1 Projetos de Drenagem Urbana

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Projetos de Drenagem Urbana
Prof. Me. Enio Arriero Shinma
enioas@gmail.com
2016
Ministério da Educação
Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Faculdade de Engenharias, Arquitetura e Urbanismo e Geografia - FAENG
Conteúdo
Sistema de Drenagem Urbana
Dimensionamento
Projeto
“Novos” conceitos em Drenagem Urbana
Exemplos
Sistema de Drenagem Urbana
Definição: obras de afastamento das águas pluviais do lote e das vias públicas de modo a garantir o acesso das edificações, o tráfego e a segurança dos pedestres.
Objetivos: garantir o escoamento das águas a partir das edificações até os macro-drenos, para períodos de retorno compatíveis com o uso das vias públicas (tipicamente T= 2 a 10 anos).
Ciclo Hidrológico
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Sistema de Drenagem Urbana
FUNDAMENTOS DO SISTEMA DRENAGEM
O sistema de drenagem não se fundamenta só em planos, projetos e obras, mas também em legislação e medidas que a compreendem:
Códigos, leis e regulamentos sobre edificações, zoneamento, parcelamento e loteamento do solo e também códigos sanitários;
Fiscalização da administração pública nas áreas urbanizadas e edificadas, bem como planos de reurbanização e renovação de áreas deterioradas;
Declaração de utilidade pública e desapropriação de áreas ociosas ou assoladas por inundações frequentes.
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Sistema de Drenagem Urbana
VANTAGENS DE UM PLANEJAMENTO
O estabelecimento de um sistema de drenagem inadequado provocará , no futuro, os altos custos decorrentes da manutenção e correção.
A principal vantagem do planejamento de sistema de drenagem urbana refere-se á obtenção simultânea de menores custos e melhores resultados.
Quanto mais cedo às questões de drenagem forem examinadas, melhores resultados poderão ser obtidos no plano urbanístico.
Ciclo Hidrológico
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Sistema de Drenagem Urbana
BENEFÍCIOS INDIRETOS
Quando bem projetado o sistema de drenagem urbana proporciona benefícios indiretos importantes como:
Redução do custo de construção e manutenção de vias;
Melhoria do tráfego de veículos durante as chuvas;
Benefícios à Saúde e a segurança públicas;
Recuperação de terras e inaproveitadas;
Menor custo de implantação de núcleos habitacionais;
Rebaixamento do lençol freático e saneamento das baixadas
Ciclo Hidrológico
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Sistema de Drenagem Urbana
Partes constituintes de um sistema de drenagem urbana convencional:
Meio-fio;
Sarjetas;
Bocas coletoras (Bocas de lobo);
Tubos de ligação (bigodes);
Poços de Visita;
Galeiras;
Estações Elevatórias;
Condutos Forçados;
Macrodrenagem;
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Sistema de Drenagem Urbana
Partes constituintes de um sistema de drenagem urbana convencional:
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Sistema de Drenagem Urbana
Partes constituintes de um sistema de drenagem urbana convencional:
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Sistema de Drenagem Urbana
Dimensionamento da Microdrenagem
Risco
É muito caro dimensionar as estruturas para a maior vazão possível, por isso admite-se uma probabilidade, ou risco, de que a estrutura falhe.
Isto significa que podem ocorrer vazões maiores do que a vazão adotada no dimensionamento.
O risco admitido pode ser maior ou menor, dependendo do tipo de estrutura.
Risco admitido = probabilidade que uma estrutura falhe num ano qualquer.
Dimensionamento da Microdrenagem: Vazão de projeto
Métodos para estimativa de vazões máximas
1) Métodos estatísticos sobre dados de vazão
Necessita de posto fluviométrico com série longa por perto
Mais confiável
2) Método racional para pequenas bacias
Aplicável em bacias muito pequenas ~ 1 km2
baseado na curva IDF
muito utilizado em drenagem urbana
3) Modelos hidrológicos chuva-vazão 
Modelos matemáticos mais complexos
Utilizam chuvas de projeto ou eventos de chuva observados
Podem ser aplicados em bacias maiores
Dimensionamento da Microdrenagem: Vazão de projeto
Tempo de retorno
Inverso da probabilidade de falha num ano qualquer: TR = 1/P
TR típicos 2, 5, 10, 25, 50, 100 anos
A vazão máxima de 10 anos de tempo de retorno é excedida em média 1 vez a cada dez anos.
