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PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO ELEMENTOS BÁSICOS DO SISTEMA DE MACRODRENAGEM PLANEJAMENTO DE OBRAS DE MACRODRENAGEM DIMENSIONAMENTO HIDROLÓGICO OBRAS DE AFASTAMENTO E DE CONTENÇÃO DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO DE CANAIS E GALERIAS PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO 1. Conceituar obras de afastamento e de contenção. 2. Discutir como planejar a macrodrenagem. 3. 3. Apresentar os elementos para projeto de macrodrenagem. 4. Apresentar as técnicas de dimensionamento hidrológico e hidráulico de macrodrenagem. 5. Apresentar tipos de canalizações e túneis. 6. Discutir a necessidade de manutenção. 7. Cuidados e recomendações de projeto PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO • Definição: é o conjunto de ações estruturais e não estruturais destinadas a controlar cheias para evitar inundações e suas consequências. • Objetivos: minimizar riscos e prejuízos em áreas de extensão significativa causados por cheias com períodos de retorno relativamente grandes (tipicamente T= 25 a 100 anos) PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO Estruturais: •Tipos: – Obras de afastamento de cheias Micro e Macro-drenagem Reversão de Bacias Diques de contenção Obras de contenção de cheias Soleiras Reservatórios PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO Afastamento rápido dos excessos de água – Melhorias e retificações no canal – Canalizações PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO • Amortecimento dos hidrogramas de cheia – Bacias de detenção ou de retenção (piscinões) PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO • Amortecimento dos hidrogramas de cheia – Retenção no canal com soleiras PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO Fonte: IBGE, Atlas de Saneamento, Distribuição espacial e nív el de abrangência das redes de sanemento, Micro e Macrodrenagem 2000 PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO • Necessidade de um Plano de Ação de curto e longo prazo PLANO DIRETOR DE DRENAGEM. • Previsão da ocupação do solo. • Programas de implantação sincronizados com obras de microdrenagem. • Cronograma físico e financeiro para a execução das obras. • Avaliação de necessidades de desapropriações Não basta indenizar. É preciso mitigar os impactos das mudanças das pessoas. PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO Coordenação com a implantação de outras obras de infra-estrutura urbana. • Programa de implantação paralela de medidas nãoestruturais. • Necessidade de avaliação de impactos ambientais. • Aprovação das obras e medidas junto à população e aos órgãos competentes. • Consideração da melhoria da qualidade das águas pluviais. PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO • Avaliar a possibilidade de medidas preventivas, que diminuam a necessidade de obras (manutenção de várzeas de inundação naturais). • Prever sistemas de fiscalização da ocupação do solo. • Conscientizar sobre a importância da manutenção adequada das obras futuras. PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO • Preliminar – Dados existentes e visitas ao local – Registro fotográfico – Contatos com entidades envolvidas – Interferências – Traçados tentativos • Básico – Alternativas restantes – Levantamentos topográficos e sondagens – Escolha da melhor alternativa – Documentação para concorrência (formulação de preços) • Executivo – Desenhos para execução – Interferências PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO • Levantamentos topográficos – Aerofotogramétricos (etapa preliminar) – Arruamentos - curvas de nível 1 m (etapa preliminar) – Nivelamento de precisão (projeto básico) – Seções transversais (projeto básico • Interferências – Cadastramento – Projetos de demolições, relocações, etc – Reassentamentos – Custos • Sondagens – Percussão (mais usuais) – Amarração topográfica PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO • Hidrológico • Hidráulico PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO • Métodos Clássicos – Método racional (AD < 3 km2) – Métodos baseados na teoria do hidrograma unitário (SCS, Ven Te Chow, etc) – Métodos Estatísticos (raramente) • Chuvas de Projeto – Duração ( > = tempo de concentração) – Recorrência (25 a 100 anos) PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO Método Racional (≤ 3km²) Método Racional O método racional é um método indireto e foi apresentado pela primeira vez em 1851 por ulvaney e usado por Emil Kuichling em 1889 e estabelece uma relação entre a chuva e o escoamento superficial (deflúvio). É usado para calcular a vazão de pico de uma determinada bacia, considerando uma seção de estudo. A chamada fórmula racional é a seguinte: Q= C . I . A /360 Equação 1 Sendo: Q= vazão de pico (m3/s); C= coeficiente de escoamento superficial varia de 0 a 1. I= intensidade média da chuva (mm/h); A= área da bacia (ha). 1ha= 10.000m2 Uma outra forma de apresentaçao é para a area em Km2. Q= 0,278 .C . I . A Sendo: Q= vazão de pico (m3/s); C= coeficiente de escoamento superficial varia de 0 a 1. I= intensidade média da chuva (mm/h); A= área da bacia (km2) (1km2=100ha) PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO Figura 1-Modelo de sistema hidrológico simples Fonte: Villela e Mattos, Hidrologia Aplicada Método Racional (≤ 3km²) PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO Na Figura (2) apresenta como funciona o método racional. O tempo de duração da chuva é igual ao tempo de concentração. Na saída (output) a vazão efluente irá variar segundo um hidrograma triangular justificado por (Willian, 1950), (Pagan, 1972) e (Mitchi,1974). Conforme hidrograma triangular da Figura (2), tc é o tempo para o escoamento máximo e 2 .tc o tempo total de escoamento superficial. Método Racional (≤ 3km²) Figura 2- O método racional tem escoamento triangular sendo tc o tempo para atingir o pico da vazão e 2tc o tempo total de escoamento (Portoin Drenagem Urbana,1995). PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO O método racional deve ser aplicado somente em pequenas bacias ou seja com área de drenagem inferior a 3km² (300 ha) conforme (Porto, 1993) ou quando o tempo de concentração seja inferior a uma hora Em outros países (Austrália) é usado o Método Racional Probabilístico para pequenas bacias (25 km²) e médias bacias (500 km²), onde são aferidos os coeficientes de escoamento superficial “C” , comparando-se o calculado e medido. Não possuímos tais estudos no Brasil. Akan,1993 admite para o método racional área da bacia até 13 km² Adotamos 3km2 (três quilômetros quadrados) como limite máximo do Método Racional conforme recomendação das “Diretrizes básicas para projetos de drenagem urbana, elaborado em 1998 pela Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica (FCTH). Método Racional (≤ 3km²) PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO Quando se aplicar o método racional, isto é, fazendo-se a síntese, não devemos nosesquecer da análise do como o mesmo é baseado. As hipóteses do método racional são as seguintes: a) toda a bacia contribui com o escoamento superficial e é porisso que o tempo de duração da tormenta deve ser igual ou exceder ao tempo de concentração da bacia; b) a chuva é distribuida uniformemente sobre toda a área da bacia; c) todas as perdas estão incorporadas ao coeficiente de escoamento superficial A intensidade da chuva associada com o tempo de concentração e a freqüência da ocorrência pode ser obtida das curvas de intensidade-duração-frequência (IDF) que é obtida por varias publicações. Os cálculos são simples e fáceis de serem obtidos. Método Racional (≤ 3km²) PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO Dada área da bacia A= 5ha, coeficiente de escoamento superficial C= 0,70 e intensidade da chuva I= 50mm/h. Calcular o vazão de pico Q. Q= C . I . A /360 Método Racional (≤ 3km²) Exemplos de aplicação