MEMORIA_DE_CALCULO-DRENAGEM

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Vazões máximas em pequenas bacias urbanas (Método Racional):
Para bacias de drenagem que não apresentam complexidade e que tenham áreas de drenagem inferiores a aproximadamente 2 Km², é recomendado que a descarga de projeto seja analisada pelo denominado método racional.
Expressão do método racional
Onde:
Q Vazão de pico do escoamento superficial direto (ESD) em m³/s;
C coeficiente adimensional, chamado de coeficiente de ESD (“runoff”), isto é, a relação entre o volume de ESD e o volume precipitado;
I Intensidade média da chuva, em mm/h, para uma duração da chuva igual ao tempo de concentração da bacia em estudo. Este tempo é, usualmente, o requerido pela água para escoar desde o ponto hidraulicamente mais remoto da bacia até o ponto de controle (local de interesse);
A Área da bacia em Km².
Coeficiente de escoamento superficial direto (coeficiente de runoff):
 coeficiente de escoamento superficial para a subárea i, adimensional;
 subárea considerada;
 área total considerada.
Valores de C adotados pela Prefeitura de São Paulo (Wilken,1978)
	Descrição da área
	Área (m²)
	C
	C x A
	Subúrbios com alguma edificação: áreas de arrabaldes e subúrbios com pequena densidade de construção
	13.856,21
	0,2
	11.862,47
	
	19.717,53
	
	
	
	18.729,97
	
	
	
	7.008,62
	
	
	Edificações com muitas superfícies livres: áreas residenciais com ruas macadamizadas ou pavimentadas
	6.504,55
	0,3
	5.039,20
	
	3.241,28
	
	
	
	7.051,50
	
	
	Edificações com poucas superfícies livres: áreas residenciais com construções cerradas e ruas pavimentadas
	3.677,46
	0,55
	19.599,29
	
	2.064,18
	
	
	
	7.422,41
	
	
	
	5.119,98
	
	
	
	2.776,75
	
	
	
	9.482,06
	
	
	
	5.092,23
	
	
	Matas, parques e campos de esportes: áreas rurais, verdes, superfícies arborizadas, parques ajardinados e campos de esporte sem pavimentação
	5.374,78
	0,1
	537,48
	TOTAL
	117.119,51
	 
