tcc - Drenagem urbana

Leon Vichinheski

16/07/2020

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Drenagem Urbana

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UNIVERSIDADE LUTERANA DO BRASIL – ULBRA
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

ANALISE DAS OBRAS DE MICRODRENAGEM COMO
SOLUÇÃO PARA OS ALAGAMENTOS NA RUA IÇARA NO
MUNICIPIO DE XANGRI-LÁ/RS

JAIRO LEON VICHINHESKI DE FRAGA

Canoas
2018
JAIRO LEON VICHINHESKI DE FRAGA

ANALISE DAS OBRAS DE MICRODRENAGEM COMO
SOLUÇÃO PARA OS ALAGAMENTOS NA RUA IÇARA NO
MUNICIPIO DE XANGRI-LÁ/RS

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao
Curso de Engenharia Civil da Universidade Luterana
do Brasil, como requisito parcial para obtenção do
grau de Engenheiro Civil.

Orientador: Prof. MSc. Ricardo Ângelo Dal Farra

Canoas
2018

JAIRO LEON VICHINHESKI DE FRAGA
ANALISE DAS OBRAS DE MICRODRENAGEM COMO
SOLUÇÃO PARA OS ALAGAMENTOS NA RUA IÇARA NO
MUNICIPIO DE XANGRI-LÁ/RS
Canoas, 21 de novembro de 2018.
Prof. Ricardo Ângelo Dal Farra
Orientador

Profa. Dra. Fernanda Macedo Pereira
Coordenadora do Curso
BANCA EXAMINADORA
Prof. MSc. Ricardo Ângelo Dal Farra
Prof. MSc. José Carlos Keim
Prof. MSc. Humberto do Amaral Duarte

Dedico este trabalho a minha família que
acreditou no meu sonho e a minha
namorada que sempre me motivou.

AGRADECIMENTOS
Aos meus pais Jairo e Luzia, pela confiança depositada em mim, ao me
lançar em uma jornada distante da nossa realidade financeira, pelo esforço realizado
para que eu pudesse chegar ao meu grande objetivo.
Aos meus irmãos Luana e Max William, por todo incentivo e auxilio
financeiro ou em alguma tarefa.
A minha namorada Paula, pela sua cumplicidade, compreensão, paciência e
carinho dedicados ao longo dessa difícil jornada.
Aos meus colegas de ônibus pelo companheirismo.
Aos meus amigos e colegas de aula por toda colaboração e cordialidade.
Aos mestres, pela sua paciência, compreensão e incansável dedicação em
nos passar da melhor maneira seus conhecimentos.
E por fim ao meu orientador MSc. Ricardo Ângelo Dal Farra, por ser esse
exemplo de profissional, dedicado, compreensivo, motivador e amigável, meu muito
obrigado por tudo que fizeste para me auxiliar nesta etapa tão importante.

“Agradeço todas as dificuldades que
enfrentei, não fosse por elas, eu não teria
saído do lugar. As facilidades nos
impedem de caminhar.”
Chico Xavier

RESUMO

VICHINHESKI, J. L. F. Análise das obras de microdrenagem como solução para
os alagamentos na Rua Içara no município de Xangri-lá/RS. 2018. Canoas. 81 p.
Trabalho de Conclusão de Curso, Engenharia Civil, ULBRA.

Xangri-lá é um município do litoral norte gaúcho, que nos últimos anos teve um
crescimento populacional acentuado, expressivamente através de condomínios
horizontais, afetando de forma acentuada o ciclo hidrológico da região. Devido à
falta de planejamento do poder publico o município não possui um plano diretor de
drenagem urbana, manual de drenagem ou dados técnicos específicos. Mas obras
de drenagem são realizadas no município, como a da Rua Içara, para conter
alagamentos. Este trabalho busca verificar a eficácia dos sistemas de
microdrenagem executados na Rua Içara, bem como a definição de parâmetros para
novos empreendimentos. Através de séries históricas de dados de chuvas de
estações pluviométricas da região, utilizando-se do método da regionalização e
modelagem matemática de probabilidade teórica se definiu a chuva de projeto para
o Litoral Norte, gerando as equações para diferentes Tempos de Recorrência - TR e
duração até 1 h. Utilizando essas equações, verificou-se a eficiência das estruturas
executadas na Rua Içara. Constatou-se um subdimensionamento das tubulações,
devido ao emprego de uma chuva de projeto do posto pluviométrico da Estação
Aeroporto de Porto Alegre. A precipitação para um TR de 5 anos, nesta estação
pluviométrica, alcança 86,5 mm/h. Já a calculada para o município com o mesmo
tempo de retorno é de 133,2 mm/h, ou seja, 54 % acima. O estudo propõe ao poder
público municipal a normatização de procedimentos de elaboração de projetos que
envolvem o tema drenagem urbana, e a elaboração de um Plano Diretor de
Drenagem. As equações geradas para as precipitações do litoral norte podem servir
de parâmetro para aprovação e fiscalização de novos empreendimentos dentro da
área de abrangência.

Palavras-chave: Alagamentos. Obras de microdrenagem. Chuva de projeto.
Verificação.

LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Ciclo hidrológico ......................................................................................... 16
Figura 2: Curvas IDF para o município de Iraí/RS. .................................................... 19
Figura 3: Divisor de águas......................................................................................... 20
Figura 4: Leitos de um rio. ......................................................................................... 23
Figura 5: Escoamento superficial, efeito da urbanização. ......................................... 24
Figura 6: Enchente, inundação e alagamento. .......................................................... 24
Figura 7: Seção transversal de uma sarjeta. ............................................................. 27
Figura 8: Tipos de bocas de lobo. ............................................................................. 29
Figura 9: Alinhamento de tubos de diâmetros diferentes. ......................................... 31
Figura 10: Poço de visita. .......................................................................................... 32
Figura 11: Planejamento de um sistema de macrodrenagem. .................................. 33
Figura 12: Metodologia. ............................................................................................. 36
Figura 13: Bacia Hidrográfica do Rio Tramandaí ...................................................... 37
Figura 14: Sub-bacias do Setor Sul. .......................................................................... 39
Figura 15: Sub-bacias do Setor Norte. ...................................................................... 40
Figura 16: Locações tradicionais de caixa de ligação. .............................................. 51
Figura 17: Locações de redes de microdrenagem. ................................................... 52
Figura 18: Planilha para dimensionamento da rede pluvial. ...................................... 54
Figura 19: Tabela para obtenção de 𝑉𝑁. .................................................................. 57
Figura 20: Condição da Rua Içara em 2014. ............................................................. 57
Figura 21: Rua Içara em 2014. .................................................................................. 58
Figura 22: Condição da Rua Içara em 2018. ............................................................. 58
Figura 23: Rua Içara em 2018. .................................................................................. 59
Figura 24: Projeto de drenagem da Rua Içara. ......................................................... 61
Figura 25: Obra de drenagem executada na Rua Içara. ........................................... 62
Figura 26: Delimitação das bacias de contribuição. .................................................. 63
Figura 27: Curva IDF Litoral Norte. ........................................................................... 72
Figura 28: Curva IDF Litoral Norte, ajustada para durações de até uma hora. ......... 73