Considerações sobre o limite da área da bacia O método racional é muito usado, mas apresenta algumas discussões, entre elas a mais importante é o tamanho da bacia a ser considerado conforme Tabela (1). PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO Tabela 1- Valores limites da fórmula racional APRESENTAÇÃO: I - SISTEMAS DE DRENAGEM PLUVIAL II – PLUVIOMETRIA (REVISÃO) III – SCS (SOIL CONSERVATION SERVICE) IV – SARJETAS V - BOCAS COLETORAS VI - GALERIAS VII - POÇOS DE VISITA IX - PROJETO HIDRÁULICO SISTEMAS DE DRENAGEM PLUVIAL: Os sistemas de drenagem são classificados de acordo com suas dimensões em: Sistemas de Microdrenagem ou Sistemas Iniciais de Drenagem: Sistema de condutos pluviais destinados a coleta e afastamento das águas superficiais , fazendo ainda parte do sistema todos os componentes do projeto para que tal ocorra. É normalmente dimensionado para um período de retorno entre 2 e 10 anos. Quando bem dimensionado, elimina praticamente as cheias nas áreas urbanas, evitando a interferência entre as enxurradas e o tráfego de veículos e pedestres. Sistema de Macrodrenagem inclui, além da microdrenagem, as galerias de grande porte ( D > 1,5m ) e os corpos receptores tais como canais e rios canalizados. O período de retorno a ser fixado deverá ser compreendido entre 25 e 100 anos. Do seu bom desempenho, dependem basicamente a segurança e a saúde pública. TERMINOLOGIA BÁSICA DOS ELEMENTOS DO PROJETO DE UM SISTEMA DE DRENAGEM PLUVIAL: Greide - é uma linha do perfil correspondente ao eixo longitudinal da superfície livre da via pública. Guia - também conhecida como meio-fio, é a faixa longitudinal de separação do passeio com o leito viário, constituindo-se geralmente de peças de granito argamassadas em forma de paralelepipedo com sua face superior no mesmo nível do passeio (calçada) Sarjeta – Faixas de via pública, paralelas e vizinhas ao meio-fio ou guia. A calha em geral de seção triangular formada pela guia, sargeta e pista de rolamento, é receptora das águas pluviais que incidem sobre as vias públicas e que para elas escoam. Como existem diversas classificações de vias, segundo os critérios de tráfego (secundárias, principais, avenidas, vias expressas, etc.), os critérios de drenagem também são diferenciados, permitindo a utilização do canal formado pela guia, sarjeta e pista de rolamento com larguras e profundidades diferenciadas para cada tipo de via . TERMINOLOGIA BÁSICA DOS ELEMENTOS DO PROJETO DE UM SISTEMA DE DRENAGEM PLUVIAL: Sarjetões - canal de seção triangular situado nos pontos baixos ou nos encontros dos leitos viários das vias públicas, destinados a orientar o fluxo das águas que escoam pelas sargetas. Bocas coletoras - também denominadas de bocas de lobo. São estruturas hidráulicas, localizadas sob a sarjeta, para captação das águas superficiais transportadas pelas sarjetas e sarjetões até as galerias. Podem ser do tipo simples, isto é, aquela dotada de meio-fio com uma caixa ou combinada quando existe além do meio-fio uma grelha assente na sarjeta e mais de uma caixa. Podem ainda ser do tipo com ou sem depressão, que nada mais é do que uma depressão feita na sarjeta. Galerias – Canalizações públicas usadas para conduzir águas pluviais provenientes das bocas-de-lobo até os pontos de lançamento. Tubos de ligação – São condutos destinados ao transporte da água coletada nas bocas coletoras até às galerias pluviais ou para os poços de visita. Poços de visita - são câmaras visitáveis situadas em pontos previamente determinados (convenientes), destinadas a permitir a inspeção e limpeza das canalizações. Trecho de galeria - é a parte da galeria situada entre dois poços de visita consecutivos. Caixas de ligação - também denominadas de caixas mortas, são caixas de alvenaria subterrâneas não visitáveis, com finalidade de reunir condutos de ligação ou estes à galeria. Bacias de drenagem - é a área contribuinte para a seção em estudo. Tempo de concentração - é o menor tempo necessário para