 - 5 66,23 10 10,56 151,97 1,73 0,6 1,00 3,54 0,31 10,87 NÃO 
5 - 6 65,81 10 10,87 150,54 1,83 0,6 1,46 5,17 0,21 11,09 NÃO 
6 - 7 68,78 10 11,09 149,58 2,18 0,6 2,01 7,10 0,16 11,25 NÃO 
7 - 8 66,35 10 11,25 148,86 0,53 0,6 2,14 7,56 0,15 11,39 NÃO 
8 - 9 70,11 10 11,39 148,22 0,52 0,6 2,27 8,01 0,15 11,54 NÃO 
11 - 12 69,4 10 10,00 154,62 2,37 0,6 0,61 2,16 0,54 10,54 NÃO 
12 - 9 51,85 10 15,42 132,58 0,24 0,6 4,04 14,31 0,06 15,48 NÃO 
9 - 10 25,82 10 15,48 132,37 0,33 0,6 6,38 22,58 0,02 15,50 NÃO 
13 - 14 92,72 10 10,00 154,62 0,57 0,6 0,15 0,52 2,97 12,97 SIM 
15 - 14 31,84 10 10,00 154,62 0,42 0,6 0,11 0,39 1,37 11,37 SIM 
14 - 16 52,74 10 12,97 141,64 0,48 0,6 0,37 1,31 0,67 13,64 SIM 
16 - 17 67,9 10 13,64 139,03 0,56 0,6 0,50 1,77 0,64 14,28 SIM 
18 - 17 145,93 10 10,00 154,62 0,89 0,6 0,23 0,81 3,02 13,02 SIM 
17 - 19 68,6 10 14,28 136,63 0,69 0,6 0,88 3,13 0,37 14,65 NÃO 
20 - 19 135,38 10 10,00 154,62 0,91 0,6 0,24 0,83 2,71 12,71 SIM 
19 - 21 18,25 10 14,65 135,31 0,69 0,6 1,28 4,51 0,07 14,72 NÃO 
22 - 23 139,12 10 10,00 154,62 1,17 0,6 0,30 1,07 2,17 12,17 SIM 
23 - 21 46,55 10 12,17 144,89 0,54 0,6 0,43 1,53 0,51 12,68 NÃO 
21 - 24 58,33 10 14,72 135,06 0,20 0,6 1,75 6,20 0,16 14,87 NÃO 
24 - 25 237,44 10 14,87 134,50 2,74 0,6 2,37 8,37 0,47 15,34 NÃO 
25 - 12 57 10 15,34 132,85 - 0,6 3,38 11,96 0,08 15,42 NÃO 
26 - 27 104,6 10 10,00 154,62 1,11 0,6 0,28 1,01 1,73 11,73 SIM 
28 - 29 34,76 10 10,00 154,62 0,15 0,6 0,04 0,14 4,12 14,12 SIM 
29 - 30 83,28 10 14,12 137,22 0,37 0,6 0,12 0,44 3,14 17,27 SIM 
30 - 27 83,59 10 17,27 126,56 0,35 0,6 0,20 0,70 1,98 19,25 SIM 
27 - 32 26,35 10 19,25 120,73 0,33 0,6 0,55 1,94 0,23 19,47 SIM 
31 - 32 25,27 10 10,00 154,62 0,78 0,6 0,20 0,71 0,59 10,59 SIM 
32 - 25 91,95 10 19,47 120,10 1,32 0,6 1,01 3,59 0,43 19,90 SIM 
33 - 34 49,52 10 19,90 118,93 3,49 0,6 0,69 2,45 0,34 20,24 SIM 
34 - 10 62,71 10 20,24 118,03 - 0,6 0,69 2,45 0,43 20,66 SIM 
10 - 2 20,03 10 15,50 132,31 - 0,6 7,08 25,03 0,01 15,52 NÃO 
2 - F 76,2 10 15,52 132,26 - 0,6 8,29 10,55 0,12 15,64 NÃO 
Fonte: Autor (2016). 
 
60 
 
 
A última coluna da Tabela 10 indica quais os trechos da tubulação terão 
capacidade suficiente para a drenagem da vazão gerada, bem como os trechos em 
que isso não seconfirma, ou seja, onde a tubulação não tem capacidade suficiente. 
 
5.3. Projeto ideal 
 
Nessa etapa de dimensionamento, a intensidade da chuva, vazão gerada e 
tempo de concentração serão calculadas conforme descritas anteriormente. 
 
5.3.1. Diâmetro de cálculo e diâmetro comercial 
 
Com a vazão gerada e declividade já calculadas, é possível obter-se o 
diâmetro ideal da tubulação através da Equação 8. 
 
5.3.1.1. Velocidade de escoamento 
 
Considerando-se tubulações parcialmente cheias, encontra-se a velocidade 
(Equação 24), a partir de KQ (equação 22), e uma interpolação linear para calcular-
se KV (equação 23), consultando-se a Tabela 12 (ANEXO I). 
 
 Trecho 3-4: 
T = 10 anos; 
Tc = 10 min. 
I =
1752,27 . 100,148
(10 + 17)0,840
= 154,62mm/h 
A3−4 = A35 + A37 + A38 + A39 + A40 + 
A41
3⁄ = 0,53 + 0,51 + 0,20 + 0,58 +
0,1434 + 0,65 3⁄ = 2,19 hectares 
 
Q = 0,6 . 154,62 . 2,19 = 0,56 m3/s 
 
D = 
0,56 x 0,016
0,312 x 0,03271/2
3/8
= 0,503 metros 
Adota-se D = 0,600m 
61 
 
 
KQ =
0,5639 . 0,016 
0,6
8
3. 0,03274
1
2
= 0,1947 
 
 Na Tabela 12 (ANEXO I) encontra-se os valores correspondentes do 
intervalo: 
 KQ1 = 0,1933 
 KQ2 = 0,1987 
 KV1 = 0,4180 
 KV2 = 0,4206 
 
KV =
0,1947 − 0,1933
0,1987 − 0,1933
 . (0,4206 − 0,4180) + 0,4180 = 0,4187 
 
V =
0,4187.0,6002/3.0,032741/2
0,016
= 3,37 m/s 
V =
0,5639
π
4
 . 0,600²
= 1,99 m/s 
 
Te =
67,20
60 x 3,37 
= 0,33 minutos 
 
Tc = 10 + 0,33 = 10,33 minutos 
 Trecho 4-5: 
T = 10 anos; 
Tc = 10,33 min. 
I =
1752,27 . 100,148
(10,33 + 17)0,840
= 153,03 mm/h 
 
A3−4 = A31 + A33 + A34 + A36 + 
A41
3⁄ = 0,57 + 0,18 + 0,62 + 0,13 +
0,65 3⁄ = 1,73 hectares 
 
Q = (0,6 . 153,03 . 1,73) + 0,56 = 1,00 m3/s 
 
62 
 
 
D = 
1,0050 x 0,016
0,312 x 0,031711/2
3/8
= 0,63 metros 
 
Adota-se D = 0,700m 
 
KQ =
1,00 . 0,016 
0,7
8
3. 0,0317
1
2
= 0,2338 
 
 Na Tabela 12 (ANEXO I) encontra-se os valores correspondentes do 
intervalo: 
 KQ1 = 0,2306 
 KQ2 = 0,2358 
 KV1 = 0,4343 
 KV2 = 0,4362 
 
KV =
0,2338 − 0,2306
0,2358 − 0,2306
 . (0,4362 − 0,4343) + 0,4343 = 0,4355 
 
V =
0,4355.0,7002/3.0,03171/2
0,016
= 3,82 m/s 
 
V =
1,00
π
4
 . 0,700²
= 2,61 m/s 
 
Te =
67,20
60 x 3,368 
= 0,29 minutos 
 
Tc = 10,33 + 0,29 = 10,62 minutos 
 
O dimensionamento ideal das galerias para todos os trechos encontra-se na 
Tabela 10. 
 
 
63 
 
 
Tabela 10 – Dimensionamento ideal das galerias (continua). 
DIMENSIONAMENTO IDEAL USANDO PROJETO EXISTENTE PARA PRECIPITAÇÃO CRÍTICA 
Trecho tc 
(min) 
I (mm/h) Q (m³/s) I (m/m) n concreto D cálculo 
(m) 
D comercial 
(m) 
1 - 1B 10,00 154,62 1,21 0,0340 0,016 0,67 0,70 
1B - 2B 10,16 153,87 1,21 0,0127 0,016 0,80 0,80 
2B – 2 10,25 153,41 1,21 0,0294 0,016 0,68 0,70 
3 – 4 10,00 154,62 0,56 0,0327 0,016 0,50 0,60 
4 – 5 10,33 153,03 1,00 0,0317 0,016 0,63 0,70 
5 – 6 10,62 151,69 1,47 0,0289 0,016 0,74 0,80 
6 – 7 10,89 150,45 2,02 0,0349 0,016 0,80 0,90 
7 – 8 11,14 149,36 2,15 0,0407 0,016 0,80 0,80 
8 – 9 11,36 148,36 2,28 0,0285 0,016 0,87 0,90 
11 – 12 10,00 154,62 0,61 0,0115 0,016 0,63 0,70 
12 – 9 14,21 136,89 4,22 0,0174 0,016 1,21 1,50 
9 – 10 14,41 136,17 6,58 0,0232 0,016 1,35 1,50 
13 – 14 10,00 154,62 0,15 0,0410 0,016 0,29 0,30 
15 – 14 10,00 154,62 0,11 0,0314 0,016 0,27 0,30 
14 – 16 10,61 151,76 0,38 0,0133 0,016 0,51 0,60 
16 – 17 11,01 149,92 0,52 0,0103 0,016 0,60 0,70 
18 – 17 10,00 154,62 0,23 0,0459 0,016 0,34 0,40 
17 – 19 11,54 147,57 0,91 0,0044 0,016 0,88 0,90 
20 – 19 10,00 154,62 0,24 0,0547 0,016 0,33 0,40 
19 – 21 12,20 144,78 1,32 0,0110 0,016 0,85 0,90 
22 – 23 10,00 154,62 0,30 0,0467 0,016 0,37 0,40 
23 – 21 10,71 151,27 0,44 0,0021 0,016 0,76 0,80 
21 – 24 12,31 144,31 1,80 0,0086 0,016 1,00 1,00 
24 – 25 12,68 142,79 2,46 0,0088 0,016 1,12 1,20 
25 – 12 14,03 137,58 3,56 0,0333 0,016 1,00 1,00 
26 – 27 10,00 154,62 0,28 0,0488 0,016 0,36 0,40 
28 – 29 10,00 154,62 0,04 0,0086 0,016 0,24 0,30 
29 – 30 10,55 152,02 0,13 0,0456 0,016 0,28 0,30 
30 – 27 11,08 149,62 0,22 0,0060 0,016 0,49 0,50 
27 – 32 12,09 145,23 0,59 0,0342 0,016 0,51 0,60 
31 – 32 10,00 154,62 0,20 0,0791 0,016 0,29 0,30 
32 – 25 12,22 144,70 1,10 0,0555 0,016 0,59 0,60 
33 – 34 19,46 120,14 0,70 0,0606 0,016 0,49 0,50 
34 – 10 23,06 111,00 0,70 0,0255 0,016 0,57 0,60 
10 – 2 14,49 135,89 7,28 0,0100 0,016 1,64 2,00 
2 – F 15,85 131,12 8,49 0,0066 0,016 1,88 2,00 
 
 
64 
 
 
 
