Drenagem urbana

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BACHARELADO EM ENGENHARIA CIVIL 
HIDROLOGIA APLICADA À ENGENHARIA CIVIL 
PROFESSOR: JOSÉ MEDEIROS DE NORONHA PESSOA 
 
 
ANA CAROLINE IBIAPINA- 14123182 
ANDRÉ AMARAL- 14123153 
CAIRO FELIPE BARROS- 14223049 
JONAS SOUSA BRITO- 14123097 
JULLYANA KARYNNE FREIRE- 14223049 
LAIS CASTELO BRANCO- 14123007 
LARISSA CARVALHO- 14123143 
PEDRO HENRIQUE DA SILVA- 14223067 
WESLEY DA SILVA- 14223238 
 
 
DRENAGEM URBANA 
(PROJETO DE MICRO E MACRODRENAGEM URBANA DO 
EMPREENDIMENTO CONVIVER) 
 
 
 
 
 
 
 
 
TERESINA-PI 
JUNHO/ 2017 
 
 
CENTRO UNIVERSITÁRIO UNINOVAFAPI 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DRENAGEM URBANA 
(PROJETO DE MICRO E MACRODRENAGEM URBANA DO 
EMPREENDIMENTO CONVIVER) 
 
Trabalho técnico de Drenagem Urbana 
apresentado como requisito parcial para 
assimilação dos assuntos ministrados e 
obtenção de aprovação na disciplina 
Hidrologia Aplicada a Engenharia Civil, 
do Curso de Engenharia Civil, no Centro 
Universitário UNINOVAFAPI. 
 Prof. M.s.c. José Medeiros de Noronha 
 Pessoa. 
 
 
TERESINA-PI 
JUNHO/ 2017 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO................................................................................................................... 4 
2. MEMORIAL DESCRITIVO E MEMORIAL DE CÁLCULO .......................................... 5 
2.1. MEMORIAL DESCRITIVO ....................................................................................... 5 
2.2. MEMORIAL DE CÁLCULO...................................................................................... 5 
2.2.1. Cálculo da Intensidade Média de Precipitação ..................................................... 5 
2.2.2. Determinação de Vazão (Método Racional)......................................................... 6 
2.2.3. Determinação do Diâmetro. .................................................................................. 7 
2.2.4. Determinação da Velocidade ................................................................................ 8 
2.2.5. Raio Hidráulico..................................................................................................... 8 
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES....................................................................................... 9 
4. CONCLUSÃO................................................................................................................... 11 
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................. 12 
6. ANEXO ............................................................................................................................. 13 
4 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
As obras de drenagem urbana são resultado da necessidade de combate à erosão 
urbana, controle das cheias e consequentemente melhoram a qualidade de vida da população. 
O sistema de drenagem é o principal meio de escoamento de água da chuva. Sem um bom 
sistema de drenagem, as chuvas podem causar sérios danos à população e às cidades: erosão, 
alagamentos, enxurradas, aumento da transmissão de doenças e perdas materiais. Cada vez mais 
são exigidas obras de drenagem urbana como condicionantes de execução e/ou liberação de 
obras de pavimentação, conjuntos habitacionais, entre outros. 
A falta de investimentos públicos nos últimos 30 anos de forma geral, isto é, 
investimento em novas obras, manutenção das obras existentes e estrutura de acompanhamento, 
fiscalização e investimentos por parte do poder público no controle de erosão urbana e de 
cheias, coincidindo com o desenvolvimento acelerado das cidades nos últimos anos, trouxe uma 
situação de urgência no planejamento e implementação de ações nesta área. A erosão do solo e 
as cheias são resultado direto do tipo de solo, da intensidade de precipitação pluvial, da 
declividade do solo, da bacia hidrográfica e da infiltração das águas das chuvas no solo. 
Em geral um adequado sistema de drenagem de águas superficiais proporcionará uma 
série de benefícios, tais como desenvolvimento do sistema viário, redução de gastos com 
manutenção das vias públicas, valorização das propriedades existentes na área beneficiada, 
escoamento rápido das águas superficiais, facilitando o tráfego por ocasião das precipitações, 
eliminação da presença de águas estagnadas e lamaçais, recuperação de áreas alagadas ou 
alagáveis e segurança e conforto para a população habitante ou transeunte pela área de projeto, 
Este trabalho tem como objetivo principal definir as bacias contribuintes para cada 
trecho de galeria, calcular pelo método racional as vazões para cada bacia e determinar o 
diâmetro, velocidade, declividade e profundidades dos trechos da galeria. 
 
 
 
 
 
 
5 
 
2. MEMORIAL DESCRITIVO E MEMORIAL DE CÁLCULO 
 
2.1. MEMORIAL DESCRITIVO 
 
▪ Delimitação de bacias 
Para que fosse possível delimitar as bacias contribuintes foi necessário usar projeto em 
AutoCad, e através do mesmo foi analisado o sentido do curso d’água, determinado os poços 
de visita e bocas de lobo e através de pares de bocas de lobo foi feita a delimitação de cada 
bacia. 
 