'
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Coeficientes de rugosidade de Manning. .................................................. 28
Tabela 2: Fatores de redução de escoamento das sarjetas. ..................................... 28
Tabela 3:Fatores de redução de escoamento das bocas de lobo. ........................... 30
Tabela 4: Fases da drenagem urbana nos países desenvolvidos. ............................ 34
Tabela 5: Estações pluviométricas litorâneas ou próximas. ...................................... 41
Tabela 6: Equações para estimativa de posição de plotagem. ................................. 43
Tabela 7: Função cumulativa de probabilidades da distribuição normal padrão. ...... 45
Tabela 8: Relação entre durações ou coeficientes de desagregação. ...................... 49
Tabela 9: Espaçamento máximo entre poços de visita ............................................. 51
Tabela 10: Valores de C por tipo de ocupação. ........................................................ 53
Tabela 11: Valores de C de acordo com superfícies de revestimento. ..................... 54
Tabela 12: Estações pluviométricas utilizadas para chuva de projeto. ..................... 64
Tabela 13: Probabilidade de excedência para série escolhida. ................................ 65
Tabela 14: Distribuição Normal de probabilidade. ..................................................... 66
Tabela 15: Distribuição Log-Normal de probabilidade. .............................................. 68
Tabela 16: Distribuição Gumbel de probabilidade. .................................................... 69
Tabela 17: Melhor ajuste. .......................................................................................... 71
Tabela 18: Desagregação dos valores máximos diários. .......................................... 71
Tabela 19: Valores de intensidade. ........................................................................... 71
Tabela 20: Equações de chuva de projeto para o Litoral Norte. ............................... 73
Tabela 21: Acréscimo de volume de chuva gerado e vazão de projeto. ................... 74
Tabela 22: Dimensionamento das estruturas conforme projeto. ............................... 75
Tabela 23: Dimensionamento das estruturas conforme chuva de projeto calculada. 76
Tabela 24: Comparativo entre os diâmetros obtidos. ................................................ 77

LISTA DE SIGLAS, ABREVIATURAS E SÍMBOLOS
σ - Desvio padrão
σx ou Sx - Desvio padrão da amostra
Ø - Diâmetro
∆h - Diferença de altitude ao longo do curso de água principal
σ - Desvio padrão
∞ - Infinito
μ - Média
μx ou x̅ - Média da amostra
α - Parâmetro de escala
β - Parâmetro de posição
π - Pi=3.14159265359
% - Porcentagem
A - Área
ANA - Agência Nacional de Águas
AULINOR - Aglomeração Urbana do Litoral Norte do Rio Grande do Sul
BL - Boca de lobo
BLJ - Boca de lobo de jusante
BLM - Boca de lobo de montante
c - Coeficiente de escoamento superficial
CE - Caderno de Encargos
CL - Caixa de ligação
cm - Centímetro
CPRM - Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais
CETESB - Companhia Ambiental do Estado de São Paulo
DEP - Departamento de Esgotos Pluviais
DN - Diâmetro nominal
e - Exponencial
ETA - Estação de tratamento de água
ETE - Estação de tratamento de esgoto
FCP - Função cumulativa de probabilidade
FDP - Função densidade de probabilidade
ha - Hectares
I - Declividade média
Icanal - Declividade do canal
Ie - Declividade da bacia hidrográfica
Ij - Declividade do subtrecho
Irua - Declividade da rua
IDF - Intensidade-Duração-Frequência
i - Posição de plotagem
i - Intensidade da chuva
imáx - Intensidade máxima de chuva
j - Numero de subtrechos
Km - Quilômetro
Km² - Quilômetro quadrado
L - Comprimento
lj - Comprimento do subtrecho
ln - Logaritmo natural

m - Metro
min - Minutos
m/s - Metros por segundo
m/m - Metros por metro
m² - Metros quadrados
m³ - Metros cúbicos
m³/s - Metros cúbicos por segundo
mm - Milímetros
mm/h - Milímetros por hora
METROPLAN - Fundação Estadual de Planejamento Metropolitano e Regional
n - Coeficiente de rugosidade de Manning
n - Numero de posições de uma amostra
P - Altura pluviométrica
P (X ≥ x) - Probabilidade de excedência
P (X ≤ x) - Probabilidade de não excedência
PAVS - Piso de concreto intertravado
PDDU - Plano Diretor de Drenagem Urbana
PBH - Plano da Bacia Hidrográfica
PMSB - Plano Municipal de Saneamento Básico
PMX - Prefeitura Municipal de Xangri-lá
Pmáx - Altura máxima de chuva
POA - Porto Alegre
PV - Poço de visita
Q - Vazão
Qc ou Qcanal - Vazão do conduto a seção plena
Qmáx - Vazão máxima
Qp ou Qproj - Vazão contribuinte
R ou Rh - Raio hidráulico
RS - Rio Grande do Sul
rt1t2 - Relação entre precipitações de duração diferentes
S - Declividade do fundo
S - Área da seção do conduto
SC - Santa Catarina
SEMA - Secretaria do Ambiente e Desenvolvimento Sustentável
SMDU - Secretaria Municipal de Desenvolvimento Urbano
SP - São Paulo
t - Duração da chuva
tb - Tempo de base
tc - Tempo de concentração
td - Tempo de duração
tp - Tempo de percurso
TR - Período de retorno
VDN - Velocidade do escoamento a seção plena
VN - Velocidade de escoamento a seção parcial
X - Amostra
x - Valor qualquer da amostra
y - Chuva de projeto
y - Altura da lamina d’ água na sarjeta
y1 - Carga da abertura da guia
z - Variável normal reduzida

SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ..................................................................................... 13
1.1 JUSTIFICATIVA ....................................................................................... 14
1.2 OBJETIVOS ............................................................................................. 14
1.2.1 Objetivo geral ................................................................................................... 14
1.2.2 Objetivos específicos ...................................................................................... 14
1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO ................................................................. 15
2 REFERENCIAL TEÓRICO ................................................................... 16
2.1 CICLO HIDROLÓGICO ............................................................................ 16
2.1.1 Precipitação ..................................................................................................... 17
2.1.1.1 Chuva de projeto ............................................................................................. 18
2.2 BACIA HIDROGRÁFICA .......................................................................... 19
2.3 OS EFEITOS DA URBANIZAÇÃO ........................................................... 22
2.3.1 Inundações e alagamentos ............................................................................. 23
2.3.2 Resíduos sólidos ............................................................................................. 25
2.3.3 Contaminação dos mananciais ...................................................................... 25
2.4 DRENAGEM PLUVIAL URBANA ............................................................. 26
2.4.1 Sistema de microdrenagem ............................................................................ 26
2.4.1.1 Sarjetas ........................................................................................................... 27
2.4.1.2 Bocas de lobo .................................................................................................. 28
2.4.1.3 Galerias circulares ........................................................................................... 31
2.4.1.4 Poços de visita ou de queda ............................................................................ 31
2.4.1.5 Caixa de ligação .............................................................................................. 32
2.4.2 Sistema de macrodrenagem ........................................................................... 32
2.5 PLANEJAMENTO DA DRENAGEM URBANA ......................................... 33
3 METODOLOGIA ..................................................................................36
3.1 CARACTERIZAÇÃO DA BACIA HIDROGRÁFICA DO MUNICÍPIO ......... 36
3.2 SÉRIES HISTÓRICAS ............................................................................. 41
3.2.1 Método da regionalização ............................................................................... 42
3.2.2 Distribuição empírica de frequência .............................................................. 42
3.2.3 Distribuição teórica de probabilidade ............................................................ 44
3.2.3.1 Distribuição Normal ......................................................................................... 44
3.2.3.2 Distribuição Log-Normal .................................................................................. 47