que toda a bacia de drenagem possa contribuir para a secção em estudo, durante uma precipitação torrencial. Tempo de recorrência - intervalo de tempo onde determinada chuva de projeto é igualada ou suplantada estatisticamente; também conhecido como período de recorrência ou de retorno TERMINOLOGIA BÁSICA DOS ELEMENTOS DO PROJETO DE UM SISTEMA DE DRENAGEM PLUVIAL: PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO Tempo de concentração Há duas definições básicas de tempo de concentração. Tempo de concentração é o tempo em que leva para que toda a bacia considerada contribua para o escoamento superficial na seção estudada. O tempo de concentração é o tempo que leva uma gota de água mais distante até o trecho considerado na bacia. Conforme Centro Tecnológico de Hidráulica de São Paulo (CTH) os estudos de Taylor e Schwarz informam que influem sobre o tempo de concentração: 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. PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO Ainda conforme CTH 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. Existem somente três maneiras em que a água é transportada em uma bacia: a primeira é o escoamento superficial, a segunda é o escoamento em tubos e a terceira é o escoamento em canais incluso sarjetas. Existem várias fórmulas empíricas para determinar o valor do tempo de concentração. A obtenção do tempo de concentração é uma informação importante, porém difícil de ser obtida. Enfim como diz McCuen,1993, o projetista deve saber que não é possível obter o valor do tempo de concentração por um simples método DICA: o verdadeiro valor do tempo de concentração nunca será determinado (McCuen,1993). PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO vão encontrar diferentes valores do tempo de concentração, motivo pelo qual, o tempo de concentração introduz incertezas no dimensionamento da vazão de pico, devendo-se calcular por vários métodos e conferir sempre. Porto,1995 recomenda que deve sempre que possível utilizar o método cinemático para os trechos canalizados da bacia, porque as velocidades de escoamento dependem, grandemente, das características da bacia Método da velocidade ou método cinemático No inicio do escoamento temos o escoamento superficial sobre pastagens, florestas, ruas etc, que podem ser obtidas pelo método da velocidade, por exemplo.Se tivermos a velocidade (V) e o comprimento (L) poderemos ter o tempo, através da relação: Tempo = Comprimento (L )/ Velocidade (V), nas unidades convenientes. T1 = L1/ (60xV1) , T2= L2/(60xV2), T3= L3/(60xV3)....., Ti = Li/(60xVi ) L= comprimento (m) V= velocidade (m/s) T= tempo de concentração do trecho (min) PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO Que serão os escoamentos superficiais por valas de terra, valas de grama, canaletas, galerias circulares, retangulares etc. A soma dos tempos de escoamentos superficiais (Travel Time) ou tempo de trânsito fornecerá o tempo de concentração Tc em minutos: Tc = T1 + T2 + T3 + ....+ Ti Em canaletas, valas, tubos, canais poderão ser usados a equação de Manning na forma: Sendo: V= velocidade média (m/s) D= diâmetro (m) S= declividade (m/m) n= coeficiente de rugosidade de Manning Equação da continuidade: Q= A x V donde V= Q/A Sendo: Q= vazão (m3/s) V= velocidade média (m/s) A= área da secção (m2) PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO Em tubos com escoamento em seção plena temos: Podemos simplificada para: Sendo: V= velocidade (m/s); R= raio hidráulico (m), n= coeficiente de rugosidade de Manning, k= n -1 x R 2/3 S= declividade em (m/m). O valor de k, raio hidráulico e rugosidade de Manning pode ser obtido pela Tabela (1), de acordo com o uso da terra ou regime de escoamento PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO Calcular os tempos de escoamento superficial (Travel Time) de dois trechos, sendo o primeiro de vala gramada densa com 120m de comprimento e declividade de 7% (0,07m/m) e o segundo de escoamento na sarjeta