Tabela 10 – Dimensionamento ideal das galerias (conclusão). 
DIMENSIONAMENTO IDEAL USANDO PROJETO EXISTENTE PARA PRECIPITAÇÃO CRÍTICA 
Trecho KQ INTERPOLAÇÃO PARA "KV" KV V 
(m/s) 
V=Q/A 
(m/s) 
te 
(min) 
tc acum. 
(min) KQ1 KQ2 KV1 KV2 
1 - 1B 0,2723 0,2705 0,2752 0,4469 0,4480 0,4473 4,06 3,15 0,16 10,16 
1B - 2B 0,3126 0,3118 0,3151 0,4524 0,4522 0,4524 2,74 2,41 0,10 10,25 
2B - 2 0,2930 0,2928 0,2969 0,4512 0,4517 0,4512 3,81 3,15 0,04 10,30 
3 - 4 0,1947 0,1933 0,1987 0,4180 0,4206 0,4187 3,37 1,99 0,33 10,33 
4 - 5 0,2338 0,2306 0,2358 0,4343 0,4362 0,4355 3,82 2,61 0,29 10,62 
5 - 6 0,2507 0,2460 0,2511 0,4398 0,4414 0,4413 4,04 2,92 0,27 10,89 
6 - 7 0,2287 0,2253 0,2306 0,4323 0,4343 0,4336 4,72 3,17 0,24 11,14 
7 - 8 0,3088 0,3083 0,3118 0,4524 0,4524 0,4524 4,92 4,27 0,22 11,36 
8 - 9 0,2856 0,2842 0,2886 0,4498 0,4505 0,4500 4,43 3,58 0,26 11,62 
11 - 12 0,2358 0,2358 0,2409 0,4362 0,4381 0,4362 2,31 1,59 0,50 10,50 
12 - 9 0,1740 0,1718 0,1772 0,4065 0,4095 0,4077 4,40 2,39 0,20 14,41 
9 - 10 0,2341 0,2306 0,2358 0,4343 0,4362 0,4356 5,44 3,72 0,08 14,49 
13 - 14 0,2883 0,2842 0,2886 0,4498 0,4505 0,4505 2,55 2,08 0,61 10,61 
15 - 14 0,2445 0,2409 0,2460 0,4381 0,4398 0,4393 2,18 1,55 0,24 10,24 
14 - 16 0,2050 0,2040 0,2094 0,4231 0,4256 0,4236 2,17 1,34 0,41 11,01 
16 - 17 0,2112 0,2094 0,2147 0,4256 0,4279 0,4264 2,13 1,35 0,53 11,54 
18 - 17 0,1961 0,1933 0,1987 0,4180 0,4206 0,4193 3,05 1,81 0,80 10,80 
17 - 19 0,2930 0,2928 0,2969 0,4512 0,4517 0,4512 1,74 1,44 0,66 12,20 
20 - 19 0,1853 0,1825 0,1879 0,4124 0,4153 0,4139 3,28 1,87 0,69 10,69 
19 - 21 0,2666 0,2658 0,2705 0,4457 0,4469 0,4459 2,72 2,07 0,11 12,31 
22 - 23 0,2572 0,2560 0,2609 0,4429 0,4444 0,4433 3,25 2,40 0,71 10,71 
23 - 21 0,2736 0,2705 0,2752 0,4469 0,4480 0,4476 1,12 0,87 0,69 11,41 
21 - 24 0,3116 0,3083 0,3118 0,4524 0,4524 0,4524 2,62 2,30 0,37 12,68 
24 - 25 0,2569 0,2560 0,2609 0,4429 0,4444 0,4432 2,94 2,17 1,35 14,03 
25 - 12 0,3119 0,3118 0,3151 0,4524 0,4522 0,4524 5,16 4,53 0,18 14,21 
26 - 27 0,2375 0,2358 0,2409 0,4362 0,4381 0,4369 3,27 2,27 0,53 10,53 
28 - 29 0,1697 0,1665 0,1718 0,4034 0,4065 0,4053 1,05 0,56 0,55 10,55 
29 - 30 0,2488 0,2460 0,2511 0,4398 0,4414 0,4407 2,64 1,90 0,53 11,08 
30 - 27 0,2911 0,2886 0,2928 0,4505 0,4512 0,4509 1,37 1,13 1,01 12,09 
27 - 32 0,1980 0,1933 0,1987 0,4180 0,4206 0,4203 3,45 2,07 0,13 12,22 
31 - 32 0,2832 0,2797 0,2842 0,4489 0,4498 0,4496 3,54 2,84 0,12 10,12 
32 - 25 0,2929 0,2928 0,2969 0,4512 0,4517 0,4512 4,72 3,90 7,24 19,46 
33 - 34 0,2887 0,2886 0,2928 0,4505 0,4512 0,4505 4,37 3,56 3,60 23,06 
34 - 10 0,2736 0,2705 0,2752 0,4469 0,4480 0,4476 3,18 2,47 3,32 26,38 
10 - 2 0,1835 0,1825 0,1879 0,4124 0,4153 0,4129 4,09 2,32 1,37 15,85 
2 - F 0,2640 0,2609 0,2658 0,4444 0,4457 0,4452 3,58 2,70 4,54 20,40 
Fonte: Autor (2016). 
 
65 
 
 
Por uma questão de praticidade e viabilidade, padroniza-se os diâmetros das 
tubulações, como mostra a Figura 23. 
 
Figura 23 – Projeto ideal das galerias usando mesma distribuição do projeto 
existente. 
 
Fonte: Adaptado da Prefeitura Municipal de Umuarama, 2016. 
 
5.4. Proposta de melhoria 
 
A proposta de melhoria foi feita exclusivamente para o ponto em análise e 
para a sua respectiva região. O problema de alagamento no ponto pode não ser 
anulado completamente, se a macrodrenagem não estiver de acordo com a 
demanda de drenagem que a precipitação crítica gera. 
A microdrenagementre o ponto em análise e a macrodrenagem também pode 
ser um agravante. O sistema só operará em 100% se a rede seguinte também for 
suficiente. 
 
66 
 
 
5.4.1. Tubulação em novos trechos 
 
A partir dos resultados obtidos através dos cálculos, com o objetivo de 
diminuir a vazão do escoamento superficial nas vias, que ocasionam o alagamento 
do ponto em estudo, foi feita a proposta de implantação de novas tubulações em 
trechos nos quais não existe rede de galerias, levando em consideração a logística e 
a viabilidade dessa implantação. 
Nas Figuras 24 e 25, mostra-se as tubulações nos novos trechos. 
 
Figura 24 – Implantação de novas galerias na rede. 
 
Fonte: Adaptado da Prefeitura Municipal de Umuarama (2016). 
 
Na proposta, o trecho 1-1B é retirado (ver Figura 22), porque além de ser 
insuficiente para a vazão gerada, no projeto proposto o ponto 1 pode ser conectado 
à nova rede A, como mostra a Figura 29. 
67 
 
 
Figura 25 – Dois novos trechos com galeria. 
 
Fonte: Adaptado da Prefeitura Municipal de Umuarama (2016). 
. 
5.4.2. Substituição de tubulação 
 
A proposta de substituição de tubulações foi feita apenas em trechos 
específicos, onde a vazão gerada está muito acima da capacidade de vazão da 
tubulação existente, demandando um diâmetro muito maior. Assim, seria possível 
diminuir a quantidade de água que não consegue ser escoada pelas galerias, a qual 
permaneceria nas vias e resultaria no alagamento do ponto em análise. 
A Tabela 11 mostra os trechos que precisam ser substituídos e suas 
respectivas vazões, assim como o diâmetro antigo e o diâmetro novo. 
 
Tabela 11 – Trechos para substituição de tubulação. 
TRECHOS PARA SUBSTITUIÇÃO DE TUBULAÇÃO 
TRECHOS CAPACIDADE 
DE VAZÃO (m³/s) 
VAZÃO 
GERADA 
(m³/s) 
DIÂMETRO 
EXISTENTE (m) 
DIÂMETRO 
NOVA 
TUBULAÇÃO (m) 
1B - 2B 0,5617 1,212 0,600 1,00 
2B - 2 0,856 1,212 0,600 2,00 
24 - 25 0,4696 2,367 0,600 1,20 
25 - 12 0,9118 3,381 0,600 1,20 
12 - 9 0,6579 4,045 0,600 1,50 
9 - 10 0,7613 6,383 0,600 1,50 
2 - F 1,5796 8,288 1,000 2,00 
Fonte: Autor, 2016. 
 
68 
 
 
5.4.3. Novos dispositivos de drenagem 
 
Com o objetivo de reduzir a quantidade de água nas vias, que geram 
alagamento, consta no projeto de melhoria a implementação de grades/grelhas. 
Esse tipo de dispositivo permite o fluxo de veículos sobre ele, portanto serão 
colocadas transpondo a via inteira, em pontos estratégicos para anular o 
alagamento. 
Foram escolhidos quatro pontos para colocação das grelhas, três no ponto 
onde ocorre o alagamento (ponto mais baixo), e um próximo à tubulação nova A. 
Pode-se observar nas Figuras 26 e 27. 
Figura 26 - Grelhas no ponto de alagamento. 
 
Fonte: Adaptado da Prefeitura Municipal de Umuarama (2016). 
 
Figura 27 – Grelha próxima à UEM. 
 
Fonte: Adaptado da Prefeitura Municipal de Umuarama (2016). 
69 
 
 
5.4.3.1. Manutenção e limpeza 
 
Além do dimensionamento de um projeto de melhorias, também podem ser 
realizadas ações voltadas à manutenção do sistema de drenagem, a fim de evitar 
que seus componentes, como as bocas de lobo, sejam obstruídos, o que dificulta a 
passagem da água da chuva por estas unidades. Como consequência, a vazão 
escoada que deveria ser drenada permanece retida nas vias, causando os 
alagamentos. As Figuras 28 e 29 exemplificam a situação atual de algumas bocas 
de lobo existentes na região de estudo. 
Figura 28 – Boca de lobo na Rua Nossa Sra. do Caminho, próximo ao ponto e 
alagamento. 
 
Fonte: Autor (2016). 
Figura 29 – Boca de lobo na Rua Natalina Giroto Spina, próximo ao ponto e 
alagamento. 
 
Fonte: Autor (2016). 
70 
 
 
Além disso, a conscientização da população mostra-se importante, no sentido 
de evitar o acúmulo de lixo nas calçadas e nas vias, no intuito de preservar o 
sistema de drenagem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
71 
 
 
6. CONCLUSÃO 
 
Os alagamentos em regiões urbanas no Brasil vêm aumentando 
gradativamente, sobretudo em pequenas e médias cidades que ainda estão se 
desenvolvendo, e nas quais observa-se um crescimento urbano elevado, que na 
maioria das vezes acontece de forma desordenada. Os motivos do aumento nos 
prejuízos associados aos eventos chuvosos intensos são, no geral, a falta de 
planejamento tanto na etapa de projeto, quanto na manutenção do sistema, e a má 
gestão dos recursos hídricos. 
Contudo, é imprescindível que no projeto primário do sistema de drenagem 
urbana, seja levado em consideração todos esses aspectos e consequências da 
urbanização, além de majorado os cálculos dentro de uma faixa aceitável, a fim de 
prevenir futuros problemas. 
Através dos resultados obtidos, pode-se observar que o sistema de drenagem 
existente está muito abaixo do necessário em ocorrências de precipitações críticas. 
Por exemplo, o último trecho (2-F) tem capacidade de transportar atualmente uma 
vazão de 1,58 m³/s, enquanto a vazão máxima gerada em chuvas intensas é de 8,29 
m³/s. Essa vazão maior, como observou-se pelos cálculos, demanda um diâmetro de 
tubulação de, no mínimo, o dobro do atual, que é de apenas 1,0m. Assim, provou-se 
o porquê da ocorrência de tantos alagamentos no ponto de estudo. 
Concluiu-se também, que é necessária uma melhoria imediata do sistema de 
drenagem, para anular esses frequentes alagamentos. Foram sugeridas três 
medidas: implantação de novos trechos de drenagem; substituição de alguns 
trechos já existentes; e implementação de grelhas em pontos estratégicos para 
aumentar a vazão de engolimento e, consequentemente, diminuir o escoamento 
superficial no ponto de análise. 
Outro aspecto verificado na região foi a má conservação dos dispositivos de 
drenagem, principalmente as bocas de lobo. Portanto, sugeriu-se também uma 
manutenção periódica e uma conscientização de toda a população para a 
preservação do sistema de drenagem. 
 