	37.038,43
	Coeficiente C da bacia
	 
	0,316
	 
Tempo de concentração (tc):
Equação SCS - método cinemático 
Smedema e Rycroft (1983) salientam que o tempo de concentração pode ser obtido dividindo-se a distância percorrida pelo escoamento superficial pela velocidade do escoamento. 
em que 
 tempo de concentração, min; 
 distância percorrida no trecho considerado, m; e 
 velocidade média no trecho considerado, m/s. 
Velocidade de escoamento (m/s) em função da declividade (%) e do tipo de cobertura:
1º Trecho:
2º Trecho:
Intensidade:
Intensidade é a quantidade de chuva que ocorre na unidade de tempo adotada, para uma dada frequência e com uma duração igual ao tempo de concentração. 
Onde:
 intensidade máxima média de precipitação (mm/h);
T período de retorno esperado para a precipitação (anos);
t duração da precipitação (minutos);
K, a, b, c coeficientes relativos a cada localidade. 
No caso de Manhumirim, os parâmetros da equação são os seguintes (retirados do software Plúvio2.1): 
K = 1182,366
a = 0,141
b = 14,695
c = 0,789
Para um período de retorno T = 5 anos e inicialmente adotando um , temos:
Vazão dos pontos de interesse:
Cálculo da capacidade de condução hidráulica das ruas e sarjetas:
A capacidade de condução das ruas e sarjetas será calculada considerando a água escoando por toda a calha da rua.
Seção transversal da rua:
Área molhada, perímetro molhado e raio hidráulico de uma estrutura de drenagem de seção transversal triangular:
Com estes dados a verificação da vazão máxima escoada pode ser calculada utilizando a equação de Manning:
Onde:
 vazão escoada pela sarjeta m³/s;
 área da seção na sarjeta, m²;
 raio hidráulico, m;
 declividade longitudinal da rua, m/m;
 coeficiente de Manning que, para concreto liso, pode-se adotar o valor de 0,018.
É importante que se atente para o fato de que, quando a vazão calculada for maior do que a capacidade da sarjeta, é necessário que se utilizem as bocas-de-lobo para retirar o excesso, evitando assim que se causem os transtornos anteriormente mencionados.
Fator de redução de escoamento das sarjetas:
Vazão da precipitação do trecho:
Onde:
 Vazão de pico do escoamento superficial direto (ESD), no trecho, em m³/s;
C coeficiente adimensional, chamado de coeficiente de ESD (“runoff”), isto é, a relação entre o volume de ESD e o volume precipitado;
I Intensidade média da chuva, em mm/h, para uma duração da chuva igual ao tempo de concentração da bacia em estudo. Este tempo é, usualmente, o requerido pela água para escoar desde o ponto hidraulicamente mais remoto da bacia até o ponto de controle (local de interesse);
A Área da bacia em Km².
Cálculo da capacidade de engolimento das bocas-de-lobo:
As bocas de lobo são elementos de recolhimento de água nas sarjetas, de forma a conduzi-la para as galerias e tubulações subterrâneas. 
As bocas de lobo podem ser de guia, de grelha, com fenda, combinada, com ou sem depressão, simples ou múltipla. 
A capacidade de “engolimento” de bocas de lobo pode ser estimada através das seguintes fórmulas:
Boca de lobo de guia ( ≤ h):
Quando a água acumulada sobre a boca de lobo gera uma lâmina inferior a da altura da abertura na guia (h), a boca de lobo funciona como um vertedouro. 
Onde: 
 capacidade de “engolimento” da boca de lobo (m³/s); 
 comprimento de abertura da guia (m); 
 altura da lâmina d’água imediatamente antes da abertura da guia (m). 
Boca de lobo de grelha ( ≤ 12 cm):
Para essa profundidade a boca de lobo funciona com um vertedouro de soleira livre com equação semelhante à do item a, porém com L sendo substituído pelo perímetro da boca de lobo. 
Caso um dos lados da boca de lobo seja adjacente à guia, esse lado deve ser suprimido do perímetro. 
Onde:
 capacidade de “engolimento” da boca de lobo (m³/s);
 comprimento do perímetro da boca de lobo (m);
 altura da lâmina d’água imediatamente antes da abertura da guia (m). 
Boca de lobo combinada:
A capacidade de “engolimento” das bocas de lobo combinadas é aproximadamente a soma das capacidades de “engolimento” pela grelha e pela abertura da guia, isoladamente.
Por simplificação, a SUDECAP, em Belo Horizonte, adota os resultados de experiência do U.S. Army Corps of Engineers. 
Desta forma, tem-se: 
Boca de lobo de guia ( ≤ 12 cm) 
 (simples) 
 (dupla) 
Boca de lobo de grelha ( ≤ 12 cm)
 (simples) 
 (dupla) 
Assim como nas sarjetas, a capacidade de “engolimento” das bocas de lobo é, normalmente, menor que a capacidade teórica, devido à obstrução causada por detritos, irregularidades nos pavimentos e alinhamento real, entre outros motivos. 
Desta forma, na tabela a seguir, são propostos alguns coeficientes de redução da capacidade de “engolimento” das bocas de lobo para segurança. 
Parcela da guia ( ≤ 12 cm) 
 (dupla) 
Boca da grelha ( ≤ 12 cm)
 (dupla) 
 
 
Aplicando o fator de redução, temos:
 
Cálculo das bocas-de-lobo do trecho 1:
Como para o trecho 1 temos três conjuntos compostos de uma boca de lobo dupla combinada (guia + grelha), cada, conforme o Padrão de Boca-de-lobo SUDECAP, temos:
Cálculo das bocas-de-lobodo trecho 2:
Como para o trecho 2 temos dois conjuntos compostos de uma boca de lobo dupla combinada (guia + grelha), cada, conforme o Padrão de Boca-de-lobo SUDECAP, temos:
Cálculo da capacidade de condução das galerias:
Equação de Manning:
Onde:
 vazão escoada pela galeria, m³/s;
 área da seção na sarjeta, m²;
 raio hidráulico, m;
 declividade longitudinal da rua, m/m;
 coeficiente de Manning que, para tubos de PEAD, pode-se adotar o valor de 0,010.
Cálculo das galerias do trecho 1:
Para tubos circulares trabalhando com a seção plena, temos:
Cálculo da velocidade de escoamento do trecho 1:
Através da tabela, com a relação , obtemos a relação 
Cálculo das galerias do trecho 2:
Cálculo da velocidade de escoamento do trecho 2:
Através da tabela, com a relação , obtemos a relação 
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