3.2.3.3 Distribuição de Gumbel ................................................................................... 47
3.2.4 Determinação da curva IDF pelo método da Desagregação ......................... 48
3.3 PROJETO DE UM SISTEMA DE MICRODRENAGEM ............................ 50
3.3.1 Dados necessários .......................................................................................... 50
3.3.2 Concepção geral do projeto ............................................................................ 50
3.3.2.1 Locação dos componentes .............................................................................. 51
3.3.3 Definição da vazão de projeto pelo Método Racional ................................... 52
3.3.4 Dimensionamento da rede pluvial .................................................................. 54
3.3.5 O caso Rua Içara .............................................................................................. 57
4 RESULTADOS ..................................................................................... 64
4.1 CHUVA DE PROJETO DO LITORAL NORTE .......................................... 64
4.1.1 Comparativo entre chuva de projeto utilizada no projeto de drenagem da
Rua Içara e a do Litoral Norte calculada neste trabalho ........................................ 73
4.2 VERIFICAÇÃO DO DIMENSIONAMENTO DA REDE DE
MICRODREGNAGEM IMPLANTADA .............................................................. 74
5 CONCLUSÕES .................................................................................... 78
SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS .............................................. 80
REFERÊNCIAS ................................................................................................ 81

1 INTRODUÇÃO
O município de Xangri-lá está situado na Aglomeração Urbana do Litoral
Norte do Rio Grande do Sul (AULINOR), que foi estabelecida pela Lei Complementar
n° 12.100, de 27 de Maio de 2004.
Segundo o PMSB/PMX (2014 apud METROPLAN, 2004), em relação às
outras aglomerações do Estado, a AULINOR teve um acréscimo populacional de
43,96% em nove anos, cerca de quatro vezes a do Estado como um todo.
Crescimento este que seu deu em predominância na faixa litorânea,
principalmente através de condomínios horizontais, culminando em uma mudança
significativa no comportamento das águas superficiais, alterando-se fluxos, direções
e vazões, afetando o sistema de drenagem urbana do município.
Sendo uma região de planície costeira, trás condições que dificultam o
planejamento do município ao adequado manejo das águas pluviais e naturais,
devido às baixas declividades e também ao lençol freático muito próximo a
superfície, o que dificulta a utilização de tubulações e estruturas de maior porte.
A drenagem urbana no município é uma atividade com várias deficiências,
entre elas a não existência do Plano Diretor de Drenagem Urbana – PDDU, de
cadastro topográfico da rede pluvial existente, pouca ou nenhuma manutenção das
estruturas já construídas e falta de investimento em estruturas eficientes de manejo
das águas pluviais.
Por estes fatores o município tem problemas durante períodos de média e
grande precipitação pluvial, onde se criam pontos críticos de alagamentos que
danificam passeios públicos, pavimentos das vias e também pequenas estruturas de
drenagem pluvial existente, causando transtornos à população.
Com base no mapa “Localização dos pontos críticos de alagamento”,
fornecido pelo município, se identificou uma área significativa, considerada como um
ponto crítico de alagamento, a Rua Içara que fica em um bairro nobre do município.
Tendo como base, estas informações, se foi a campo e constatou-se que
obras de drenagem tinham sido realizadas para resolver o problema, as quais serão

analisadas neste trabalho, com o intuito de verificar sua eficácia e se tiveram o
correto dimensionamento.

1.1 JUSTIFICATIVA
Devido à inexistência no município de um instrumento para planejamento da
drenagem urbana (manual, PDDU), específico para região, que estabeleça critérios
e parâmetros para futuros projetos, há uma fragilidade na aprovação e fiscalização
de projetos e obras de drenagem no município.
A partir do momento que obras são realizadas sem o devido planejamento, os
problemas solucionados em dado local, são transferidos para outro, causando
prejuízos a bens e pessoas, assim como o desperdício de recursos em projetos e
obras ineficientes.
O presente trabalho busca verificar como vem sendo projetadas as estruturas
de drenagem e analisar sua eficácia.

1.2 OBJETIVOS
Os objetivos do presente trabalho são apresentados a seguir.

1.2.1 Objetivo geral
Este trabalho tem por objetivo principal analisar a eficácia das obras de
microdrenagem realizadas para solucionar os problemas de alagamentos existentes
na Rua Içara no município de Xangri-lá/RS.

1.2.2 Objetivos específicos
Os objetivos específicos deste trabalho são os que seguem:
a) Caracterizar a bacia do município;
b) Definir a chuva de projeto para o Litoral Norte;
c) Verificar “in loco” as obras implantadas, através de cadastro expedito;
d) Verificar a capacidade hidráulica das estruturas implantadas, utilizando
a chuva de projeto do calculada para o município e utilizada no projeto
executado;
e) Analisar a eficácia das estruturas implantadas na Rua Içara;
f) Propor melhorias estruturais.

1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO
O primeiro capítulo apresenta uma visão geral do assunto do trabalho, define
as diretrizes de estudo do mesmo e justifica sua relevância.
No segundo capítulo se desenvolve todo o referencial teórico, que irá
embasar as definições finais.
O capítulo terceiro define a metodologia utilizada, traçando as etapas de
pesquisa, para conclusão dos resultados.
No capítulo quatro são apresentados os resultados obtidos, através da
metodologia exposta.
O quinto capítulo define as conclusões adquiridas através deste estudo.

2 REFERENCIAL TEÓRICO
Neste capitulo serão abordados assuntos inerentes à drenagem pluvial
urbana, como conceitos e fatores influentes, sistemas de manejo e suas aplicações,
planejamento e metodologia de cálculo.

2.1 CICLO HIDROLÓGICO
O ciclo hidrológico é o ininterrupto movimento da água entre a atmosfera e a
superfície terrestre. Tal movimento tem como propulsor principal a energia solar
associada à gravidade e à rotação terrestre (TUCCI et al, 2001).
Segundo COLLISCHONN e TASSI (2008) a energia solar aquece o ar, o
solo e as águas superficiais, esse aquecimento provoca a evaporação da água e o
movimento das massas de ar. Em condições específicas o vapor condensado em
forma de nuvens, precipita e volta à superfície terrestre. Ao atingir a superfície essa
precipitação tem dois caminhos: infiltrar no solo ou escoar até atingir um curso
d’água. A representação deste ciclo está apresentada na figura 1, a seguir:
Figura 1: Ciclo hidrológico

Fonte: ANA (2009).

2.1.1 Precipitação
De forma geral a precipitação é o termo utilizado para todas as formas de
umidade lançadas daatmosfera, tais como chuva, neve, granizo, orvalho, neblina ou
geada, que se depositam na superfície terrestre. Do interesse da engenharia, no
Brasil, a precipitação em forma de chuva é a mais relevante, devido a não ser
comum à neve e as outras formas não exercem influência significativa no regime
hidrológico de uma região (VILLELA e MATTOS, 1975).
Segundo TUCCI et al (2001), as características da chuva são dadas pelas
seguintes grandezas:
a) Altura pluviométrica (P): espessura média da lâmina de água
precipitada sobre uma região, sendo está impermeável, estanque e
plana. Dada em milímetros;
b) Duração (t): período de tempo, do início ao fim da precipitação.
Normalmente adotado em minutos ou horas;
c) Intensidade (i): quantidade de chuva em um espaço de tempo, obtida
através da divisão da altura pluviométrica de uma chuva pela sua
duração;
d) Frequência de probabilidade e tempo de recorrência (Tr): Tr é o tempo
médio que tende a precipitação analisada, ser igualada ou superada.
Seu inverso é a frequência de probabilidade, que nada mais é do que a
probabilidade da precipitação ser igualada ou superada em um ano
qualquer. Tr é dado em anos e a probabilidade em porcentagem.