 
72 
 
 
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http://www.ebanataw.com.br/drenagem/chuva.htm
76 
 
 
ANEXO I - TABELA DOS PARÂMETROS KQ e KV. 
Tabela 12 - Parâmetros KQ e KV (continua). 
KQ KV 
0,00005 0,0353 
0,00021 0,0559 
0,00050 0,0730 
0,00093 0,0881 
0,00150 0,1019 
0,00221 0,1147 
0,00306 0,1267 
0,00406 0,1381 
0,00521 0,1489 
0,00651 0,1592 
0,00795 0,1691 
0,00953 0,1786 
0,01126 0,01877 
0,01313 0,1965 
0,0152 0,2051 
0,0173 0,2133 
0,0196 0,2214 
0,0220 0,2291 
0,0246 0,2367 
0,0273 0,2441 
0,0301 0,2512 
0,0331 0,2582 
0,0362 0,2650 
0,0394 0,2716 
0,0427 0,2780 
0,0461 0,02843 
0,0497 0,2905 
0,0534 0,2965 
0,0571 0,3023 
0,0610 0,3080 
0,0650 0,3136 
0,0691 0,3190 
0,0733 0,3243 
0,0776 0,3295 
0,0820 0,3345 
0,0864 0,3394 
0,0910 0,3443 
0,0956 0,3490 
0,1003 0,3535 
0,1050 0,3580 
0,1099 0,3624 
0,1148 0,3666 
0,1197 0,3708 
0,1247 0,3748 
 
77 
 
 
Tabela 12 - Parâmetros KQ e KV (continuação). 
KQ KV 
0,1298 0,3787 
0,01349 0,3825 
0,1401 0,3863 
0,1453 0,3899 
0,1506 0,3934 
0,1558 0,3968 
0,1611 0,4002 
0,1665 0,4034 
0,1718 0,4065 
0,1772 0,4095 
0,1825 0,4124 
0,1879 0,4253 
0,1933 0,4180 
0,1987 0,4206 
0,2040 0,4231 
0,2094 0,4256 
0,2147 0,4279 
0,2200 0,4301 
0,2253 0,4323 
0,2306 0,4343 
0,2358 0,4362 
0,2409 0,4381 
0,2460 0,4398 
0,2511 0,4414 
0,2560 0,4429 
0,2609 0,04444 
0,2658 0,4457 
0,2705 0,4469 
0,2752 0,4480 
0,2797 0,4489 
0,2842 0,4498 
0,2886 0,4505 
0,2928 0,4512 
0,2969 0,4517 
0,3008 0,4520 
0,3047 0,4523 
0,3083 0,4524 
0,3118 0,4524 
0,3151 0,4522 
0,3182 0,4519 
0,3212 0,4514 
0,3239 0,4507 
0,3263 0,4499 
0,3286 0,4489 
0,3305 0,4476 
 
78 
 
 
Tabela 12 - Parâmetros KQ e KV (conclusão). 
KQ KV 
0,3322 0,4462 
0,3335 0,4445 
0,3345 0,4425 
0,3351 0,4402 
0,3353 0,4376 
0,3349 0,4345 
0,3339 0,4309 
0,3322 0,4267 
0,3293 0,4213 
0,3247 0,4142 
0,3117 0,3968 
Fonte: Adaptado do DNIT (2006).53 
TABELA 7 - CAPACIDADE DE VAZÃO DA TUBULAÇÃO EXISTENTE. ...................................... 54 
TABELA 8 - ÁREAS DE CONTRIBUIÇÃO. .......................................................................... 55 
TABELA 9 - VAZÃO GERADA PELA PRECIPITAÇÃO CRÍTICA. ............................................... 59 
TABELA 10 - DIMENSIONAMENTO IDEAL DAS GALERIAS . .................................................. 63 
TABELA 11 - TRECHOS PARA SUBSTITUIÇÃO DE TUBULAÇÃO............................................ 67 
TABELA 12 - PARÂMETROS KQ E KV . .......................................................................... 76 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
1. INTRODUÇÃO .................................................................................. 12 
1.1. Objetivos ........................................................................................... 13 
1.1.1. Objetivo geral .................................................................................... 13 
1.1.2. Objetivos específicos......................................................................... 13 
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .............................................................. 14 
2.1. Urbanização ...................................................................................... 14 
2.1.1. Processo de urbanização .................................................................. 14 
2.1.2. Inundações e alagamentos devido à urbanização ............................. 16 
2.2. Impactos ambientais.......................................................................... 18 
2.3. Impermeabilização do solo ................................................................ 20 
2.4. Impactos na infraestrutura urbana ..................................................... 21 
2.5. Sistemas de drenagem ...................................................................... 22 
2.5.1. Sarjetas ............................................................................................. 23 
2.5.2. Bocas de lobo.................................................................................... 24 
2.5.3. Poços de visita .................................................................................. 27 
2.5.4. Galerias ............................................................................................. 28 
2.5.5. Grelhas.............................................................................................. 30 
2.6. Chuvas intensas e parâmetros hidrológicos ...................................... 31 
2.6.1. Período de retorno ............................................................................ 32 
2.6.2. Duração da chuva crítica ................................................................... 34 
2.6.3. Intensidade da chuva ........................................................................ 36 
2.6.4. Tempo de concentração .................................................................... 37 
2.6.5. Coeficiente de escoamento superficial .............................................. 38 
3. ÁREA DE ESTUDO ........................................................................... 39 
3.1. Ponto de alagamento ........................................................................ 40 
 
 
 
4. METODOLOGIA ................................................................................ 41 
4.1. Análise do projeto existente............................................................... 41 
4.1.1. Capacidade de vazão dos tubos ....................................................... 42 
4.1.1.1. Cálculo das declividades ................................................................... 42 
4.1.1.2. Cálculo da vazão ............................................................................... 42 
4.1.2. Vazão gerada pela precipitação crítica .............................................. 43 
4.1.2.1. Intensidade máxima .......................................................................... 43 
4.1.2.2. Distribuição e cálculo das áreas ........................................................ 44 
4.1.2.3. Cálculo da vazão gerada ................................................................... 44 
4.1.2.4. Velocidade de escoamento ............................................................... 45 
4.1.2.5. Tempo de concentração .................................................................... 45 
4.2. Projeto ideal ...................................................................................... 46 
4.2.1. Diâmetro de cálculo e diâmetro comercial ......................................... 46 
4.2.2. Velocidade de escoamento ............................................................... 46 
4.3. Proposta de melhoria ........................................................................ 48 
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES ...................................................... 49 
5.1. Concepção de projeto ....................................................................... 49 
5.1.1. Topografia da bacia ........................................................................... 49 
5.1.2. Rede de galerias ............................................................................... 49 
5.2. Análise do projeto existente............................................................... 50 
5.2.1. Capacidade de vazão dos tubos ....................................................... 50 
5.2.1.1. Cálculo das declividades ................................................................... 50 
5.2.1.2. Cálculo da vazão ............................................................................... 53 
5.2.2. Vazão gerada pela precipitação crítica .............................................. 54 
5.2.2.1. Intensidade máxima .......................................................................... 55 
5.2.2.2. Cálculo das áreas de contribuição ..................................................... 55 
5.2.2.3. Cálculo da vazão gerada ................................................................... 57 
 
 
 
5.2.2.4. Velocidade de escoamento ............................................................... 57 
5.2.2.5. Tempo de concentração .................................................................... 57 
5.3. Projeto ideal ...................................................................................... 60 
5.3.1. Diâmetro de cálculo e diâmetro comercial ......................................... 60 
5.3.1.1. Velocidade de escoamento ............................................................... 60 
5.4. Proposta de melhoria ........................................................................ 65 
5.4.1. Tubulação em novos trechos ............................................................. 66 
5.4.2. Substituição de tubulação ................................................................. 67 
5.4.3. Novos dispositivos de drenagem ....................................................... 68 
5.4.3.1. Manutenção e limpeza ...................................................................... 69 
6. CONCLUSÃO.................................................................................... 71 
REFERÊNCIAS ............................................................................................. 72 
ANEXO I - TABELA DOS PARÂMETROS KQ e KV. ................................... 76 
 
 
12 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
O processo de urbanização desordenado, desencadeou graves problemas 
nas cidades brasileiras nas últimas décadas, principalmente problemas ambientais. 
Os problemas ligados ao saneamento básico são os mais observados, destacando-
se os alagamentos em centros urbanos, decorrentes da substituição de áreas com 
cobertura vegetal por áreas impermeabilizadas, como asfalto e calçadas. 
Com o passar do tempo, o processo de urbanização diminuiu seu ritmo no 
centro das cidades, e passou a expandir-se para as suas periferias, justamente ondese concentram os mananciais e bacias de maior relevo, agravando este problema. 
Isso comprova que a vulnerabilidade aos acidentes naturais está associada não só 
aos aspectos relacionados ao meio físico como, por exemplo: clima, relevo, 
drenagem, solos, etc., mas especialmente, à situação socioeconômica da população 
localizada nos ambientes próximos aos leitos fluviais (MONTEIRO, 1991). 
Tais alagamentos e ocasionam vários impactos ao cotidiano da população, 
afetando as atividades comerciais, de transporte, alagamentos das áreas 
residenciais, e proliferação de epidemias, comprometendo a qualidade de vida na 
zona urbana (TUCCI, 2005-a). 
Umuarama, área objeto do estudo, é uma cidade localizada no noroeste do 
estado do Paraná, com uma população de 100.676 habitantes (IBGE, 2010). A 
cidade em que inicialmente predominava o campo, sofreu com as geadas nas 
décadas de 70, 80 e 90, e consequentemente o êxodo rural foi eminente e de 
grande escala. No início da década de 60, a população era de 113.697 habitantes, 
sendo 33.774 urbanos e 79.923 rurais (IBGE, 1970). Já em 1990, o IBGE registrou 
uma queda na população. O censo oficial apurou 100.249 habitantes, com 77.541 
pessoas na cidade e 22.708 pessoas no campo. 
Esse crescimento repentino e desordenado do meio urbano acarretou em 
uma série de problemas, que aparecem principalmente neste século, entre eles o 
problema de alagamento. Os alagamentos no ponto em estudo são frequentes, 
dificultando o cotidiano e gerando prejuízos não somente a cidade, mas também aos 
moradores e comerciantes da região. 
13 
 
 
Em virtude disso, a proposta apresentada neste estudo poderá ser aplicada, 
no intuito de reduzir os alagamentos ocorrentes na área verificada, melhorando 
assim o dia a dia de todos que, de alguma forma, convivem com estes eventos. 
 
1.1. Objetivos 
 
1.1.1. Objetivo geral 
 
Avaliar o sistema de drenagem existente na região de intersecção entre a 
Avenida Ângelo Moreira da Fonseca, a Avenida Brasil, e as ruas adjacentes, 
localizados na cidade de Umuarama-PR. 
 