com 270m e 2% (0,02m/m) de declividade. Verificando a Tabela (1) e usando grama densa, com k=0,46 e como S=0,07m/m e L=120m, usando No segundo trecho temos L=270m , S=0,02m/m e escoamento na sarjeta com k=14,09 conforme Tabela (1) PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO Cálculo do tempo de escoamento superficial (Travel Time) usando SCN, 1975. Para o escoamento superficial (Bidone e Tucci in Drenagem Urbana,1995) adaptaram a Tabela 2 da SCN, 1975. A velocidade de escoamento superficial é fornecida pela fórmula: Sendo: V= velocidade (m/s); S= declividade (m/m) e k= coeficiente conforme Tabela 2 Método NRCS, 1972 Uma maneira prática usada pelo NRCS, 1972 é para determinar o tempo de escoamento em escoamentos de concentração superficial concentrado da seguinte maneira: Área não pavimentada: Área pavimentada Sendo: V= velocidade média (m/s) S= declividade longitudinal (m/m) L=comprimento (m) PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO Seja uma sarjeta de concreto com L=150m e declividade S=0,025m/m. Calcular o escoamento superficial concentrado. Qual é o tempo de escoamento em uma superfície pavimentada com 200m de comprimento e declividade de 0,02 m/m? Para superfície pavimentada o valor de k=6,10 e S=0,02m/m PROF.: ANTONIO OSCAR DE GOES JUNIOR - OBRAS E DRENAGENS 2017 FAMETRO Tempo de concentração para lago ou reservatório A AASHTO Highway Drainage Guidelines trás sugestões para o cálculo de tempo de trânsito da água dentro de um reservatório ou lago. Sendo: Vw= velocidade de propagação da onda através do lago (m/s) e que varia entre 2,5m/s a 9,0m/s. g= aceleração da gravidade=9,81m/s² Dm= profundidade média do lago ou reservatório (m). Quando temos poças de água, várzeas que possuam vegetação e resíduos relativamente pequenos e quando a superfície é menor que 25% da área aberta de água, podemos usar para o tempo de trânsito a fórmula de Manning. Calcular o tempo de trânsito da água em um lago com 500m de largura e com profundidade de 2,00m. EX : 1 TERMINOLOGIA BÁSICA DOS ELEMENTOS FISICOS DO PROJETO DE UM SISTEMA DE DRENAGEM PLUVIAL: Modelo de Sargeta Modelo de Sargetão Boca de lobo simples TERMINOLOGIA BÁSICA DOS ELEMENTOS DO PROJETO DE UM SISTEMA DE DRENAGEM PLUVIAL: Tubulações ou Galerias TERMINOLOGIA BÁSICA DOS ELEMENTOS DO PROJETO DE UM SISTEMA DE DRENAGEM PLUVIAL: A irrigação por superfície compreende os métodos de irrigação nos quais a condução da água do sistema de distribuição (canais e tubos janelados) até qualquer ponto de infiltração, dentro da parcela a ser irrigada, é feita diretamente sobre a superfície do solo, exigindo, portanto, áreas sistematizadas e com declividades adequadas. Onde o nível de declive adequado para o bom funcionamento de um sistema de irrigação por superfície esta entre 0% a 2% A drenagem é um processo de remoção do excesso de água dos solos de modo que lhes dê condições de aeração, estruturação e resistência. Sempre que a drenagem natural não for satisfatória, pode-se fazer, em complementação, drenagem artificial. A drenagem oferece inúmeros benefícios para o ambiente agrícola A drenagem é processo de remoção do excesso de sais da superfície do solo. Fórmula de Kirpich Kirpich possui duas fórmulas, uma que vale para o Estado da Pennsylvania e outra para o Tennessee, ambas dos Estados Unidos. Valem para pequenas bacias até 50ha ou seja 0,5km2 e para terrenos com declividade de 3 a 10% Segundo Akan,1993, a fórmula de Kirpich é muito usada na aplicação do Método Racional, principalmente na chamada fórmula de Kirpich do Tennessee No Tennessee, Kirpich fez estudos em seis pequenas bacias em áreas agrícolas perto da cidade de Jackson. A região era coberta com árvores de zero a 56% e as áreas variavam de 0,5ha a 45ha. As bacias tinham bastante declividade e os solos eram bem drenados (Wanielista et al.,1997). A equação de Kirpich conforme Chin, 2000 é a seguinte: tc= tempo de concentração (min); L= comprimento do talvegue (m); S= declividade