No Brasil a obtenção da altura pluviométrica é feita através de pluviômetros
e pluviógrafos, sendo o segundo capaz de determinar a duração e a intensidade da
precipitação. Estes equipamentos estão distribuídos em todo o território nacional.
Segundo TUCCI et al (2001), pluviômetro é um instrumento que fornece
medidas diárias, sendo o aparelho mais utilizado para totalizar precipitações nesse
período, sempre operado por uma pessoa capacitada. Já o pluviógrafo é um
aparelho que faz a leitura das variações de uma precipitação automaticamente, ao
longo do dia (24h), podendo este ser gráfico ou digital.
A Agência Nacional de Águas - ANA mantem uma rede de 2.473 estações
pluviométricas distribuídas em todo Brasil. Em suas estações as medidas da chuva

são realizadas por um observador, que toma nota do valor lido, uma vez ao dia,
sempre as 07h00min da manhã (COLLISCHONN e TASSI, 2008).
Segundo TUCCI et al (2001), as estações pluviométricas tem por objetivo,
obter uma série de precipitações sem interrupções ao longo dos anos e também a
verificação da variação de intensidade destas ao longo de chuvas intensas. Mas não
é rara a existência de períodos sem informação ou com falhas nas observações,
devido à falta de manutenção em aparelhos, erro ou não medição do próprio
observador. Por esses motivos os dados obtidos das estações pluviométricas devem
sofrer analises e correções antes de serem utilizados.

2.1.1.1 Chuva de projeto
Nos estudos de engenharia envolvendo chuvas, as que têm maior relevância
são as intensas ou máximas, pois essas causam as cheias, que tem por
consequência grandes prejuízos, como inundações, deteriorações de edifícios,
pontes, estradas, podendo também disseminar doenças de veiculação hídrica
(COLLISCHONN e TASSI, 2008).
Nos estudos realizados para realização de projetos de obras hidráulicas, tais
como vertedouros de barragens, galerias pluviais, bueiros, sistemas de drenagem, e
outros, é fundamental analisar as grandezas que definem as precipitações máximas:
intensidade, duração e frequência. A interação dessas grandezas é chamada de
curva IDF, deduzida da analise estatística de dados de precipitações intensas,
durante um período longo e representativo, obtidos de pluviógrafos ou pluviômetros
(TUCCI et al, 2001).
O estudo da série de dados dos pluviógrafos ou pluviômetros pode ser
realizado por séries anuais ou parciais. As anuais tem como modo de distribuição o
tempo, por outro lado as parciais tem como termo de distribuição a magnitude dos
valores máximos. Para analise de intensidade máxima de precipitações, usualmente
as séries anuais são utilizadas (VILLELA e MATOS, 1975).
Segundo TUCCI et al (2001), para definição da curva IDF de uma
determinada região, é fundamental ajustar uma distribuição estatística, das séries
anuais, com base nos maiores valores de precipitação de cada ano, para uma
determinada duração. As durações podem variar de 5, 10, 15, 30 e 60min, 1, 2, 4, 6,
12, 18, 24 horas, dependendo da representatividade que se necessite. Para criação

do gráfico os seguintes passos são realizados: escolhidas as durações, se obtêm ás
máximas precipitações anuais, com base nas séries de dados; Para cada duração
escolhida é determinada uma frequência ou tempo de recorrência; Com a divisão da
precipitação máxima pela sua duração, temos a intensidade.
Através da junção dos dados em um gráfico se obtém as curvas IDF,
conforme a figura 2 abaixo:
Figura 2: Curvas IDF para o município de Iraí/RS.

Fonte: ARBOIT, N. K. S., MANCUSO, M. A. e FIOREZE, M. (2017).

2.2 BACIA HIDROGRÁFICA

A bacia hidrográfica é a área de captação natural dos fluxos de água
originados a partir da precipitação, que faz convergir os escoamentos para
um único ponto de saída, seu exutório. A definição de uma bacia
hidrográfica requer a definição de um curso d’água, de um ponto ou seção
de referência ao longo deste curso d’água e de informações sobre o relevo
da região (COLLISCHONN e TASSI, 2008).

Segundo a Lei brasileira N° 9.433/97, a bacia hidrográfica é a porção de
terra a qual se deve programar a Política Nacional de Recursos Hídricos e atuação
do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos. Exigindo que todo
planejamento dos recursos hídricos de uma região, como disponibilidade de água
com qualidade adequada para futuras gerações, utilização racional da água e

prevenção contra catástrofes hidrológicas, deva ser realizado a partir da bacia
hidrográfica.
Para caracterização de uma bacia hidrográfica é necessário a analise da
região como um todo, para isso são utilizados segundo TUCCI et al (2001) dados
fisiográficos que podem ser obtidos através de mapas, fotografias aéreas e imagens
de satélite. São esses dados: área, comprimentos, declividades e cobertura do solo.
Através dos dados obtidos, se estima primeiramente a área da bacia,
traçando o divisor de águas, que nada mais é do que uma “linha” formada pelo
relevo, que define a precipitação que escoa ou não até a seção de referência do
curso d’água definido, da bacia em questão (COLLISCHONN e TASSI, 2008).
A ilustração do divisor de águas está apresentada na figura 3, conforme
segue:
Figura 3: Divisor de águas.

Fonte: ALMEIDA (S/D).

Definida a área da bacia hidrográfica verificasse a rede de drenagem,
segundo TUCCI et al (2001), a forma mais simples é a medição do comprimento
curso de água principal.
Segundo COLLISCHONN e TASSI (2008), o comprimento do curso d´água
principal está diretamente ligado ao tempo que a água demora até atingir o exutório
da bacia, definido como tempo de concentração da bacia, uma característica muito

importante. Para o cálculo do tempo de concentração de pequenas bacias pode ser
utilizada a seguinte equação:

𝑡𝑐 = 57. (
𝐿3
∆ℎ
)
0,385
Equação 1

Onde:
𝑡𝑐: Tempo de concentração (min);
L: Comprimento total do curso de água principal (km);
∆ℎ: Diferença de altitude ao longo do curso de água principal (m).

Outro fator importante do relevo na caracterização de uma bacia
hidrográfica, que também afeta o tempo de concentração é a declividade.
Para obtenção da declividade dos cursos de água de todo perfil da bacia,
segundo TUCCI et al (2001) podemos usar o conceito de declividade equivalente
constante. A partir da formula a seguir:

𝐼𝑒 = [
𝐿
∑ 𝑙𝑗. 𝐼𝑗
−1
2⁄
]
2
Equação 2

Onde:
𝐼𝑒: Declividade da bacia hidrográfica (m/m);
L: Comprimento total do curso de água principal em planta (m);
𝑙𝑗: Comprimento do subtrecho (m);
Ij: Declividade do subtrecho (m/m);
𝑗: é o numero de subtrechos considerados no cálculo.

Além dascaracterísticas apresentadas, a cobertura, ocupação, geologia e
tipos de solo são fatores determinantes na caracterização de uma bacia hidrográfica.
Os diferentes tipos de solo contidos na bacia e sua geologia definirá
substancialmente a quantidade de precipitação que escoará superficialmente ou
infiltrara no solo. A cobertura deste solo por vegetação traz grande influência sobre o
escoamento superficial. Conforme a área da bacia for ocupada, as características de

escoamento naturais podem sofrer alterações, alterando o comportamento
hidrológico da bacia (COLLISCHONN e TASSI, 2008).