1.1.2. Objetivos específicos 
 
 Comparar a capacidade de vazão do sistema existente com a vazão da chuva 
crítica, no intuito de analisar a eficiência do sistema; e 
 Fazer uma proposta de melhoria do sistema, a fim de diminuir ou eliminar a 
ocorrência dos alagamentos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
 
 
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
2.1. Urbanização 
 
Um dos processos antrópicos que mais gera mudanças ao meio é a 
urbanização, principalmente em países subdesenvolvidos. Trata-se, segundo 
Oliveira (2004), de um conjunto de ações que têm consequências preocupantes, 
tanto sociais, quanto ambientais. 
A concentração de pessoas cada vez maior em menores espaços se acelerou 
na segunda metade do século XX, devido ao desenvolvimento urbano, fato esse que 
impacta no ecossistema, gerando perda de qualidade de vida e doenças. Segundo 
Tucci (2005-a), este processo se dá pela falta de controle do espaço urbano, 
produzindo efeito direto sobre a infraestrutura de saneamento básico: 
abastecimento, esgoto sanitário, drenagem urbana e resíduos sólidos. 
Analisando o ciclo hidrológico, pode-se constatar os danos causados no 
ambiente natural devido à urbanização. A ação das águas é determinante na 
formação de qualquer meio natural. Evapotranspiração, infiltração e o escoamento 
superficial são os meios pelo qual as águas da chuva são dissipadas. Para Barbosa 
(2006), com o aumento dos centros urbanos, estes processos são drasticamente 
piorados, ou seja, a evapotranspiração e a infiltração são reduzidos, enquanto o 
escoamento superficial aumenta demasiadamente, o que causa graves impactos 
nos cursos de drenagem natural, provocando erosão, assoreamento e enchentes. A 
frequência e intensidade das enchentes crescem como consequência da ocupação 
do solo com superfícies impermeáveis e devido às construções inadequadas, como 
pontes e aterros. 
 
2.1.1. Processo de urbanização 
 
O processo de urbanização em países subdesenvolvidos ocorre de forma 
descontrolada e desorganizada em sua grande maioria. 
Segundo Tucci (2005-b, p. 06) 
“O crescimento urbano nos países em desenvolvimento tem sido realizado 
de forma insustentável com deterioração da qualidade de vida e do meio 
ambiente. Este processo é ainda mais significativo na América Latina onde 
77% da população é urbana (47,2% a nível mundial).” 
15 
 
 
 
Na Figura 1 são apresentados os valores absolutos do grau de urbanização 
no Brasil. 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Organização das Nações Unidas (2011). 
Existem dois principais tipos de fatores que se associam ao processo de 
urbanização: os fatores atrativos e os fatores repulsivos. 
Fatores atrativos, como o próprio nome já diz, são aqueles a partir dos quais a 
urbanização acontece devido às condições estruturais que as cidades oferecem, 
sendo o principal a industrialização (NASCIMENTO, 2016), além de melhores 
condições de vida, mais empregos e consequentemente renda, e o fácil acesso à 
escolas, hospitais, produtos e serviços em geral. 
Fatores repulsivos são aqueles em que a urbanização ocorre graças à 
“expulsão” da população do campo para as cidades. Em geral, segundo Nascimento 
(2016), esse processo ocorre pela modernização do campo, que propiciou a 
substituição do homem pela máquina e pelo processo de concentração fundiária, o 
que deixou a maioria das terras em posse de poucos latifundiários. 
Para Tucci (2015, p. 15) 
“O Brasil apresentou, ao longo das últimas décadas, um crescimento 
significativo da população urbana, criando-se as chamadas regiões 
metropolitanas. A taxa de população urbana brasileira é de 80%, próxima à 
saturação. O processo de urbanização acelerado ocorreu depois da década 
de 60, gerando uma população urbana praticamente sem infraestrutura, 
principalmente na década de 80, quando os investimentos foram reduzidos.” 
 
Tucci (2015) ainda afirma, após avaliar os processos e suas consequências, 
que é necessário ter um planejamento quando se diz respeito à ocupação do espaço 
Figura 1 – Grau de urbanização no Brasil, 1950 - 2050. 
16 
 
 
urbano, com a infraestrutura e as condições que devem impedir danos econômicos e 
sociais sobre a sociedade. 
 
2.1.2. Inundações e alagamentos devido à urbanização 
 
As inundações ocorrem naturalmente conforme o comportamento do rio, ou 
podem ser intensificadas pelo processo de urbanização. O escoamento pluvial 
caracteriza dois tipos de processos, que podem ocorrer isoladamente ou 
combinados. 
Ocorrem também os alagamentos em regiões urbanas devido ao crescimento 
urbano mal planejado. Esses alagamentos, segundo Tucci (2015), acontecem 
devido à impermeabilização do solo vinda da construção de ruas, calçadas, 
residências, pátios, entre outros. Assim, a parcela da água que infiltrava passa a 
escoar pelos condutos, aumentando o escoamento superficial. Esse volume de água 
que antes da urbanização ficava retido nas plantas e gramados, agora passa a 
escoar nas galerias, requerendo maior capacidade de escoamento. 
O hidrograma típico de uma bacia natural e aquele resultante da urbanização 
são apresentados na Figura 2. O efeito principal da urbanização é o aumento da 
vazão máxima. 
 
Figura 2 - Hidrograma hipotético.
 
Fonte: Adaptado de Tucci (2015). 
 
As enchentes intensificadas pela urbanização e os alagamentos urbanos, em 
geral, ocorrem em bacias de pequeno porte, de alguns quilômetros quadrados. 
17 
 
 
Porém, as exceções são as grandes regiões metropolitanas, como São Paulo, onde 
o problema abrange cerca de 800km² (TUCCI, 2015). 
Ainda segundo Tucci (2005, p. 22) “a tendência da urbanização é de ocorrer 
no sentido de jusante para montante, na macrodrenagem urbana, devido às 
características de relevo”. Os municípios brasileiros fazem exigência unicamente 
para que o projeto de drenagem seja capaz de drenar a água escoada no 
loteamento.Quase sempre o impacto gerado pela vazão máxima sobre o restante 
da bacia não é levado em consideração pelo engenheiro projetista e nem exigido 
pelo município. Com falta de planejamento, e não controle do crescimento urbano, 
ampliações que deveriam acontecer de tempos em tempos não são feitas, 
ocasionando alagamentos frequentes e danos ao bem público. 
Quanto à responsabilidade do poder público, Tucci (2015) afirma que este 
não tem controle sobre a urbanização e, consequentemente, não faz reformas para 
o aumento do potencial da macro e microdrenagem, o que resulta no crescimento da 
ocorrência de enchentes, gerando perdas econômicas e agravamentos no meio 
social. Essa falta de controle e planejamento nas etapas de projeto de loteamentos à 
montante, vão impactar à jusante, que são as áreas mais afetadas. 
Na Figura 3 pode-se observar detalhadamente as características de uma 
região antes da urbanização e pós urbanização. 
 
Figura 3 - Características do balanço hídrico numa bacia urbana. 
 
Fonte: Adaptado de Tucci e Bertoni (2003). 
 
Diversas consequências podem estar associadas ao processo de 
urbanização. O Quadro 1 apresenta algumas destas e seus impactos. 
 
18 
 
 
Quadro 1 – Consequências e impactos da urbanização sobre as cheias dos rios 
urbanos. 
CONSEQUÊNCIAS IMPACTOS 
Impermeabilização - Maiores picos de cheia e vazões em rios 
Redes de drenagem - Maiores picos de cheia a jusante 
Lixo - Degradação da qualidade da água 
- Entupimento de bueiros e galerias pluviais 
Redes de esgotos sanitários deficientes - Degradação da qualidade da água 
- Doenças de veiculação hídrica 
Desmatamento de desenvolvimento 
indisciplinado 
- Maiores picos de cheia e volumes escoados 
- Maior erosão 
- Assoreamento em canais e galerias 
Ocupação de várzeas 
- Maiores prejuízos ao patrimônio por 
enchentes 
- Maiores picos de cheias 
- Maiores custos de utilidades publicas 
Fonte: Barbosa (2006), adaptado de Bollmann (2004). 
 
 
2.2. Impactos ambientais 
 
Já discutiu-se anteriormente o impacto devido a urbanização sobre o 
escoamento e os tipos de inundações. Para Tucci (2015), há outros tipos de 
impactos, tão importantes quanto a parte quantitativa dos alagamentos. São aqueles 
sobre o ciclo hidrológico, devido ao aumento da temperatura, ao aumento da 
produção de sedimentos e à degradação da qualidade da água drenada. 
O ciclo hidrológico é considerado um sistema em equilíbrio, quando em 
condições normais. Entretanto, com a urbanização das bacias hidrográficas, nota-se 
mudanças que causam transformações na dinâmica do ciclo da água. Em áreas 
urbanizadas, fatores como a impermeabilização do solo, a canalização de águas 
pluviais e a retirada da vegetação, desencadeiam e pioram os processos de erosão 
e de alagamentos. 
Tucci (2005-b) caracteriza como alterações no referido ciclo hidrológico: 
 Redução da infiltração no solo; 
 O escoamento superficial aumenta, devido ao volume que deixa de infiltrar. 
Além do mais, como foram construídos condutos pluviais para o escoamento 
superficial, tornando-o mais rápido, ocorre diminuição do tempo de deslocamento. 
As vazões máximas também aumentam, acelerando seus picos no tempo (Figura 4); 
19 
 
 
 Com a redução da infiltração, o aquífero tende a diminuir o nível do lençol 
freático por falta de alimentação (principalmente quando a área urbana é muito 
extensa), reduzindo o escoamento subterrâneo; e 
 Devido a substituição da cobertura natural ocorre uma redução da 
evapotranspiração, já que a superfície urbana não retém água como a cobertura 
vegetal e não permite a evapotranspiração das folhagens e do solo. Apesar disto, as 
superfícies urbanas geradas pelas cidades são aquecidas e nas precipitações de 
baixa intensidade pode ocorrer maior evaporação. 
A Figura 4 exemplifica os referidos impactos da urbanização no balanço 
hídrico. 
Figura 4 - Impacto no balanço hídrico devido a urbanização. 
 
Fonte: Adaptado de Tucci (2015). 
 
Já as Ilhas de calor são causadas pelo aumento da temperatura ambiente, em 
decorrência das superfícies impermeáveis que absorvem parte da energia solar. 
20 
 
 
Segundo Tucci (2005-a), os centros urbanos são o mais afetados, onde há 
predominância extrema de concreto e asfalto. O crescimento da absorção de 
radiação solar devido à superfície aumenta demasiadamente a emissão de radiação 
térmica que volta para o ambiente em forma de calor. Esse aumento de temperatura 
cria condições de movimentação de ar ascendente, gerando maiores precipitações. 
A Figura 5 ilustra uma ilha de calor. 
Figura 5– Exemplificação de uma ilha de calor. 
 
Fonte: Meyer (2013). 
 
