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ESCOAMENTO E DRENAGEM Curso de Engenharia Civil – Bacharelado Obras Hidráulicas - CCE1036 Prof. Esp. Glauber de Sousa Alves São Luís - 2019 1 • LARA, Batista. Fundamentos de Engenharia Hidráulica. Disponível em: http://paginapessoal.utfpr.edu.br/fandrade/teaching/files/batist alara2010.pdf. Acesso em 15.07.2019. • HOUGHTALEN, R.J. Engenharia Hidráulica. Disponível em: https://www.academia.edu/30225468/ENGENHARIA_HIDRAULIC A_-_R._J._Houghtalen_4a_ED. Acesso em 10/07/2019 • NETO, Azevedo. Manual de hidráulica. 8ª Ed. São Paulo. 1998, 669p. 2 BIBLIOGRAFIA 3 Parâmetros hidrológicos (chuva e deflúvio) Curso de Engenharia Civil – Bacharelado Obras Hidráulicas - CCE1036 4 • O ciclo da água 5 Parâmetros Hidrológicos • Para verificação das características dos sistemas a serem dimensionados, precisamos compreender 6 Microdrenagem Curso de Engenharia Civil – Bacharelado Obras Hidráulicas - CCE1036 7 • O crescimento da urbanização implica no crescimento da impermeabilização do solo e em um aumento do volume escoado que deverá ser drenado. • Os sistemas de drenagem urbana devem ser planejados em conjunto com o planejamento urbano, de modo que os planos de urbanização prevejam um projeto de drenagem urbana eficiente. 8 Microdrenagem • Em geral, nas áreas urbanizadas, o mau funcionamento dos sistemas de drenagem urbana é a principal causa de inundações, fazendo com que as enchentes urbanas se tornem um problema crônico. • A drenagem urbana deve ser baseada em projetos hidráulicos, bem como em critérios ambientais, sociais e econômicos. 9 Sistemas de drenagem pluvial urbana • Microdrenagem o Os sistemas de microdrenagem compreendem um conjunto de obras em cujo projeto são adotadas vazões produzidas por eventos hidrológicos com até 25 anos de período de retorno. o As principais características dos componentes de um sistema de Microdrenagem implicam que sejam verificados os seguintes itens: 10 Microdrenagem 11 • Sarjeta o A sarjeta é um canal que pode ser a céu aberto situado entre a guia (ou meio-fio) e a via, ou de contorno fechado, como as utilizadas em projetos de drenagem de estradas. o Podem ser dimensionadas de acordo com a profundidade da lâmina-d’água (profundidade normal), y, por meio da equação de Manning, influenciando velocidade e vazão de escoamento de acordo om sua rugosidade. 12 Microdrenagem • Sarjeta o Geralmente, utilizam-se limitadores, como a altura máxima da lâmina-d’água na sarjeta y=0,13 m e a largura máxima da lajeta de 0,45 m, de modo a não impactar negativamente no trânsito de pedestres, pois uma sarjeta muito profunda pode ocasionar acidentes. o Recomenda-se que nas sarjetas, a velocidade máxima deve ser menor que 3 m/s e a velocidade mínima deve ser maior que 0,5 m/s. 13 Microdrenagem 14 Há duas maneiras de calcular a vazão em sarjetas: 01 Compreende que se adote o canal como uma seção que se estende até o centro da via; 02 Compreende apenas a própria seção transversal da sarjeta. 15 16 Ex¹.: As vias (ruas) têm 6,00 m de largura e possuem uma inclinação transversal de 3,33%. De acordo com os dados de projeto, as sarjetas são construídas em concreto (n=0,012) e possuem uma declividade de fundo igual a 0,01m/m. As dimensões da sarjeta estão de acordo com a figura apresentada no projeto: Calcular as vazões pelo método de Manning e método de Izzard. • Bocas de lobo: o Dispositivos localizados em pontos convenientes, nas sarjetas, para captação das águas pluviais; o Localização em pontos pouco a montante de cada faixa de cruzamento usada pelos pedestres, junto às esquinas; o De acordo com a necessidade de drenagem, as bocas-de-lobo podem ser simples, múltiplas e equipadas com grelhas pré- moldadas de concreto ou de ferro fundido dúctil. 