2.3 OS EFEITOS DA URBANIZAÇÃO
Segundo TUCCI (2005), desde o princípio o homem buscou se instalar nas
proximidades dos rios, áreas normalmente planas, com o objetivo de obter água
para consumo e desfazer-se de seus dejetos com maior facilidade. Além disso, os
rios eram a via principal de transporte, devido à falta de meios de transporte terrestre
adequados.
A aglomeração das pessoas nestes lugares formavam as pequenas cidades,
incialmente rurais, posteriormente industriais, dependendo do seu desenvolvimento.
No entanto com o passar do tempo, o desenvolvimento das cidades
repercutiu na transição de pessoas das sociedades rurais para industriais, fazendo
com que as aglomerações urbanas crescessem, a partir do século XIX. Esse
processo de transição resultou em grandes desconfortos para essas aglomerações,
como inundações, alagamentos e doenças de veiculação hídrica, devido à falta de
infraestrutura das cidades. Com vistas a dar melhores condições à população,
criaram-se os sistemas de drenagem de águas pluviais e de esgotamento sanitário,
através de uma malha subterrânea de tubulações e a canalização de cursos de água
que cruzavam as cidades, solução conhecida como higienista (BAPTISTA E
NASCIMENTO, 2002 p. 29-49).
Segundo TUCCI (2005), o modelo de drenagem higienista baseava-se em
coletar água a montante e retirar as águas pluviais o mais rápido possível de
determinado local para jusante, por canalização.
No final do século XX a urbanização torna-se reconhecidamente um
fenômeno mundial, a população urbana brasileira já estava em 76% do seu total. Tal
urbanização associada às concepções higienistas, mudaram drasticamente os ciclos
hidrológicos das cidades, principalmente reduzindo os processos de infiltração,
assim aumentando o volume e velocidade do escoamento superficial, gerando uma
maior vazão a jusante da bacia. Transformando gradativamente ineficiente a
infraestrutura existente, resultando no aumento da recorrência de catástrofes
hidrológicas (BAPTISTA e NASCIMENTO, 2002 p. 29).

2.3.1 Inundações e alagamentos
Segundo RIGHETTO (2009), a falta de planejamento de ocupação do solo,
sem uma legislação e fiscalização efetiva, que garantissem uma urbanização
consciente, aliado a falta de planejamento de toda infraestrutura necessária para um
desenvolvimento sustentável de uma cidade, são as grandes causas dos eventos
hidrológicos como alagamentos e inundações.
As inundações decorrentes de escoamento pluvial resultam de dois
processos, ocupação de áreas ribeirinhas e urbanização.
Segundo TUCCI (2005), inundações de áreas ribeirinhas são inundações
naturais, que ocorrem quando o leito maior dos rios é atingido, devido a
escoamentos de níveis superiores ao leito menor. No momento que a urbanização
atinge essas áreas, seja por falta de planejamento dos municípios em relação a
áreas de risco de inundação ou por invasão de população de baixa renda, essa
população está exposta a perdas materiais e humanas, interrupção de suas
atividades econômicas, a doenças de veiculação hídrica e contaminação da água. A
figura 4 exemplifica os dois leitos naturais dos rios, conforme segue:
Figura 4: Leitos de um rio.

Fonte: TUCCI (2005).

A urbanização interfere drasticamente no ciclo hidrológico de uma bacia,
pois as obras de benfeitorias para população envolvem desmatamentos, instalação
de redes de drenagem artificiais, aterros, confinamentos de rios, impermeabilização
do solo, entre outros que modificam suas condições naturais de infiltração e
escoamento. Através do desmatamento, há acréscimo de vazão na bacia, com a
impermeabilização do solo, o tempo de concentração reduz e o volume e a
velocidade do escoamento superficial ampliam. Esses fatores aliados a soluções
tradicionais ou higienistas, como canalização de córregos e ampliação da

capacidade de rios e canais, influenciam de forma direta na ocorrência de
inundações nas zonas urbanizadas (RIGHETTO, 2009). A figura 5 ilustra o efeito da
urbanização no escoamento superficial.
Figura 5: Escoamento superficial, efeito da urbanização.

Fonte: TUCCI (2005).

Com tudo a urbanização também causa alagamentos, um fenômeno
hidrológico menos intenso, mas que dependendo de sua magnitude afeta
consideravelmente a população.
Segundo o CPRM (2017), alagamento é definido como acúmulo de água
gerado por intensas precipitações, em regiões urbanizadas, onde o sistema de
drenagem pluvial projetado não suporta tal vazão de escoamento gerada, devido ao
subdimensionamento da rede ou por sua obstrução por resíduos sólidos.
A seguir, a figura 6 conceitua a diferença entre enchente, inundação e
alagamento:
Figura 6: Enchente, inundação e alagamento.

Fonte: CPRM (2017).

2.3.2 Resíduos sólidos
No ambiente urbano os principais resíduos sólidos são os sedimentos de
erosões de solo e os gerados pela população.
A urbanização no seu desenvolvimento maximiza a produção desses
resíduos, alterando o comportamento natural de transporte de resíduos da bacia
hidrográfica. Antes de a urbanização começar, o transporte de sedimentos se da em
uma quantidade natural, gerada pela própria bacia, após o inicio do desenvolvimento
urbano, com as obras de benfeitorias há retiradas de vegetação que deixa o solo
exposto e também impermeabilizações gerando erosões, aumentando o transporte
de sedimentos, havendo pouca produção de resíduos sólidos (lixo). Durante o
crescimento da urbanização os sedimentos ainda é a parte que mais afeta os
sistemas de drenagem devido às novas construções, sendo uma parcela desses
sedimentos a produção de lixo urbano. Quando a urbanização já está consolidada a
produção de resíduos sólidos gerados pela população chega ao seu máximo,
tornando-se uma das principais causa dos problemas de drenagem pluvial urbana
(TUCCI, 2005).
Ainda segundo TUCCI (2005), ás consequências principais da geração de
sedimentos sem a devida coleta são: estrangulamento das seções de canalização,
devido ao assoreamento, reduzindo a eficiência de escoamento de condutos, rios e
lagos urbano e a contaminação das águas pluviais devido ao transporte de
poluentes que se agregam nos sedimentos.

2.3.3 Contaminação dos mananciais
Segundo TUCCI (2005), a urbanização acelerada tem criado um ciclo de
contaminação, devido aos seguintes fatores:
a) Despejo de esgotos cloacais de residências e indústrias não tratados
em rios, contaminando os com baixa capacidade de diluição;
b) Aterros sanitários, construídos sem a devida impermeabilização, e em
locais de recarga hídrica, contaminando águas superficiais e
subterrâneas;
c) Vazamentos de sistemas de drenagem e esgotamento sanitário, fossas
sépticas sem filtro, contaminando águas subterrâneas;
d) O não tratamento das águas pluviais, que transportam alta carga de
poluição orgânica e de metais, que podem causar a poluição dos rios
quando da ocorrência de grandes precipitações.

Dentre os fatores citados, no Brasil se destaca o lançamento de efluentes
domésticos sem o devido tratamento, de forma ilegal nos sistemas de drenagem
pluvial, principalmente em áreas de ocupação ilegal e de baixa renda, devido à falta
de fiscalização dos órgãos competentes, educação e conscientização da população(RIGHETTO, 2009).