2.3. Impermeabilização do solo 
 
O principal fator contribuinte para o aumento, frequência e magnitude das 
inundações e alagamentos é a impermeabilização do solo, ocasionada por 
edificações e pavimentação de vias (KUCK e ALVES, 2011). 
Segundo Tucci (2003) devido à grande área impermeabilizada a radiação 
solar é refletida sob a forma de radiação térmica para o ambiente, causando 
aumento de temperatura. Essa elevação na temperatura cria movimentação elevada 
de ar ascendente, gerando precipitações mais intensas. 
Os condutos, canais e ruas criam superfícies impermeáveis, gerado despesas 
de implantação e manutenção. Tucci (1999) afirma que para reduzir estes custos e 
21 
 
 
minimizar impactos à jusante da área de precipitação pluvial, uma das ações é 
permitir maior infiltração da precipitação, criando condições bem próximas às 
naturais. 
Para Ribeiro (2007), a substituição da cobertura vegetal do solo por 
pavimentos impermeáveis e o uso de condutos para escoamento superficial geram 
alterações no ciclo hidrológico. As principais alterações são: 
 Redução da infiltração do solo; 
 Aumento do escoamento superficial – o volume deixa de infiltrar, passando a 
ficar na superfície. Com a construção de condutos pluviais para a drenagem ocorre a 
aceleração do escoamento; 
 Com a redução da infiltração, o aquífero tende a reduzir o nível do lençol 
freático por falta de abastecimento, reduzindo o escoamento subterrâneo; e 
 Com a supressão da cobertura vegetal, não ocorre a evapotranspiração. 
Tucci (2005-a, p. 26) ainda completa 
 “A infiltração é o processo de transferência do fluxo da superfície para o 
interior do solo. Onde a capacidade de infiltração depende das 
características do solo, tais como sua porosidade e condutividade 
hidráulica.” 
 
Segundo Barbosa (2006) a taxa de infiltração depende da umidade da 
camada superior do solo, fator que pode proporcionar maior dificuldade de 
infiltração. Esse aspecto inviabiliza determinados tipos de drenagem, já que o nível 
de água na superfície se mantém alto por muito tempo, tendo pouco efeito na 
redução do volume por infiltração (TUCCI, 1999). 
 
2.4. Impactos na infraestrutura urbana 
 
Segundo Tucci (2005-b, p. 7), “o planejamento urbano é realizado para a 
cidade formal, e para a cidade informal são analisadas tendências desta ocupação”. 
Para Tucci (2005-a) os principais problemas que ocorrem com a infraestrutura 
relacionada à água no ambiente urbano são os seguintes: 
 A falta de tratamento de esgoto: grande parte das cidades não possuem 
tratamento de esgoto e lançam os efluentes na rede de esgotamento pluvial, que 
escoa pelos rios urbanos (maioria das cidades brasileiras); 
22 
 
 
 Poucas cidades optaram por fazer as redes de esgotamento sanitário (muitas 
vezes sem tratamento), mas não implementam a rede de drenagem urbana, 
sofrendo frequentes alagamentos com o aumento da impermeabilização; 
 Ocupação do leito de inundação ribeirinha, sofrendo frequentes enchentes; 
 Impermeabilização e canalização dos rios urbanos com aumento da vazão de 
cheia (até sete vezes) e sua frequência; aumento da carga de resíduos sólidos e da 
qualidade da água pluvial sobre os rios próximos das áreas urbanas; 
 Deterioração da qualidade da água devidoà falta de tratamento dos efluentes 
tem criado potenciais risco ao abastecimento da população em vários cenários, onde 
o mais crítico tem sido a ocupação da áreas de contribuição de reservatórios de 
abastecimento urbano, que eutrofizados podem produzir riscos à saúde da 
população. 
. 
2.5. Sistemas de drenagem 
 
Os sistemas de drenagem urbana podem ser divididos em dois níveis (Tucci, 
2005-a): 
a) Macrodrenagem: relaciona‐se aos escoamentos em fundos de vale que 
normalmente são bem definidos, mesmo que não correspondam a um curso de água 
perene; 
b) Microdrenagem: relaciona‐se a áreas onde o escoamento natural não é 
bem definido e, portanto, acaba sendo determinado pela ocupação do solo. Em 
áreas urbanas é essencialmente definida pelo traçado das ruas. 
Segundo Tucci (2005-a, p. 15) “o sistema de macrodrenagem deve ser 
projetado com capacidade superior ao de microdrenagem, com riscos de acordo 
com os prejuízos humanos e materiais potenciais”. 
Na verdade, o que tem caracterizado este tipo de definição é a metodologia 
utilizada para a determinação da vazão de projeto. O Método Racional tem sido 
utilizado para a estimativa das vazões na microdrenagem, enquanto os modelos 
hidrológicos que determinam o hidrograma do escoamento são utilizados para as 
obras de macrodrenagem. Justamente por ser uma metodologia com simplificações 
e limitações, o Método Racional pode ser utilizado somente para bacias com áreas 
de até 2 km² (Tucci, 2005-b). 
23 
 
 
Segundo o Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT, 
2006) o sistema de drenagem de transposição urbana de águas pluviais 
(microdrenagem) é composto dos seguintes dispositivos: 
 Sarjetas; 
 Bocas-de-lobo; 
 Poços de visita; 
 Galerias; e 
 Estruturas especiais. 
 
2.5.1. Sarjetas 
 
São feitas de concreto simples, moldado “in loco”, ou são feitas de 
paralelepípedos argamassados. As sarjetas são usadas para fixar as guias e formar 
o piso de escoamento de água. Devido ao abaulamento da rua (declividade 
transversal), as águas correm, principalmente, pelas sarjetas (Botelho, 1998). 
Segundo o DNIT (2006, p.280) “as sarjetas em trecho urbano têm como 
objetivo conduzir as águas que se precipitam sobre a plataforma da rodovia e áreas 
adjacentes ao ponto de captação, que normalmente é uma boca de lobo.” 
A capacidade de esgotamento de uma boca de lobo, sua localização e 
espaçamento, qualquer que seja o seu tipo, depende da altura d'água no trecho da 
sarjeta imediatamente a montante da boca de lobo, isto é, da capacidade de vazão 
da sarjeta. Se esta estiver localizada em trecho de declividade uniforme, a altura 
d'água na sarjeta dependerá das suas características de escoamento como conduto 
livre. Tais características incluem a seção transversal, a declividade e a rugosidade 
da sarjeta e as superfícies do pavimento sobre as quais a água escoa (TUCCI, 
PORTO e DE BARROS, 2015). 
Segundo o DNIT (2006) o cálculo da altura d'água na sarjeta para uma dada 
vazão ou vice-versa, pode-se utilizar a formula de Izzard baseada na fórmula de 
Manning (Equação 1): 
Qo = 0,375 . yo 
8/3 . Z . 
I1/2
n
 (1) 
 
Onde: 
Qo = vazão da sarjeta, em m³/s; 
24 
 
 
Yo = altura d'água na sarjeta, em m; 
Z = recíproca da declividade transversal, Z = Z = tgθ, ver Figura 7. 
I = declividade longitudinal da sarjeta, em m/m; 
n = coeficiente de rugosidade de Manning. 
Figura 6 – Seção na entrada de boca de lobo. 
 
Fonte: Adaptado do DNIT (2006). 
 
2.5.2. Bocas de lobo 
 
Segundo o DNIT (2006, p. 282) “bocas de lobo são dispositivos especiais que 
têm a finalidade de captar as águas pluviais que escoam pelas sarjetas para, em 
seguida, conduzi-las às galerias subterrâneas.” 
O DNIT (2006) classifica em dois tipos, a saber: 
 Boca-de-lobo simples, isto é, com abertura no meio-fio, caso em que a caixa 
coletora fica situada sob o passeio, como apresentado na Figura 7 (a). 
 Boca-de-lobo com grelha, caso em que a caixa coletora fica situada sob a 
faixa da sarjeta, como mostra a Figura 7 (b). 
 Em casos especiais pode haver uma combinação dos dois tipos, como 
apresentado na Figura 7 (c). 
Além desses tipos, podem ainda ser classificados quanto à localização em: 
 Bocas-de-lobo situadas em pontos intermediários das sarjetas; 
 Bocas-de-lobo situadas em pontos baixos das sarjetas. 
No primeiro caso, as bocas-de-lobo localizam-se em trechos contínuos e de 
declividade uniformes das sarjetas e a entrada das águas pluviais se dá através de 
apenas uma das extremidades da boca de lobo. No segundo caso, a boca-de-lobo 
localiza-se em pontos baixos das sarjetas ou junto à curvatura dos meios-fios, no 
cruzamento de ruas, e a entrada das águas pluviais ocorre peias duas extremidades 
da boca-de-lobo. A boca de lobo simples é constituída de uma abertura vertical no 
25 
 
 
meio-fio denominada guia-chapéu, através da qual se permite a entrada da água 
pluvial que escoa sobre as sarjetas (DNIT, 2006). 
 
Figura 7 - Bocas de lobo. 
 
Fonte: DNIT, 2006. 
 
Segundo Tucci, Porto e De Barros (2015) quando a água acumula sobre a 
boca de lobo, gera uma lâmina com altura menor do que a abertura da guia. Esse 
tipo de boca-de-lobo pode ser considerado um vertedor, e a capacidade de 
engolimento será dada pela Equação 2: 
Q = 1,7 . L . y3/2 (2) 
Onde: 
Q: vazão de engolimento (m³/s); 
y: altura de água próxima à abertura na guia (m); 
L: comprimento da soleira (m). 
26 
 
 
Na Figura 8, é apresentado o ábaco que permitem determinar a vazão total, 
com base na altura e largura da depressão do bueiro, declividade transversal e 
altura projetada de água. 
Quando a altura de água sobre o local for maior do que o dobro da abertura 
na guia, a vazão será calculada pela Equação 3 (DNIT, 2006): 
 
Q = 3,01 . Lh3/2 . (y1 h⁄ )1/2 (3) 
 
Onde: 
L: comprimento da abertura (m); 
h: altura da guia (m); 
y1: carga da abertura da guia (m) ; (y1 = y - h/2). Para cargas de uma a duas 
vezes a altura da abertura da guia (1externa de um PV pré-moldado. 
 
Fonte: FONBER – pré-moldados para saneamento (2016). 
Figura 10– Vista interna de um PV pré-moldado. 
 
Fonte: FONBER – pré-moldados para saneamento (2016). 
2.5.4. Galerias 
 
As águas coletadas nas bocas de lobo ou caixas de grelhas são esgotadas 
pelos tubos de ligação. 
Segundo Botelho (1998), estes tubos conectores encaminham as águas até a 
canalização principal, geralmente de diâmetro mínimo de 400mm. As tubulações 
principais são de concreto simples ou concreto armado e seus diâmetros mais 
29 
 
 
comuns são de 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1500mm, chegando às 
vezes até a 2000mm. 
As galerias pluviais são projetadas como conduto livre para funcionamento a 
seção plena para a vazão do projeto. A velocidade depende do material a ser usado. 
A velocidade mínima para tubos de concreto deverá ser de 0,65m/s e a máxima de 
5,0m/s. O recobrimento mínimo é de 1,00 m (Tomaz, 2010-a). 
Tomaz (2010-a) ainda completa que existem tubos com junta rígida ou junta 
elástica. Os tubos comumente usados conforme a profundidade e a especificação da 
obra são das Classes: PA-1, PA-2, PA-3, PA-4 e PS-1, (PA – tubos com armação; e 
PS – tubos sem armação). 
Os comprimentos dos tubos normalmente são de 1,00m, mas podem ser de 
1,50m. Acima do diâmetro de 1,50m usam-se aduelas de concreto padronizadas 
pela norma da ABNT NBR 15396 (2006). A largura e altura das aduelas variam de 
1,00m até 4,0m sendo a junta de encaixe tipo macho-fêmea (DNIT, 2006). 
Segundo Tomaz (2010-a) a vazão é dada pela fórmula de Manning para 
seção plena circular, Equação 5: 
Q = n−1 . A . R2/3 . S1/2 (5) 
Q= vazão (m³/s); 
A= área molhada da seção (m²); 
R= raio hidráulico (m); 
S= declividade (m/m). 
Para seção circular plena R=D/4, a equação 5 se resume nas equações 6, 7 e 
8. 
V =
1
n
. 0,397 . D2/3 . S1/2 (6) 
Q =
1
n
 . 0,312 . D8/3 . 𝑆1/2 (7) 
D = 
Q . n
0,312 . 𝑆1/2
3/8
 (8) 
Sendo: 
V = velocidade (m/s); 
I = declividade (m/m); 
n = coeficiente de rugosidade de Manning; 
D = diâmetro do tubo (m); 
Q = vazão (m³/s). 
30 
 
 
 A velocidade de escoamento considerando seção completamente cheia 
é calculada pela equação da continuidade (Equação 9). 
 