▪ Bocas de lobo 
As bocas de lobo foram delimitadas de acordo com as diferenças de cotas, e próximo 
aos poços visita onde se encontram os maiores fluxos de água. 
 
▪ Determinação de áreas de contribuição para bocas de lobo. 
Foi definida de acordo com a seguinte ideia, cada par de boca de lobo gera uma bacia 
(exultório) e consequentemente esses pares de boca de lobo alimentarão os poços de visita. 
 
▪ Dimensionamento de tubulação e inclinação dos respectivos trechos (1, 2, 3, 4, 5, 
6, 7). 
Primeiramente foi determinada a velocidade, diâmetro, declividade e profundidades 
dos trechos de galeria, de acordo com as suas respectivas formulas. 
 
 
2.2. MEMORIAL DE CÁLCULO 
 
2.2.1. Cálculo da Intensidade Média de Precipitação 
Visto que a formula da intensidade de chuva para cidade de Teresina com um tempo 
de retorno igual a 2 anos é 𝑖 =
1194,273∗𝑇0,1738
(𝑑+10)0,7457
 . 
 Onde: 
 T = Tempo de retorno para atingir ou superar a maior vazão; 
6 
 
 d = Tempo de duração da chuva; 
 O tempo de duração da chuva (d) pode ser definido como: 
 
 
 
 Onde: 
 Te = tempo decorrido a partir do início da curva e na formação do escoamento 
superficial, variando de 5 a 20 min; 
 Tp = tempo de percurso na sarjeta ou galeria, em minutos; 
 E o tempo de percurso pode ser calculado pela fórmula de Manning: 
 
 
 
 Onde: 
 L = comprimento da sarjeta ou galeria, em metros; 
 Ir = declividade da sarjeta ou galeria em m/m; 
 n = coeficiente de rugosidade; 
 
2.2.2. Determinação de Vazão (Método Racional) 
Para o cálculo do coeficiente do escoamento superficial foi considerado, segundo o 
manual-MDU: Tabela 2.1: Valores de C por tipo de ocupação. 
Tabela 2.1: Valores de C por tipo de ocupação. 
DESCRIÇÃO DA ÁREA C 
Área Residencial: 
Residências isoladas; com muita superfície livre 0,35 - 0,50 
Outros: 
Matas, parques e campos de esporte, partes rurais, áreas verdes, 
superfícies arborizadas e parques ajardinados 
0,05 – 0,20 
 
 E para determinação do coeficiente de escoamento para cada bacia usar a média 
ponderada: 
 
 𝑑 = 2 ∗ 𝑇𝑐; 
 𝑇𝑐 = 𝑇𝑒 + 𝑇𝑝 
 
𝑇𝑝 = 0,082×𝐿×𝑛×𝐼𝑟−1/2 
 
𝐶𝑚é𝑑𝑖𝑜 =
[𝛴(𝐶𝑝𝑥Á𝑟𝑒𝑎𝑎𝑝 + 𝐶𝑣𝑥Á𝑟𝑒𝑎𝐿+ 𝐶𝑐𝑥Á𝑟𝑒𝑎𝑉)]
𝐴𝑇
 
 
7 
 
Onde: 
Cp = Coeficiente das áreas pavimentadas-asfalto; 
Cv = Coeficiente de áreas verdes; 
AT= área total 
 
Por fim foi possível encontrar a vazão pelo método racional através da formula 
demonstrada abaixo. 
 
 
Onde: 
Q = pico da cheia, vazão, em (m³/s); 
A = área drenada em (km²); 
C = coeficiente de escoamento superficial; 
i = intensidade média da precipitação de toda a bacia, em (mm/h); 
 
 
2.2.3. Determinação do Diâmetro. 
 
Para que seja possível fazer a determinação do diâmetro usou- se: 
 
A galeria funcionará para: 
 
 
 
 
 
Após isso achou a declividade com a seguinte equação: 
 
 
 
 
Onde: 
IG: declividade do trecho 
Cmaior: referente a elevação do trecho 
Cmenor: referente a menor elevação do trecho 
L: comprimento do trecho 
 
𝑞 =
𝐶 ∗ 𝑖 ∗ 𝐴
3,6
 
ℎ
𝐷
= 0,82 
 
 
𝐼𝐺 =
𝐶𝑚𝑎𝑖𝑜𝑟 − 𝐶𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟
𝐿
 
8 
 
Onde a relação: 
 
 
 
Onde: 
Q: vazão 
N: coeficiente de rugosidade 
D: diâmetro 
IG: declividade do trecho 
 
 
2.2.4. Determinação da Velocidade 
 
 
 
 
Onde: 
Q: vazão 
A: área 
V: velocidade 
 
 
2.2.5. Raio Hidráulico 
Dado encontrado na seguinte tabela: 
 
Tabela 5.8: Relações para Fator Hidráulico de seções circulares. 
FH de 0.251 a 0.333 
FH RH/D h/D 
0.3118 0.3043 0.82 
 