do talvegue (m/m). Segundo (Porto, 1993), quando o valor de L for superior a 10.000m a fórmula de Kirpich subestima o valor de tc. Segundo Chin,2000 p. 354 a equação de Kirpich é usualmente aplicada em pequenas bacias na área rural em áreas de drenagem inferior a 80ha (oitenta hectares). Usemos a Equação (3.5) de Kirpich para o Tennessee para achar o tempo de concentração tc sendo dados L=200m e S=0,008m/m em uma bacia sobre asfalto. Como o escoamento da bacia é sobre asfalto devemos corrigir o valor de tc multiplicando por 0,4. Portanto: tc= 0,4 x 7,38min = 2,95min DICA sobre Kirpich: a fórmula de Kirpich foi feita em áreas agrícolas em áreas até 44,8 hectares ou seja 0,448 km2 com declividades de 3% a 10%. O tempo de concentração da fórmula de Kirpich deve ser multiplicado por 0,4 quando o escoamento na bacia está sobre asfalto ou concreto e deve ser multiplicado por 0,2 quando o canal é de concreto revestido (Akan,1993 p. 81). Chin, 2000 sugere que a equação de Kirpich deve ser multiplicada por 2 quando o escoamento superficial for sobre grama natural e multiplicar por 0,2 quando a superfície do canal for de concreto e multiplicar por 0,4 quando a superfície do escoamento superficial for de concreto ou asfalto Kirpich CTH A fórmula de Kirpich pode-se ainda apresentar em outras unidades práticas como as sugeridas plea Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica de São Paulo. Sendo: L= comprimento do curso (km) H= diferença de cotas (m) S= declividade equivalente (m/km) tc= tempo de concentração (min) A declividade equivalente é obtida da seguinte maneira: Fórmula Califórnia Culverts Practice A grande vantagem desta fórmula é a fácil obtenção dos dados, isto é, o comprimento do talvegue e a diferença de nível H (Porto,1993). Geralmente é aplicada em bacias rurais para áreas maiores que 1km2 Dica: A fórmula CalifórniaCulverts Practice é recomendada para pequenas barragens. Sendo: tc= tempo de concentração (min); L= comprimento do talvegue (km); H= diferença de cotas entre a saída da bacia e o ponto mais alto do talvegue (m). Calcular tc com L=0,2 km e H=1,6 m Exemplo Portanto tc=3,46min A velocidade será V= L/ tempo = 200m/ (7,41min x 60s) =0,44m/s 7,41 min Fórmula NRCS Número da curva –1989 Método - (SCS) Soil Conservation Service equação que é muito usada na área rural entre 1ha e 1600ha (16 Km2). Nota: o limite antes era de 8 km2 e passou para 16 km2 conforme Ponce, 1989 Deve ser usado em locais onde predomina o escoamento superficial Ponce, 1989. Sendo: tL = lag time (h); L= comprimento do talvegue da bacia (m) sendo que: 60m ≤L≤ 7900m CN = número da curva do SCS. CN varia de 50 a 95 aproximadamente. S= declividade média da bacia (m/m): 0,5%≤ S≤ 64% Ainda conforme Ponce, 1989 o valor de tL pode ser estimado por: tL= 0,6 .tc Para uma área rural com 2 km2 calcular o tempo de concentração usando a NRCS Número da curva CN=67 achado segundo método do SCS, comprimento L= 305m e declividade média S=0,01m/m Exemplo Escoamento superficial pelo método SCS TR-55 Para o escoamento superficial em florestas, gramas, asfaltos etc o TR-55 apresenta o tempo de transito “t” o qual adaptado para as unidades SI é o seguinte: Sendo: t= tempo de trânsito do escoamento superficial (min); n= coeficiente de rugosidade de Manning obtido na Tabela (3.1) de McCuen S= declividade (m/m); L= comprimento (m) sendo L<90m e P2= precipitação de chuva de 24h para período de retorno de 2anos (mm). 5,46= 60s x 0,091 Exemplo Calcular o escoamento superficial em asfalto sendo n=0,011 conforme Tabela (1), comprimento do trecho de 90m, declividade de 10% e precipitação de 24h para período de retorno da cidade de Manaus de 64,1mm Calcular o escoamento superficial em floresta com pouca vegetação rasteira sendo n=0,4 conforme Tabela (1) comprimento do trecho de 90m. declividade de 10% e precipitação de 24h para período de retorno da cidade de Manaus de 64,1mm. Exemplo 30,12 min
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