V =
Q
A
 (9) 
Sendo: 
V = velocidade do escoamento (m/s); 
Q = vazão teórica de escoamento no tubo (m³/s); e 
A = área circular da tubulação (m²). 
 
2.5.5. Grelhas 
 
Segundo Botelho (1998), grelhas são captações verticais de água, usadas em 
locais planos ou de baixíssima declividade, no meio do leito da calçada ou até 
mesmo atravessando toda a via, em frente às residências onde há acesso a 
garagens, pois permite a passagem de rodas de carros sobre elas. Uma 
desvantagem é que retém desnecessariamente sujeiras. 
Segundo Tomaz (2010-a) a captação por grelhas é composta de: 
 Grelha de ferro fundido e telar (batente) de mesmo material; 
 Caixa de recepção; 
 Tudo de ligação de agua ao sistema principal (igual ao da boca-de-lobo). 
As grelhas têm uma capacidade enorme de aumentar o potencial do sistema 
drenante, ou seja, sistemas nos quais são instaladas grelhas têm uma vazão maior 
de engolimento. Além disso, segundo Botelho (1998) têm vida útil maior que as 
bocas-de-lobo convencionais mais usadas. Sistemas que são integrados, com 
bocas-de-lobo e grelhas, possuem um funcionamento de maior sucesso. 
Como já mencionado no item 2.5.2, segundo o DNIT (2006) a vazão em uma 
grelha é dada pela Equação 4: 
Qb = 2,9 . A . y1/2 (4) 
Onde: 
A: área da grade, excluídas as áreas ocupadas pelas barras (m²); 
y: altura de água na sarjeta sobre a grelha (m). Na faixa de transição entre 12 
e 42 cm, a carga a ser adotada é definida segundo julgamento do projetista. 
31 
 
 
 
Na Figura 11 tem-se uma ilustração da vazão de engolimento de uma grelha. 
Escoa pela sarjeta a vazão Q, posteriormente entra na boca de lobo a vazão Qi, mas 
conforme as condições locais podem passar uma vazão Qb que segue pela rua para 
outra boca de lobo, Equação 10. 
Figura 11 - Vazão em uma grelha. 
 
Fonte: Adaptado de Tomaz (2010-a). 
 
Qb = Q − Qi (10) 
 
Qb = vazão que passa pela boca de lobo (m³/s); 
Q = vazão total na sarjeta (m³/s); 
Qi= vazão interceptada pela grade ou pela boca de lobo (m³/s). 
 
2.6. Chuvas intensas e parâmetros hidrológicos 
 
Chuvas intensas são definidas como aquelas chuvas cujas intensidades 
extrapolam um determinado valor mínimo. A determinação dessas intensidades é de 
fundamental importância em drenagem urbana, pois, em muitos processos, as 
vazões de projeto são obtidas indiretamente por modelos de transformação chuva-
vazão (KAMEL e MARCELLINI, 2015). 
A frequência de ocorrência, a distribuição tempo-espaço e o total de chuva 
precipitado englobam as principais caraterísticas das chuvas intensas. Conhecer 
essas características é primordial para os projetos de drenagem urbana. 
32 
 
 
Segundo Kamel e Marcellini (2015), a aquisição dessas informações passa 
atualmente por grandes transformações, decorrentes da modernização das 
tecnologias de obtenção dos dados, como os radares meteorológicos e as técnicas 
de sensoriamento remoto. Essas técnicas, juntamente com as redes de telemedição, 
permitem uma abrangência significativa na caracterização dos dados de 
precipitação, principalmente espaço-temporal. 
Para a utilização prática dos dados de chuva nos trabalhos de drenagem, faz-
se necessário conhecer a sua intensidade, duração e frequência. Uma das formas 
de relacionar essas características da chuva é através da relação intensidade - 
duração – frequência (IDF). Os parâmetros da IDF de chuvas intensas são obtidos 
por meio de regressão linear com base nas informações extraídas de pluviogramas. 
 
2.6.1. Período de retorno 
 
O período de retorno (T) “é o período de tempo médio que um determinado 
evento hidrológico é igualado ou superado pelo menos uma vez” (TOMAZ, 2010-b. 
p. 3, capítulo 3). Segundo Righeto (1998) o período de retorno é um parâmetro 
fundamental para a avaliação e projeto de sistemas hídricos, como reservatórios, 
canais, vertedores, bueiros, galerias de águas pluviais, etc. 
Tomaz (2010) recomenda para estabelecer o período de retorno: 
a) Bom senso 
b) Custos das obras 
c) Prejuízos finais 
Zahed e Marcellini (2015), afirmam que a escolha da intensidade crítica para 
os projetos de obras de drenagem urbana deve ser considerada de acordo com a 
natureza das obras a projetar. Deve-se levar em conta os riscos relacionados à 
segurança da população e às perdas materiais. 
A escolha e a justificativa de um período de retorno dependem da análise de 
economia e segurança da obra, que venha a ser impactada pela chuva intensa. 
Quanto maior o período de retorno, maiores serão os valores das vazões de pico 
encontradas e, consequentemente mais segura e dispendiosa será a obra (WILKEN, 
1978). 
33 
 
 
Porto (2015) salienta os critérios políticos, sociais e econômicos para a 
definição do período de retorno. Os fatores socioeconômicos constitutivos dos 
alagamentos são: número de perdas humanas, evacuações e danos materiais. Nos 
países ricos, praticamente não há muitas perdas com as inundações e alagamentos, 
porém nos países em desenvolvimento, as fatalidades e evacuações são enormes. 
Porto (2015) aponta que a escolha de T trata-se de decidir qual o risco 
aceitável pela comunidade, dado que um maior T pode fornecer maior segurança 
das obras hidráulicas. A Tabela 1, apresenta o tempo de recorrência sugerido pelo 
Departamento de Águas e Energia Elétrica (DAEE, 1980). 
 
Tabela 1 - Períodos de retorno para diferentes ocupaçõesde área. 
Tipo de Obra Tipo de ocupação da Área T (anos) 
Microdrenagem Residencial 2 
 Comercial 5 
 Áreas com edifícios e serviços públicos 5 
 Aeroportos 2 – 5 
 Áreas comerciais e tráfego 5 – 10 
Macrodrenagem Áreas comerciais e residências 50 – 100 
 Área de importância especifica 500 
Fonte: DAEE (1980). 
 
Esse risco citado acima é calculado pela Equação 11: 
 
R = 1 − (1 −
1
T
)
n
 (11) 
Sendo: 
T = período de retorno (anos); 
n = número de anos de utilização das instalações ou vida útil; 
R = risco (entre 0 e 1). 
 
A Tabela 2 apresenta o risco relacionado à vida útil e ao período de retorno. 
 
34 
 
 
 
Tabela 2 - Risco em função da vida útil e do período de retorno. 
T (anos) Vida útil da obra (anos) 
 2 5 25 50 100 
2 75% 97% 99,9% 99,9% 99,9% 
5 36% 67% 99,9% 99,9% 99,9% 
10 19% 41% 93% 99% 99,9% 
25 25% 18% 64% 87% 98% 
50 40% 10% 40% 64% 87% 
100 2,0% 5,0% 22% 39% 63% 
500 0,4% 1,0% 5,0% 9,0% 18% 
Fonte: Porto (ABRH) (2015). 
 
2.6.2. Duração da chuva crítica 
 
Segundo Zahed e Marcellini (2015, p. 73) “em geral, adota-se para a chuva 
crítica de uma pequena bacia hidrográfica, uma duração igual ao tempo de 
concentração da bacia”. 
Admitindo que a contribuição do escoamento à jusante da bacia hidrográfica 
atinja um regime permanente, após a duração da chuva superar o tempo de 
concentração da bacia, a afirmação de Zahed e Marcellini se torna válida. 
No geral, essa duração crítica (t) precisa ser pesquisada, fazendo diversos 
hietogramas de projeto, com durações crescentes a um método de transformação 
chuva-vazão, e analisando os resultados das vazões de pico e dos volumes dos 
hidrogramas gerados. 
A Figura 12 ilustra o crescimento da vazão de pico em função da duração da 
chuva. Na sequência, as Figuras 13 e 14 mostram os gradientes da vazão de pico e 
do volume do hidrograma superficial direto, respectivamente, em função da duração 
da chuva de projeto. 
A definição da duração da chuva de projeto deve sempre considerar as 
implicações das variações das vazões e volumes obtidos nos hidrograma de projeto, 
sobre as dimensões das obras de drenagem a serem construídas (ZAHED e 
MARCELLINI, 2015). 
35 
 
 
Figura 12 - Vazões de pico em função da duração da chuva de projeto.
 
Fonte: Adaptado de Zahed & Marcellini (2015). 
 
Figura 13 - Gradiente da vazão em função da duração da chuva.
 
Fonte: Adaptado de Zahed & Marcellini (2015). 
 
Figura 14 - Gradiente dos volumes dos hidrograma em função da duração da 
chuva de projeto. 
 
Fonte: Zahed & Marcellini, 2015. 
36 
 
 
2.6.3. Intensidade da chuva 
 
As precipitações máximas são retratadas pontualmente pelas curvas de 
intensidade, duração e frequência (IDF) e através da Precipitação Máxima Provável 
(PMP). A IDF relaciona a duração, a intensidade e o risco da precipitação ser 
igualada ou superada a um valor máximo. A PMP é mais utilizada para grandes 
obras, onde o risco de rompimento de barragens, por exemplo, deve ser mínimo 
(BERTONI e TUCCI, 2000). 
Segundo Gomes (2011), a determinação da relação IDF deve ser deduzida a 
partir de uma série histórica satisfatoriamente longa dos eventos extremos do local, 
preferencialmente considerando-se séries anuais. O processo de séries anuais 
baseia-se na seleção das maiores precipitações anuais de uma duração pré-
determinada, sendo acertada, para esta série de valores, uma distribuição de 
extremos. A relação entre a intensidade, duração e frequência (IDF) das chuvas 
extremas, representada por curvas em função do tempo de duração da precipitação 
e da intensidade, para cada tempo de retorno, pode ser expressa através da 
Equação 12: 
I =
a .Tb
(t+c)d (12) 
Onde: 
I = intensidade máxima (mm/h); 
t = duração da precipitação (min); 
T = período de retorno (anos); 
a, b, c e d = parâmetros locais. 
O gráfico a seguir, mostra as curvas padrão de intensidade - duração - 
frequência. 
37 
 
 
Figura 15 - Curvas de Intensidade - Duração - Frequência.
 
Fonte: Watanabe, 2009. 
 