Estes mesmos passos foram repetidos para os demais trechos que são (7 ao todo)
𝑞 ∗ 𝑛
(𝐷
8
3 ∗ 𝐼𝐺
1
2 )
= 0,31181 
𝑞 = 𝐴 ∗ 𝑉 
9 
 
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
Tabela 1 
Trechos L Ir Tp te tc 
Diferença 
de Cotas 
D T i A q ∑ vazão ∑ vazão 
1 200,0767 0,027989266 1,274846702 5 6,274846702 5,6 12,5496934 2 131,9 0,005766 0,107777465 
 133,8463 0,038850532 0,723877517 5 5,723877517 5,2 11,44775503 2 136,97 0,00438051 0,084996989 
 132,4702 0,036234564 0,741846196 5 5,741846196 4,8 11,48369239 2 136,8 0,004984709 0,096599858 0,29 
 
2 100,8609 0,031726863 0,603623966 5 5,603623966 3,2 11,20724793 2 138,1 0,003543641 0,069339494 
 99,9276 0,032023185 0,595265073 5 5,595265073 3,2 11,19053015 2 138,2 0,002526705 0,049469883 0,12 0,41 
 
3 206,9102 0,012565838 1,967629755 5 6,967629755 2,6 13,93525951 2 126,2 0,00372488 0,066596874 
 64,5137 0,024800934 0,436691902 5 5,436691902 1,6 10,8733838 2 139,8 0,001446445 0,028639922 
 161,8319 0,003707551 2,833203561 5 7,833203561 0,6 15,66640712 2 119,8 0,005614955 0,095295643 0,19 
 
4 70,8003 0,011299387 0,710010642 5 5,710010642 0,8 11,42002128 2 137,1 0,004268812 0,082909622 
 63,3081 0,044228148 0,320898073 5 5,320898073 2,8 10,64179615 2 140,9 0,00271028 0,054112458 0,14 0,74 
 
5 245,2335 0,022835379 1,72994735 5 6,72994735 5,6 13,4598947 2 128,1 0,00764032 0,138659525 
 241,3464 0,022374479 1,719972735 5 6,719972735 5,4 13,43994547 2 128,2 0,004009665 0,072815152 
 69,0859 0,011579787 0,684378473 5 5,684378473 0,8 11,36875695 2 137,3 0,00131952 0,025673784 0,24 0,97 
 
6 284,2553 0,016182636 2,381996644 5 7,381996644 4,6 14,76399329 2 123,0 0,013543747 0,23607884 
 80,7796 0,049517452 0,386972191 5 5,386972191 4 10,77394438 2 140,3 0,002421614 0,048119525 0,28 1,26 
 
7 86,7999 0,071428654 0,34621047 5 5,34621047 6,2 10,69242094 2 140,7 0,002519667 0,050214941 
 443,228 0,026171632 2,92057923 5 7,92057923 11,6 15,84115846 2 119,2 0,015883617 0,268212288 0,32 1,58 
10 
 
Tabela 2 
 
Para a realização deste estudo foram calculados todos os trechos referentes a região , 
adotou-se então bacias e através delas foi possível obter-se os resultados demonstrados nas 
tabelas (1 e 2) como demonstrado acima. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trecho L Diferença de Cota q IG D Dcorrigido Am V Rh IG
1 94,6844 3,2 0,29 0,033796 0,36 0,4 0,11028 2,62967 0,12172 0,03
2 76,3324 0,4 0,41 0,00524 0,58 0,6 0,24813 1,65236 0,18258 0,00524
3 75,1474 2,4 0,19 0,031937 0,31 0,4 0,11028 1,722887 0,12172 0,03194
4 60,5376 0,2 0,74 0,003304 0,79 0,8 0,44112 1,677548 0,24344 0,00330
5 41,748 0,2 0,97 0,004791 0,82 0,9 0,5582925 1,73744 0,27387 0,00479
6 83,98 1,8 1,26 0,021434 0,68 0,7 0,3377325 3,730763 0,21301 0,02143
7 12,7375 0,6 1,58 0,047105 0,64 0,7 0,3377325 4,678259 0,21301 0,04711
11 
 
4. CONCLUSÃO 
 
A partir dos resultados apresentados acima conclui-se que as galerias estudadas terão 
trecho com dimensionamento entre 0,4 m e 0,8 m. A profundidade dos trechos foi a mínima 
possível igualando a inclinação do terreno com a inclinação da galeria e a velocidade foi fixada 
entre 0,6 m/s e 5m/s. Desse modo, obteve-se dimensionamento correto visando economia e 
eficiência na construção dos trechos de galeria para a drenagem do loteamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
 
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
NBR 15645:2008; 
Material Fornecido pelo Professor: 
PREFEITURA MUNICIPAL DE TERESINA, Lei Complementar nº4.724; 
PREFEITURA MUNICIPAL DE TERESINA, Plano Diretor de Drenagem Urbana; 
TOMAZ, Plínio. Cálculos hidrológicos e hidráulicos para obras municipais. 2ª Ed. São Paulo, 
2011. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
6. ANEXO