Memória de Cálculo

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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE GOIÁS
Matheus Silva de Oliveira
Pollyany Cristie de Assis Farias
Rafaela Andrade do Vale
PROJETO DE DRENAGEM URBANA
Memorial de calculo 
Anápolis, 2017.
O EMPREENDIMENTO
O presente projeto de microdrenagem urbana foi desenvolvido para um loteamento, cujo possui 315 lotes e uma área total de 199.588,00 m².
COEFICIENTE DE ESCOAMENTO SUPERFICIAL
O coeficiente de escoamento superficial é uma razão entre o volume de agua escoado superficialmente e o volume de água precipitado. Levando em consideração que este coeficiente varia de acordo com o tipo de superfície e utilizando a tabela 1, foi calculado o coeficiente de escoamento superficial do loteamento em estudo. 
Tabela 1 – Coeficiente de escoamento superficial, de acordo com o tipo de superfície.
Na tabela 2, encontramos os dados relativos ao loteamento.
Tabela 2 – Dados da gleba em estudo
	Lotes
	Quant.
	315
	
	Área total (m²)
	98187,1
	Bacia de Contribuição
	Talvegue (m)
	545,4
	
	Amplitude altimétrica (m)
	40,0
	
	Declividade média
	0,1
	
	Área (m²)
	199588,0
Na tabela 3, encontramos o cálculo do coeficiente de escoamento superficial do loteamento.
Tabela 3 – Cálculo do coeficiente de escoamento superficial
	Cobertura
	Impermeável
	Permeável
	Coef. de Runoff
	Lotes
	49%
	98187,08
	 