17 Microdrenagem 18 • As bocas-de-lobo: o Devem estar nos pontos mais baixos do sistema para impedir alagamentos e águas paradas; podem ser posicionadas em ambos os lados da rua quando necessário; o Não devem ser instaladas em esquinas (trecho de máxima vazão pela sarjeta) para que o fluxo da água não atrapalhe a passagem de pedestres; o Sua abertura máxima não deve ultrapassar 0,15m. 19 Microdrenagem 20 • O dimensionamento das bocas-de-lobo depende de diferentes aspectos, pois para cada tipo a vazão é calculada de um modo diferente: 21 Microdrenagem • No caso de boca-de-lobo com grelha, assume-se o seguinte: o Quando um dos lados da grelha da boca-de-lobo for adjacente à guia, este comprimento não deve ser adicionado ao valor de P. o Para o caso de boca-de-lobo combinada, pode ser feita a associação das duas equações anteriores: 22 Microdrenagem 23 Ex².: Suponha que na análise anterior você tenha de verificar também os dados de vazão das bocas-de-lobo. Nesse caso, você verifica que foram consideradas no projeto bocas-de-lobo combinadas sem depressão de entrada, posicionadas junto ao meio-fio com 0,40 x 0,30 m de tamanho e abertura de vão de 0,40 x 0,12 m. • Galerias: o O traçado das galerias deve ser desenvolvido simultaneamente com o projeto urbanístico e elas devem ser projetadas de modo homogêneo, dentro do possível, para que o sistema como um todo possa proporcionar condições adequadas de drenagem a todas as áreas da bacia. o As galerias de águas pluviais são projetadas para funcionamento à seção plena para a vazão do projeto e são executadas em dutos de concreto e concreto armado, o que influenciará na velocidade de escoamento. 24 Microdrenagem • Canais: o A velocidade mínima para tubos de concreto deverá ser de 0,65m/s e a máxima de 5,0m/s e o recobrimento mínimo acima das galerias deve ser de 1,00 m. o A ligação das bocas-de-lobo às galerias pode ser feita por meio de tubos intermediários chamados de tubos de ligação. 25 Microdrenagem O cálculo de vazão das galerias pode ser feito utilizando a equação de Manning, considerando-se a seção plena, ou seja, quando o raio hidráulico, Rh, é igual a um quarto do diâmetro da seção circular. 26 27 Ex³.: Calcular a vazão de uma seção circular de concreto (n=0,012) com 0,50 m de diâmetro, dimensionada de modo a atender o escoamento de águas pluviais em um trecho onde a declividade é de 0,01 m/m. 28 ➢ Ainda que haja uma preocupação no dimensionamento dos elementos que compõem a microdrenagem, a limpeza desse sistema é primordial para mantê-lo em funcionamento. ➢ Veja as seguintes reportagens para compreender melhor a necessidade de se higienizar periodicamente o sistema de microdrenagem urbana. • Dimensionamento do Sistema de Microdrenagem o O sistema de microdrenagem urbana é dimensionado de acordo com a necessidade de escoamento da bacia em estudo. o Ao pensarmos na chuva, podemos imaginar que existem locais que, devido à travessia de pedestres ou à existência de edifício, deve manter a altura da água baixa. 29 Microdrenagem • Dimensionamento do Sistema de Microdrenagem o A escolha do período de retorno e da altura do nível de água, bem como do risco que pode ser assumido devem ser levados em conta no dimensionamento dos sistemas de microdrenagem. o Na microdrenagem, é comum adotar períodos de retorno até 25 anos e na macrodrenagem de 100 anos. 30 Microdrenagem • Ex.: Estudo de bacia. o Estudaremos uma pequena bacia de 50 hectares (0,5 km2), que compreende uma área urbanizada da cidade do Rio de Janeiro, onde as ruas são asfaltadas, tal como conhecemos (C=0,83 — coeficiente de deflúvio). o Podemos calcular a vazão máxima do escoamento produzido pelas chuvas se conhecermos a intensidade média máxima da precipitação (em mm/h), por meio doMétodo Racional. 31 Microdrenagem • A intensidade média máxima de precipitação é calculada por região, ou seja, para cada localidade há uma equação baseada no histórico de precipitações do local. No caso da cidade do Rio de Janeiro, esta equação é: 32 Microdrenagem • Nesse caso, se considerarmos o tempo de retorno médio de 25 anos (limite da microdrenagem) proposto para o Brasil e uma duração aproximada de 30 minutos de chuva, chegaremos ao seguinte resultado: 33 Microdrenagem