2.6.4. Tempo de concentração 
 
Segundo Tomaz (2010-b) pode-se definir tempo de concentração de duas 
formas. A primeira é o tempo necessário para que toda a bacia considerada 
contribua para o escoamento superficial. A segunda é o tempo gasto por uma gota 
de água situada na maior distância para que ela chegue no trecho considerado da 
bacia. 
Segundo a Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica de São Paulo (FCTH, 
2012) os fatores que influem sobre o tempo de concentração são: 
 Área da bacia; 
 Comprimento e declividade do canal mais longo; 
 Comprimento ao longo do curso principal, desde o centro da bacia até a 
seção de saída considerada. 
Ainda conforme FCTH (2012) o tempo de concentração tc não é uma 
constante para uma dada área, mas varia com o estado de recobrimento vegetal e a 
altura e distribuição da chuva sobre a bacia. Mas para períodos de retorno 
superiores a dez anos, a influência da vegetação parece ser desprezível. 
Tomaz (2010-b) afirma que existem apenas três maneiras em que a água é 
transportada em uma bacia: por escoamento superficial, por meio do escoamento 
em tubos, e por escoamento em canais, incluindo sarjetas. 
38 
 
 
O método de cálculo mais comum para drenagem urbana é o da velocidade 
ou método cinemático. Este baseia-se na velocidade (V) e no comprimento (L), a 
partir dos quais é possível obter o tempo, através da razão do comprimento pela 
velocidade, nas unidades convenientes, Equação 13. Porto (2015) recomenda a 
utilização, sempre que possível, do método cinemático para os trechos canalizados 
da bacia, porque as velocidades de escoamento dependem, grandemente, das 
características da bacia. 
Tei =
Li
60 . Vi 
 (13) 
Sendo: 
L = comprimento (m); 
V = velocidade (m/s); 
Tei = Tempo de concentração do trecho (min). 
A soma dos tempos de escoamentos superficiais (Travel Time), ou tempo de 
trânsito, fornecerá o tempo de concentração Tc em minutos (Equação 14). 
 
Tc = T1 + T2 + T3 + ⋯ + Ti (14) 
 
2.6.5. Coeficiente de escoamento superficial 
 
Segundo Bidone e Tucci (2015) o coeficiente utilizado no método racional 
depende das seguintes características: 
 Solo; 
 Cobertura; 
 Tipo de ocupação; 
 Tempo de retorno; e 
 Intensidade da precipitação. 
 
Nas Tabelas 3 e 4, são mostrados alguns dos valores existentes na literatura 
para esse coeficiente. 
 
 
 
39 
 
 
Tabela 3 - Valores do coeficiente C com base em superfícies. 
Superfície C 
intervalo 
C 
valor esperado 
Pavimento 
Asfalto 0,70 – 0,95 0,83 
Concreto 0,80 – 0,95 0,88 
Calcadas 0,75 – 0,85 0,80 
Telhado 0,75 – 0,95 0,85 
Cobertura: grama, arenoso 
Plano (2%) 0,05 – 0,10 0,08 
Médio (2 a 7%) 0,10 – 0,15 0,13 
Alta (7%) 0,15 – 0,20 0,18 
Grama, solo pesado 
Plano (2%) 0,13 – 0,17 0,15 
Médio (2 a 7%) 0,18 – 0,22 0,20 
Alta (7%) 0,25 – 0,35 0,30 
Fonte: ASCE, 1969. 
 
Tabela 4 – Valores de C adotados pela Prefeitura de São Paulo. 
Zonas C 
Edificação muito densa: Partes centrais, densamente 
construídas, de uma cidade com ruas e calcadas pavimentadas. 
0,70 – 0,95 
Edificação não muito densa: Partes adjacente ao centro, de 
menor densidade de habitações, mas com ruas e calcadas 
pavimentadas. 
0,60 – 0,70 
Edificações com poucas superfícies livres: Partes residenciais 
com ruas macadamizadas ou pavimentadas. 
0,50 – 0,60 
Edificações com muitas superfícies livres: Partes de arrabaldes 
e subúrbios com pequena densidade de construção. 
0,10 – 0,25 
Matas, parques e campos de esporte: Partes rurais, áreas 
verdes, superfícies arborizadas, parques ajardinados, campos 
de esporte sem pavimentação. 
0,05 – 0,20 
Fonte: Adaptado de Wilken (1978). 
 
3. ÁREA DE ESTUDO 
 
O objeto de estudo do presente trabalholocaliza-se na Avenida Ângelo 
Moreira da Fonseca, na intersecção com a Avenida Brasil e as ruas Nossa Senhora 
do Caminho, Natalina Giroto Spina e Tomé de Souza, no município de Umuarama-
PR. Este ponto foi escolhido em virtude dos frequentes alagamentos ocorridos, em 
função de precipitações intensas. A bacia hidrográfica da região em estudo tem 
aproximadamente 34,77 hectares de área. 
40 
 
 
Nas imediações do colégio Bento Mossurunga, no ponto em análise, 
corriqueiramente sofre com o problema de alagamento, como pode se ver na Figura 
16. Vários estabelecimentos comerciais já tiveram prejuízos consideráveis 
(OBEMDITO, 2017). 
Figura 16 - Alagamento na Avenida Brasil, próximo ao colégio Bento 
Mossurunga. 
 
Fonte: OBemDito (2017). 
 
3.1. Ponto de alagamento 
 
Nas figuras 17 e 18, mostra-se o setor de alagamento na intersecção das 
avenidas e ruas, justamente o ponto mais baixo da bacia. 
Figura 17 – Ponto de alagamento. 
 
Fonte: Adaptado da Prefeitura Municipal de Umuarama (2016). 
 
41 
 
 
Figura 18 - Ponto de alagamento. 
 
Fonte: Google Maps (2017). 
 
4. METODOLOGIA 
 
A metodologia baseia-se na análise do projeto de drenagem da área, obtido 
junto à prefeitura do município. Para este, foi calculada a capacidade de vazão, a 
qual foi comparada com a vazão gerada pela precipitação crítica ocorrente na bacia. 
A partir destes cálculos, foi possível elaborar uma proposta de melhoria, baseada 
nos princípios do método racional e das equações de Manning. 
Todos os dados referentes ao projeto existente foram disponibilizados pela 
Secretaria de Obras da Prefeitura Municipal de Umuarama. 
 
4.1. Análise do projeto existente 
 
Com base na capacidade de escoamento do projeto existente e na vazão 
gerada pela precipitação crítica, analisou-se as causas do alagamento que ocorre 
repetitivamente no ponto em estudo. 
 
 
42 
 
 
4.1.1. Capacidade de vazão dos tubos 
 
4.1.1.1. Cálculo das declividades 
 
Com o auxílio das curvas de nível, conseguidas através do levantamento 
topográfico oferecido pela Prefeitura Municipal de Umuarama, obteve-se as cotas do 
terreno nos pontos adotados. 
A cota do greide foi calculada com a Equação 15: 
 
Cota Greide = Cota Terreno − Profundidade do PV (15) 
 
Tendo sido definido o trecho de estudo – ponto de início (montante) e ponto 
de término (jusante) – as cotas de greide dos respectivos pontos, e a distância L do 
trecho, calculou-se a declividade de projeto através da Equação 16: 
 
S =
Cot greide Mont−Cot greide Jus
L
 (16) 
Onde: 
S = declividade (m/m); 
Cotas em metros; 
L = comprimento do trecho (m). 
 
4.1.1.2. Cálculo da vazão 
 
Com os diâmetros já conhecidos, as declividades anteriormente calculadas e 
o coeficiente de rugosidade do concreto, pôde-se obter as vazões máximas que os 
tubos suportam transportar, com o auxílio da Equação 7. 
 
Q =
1
n
 . 0,312 . D8/3 . S1/2 (7) 
Sendo: 
S = declividade (m/m); 
n = coeficiente de rugosidade de Manning; 
D = diâmetro do tubo (m); 
Q = vazão (m³/s). 
43 
 
 
 
4.1.2. Vazão gerada pela precipitação crítica 
 
4.1.2.1. Intensidade máxima 
 
Como já viu-se no tópico 2.6.3, a intensidade crítica máxima foi calculada com 
auxílio da Equação 12, que expressa as curvas de intensidade, duração e frequência 
da chuva (curvas IDF). 
I =
a .Tb
(t+c)d (12) 
Onde: 
I = intensidade máxima (mm/h); 
t = duração da precipitação (min); 
T = período de retorno (anos); 
a, b, c e d = parâmetros locais. 
 
Fendrich (2003) obteve os parâmetros locais para a Umuarama: 
a = 1752,27 
b = 0,148 
c = 17 
d = 0,840 
 
 Definindo assim a equação IDF como na Equação 17 abaixo: 
 
I =
1752,27 . TR0,148
(t+17)0,840 (17) 
 
Os dados de período de retorno (T) e duração da precipitação (t), são 
apresentados nos itens 2.6.1 e 2.6.2, respectivamente. Para um trecho seguinte, a 
duração da precipitação, toma valor igual ao do tempo de concentração (tc) do 
trecho anterior, conforme item 2.6.4. 
 
44 
 
 
4.1.2.2. Distribuição e cálculo das áreas 
 
As áreas de contribuição para o escoamento foram divididas e distribuídas no 
programa AutoCAD, dentro do arquivo do projeto passado pela Prefeitura do 
Município (Figura 19). 
Figura 19 – Divisão e distribuição das áreas de contribuição. 
 
Fonte: Adaptado da Prefeitura Municipal de Umuarama (2016). 
 
As áreas foram calculadas através do comando/ferramenta “área” no 
programa AutoCAD, selecionando os polígonos. 
 
4.1.2.3. Cálculo da vazão gerada 
 
A vazão gerada pela precipitação crítica foi calculada através da equação do 
Método Racional, Equação 18: 
Q = C. I. A (18) 
Onde: 
Q = vazão gerada (m³/s); 
C = coeficiente de escoamento superficial (item 2.6.5) 
45 
 
 
I = precipitação máxima (mm/h); e 
A = área de contribuição ao escoamento (ha). 
O coeficiente de escoamento superficial é apresentado no item 2.6.5. 
 
4.1.2.4. Velocidade de escoamento 
 
A velocidade do escoamento nessa etapa foi obtida por meio da equação da 
continuidade (Equação 9), porque não estava-se dimensionando a tubulação, mas 
sim verificando a já existente, por isso nessa etapa considerou-se o tubo com seção 
cheia. 
V =
Q
A
 (9) 
Sendo: 
V = velocidade do escoamento (m/s); 
Q = vazão teórica de escoamento no tubo (m³/s); e 
A = área circular da tubulação (m²). 
 
4.1.2.5. Tempo de concentração 
 
Para os trechos iniciais, adotou-se um valor fixo. Para os trechos seguintes, 
calculou-se o tempo de escoamento com a equação 13. 
 
Tei =
Li
60 . Vi 
 (13) 
Sendo: 
L = comprimento (m); 
V = velocidade (m/s); 
Tei = Tempo de concentração do trecho (min). 
 
Posteriormente, para os demais trechos conectados, encontrou-se o tempo de 
concentração acumulado através da equação 14. 
 
Tc = T1 + T2 + T3 + ⋯ + Ti (14) 
 
46 
 
 
Esse tempo de concentração acumulado é usado na equação IDF de 
intensidade de chuva (equação 17) para o próximo trecho, e assim sucessivamente. 
Em pontos de encontro de mais de uma tubulação, usou-se o maior Tc para o 
cálculo de intensidade do trecho seguinte. 
 
4.2. Projeto ideal 
 
No projeto ideal, foi mantido o mesmo traçado e locação das bocas de lobo, 
sendo dimensionadas somente as tubulações necessárias para uma drenagem mais 
eficaz. 
Intensidade da chuva, vazão gerada e tempo de concentração foram 
calculados conforme descritos anteriormente nos itens 4.1.2.1, 4.1.2.3 e 4.1.2.5, 
respectivamente. 
 
4.2.1. Diâmetro de cálculo e diâmetro comercial 
 
Calculou-se o diâmetro ideal que as tubulações deveriam ter para suportar a 
chuva de intensidade crítica, através da Equação 8. 
 