	0,85
	0,69
	Grama
	4%
	 
	8972,17
	0,2
	
	Calçada
	16%
	32916,13
	 
	0,8
	
	Asfalto
	8%
	16390,62
	 
	0,83
	
	APP
	22%
	 
	43122,00
	0,3
	
TEMPO DE CONCENTRAÇÃO
Tempo de concentração é o tempo que a gota de água mais distante leva pra um trecho considerado na bacia. 
Utilizando a formula de Kirpich abaixo, o tempo de concentração foi calculado. 
	O tempo de concentração encontrado foi de 5,97min, então adotaremos para efeito de cálculo, 10 minutos. 
PERIODO DE RETORNO
Período de retorno é o tempo médio em que determinado evento é igualado ou superado pelo menos uma vez. Usualmente, utiliza-se a tabela 4 como parâmetro para período de retorno.
Tabela 4 – Tempo de retorno
	Então, o tempo de retorno adotado para efeito de cálculos, foi de 25 anos.
INTENSIDADE DE CHUVAS
Refere-se a medida quantitativa de chuva precipitada sobre uma determinada área num certo período de tempo. Cada cidade e região possui sua equação da chuva e com isso, é calculado a intensidade de chuvas. 
Para o projeto em execução, foi adotado como cidade, Goiânia-GO.
Com a equação da chuva de Goiânia-GO, encontramos que a intensidade de chuva na região é de 138,89mm/hora.
MICROBACIAS
Nesta estapa busca se primeiramente antes de traçar as micro-bacias identificar o ponto mais alto e o mais baixo da gleba; os sentidos de escoamento principais da gleba, por meio do das curvas de nível, e assim o caimento dos lotes em função das curvas de nível.
Onde m função da maior cota até o trecho do manancial traçamos o talvergue, que é o percurso mais longo que uma gota leva até atingir o enxutório.
CAIMENTO DOS LOTES 
Lotes de jusante são obrigados a receber a drenagem de lotes de montante (Código Civil);
Para lotes cujas águas escoam para o fundo (com declive > 2,5 m) deve-se prever viela sanitária entre os lotes, ou que os lotes de jusante recebam águas dos de montante. E já para os lotes planos considera o lança mento das águas pluvias para a via tendo assim um menor custo. 
TRAÇADO
De acordo com definição de projeto e por questão empírica , as microbacias são fechadas a cada 50m lineares, e quando estão em uma esquina devido ter uma boca de lobo ali localizada. Sendo que os 50 metros trata do tamanho da maior lateral e não do perímetro da microbacia.
Nesta instância o coeficiente de escoamento é previamente calculado com os limites de velocidade (< 3 m/s) e de altura de lâmina d´água na sarjeta (0,13m) considerando que o meio fio tem se uma altura de 15 cm, e prevendo o não estravazamento.
DIMENSIONAMENTO DA REDE DE MACRO DRENAGEM
Considera se um tempo de concentração mínimo de 10 minutos.
Para o escoamento e condução da agua pluvial os elementos de drenagem das guias e sarjetas foram predefinidos como sendo:
▪ A altura da guia (padrão = 15cm); 
▪ A largura da sarjeta (padrão = 30cm); 
▪ A largura da faixa molhada (1/3 do leito carroçável ou faixa de pista); 
▪ Os coeficientes de rugosidade: da sarjeta (média) e do tubo ( especificação do fabricante);
OBS: Nos trechos com declividade I ≤ 0,5%, a capacidade de condução das sarjetas se reduzirá bastante devido à baixa velocidade de escoamento. Se a velocidade for < 0,6m/s, deverá ser instalada uma boca coletora, afim de se evitar o acumulo e formação de poças de agua.
BOCAS COLETORAS
A quantidade de bocas coletoras é obtida dividindo-se a vazão de contribuição da microbacia pela vazão de engolimento da boca coletora, que varia conforme o tipo adotado. O resultado deve ser arredondado para cima:
Sendo que a vazão de engolimento adotada foi de litros/ segundos.
Para que não haja oneração dos projetos os poços de visitas são lançados no máximo a cada 100 metros, sendo determinado pelo projetista e pela capacidade de engolimento e vazão nos condutos de drenagem.
GALERIAS
Com as bocas coletoras o escoamento da superfície vai para a parte subterrânea do pavimento, sendo preciso o uso de ramais de ligação, poços de visita e tubulações; 
 Sendo que o diâmetro mínimo das tubulações, exigido é de 600mm onde Plinio afirma que sempre que possível deve dimensionar em tubos circulares de concreto, com diâmetro mínimo de 0,60m e máximo de 1,50m dimensionados pela fórmula de Manning, com n = 0,0135 ou outro a escolher. No entanto, deve-se verificar a exigência da legislação municipal (Plano Diretor de Drenagem) quando essa existir. No entanto, o diâmetro adotado foi de 600mm e 800mm para alguns trechos.
A Vmáx de escoamento livre em condutos circulares dá-se em y/D = 0,81. A Qmáx, em y/D = 0,94. Admite-se uma folga para a lâmina líquida máxima (ymáx = 0,8D) nas redes de microdrenagem. Logo, para definição do diâmetro adotado deve-se verificar previamente se y/D < 0,8, caso contrário, deve-se admitir o diâmetro comercial imediatamente superior ao valor adotado.
CONFLUENCIA DE TRECHOS
Quando afluir vazões de dois trechos ou mais, fato que ocorre em cruzamentos de vias, deve se somar as áreas das microbacias acumuladas de todos os trechos confluentes.
POÇOS DE VISITA
O primeiro poço de visita de um trecho será posicionado a jusante do segmento em que forem adotadas as primeiras bocas coletoras. Em geral, adota-se cobrimento de 1,0m para as tubulações de drenagem pluvial, da superfície do pavimento até a parte superior da tubulação. Nos tubos de 600mm posicionados no eixo da via, a cota de sua geratriz inferior ficará a 1,60m. Costuma-se adotar uma profundidade de 2m para PV, garantindo seu cobrimento mesmo em casos de tubos de maiores diâmetros, possibilitando a ligação das canalizações de escoamento (recobrimento mínimo de 0,60m) das bocas de lobo;
Declividade de 0,5%.
VELOCIDADE NAS TUBULAÇÕES
A velocidade mínima deverá ser de 0,60m/s e a máxima, de 5,00m/s. sendo a maior velocidade do projeto em questão foi de 1,601 m3/s.
TEMPO DE CONCENTRAÇÃO
O tempo de concentração em bacias urbanas é determinado pela soma dos tempos de concentração dos diferentes trechos. O tempo de concentração de um dado segmento é composto por duas parcelas:
Nos trechos em condutos, o tempo de concentração é calculado pela equação de movimento uniforme:
Onde o tempo de concentração inicial foi de 5,97 minutos.
DIMENSIONAMENTO DOS DISSIPADORES DE ENERGIA 
O dissipador ou bloco de impacto tipo VI do USBR é recomendado pela PMSP por ser um modo econômico e versátil. As duas condições básicas para seu uso, segundo Peterka (2005), são:
8.1 DIMENSIONAMENTO DE UM BLOCO DE IMPACTO
Segundo Peterka, a perda de energia é de cerca de x % em relação ao número deFroude, vejamos: 
▪ 83% para F = 10; 
▪ 60% para F = 4; 
▪ 50% para F = 2,3; 
▪ 25% para F = 1,2.
Sendo que pelo fato da velocidade ser diferente, é necessário encontrar um diâmetro equivalente a uma velocidade de 3,6 m/s
DISSIPADOR TIPO RAMPA DENTADA
Geralmente possui a declividade 2H:1V, ou menor; 
Não é suscetível a lixo e resíduos que possam estar nas águas pluviais; 
Os melhores desempenhos ocorrem para vazões específicas (unitárias) de 3,35 a 5,6 m³/s.m;
Recomenda-se que haja, no mínimo, quatro linhas de dentes para que a dissipação de energia seja mais eficiente;
Velocidade no canal a montante: V < Vc (velocidade crítica);
 Altura do dente: H = 0,8yc; ▪ Altura da parede lateral = 3H; 
Distância entre os dentes na rampa = 2H; 
Declividade = 1V:2H; 
Declividade ideal a montante: 0,0018m/m.
TRANSIÇÃO
RAMPA
COMPRIMENTO
VAZÃO UNITÁRIA
VELOCIDADE MÁXIMA DE ENTRADA
NÚMERO DE FROUDE 
O escoamento em canal é, por definição, aquele que se dá à superfície livre, ou seja, com uma fronteira exposta à atmosfera. ▪ O número de Froude é uma parâmetro que indica o tipo de escoamento desenvolvido, divididos em: 
 Subcríticos F<1 Críticos F=1 e Supercríticos F>1.
COMPOSIÇÃO DO PROJETO
Os quantitativos e orçamentos tratam de uma exigência do projeto de drenagem para aprovação. Onde na quantificação tem se informações prementes de volume de corte e aterro, escoramento, tipo de solo, lastro de brita, tipo de concreto e capa asfáltica caso seja pavimento flexível.