2.4 DRENAGEM PLUVIAL URBANA
Drenagem é a expressão utilizada para identificar as instalações destinadas
a escoar a parcela de água que não é retida pela vegetação ou infiltrada pelo solo,
denominada de água superficial, seja em rodovias, na zona rural ou na malha
urbana (NETO, S/D).
A drenagem pluvial urbana é formada por um conjunto de redes, dispositivos
e equipamentos, necessários ao devido manejo e disposição final do deflúvio
superficial. Esse sistema objetiva conservar vidas humanas e propriedades públicas
ou privadas, proteger o pavimento de vias e obras de arte, preservar condições
adequadas para o trafego de veículos e viabilizar o controle da erosão em áreas
urbanas e suburbanas (CE/DEP, 2005).
As enxurradas causadas pela precipitação direta sobre as vias públicas,
desaguam nos bueiros instalados nas sarjetas. Estas somadas as águas oriundas
dos coletores localizados nas residências e edificações, escoam para tubulações
que as levam ao fundo do vale, onde o escoamento é topograficamente bem
delimitado. O fundo do vale é definido como sistema de macrodrenagem e o sistema
que lhe abastece, é denominado sistema de microdrenagem (NETO, S/D).

2.4.1 Sistema de microdrenagem
TUCCI (2005, p.243) afirma: “A microdrenagem é definida pelo sistema de
condutos pluviais ou canais em nível de loteamento ou de rede primária. Este tipo de
sistema é projetado para atender á drenagem de precipitações com risco moderado”.
O sistema de microdrenagem é composto pelos pavimentos das ruas, guias
e sarjetas, bocas de lobo, poço de visita, galerias e canais de pequenas dimensões.
Exceto os pavimentos das ruas, que apenas influenciam no sistema, as estruturas
são projetadas para conduzir as águas superficiais, até o sistema de

macrodrenagem e suportar precipitações com risco de até 10 anos de recorrência
(SMDU/SP, 2012).
2.4.1.1 Sarjetas
Área paralela e próxima ao meio fio, que direciona o escoamento superficial
que incide sobre a via pública, para as bocas de lobo (CE/DEP, 2005).
Segundo PDDU/POA (2005), a capacidade de condução hidráulica de uma
sarjeta, pode ser obtida através de duas hipóteses: água escoando por toda calha
da via ou somente pelas sarjetas. Em ambas as hipóteses se admite uma
declividade de 3%, para o calculo da primeira a lamina de água na sarjeta é igual a
0,15m, já na segunda a lamina suposta é de 0,10m conforme ilustra a imagem 7 a
seguir:
Figura 7: Seção transversal de uma sarjeta.

Fonte: PDDU (2005).

O Dimensionamento da capacidade hidráulica da sarjeta é determinado
através da seguinte equação de Manning transformada:

𝑄 =
𝐴. 𝑅ℎ2 3⁄ . 𝑆1 2⁄
𝑛
Equação 3

Onde:
𝑄: Vazão (m³/s);
𝐴: Área da seção transversal (m²);
𝑅ℎ: Raio hidráulico (m);
𝑆: Declividade do fundo (m/m);
𝑛: Coeficiente de rugosidade de Manning.

Para determinação do “n” da formula acima, utilizasse a tabela 1 a seguir:

Tabela 1: Coeficientes de rugosidade de Manning.
Canais revestidos n
Canais retilíneos com grama de até 15 cm de
altura
0,30 - 0,40
Canais retilíneos com capins de até 30 cm de
altura
0,30 - 0,060
Galerias de concreto n
Pré-moldado com bom acabamento 0,011 - 0,014
Moldado no local com formas metálicas simples 0,012 - 0,014
Galerias de concreto n
Moldado no local com formas de madeira 0,015 - 0,020
Sarjeta n
Asfalto suave 0,013
Asfalto rugoso 0,016
Concreto suave com pavimento de asfalto 0,014
Concreto rugoso com pavimento de asfalto 0,015
Pavimento de concreto 0,014 - 0,017
Pedras 0,017
Fonte: adaptado de PDDU/POA (2005).

Após o cálculo da vazão teórica Q, aplica-se a essa vazão um fator de
redução, por segurança, levando em conta a possível obstrução de sarjetas de
pequenas declividades por sedimentos nela depositados (SMDU/SP, 2012). Esse
fator aumenta ou diminui conforme a declividade da sarjeta, como mostra a tabela 2:

Tabela 2: Fatores de redução de escoamento das sarjetas.
Declividade da sarjeta (%) Fator de redução
0,4 0,50
1 a 3 0,80
5,0 0,50
6,0 0,40
8,0 0,27
10 0,20
Fonte: PDDU/POA (2005).

2.4.1.2 Bocas de lobo
São estruturas instaladas junto às sarjetas com a função de captar ás águas
que por elas escoam, não permitindo que essas águas criem pontos de alagamentos
ou invadam as calçadas, e conduzi-las até as galerias ou tubulações que irão
maneja-las até o sistema de macrodrenagem (SMDU/SP, 2012).

As bocas de lobo devem ser instaladas quando a capacidade de
escoamento da sarjeta for ultrapassada (PDDU/POA, 2005).
A figura 8 a seguir ilustra os tipos principais de bocas de lobo:
Figura 8: Tipos de bocas de lobo.

Fonte: SMDU/SP (2012).

Segundo PDDU/POA (2005), há três formulas para o calculo da capacidade
de engolimento das bocas de lobo.
a) Para bocas de lobo de guia, quando a lamina d’água é menor que a
abertura da guia e para bocas de lobo com grelha, com lamina d’água
de até 12 cm, utiliza-se a equação a seguir:

𝑄 = 1,7. 𝐿. 𝑦3 2⁄ Equação 4

Onde:
𝑄: Vazão (m³/s);
𝐿: Comprimento da soleira (m);
𝑦: Altura da lamina d’ água (m);

𝑃: Perímetro do orifício da grelha (m), quando o calculo for de grelha,
substitui-se L por P na equação.

b) Para bocas de lobo de guia, quando a lamina d’ água é duas vezes
maior que a abertura da guia, utiliza-se a equação a seguir:

𝑄 = 3,01𝐿ℎ3 2⁄ . (𝑦1 ℎ)⁄
1 2⁄
Equação 5

Onde:
𝑄: Vazão (m³/s);
𝐿: Comprimento da abertura (m);
ℎ: Altura da guia (m);
𝑦1: Carga da abertura da guia (m); (𝑦1 = 𝑦 − ℎ 2)⁄ ; Para cargas de
uma a duas vezes a altura da guia (1 < 𝑦1/ℎ < 2).

c) Para bocas de lobo com grelha, com lamina d’água superior a 42 cm,
utiliza-se a equação a seguir:

𝑄 = 2,91. 𝐴. 𝑦1 2⁄ Equação 6

Onde:
𝑄: Vazão (m³/s);
𝐴: Área da grade, descontando á área ocupada pelas barras (m²);
𝑦: Altura da lamina d’ água na sarjeta, sobre a grelha (m).

Ao valor calculado pelas equações acima, aplica-se um fator de redução de
escoamento, devido à probabilidade de entupimento da boca de lobo e também aos
pavimentos não serem perfeitos junto a sarjeta, devido a deterioração (SMDU/SP,
2012). Segue os valores de redução na tabela 3, abaixo:

Tabela 3: Fatores de redução de escoamento das bocas de lobo.
Localização na
sarjeta
Tipo de boca de lobo % permitida sobre
o valor teórico
Ponto baixo De guia 80

Localização na
sarjeta
Tipo de boca de lobo % permitida sobre
o valor teórico
Ponto baixo

Com grelha 50
Combinada 65
Ponto
intermediário
Guia 80
Grelha longitudinal 60
Grelha transversal ou
longitudinal com barras
transversais combinadas
60
Fonte: SMDU/SP (2012).