D = 
Q . n
0,312 . S1/2
3/8
 (8) 
Sendo: 
D = diâmetro do tubo (m); 
Q = vazão (m³/s); 
n = coeficiente de rugosidade de Manning; e 
S = declividade (m/m). 
Com o resultado obtido, adota-se um diâmetro comercial próximo. 
 
4.2.2. Velocidade de escoamento 
 
Para o dimensionamento ideal de galerias, usou-se a velocidade para 
tubulações parcialmente cheias (regime subcrítico), conforme DNIT (2006). 
O parâmetro KQ está ligado à vazão e KV à velocidade, em escoamentos 
considerando seção parcialmente cheia. Os coeficientes KV e KQ, como se pode 
47 
 
 
verificar, são funções exclusivas do ângulo Ø (Equações 19 e 20), o qual 
corresponde ao ângulo formado entre a linha máxima do perímetro molhado e a 
seção do tubo. 
KQ =
1
16
√
(Ø−senØ)5
2Ø
2
3
 (19) 
 
KV= √
Ø−senØ
4Ø
3
2
 (20) 
 
O ângulo Ø relaciona-se com o tirante d (altura da lâmina d’água) e o 
diâmetro do tubo D (Equação 21). 
 
Ø = 2 arc cos(
1−2d
D
) (21) 
 
Na Figura 20 pode-se observar essa relação. 
 
Figura 20 - Seção circular. 
 
Fonte: Adaptado de Porto (2006). 
 
Usando-se os valores das grandezas hidráulicas, a fórmula de Manning e com 
auxílio da equação da continuidade, obteve-se as equações do fluxo nos bueiros 
circulares (TUCCI, PORTO e BARROS, 2015). 
Com a vazão precipitada, diâmetro, declividade e coeficiente de rugosidade 
de Manning já obtidos, calculou-se KQ por meio da Equação 22. 
 
KQ =
Q .n 
D8/3. S1/2 (22) 
48 
 
 
Após obter-se KQ, consultou-se a Tabela 13 (ANEXO I) para encontrar os 
valores correspondentes de KV. 
Com os valores de KQ e KV correspondentes ao intervalo, utilizou-se uma 
interpolação linear, como na Equação 23, para estipular-se o valor de KV. 
 
KV =
KQ−KQ1
KQ2−KQ1
 . (KV2 − KV1) + KV1 (23) 
 
A partir de KV, obteve-se a velocidade V, através da Equação 24. 
 
V =
KV . D2/3. S1/2
n
 (24) 
Onde: 
V = velocidade (m/s). 
Kv = parâmetro de velocidade para tubo parcialmente cheio; 
D = diâmetro da tubulação (m); 
S = declividade do trecho (m/m); e 
n = coeficiente de rugosidade de Manning. 
 
4.3. Proposta de melhoria 
 
Existem vários aspectos que englobam uma obra de infraestrutura urbana, 
como por exemplo: interferência no dia a dia dos moradores, interferência na 
logísticas de transportes, custo da obra, tempo de obra, entre outros. 
Levando-se em consideração todos esses aspectos, a implantação do projeto 
de melhoria do ponto em análise e de sua respectiva região contribuinte, foi 
constituído de acréscimo de tubulação em novos trechos; substituição de tubulação 
em alguns trechos; implementação de dispositivos de drenagem em pontos 
específicos; entre outras medidas. 
 
 
 
 
49 
 
 
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
5.1. Concepção de projeto 
 
5.1.1. Topografia da bacia 
 
Os dados topográficos foram disponibilizados pela Secretaria de Obras da 
Prefeitura Municipal de Umuarama – PR, juntamente com o projeto dos sistemas de 
drenagem da região de estudo, em arquivo digital em formato DWG. Na Figura 21, 
tem-se as curvas de nível, que variam de 422m (cota mais baixa) até 444m (cota 
mais alta da bacia). 
 
Figura 21 - Projeto existente com curvas de nível. 
 
Fonte: Prefeitura Municipal de Umuarama (2016). 
 
5.1.2. Rede de galerias 
 
Na Figura 22 apresenta-se o traçado de toda a rede de galeria existente, com 
numeração dos trechos para facilitar os cálculos, assim como locação das bocas de 
lobo na cor azul. Os diâmetros das tubulações são de 0,60m e 1,00m, segundo a 
Prefeitura Municipal de 2016. 
50 
 
 
Figura 22 - Rede de galerias e bocas de lobo. 
 
Fonte: Adaptado da Prefeitura Municipal de Umuarama (2016). 
 
5.2. Análise do projeto existente 
 
Para a demonstração dos cálculos, adotou-se os trechos 3-4 e 4-5. 
 
5.2.1. Capacidade de vazão dos tubos 
 
5.2.1.1. Cálculo das declividades 
 
Tendo-se as cotas de terreno e a profundidade mínima, que é de 1,20m, 
segundo projeto da Prefeitura, consegue-se através da Equação 15 encontrar-se a 
cota do greide. E com a Equação 16, calcula-se as respectivas declividades de 
projeto. Por conta dos baixos valores de declividade, usou-se 3 casas decimais nas 
mesmas. 
 
 
51 
 
 
 Trecho 3-4: 
Cota do terreno à montante = 438,30m; 
Cota do terreno à jusante = 436,10m; 
Profundidade da tubulação à montante = 1,20m; 
Profundidade da tubulação à jusante = 1,20m; 
Comprimento do trecho = 67,20m. 
 
Cota Greide à montante = 438,30 − 1,20 = 437,10 metros 
 
Cota Greide à jusante = 436,10 − 1,20 = 434,90 metros 
 
S =
437,10 − 434,90
67,20
= 0,033 m/m 
 
 Trecho 4-5: 
Cota do terreno à montante = 436,10m; 
Cota do terreno à jusante = 433,70m; 
Profundidade da tubulação à montante = 1,50m; 
Profundidade da tubulação à jusante = 1,20m; 
Comprimento do trecho = 66,23m. 
 
Cota Greide à montante = 436,10 − 1,50 = 434,60 metros 
 
Cota Greide à jusante = 433,70 − 1,20 = 432,50 metros 
 
S =
434,60 − 432,50
66,23
= 0,032 m/m 
 
As declividades dos demais trechos estão expressas na Tabela 5: 
 
 
 
52 
 
 
Tabela 5 - Cálculo das declividades. 
CÁLCULO DAS DECLIVIDADES 
Trecho L (m) Cotas terreno 
(m) 
Cotas greide 
(m) 
Profundidade 
(m) 
S 
(m/m) 
Mont. Jus. Mont. Jus. Mont. Jus. 
1 - 1B 38,26 425,00 423,70 423,80 422,50 1,20 1,20 0,034 
1B - 2B 15,81 423,70 423,50 422,20 422,00 1,50 1,50 0,013 
2B - 2 10,22 423,50 423,20 421,70 421,40 1,80 1,80 0,029 
3 - 4 67,20 438,30 436,10 437,10 434,90 1,20 1,20 0,033 
4 - 5 66,23 436,10 433,70 434,60 432,50 1,50 1,20 0,032 
5 - 6 65,81 433,70 431,50 432,20 430,30 1,50 1,20 0,029 
6 - 7 68,78 431,50 428,80 430,00 427,60 1,50 1,20 0,035 
7 - 8 66,35 428,80 425,80 427,30 424,60 1,50 1,20 0,041 
8 - 9 70,11 425,80 423,50 424,30 422,30 1,50 1,20 0,029 
11 - 12 69,40 425,50 424,70 424,30 423,50 1,20 1,20 0,012 
12 - 9 51,85 424,70 423,50 422,90 422,00 1,80 1,50 0,017 
9 - 10 25,82 423,50 422,90 422,00 421,40 1,50 1,50 0,023 
13 - 14 92,72 437,60 433,80 436,40 432,60 1,20 1,20 0,041 
15 - 14 31,84 434,50 433,80 433,30 432,30 1,20 1,50 0,031 
14 - 16 52,74 433,80 432,50 432,00 431,30 1,80 1,20 0,013 
16 - 17 67,90 432,50 431,50 431,00 430,30 1,50 1,20 0,010 
18 - 17 145,93 437,90 431,50 436,70 430,00 1,20 1,50 0,046 
17 - 19 68,60 431,50 430,90 429,70 429,40 1,80 1,50 0,004 
20 - 19 135,38 438,30 430,90 437,10 429,70 1,20 1,20 0,055 
19 - 21 18,25 430,90 430,40 429,10 428,90 1,80 1,50 0,011 
22 - 23 139,12 437,30 430,80 436,10 429,60 1,20 1,20 0,047 
23 - 21 46,55 430,80 430,40 429,30 429,20 1,50 1,20 0,002 
21 - 24 58,33 430,40 429,30 428,60 428,10 1,80 1,20 0,009 
24 - 25 237,44 429,30 426,90 427,80 425,70 1,50 1,20 0,009 
25 - 12 57,00 426,90 424,70 425,10 423,20 1,80 1,50 0,033 
26 - 27 104,60 438,90 433,80 437,70 432,60 1,20 1,20 0,049 
28 - 29 34,76 438,70 438,40 437,50 437,20 1,20 1,20 0,009 
29 - 30 83,28 438,40 434,30 436,90 433,10 1,50 1,20 0,046 
30 - 27 83,59 434,30 433,80 432,80 432,30 1,50 1,50 0,006 
27 - 32 26,35 433,80 432,30 432,00 431,10 1,80 1,20 0,034 
31 - 32 25,27 434,00 432,30 432,80 430,80 1,20 1,50 0,079 
32 - 25 91,95 432,30 426,90 430,50 425,40 1,80 1,50 0,056 
33 - 34 49,52 427,80 424,80 426,60 423,60 1,20 1,20 0,061 
34 - 10 62,71 424,80 422,90 423,30 421,70 1,50 1,20 0,026 
10 - 2 20,03 422,90 423,20 421,40 421,20 1,50 2,00 0,010 
2 - F 76,20 423,20 422,70 421,00 420,50 2,20 2,20 0,007 
Fonte: Autor, 2016. 
 
53 
 
 
5.2.1.2. Cálculo da vazão 
 
Adota-se o coeficiente de rugosidade de Manning conforme Tabela 6. 
Tabela 6 – Coeficiente de rugosidade de Manning. 
Natureza dos materiais Condições 
Muito boa Boa Regular Má 
Tubo de ferro fundido revestido c/ alcatrão 0,011 0,012 0,013 0,013 
Tudo de ferro fundido sem revestimento 0,012 0,013 0,014 0,015 
Tudo de bronze ou de vidro 0,009 0,010 0,011 0,013 
Tubos de concreto 0,012 0,013 0,015 0,016 
Tubos de ferro galvanizado 0,013 0,014 0,015 0,017 
Fonte: Adaptado de Porto (2006). 
 
Considerou-se o concreto em más condições, devido ao tempo de uso e 
problemas de drenagem. 
Pela Equação 7, pode-se obter a capacidade de vazão da tubulação 
existente, já que os diâmetros são conhecidos. 
 
 Trecho 3-4: 
n = 0,016; 
D = 0,600m; 
I = 0,03274 m/m. 
 
Q =
1
0,016
 . 0,312 . 0,6008/3 . 0,03271/2 = 0,90 m3/s 
 
 Trecho 4-5: 
n = 0,016; 
D = 0,600m; 
I = 0,03171 m/m. 
 
Q =
1
0,016
 . 0,312 . 0,6008/3 . 0,03171/2 = 0,89 m3/s 
 
A capacidade de vazão de todos os trechos encontra-se na Tabela 7. 
54 
 
 
Tabela 7 – Capacidade de vazão da