Isto não significa que 2 cheias de TR = 10 anos não possam ocorrem em 2 anos seguidos.
Dimensionamento da Microdrenagem: Vazão de projeto
Tempos de retorno admitidos para algumas estruturas
Estrutura
TR (anos)
Bueiros de estradas pouco movimentadas
5 a 10
Bueiros de estradas muito movimentadas
50 a 100
Pontes
50 a 100
Diques de proteção de cidades
50 a 200
Drenagem pluvial
2 a 10
Grandes barragens (vertedor)
CMP
Pequenas barragens
100
Dimensionamento da Microdrenagem: Vazão de projeto
Tempos de retorno para microdrenagem DAEE CETESB
Ocupaçãodaárea
TR (anos)
Residencial
2
Comercial
5
Áreascomedifíciosdeserviçopúblico
5
Artérias de trafego
5 a 10
Dimensionamento da Microdrenagem: Vazão de projeto
Método racional para vazões máximas
Pequenas bacias
Chuvas intensas
Intensidade da chuva depende da duração e da frequencia (tempo de retorno)
Duração da chuva é escolhida de forma a ser suficiente para que toda a área da bacia esteja contribuindo para a vazão que sai no exutório.
Dimensionamento da Microdrenagem: Vazão de projeto
Equação do método racional
Qp = vazão de pico (m3/s)
C = coeficiente de escoamento do método racional (não confundir)
i = intensidade da chuva (mm/hora)
A = área da bacia (km2)
Dimensionamento da Microdrenagem: Vazão de projeto
Coeficiente de escoamento do método racional
Superfície
intervalo
valor esperado
asfalto
0,70 a 0,95
0,83
concreto
0,80 a 0,95
0,88
calçadas
0,75 a 0,85
0,80
telhado
0,75 a 0,95
0,85
gramasoloarenosoplano
0,05 a 0,10
0,08
grama solo arenoso inclinado
0,15 a 0,20
0,18
grama solo argiloso plano
0,13 a 0,17
0,15
grama solo argiloso inclinado
0,25 a 0,35
0,30
áreas rurais
0,0 a 0,30
Dimensionamento da Microdrenagem: Vazão de projeto
Qual é a intensidade da chuva?
?
Dimensionamento da Microdrenagem: Vazão de projeto
Intensidade
Duração 
Frequencia
Curvas IDF
Precipitações máximas
Duração
Duração da chuva é escolhida de forma a ser suficiente para que toda a área da bacia esteja contribuindo para a vazão que sai no exutório.
Dimensionamento da Microdrenagem: Vazão de projeto
Tempo de escoamento
Tempo de viagem = 2 minutos
Tempo de viagem = 15 minutos
Dimensionamento da Microdrenagem: Vazão de projeto
Chuva de curta duração
15 minutos
tempo
Q
P
tempo
Dimensionamento da Microdrenagem: Vazão de projeto
Chuva de curta duração
15 minutos
tempo
Q
P
tempo
Dimensionamento da Microdrenagem: Vazão de projeto
Tempo de concentração
Tempo necessário para que a água precipitada no ponto mais distante da bacia escoe até o ponto de controle, exutório ou local de medição.
Dimensionamento da Microdrenagem: Vazão de projeto
Tempo de concentração
Relação com:
Comprimento da bacia (área da bacia)
Forma da bacia
Declividade da bacia
Alterações antrópicas
Vazão (para simplificar não se considera)
Dimensionamento da Microdrenagem: Vazão de projeto
Dimensionamento da Microdrenagem: Vazão de projeto
Durante o desenvolvimento do Plano Diretor de Drenagem de Campo Grande definiu-se uma equação IDF (conforme abaixo) com um período mais recente de dados, conforme abaixo.
Dimensionamento da Microdrenagem: Vazão de projeto
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Dimensionamento da Microdrenagem:
 Apostilas