2.4.1.3 Galerias circulares
Tubulação subterrânea com finalidade de conduzir águas pluviais oriundas
das bocas de lobo e das ligações pluviais domésticas (CE/DEP, 2005).
Segundo o PDDU/POA (2005), as galerias circulares tem seu diâmetro
mínimo limitado em 0,30m e máximo em 1,50m. São dimensionadas pela equação
três, apresentada anteriormente, para escoar a vazão de projeto, á seção plena. A
velocidade de escoamento máxima é determinada em função do material
empregado na tubulação. A altura mínima do recobrimento para as galerias sem
estrutura especial é de 1,00m. Dada necessidade de mudança de diâmetro da
tubulação, deve-se utilizar um poço de visitas e seu alinhamento deve ser feito pela
geratriz superior dos tubos, conforme ilustra a figura 9, que segue:
Figura 9: Alinhamento de tubos de diâmetros diferentes.

Fonte: PDDU (2005).

2.4.1.4 Poços de visita ou de queda
Elementos cuja função principal é dar acesso às redes de drenagem pluviais
para inspeção e limpeza, conservando seu perfeito funcionamento. São
considerados poços de queda quando o desnível entre a galeria afluente e a
efluente for maior que 0,70m (TUCCIet al, 2001).
A figura 10 a seguir, ilustra um poço de visita utilizado no meio da via:

Figura 10: Poço de visita.

Fonte: CE/DEP (2005).

2.4.1.5 Caixa de ligação
Tem função similar ao poço de visitas, porém não pode ser acessadas por
pessoas, são utilizadas quando dá necessidade bocas de lobos intermediárias (no
trecho entre duas esquinas) ou para evitar a chegada de mais de quatro tubulações
a um poço de visitas (TUCCI et al, 2001).

2.4.2 Sistema de macrodrenagem
Segundo TUCCI (2005), o sistema de macrodrenagem comporta diferentes
sistemas de microdrenagem, em uma área de no mínimo 2 km², não sendo absoluto
esse valor devido a diversidade das malhas urbanas. Essa definição se dá pela
metodologia de estimativa, que para áreas menores que 2 km² se utiliza o método
racional, que é mais simplificado e por isso utilizado para o sistema de
microdrenagem. Já para estimar o sistema de macrodrenagem são utilizados
modelos hidrológicos que determinam um hidrograma de escoamento, muito mais
fiel à realidade.
Segundo SMDU/SP (2012), o sistema de macrodrenagem é composto pelas
estruturas principais de manejo das águas pluviais de uma bacia, como canais

naturais ou construídos, reservatórios de detenção ou retenção e galerias de
grandes dimensões. Tem origem nos rios e córregos naturais, que com a
urbanização sofrem ampliações e canalizações. Sua função é fazer a disposição
final das águas provenientes de todos os sistemas de microdrenagem, por essa
razão suas estruturas são maiores e projetadas para um risco maior do que no
sistema que nele desagua.
“O planejamento da drenagem urbana na macrodrenagem envolve a
definição de cenários, medidas de planejamento e controle de macrodrenagem e
estudos de alternativas de projeto” (PDDU/POA, 2005 p. 104).
A metodologia de planejamento é ilustrada na figura 11, abaixo:
Figura 11: Planejamento de um sistema de macrodrenagem.

Fonte: PDDU/POA (2005).

2.5 PLANEJAMENTO DA DRENAGEM URBANA
Segundo TUCCI (2005), o planejamento da drenagem urbana tem três
fases: higienista, corretiva e sustentável. Os países desenvolvidos estão na fase
sustentável, já os em desenvolvimento, como o Brasil, encontram-se em transição
da fase higienista para corretiva, com pouquíssimo desenvolvimento na fase
sustentável. A tabela 4 abaixo descreve as fases de planejamento:

Tabela 4: Fases da drenagem urbana nos países desenvolvidos.
Anos Período Características
Até 1970 Higienista Abastecimento de água sem tratamento de
esgoto, transferência para jusante do
escoamento pluvial por canalização.
1970-1990 Corretivo Tratamento de esgoto, amortecimento
quantitativo da drenagem e controle do impacto
existente da qualidade da água pluvial. Envolve
principalmente a atuação sobre os impactos.
1990 -? Sustentável Planejamento da ocupação do espaço urbano,
obedecendo aos mecanismos naturais de
escoamento; controle dos micros poluentes e da
poluição difusa, e o desenvolvimento
sustentável do escoamento pluvial por meio da
recuperação da infiltração.
Fonte: TUCCI (2005).

No Brasil a drenagem urbana é caracterizada por transferir o impacto da
urbanização a montante, para jusante, por meio de estruturas que visam o rápido
escoamento. Quando da necessidade de intervenção por alagamento ou inundação,
priorizam o aumento da capacidade de escoamento, não considerando seus
possíveis impactos. Assim desencadeia uma série de novas construções para
adequação das novas vazões, na região a jusante. Isso se dá pela falta de
regulamentação e planejamento por parte dos órgãos públicos (PDDU/POA, 2005).
Segundo BAPTISTA e NASCIMENTO (2002 p. 32), o planejamento e
execução da drenagem urbana são tradicionalmente atribuídos ao poder municipal,
sendo sua administração normalmente realizada pela secretaria de obras. No
entanto muitas vezes essa administração se mostra frágil, do ponto de vista técnico
e institucional, destacam-se as seguintes limitações, na maioria dos municípios
brasileiros:
a) Raso ou nenhum conhecimento dos sistemas de drenagem existentes;

b) Pouquíssimo conhecimento dos processos hidrológicos e do
desempenho hidráulico das estruturas de drenagem já construídas;
c) Setor técnico sem autonomia administrativa e financeira;
d) Deficiente integração entre as diferentes esferas gerenciais da
administração municipal.

Visando uma forma de gerenciamento mais sustentável e eficaz da
drenagem urbana, buscando combater os efeitos da urbanização que associados a
técnicas higienistas de drenagem pluvial, são as causas principais das inundações e
alagamentos, criou-se o Plano Diretor de Drenagem Urbana (PDDU) uma ferramenta
técnica com perspectiva futura, que visa nortear as decisões e ações a serem
tomadas (SMDU/SP, 2012).
Segundo o PDDU/POA (2005), um programa consistente de drenagem
urbana deve conter os seguintes princípios: Plano de Desenvolvimento Urbano e
Ambiental (PDDUA) integrado ao PDDU, nenhum usuário urbano não deve ampliar a
cheia natural, nenhum impacto deve ser transferido para outra região, minimizar o
impacto ambiental proveniente do escoamento pluvial, contemplar o planejamento
de áreas a serem desenvolvidas e a densidade das urbanizadas em sua
regulamentação, integração de medidas estruturais e não estruturas para controle
de inundações considerando a bacia como um todo, criação de legislações
municipais/estaduais e um manual de drenagem, informação e participação da
comunidade nas medidas de controle, decisões publicas tomadas com consciência
de todos integrantes do planejamento e a população, controle do escoamento na
fonte, fiscalização constante e rigorosa e custeio pelos proprietários dos lotes
beneficiados das medidas estruturais e de manutenção feitas.
RIGUETTO (2009, p. 52) afirma que:

Quando bem projetado, o sistema de drenagem urbana proporciona
benefícios indiretos importantes como: redução do custo de construção e de
manutenção de vias; melhoria do tráfego de veículos durante as chuvas;
benefícios à saúde e à segurança pública; recuperação de terras
inaproveitadas; menor custo de implantação de núcleos habitacionais;
rebaixamento do lençol freático e saneamento das baixadas.

3 METODOLOGIA
O presente trabalho será realizado através da metodologia representada na
figura 12, que segue:
Figura 12: Metodologia.

3.1 CARACTERIZAÇÃO DA BACIA HIDROGRÁFICA DO MUNICÍPIO
O município de Xangri-lá está inserido dentro da bacia hidrográfica do Rio
Tramandaí (figura 13), que faz parte da Região hidrográfica das bacias litorâneas,
junto com outras seis bacias.

Figura 13: Bacia Hidrográfica do Rio Tramandaí

Fonte: Adaptado de PBH Rio Tramandaí (2005).

Segundo SEMA/RS (2018), a bacia do Rio Tramandaí conta com uma área
de aproximadamente 3.150 km² e uma população de 220.300 habitantes, sendo
possível na época de veraneio a população chegar a 580.000.
Além de Xangri-lá, fazem parte da bacia os seguintes municípios: Arroio do
Sal, Balneário Pinhal, Capão da Canoa, Cidreira, Dom Pedro de Alcântara, Imbé,
Itati, Maquiné, Osório, Palmares do Sul, São Francisco de Paula, Terra de Areia,
Torres, Tramandaí, Três Cachoeiras e Três Forquilhas (PMSB/PMX, 2014).
Os recursos hídricos da bacia são utilizados principalmente para
agricultura/irrigação e no abastecimento público, com um consumo de 92.000.000
m³/ano e 18.000.000 m³/ano, respectivamente no ano de 2004 (PBH RIO
TRAMANDAÍ, 2005).
Segundo o PMSB/PMX (2014), a região de planície da bacia com menor
altitude a qual o município de Xangri-lá faz parte é composta por um conjunto de
lagoas interligadas ou isoladas, entre esses conjuntos existem áreas de banhado,
que são extremamente importantes para o controle do regime hídrico sazonal. A não

conservação dessas áreascausam variações no regime hidrológico da bacia,
tornando seu sistema mais vulnerável a enchentes e secas.
O município de Xangri-lá é composto por doze sub-bacias, sendo divididas
em sul (figura 14) e norte (figura 15). A bacia em que está o ponto de estudo deste
trabalho é a onze, localizada no balneário de Atlântida e tem área de 294,52 ha e
seu escoamento é em sentido ao mar (PMSB/PMX, 2014).

Figura 14: Sub-bacias do Setor Sul.

Fonte: Adaptado de PMSB/PMX (2014).

Figura 15: Sub-bacias do Setor Norte.

Fonte: Adaptado de PMSB/PMX (2014).

O ponto de estudo, Rua Içara, tem aproximadamente 231 metros de
comprimento e seu escoamento antes da realização das obras de drenagem era
conduzido pelas sarjetas.

3.2 SÉRIES HISTÓRICAS
Para obtenção das séries históricas de chuvas máximas, utilizadas na
determinação da chuva de projeto do município, foi utilizado o banco de dados do
Portal HidroWeb, da Agência Nacional da Águas (ANA).
No município existe uma estação pluviométrica denominada ETE XANGRI-
LÁ, sob o código 2950095, mas não possui dados de chuvas, então se buscou
dados das regiões próximas ao município com regimes hídricos compatíveis.
Através de uma busca detalhada no Portal HidroWeb, observou-se a
dificuldade em encontrar dados em regiões mais próximas ao município, então a
busca se estendeu além do litoral do Rio Grande do Sul, conforme ilustra a tabela 5.

Tabela 5: Estações pluviométricas litorâneas ou próximas.
Código Nome Período de dados N
2950015 IMBÉ-RS Sem dados -
2950094 ETE OSÓRIO-RS Sem dados -
3050009 PINHAL-RS 2005-2018 1
3050007 SOLIDÃO-RS 1984-2018 29
2950018 LAGOA DOS QUADROS-RS 1948-1977 28
2950038 TERRA DE AREIA-RS 1974-2005 29
2949023 ETA CURUMIM JP-818-RS Sem dados -
2949002 TORRES-RS 1939-1998 43
2949022 ESTIVA DOS RODRIGUES-SC Sem dados -
2949003 SOMBRIO-SC 1977-2018 36
2949012 BALNEÁRIO GAIVOTA-SC Sem dados -

Código Nome Período de dados N
2849063 LAGOA DA SERRA-SC Sem dados -
2849064 BALNEÁRIO RINCÃO-SC Sem dados -
2849020 JAGUARUNA-SC 1977-2018 33

O “N” da tabela representa o número de anos em que não ouve nenhuma
falha no registro de dados de chuva, pois somente esses dados são utilizados nas
analises, desprezando os anos com falhas.

3.2.1 Método da regionalização
Não havendo a possibilidade de estudo das chuvas que caem dentro dos
limites do município, utilizou-se do método da regionalização para determinação da
chuva de projeto.
O método consiste em criar uma série histórica de dados que represente as
chuvas de um determinado lugar, utilizando dados de regiões próximas. No caso em
questão foram analisados dados de seis estações pluviométricas, e escolhido cinco
para formar a série de máximas anuais que melhor representasse a região do
município de Xangri-lá, obtendo-se uma série de 76 anos.

3.2.2 Distribuição empírica de frequência
De acordo com VILLELA e MATOS (1975), os estudos hidrológicos não
visam somente o conhecimento das precipitações máximas obtidas das séries
históricas, mas essencialmente com base nessas informações prever as máximas
precipitações que possam ocorrer em uma região, com uma frequência estabelecida,
através de métodos probabilísticos.
Uma ferramenta fundamental para obtenção das probabilidades é a
distribuição empírica de frequência dos dados coletados, pois somente através dela
somos capazes de inferir a distribuição teórica de probabilidade, que nada mais é do
que uma extrapolação, que melhor se ajusta aos dados coletados, com intuito de
prever com maior certeza os valores reais que foram extrapolados (ALMEIDA, 2000).

Segundo NAGUETTINI e PINTO (2007) a distribuição empírica de
frequência prevê a ordenação dos dados de forma crescente para estudo de
mínimas e decrescente para estudo de máximas e também a escolha de uma
equação de plotagem (tabela 6) para definição da frequência de excedência, que
corresponde à probabilidade de excedência [P (X≥x)].
Tabela 6: Equações para estimativa de posição de plotagem.
Fórmula Autor Atributos de aplicação
P (X ≥ x) =
i
𝑛 + 1

Weibull
Probabilidades de excedência não
enviesadas para todas as distribuições.
P (X ≥ x) =
i − 0,44
𝑛 + 0,12

Gringorten
Usada para quantis das distribuições de
Gumbel.
P (X ≥ x) =
i − 0,375
𝑛 + 0,25

Blom
Quantis não enviesados para distribuições
Normal e Log-Normal.
P (X ≥ x) =
i − 0,5
𝑛

Hazen
Usada para quantis da distribuição de Gama
de 3 parêmtros.
P (X ≥ x) =
i − 0,40
𝑛 + 0,20

Cunnane
Quantis aproximadamente não enviesados
para todas as distribuições.
Fonte: Adaptado de NAGUETTINI e PINTO (2007).

A probabilidade de excedência pode ser definida caso se tenha o valor da
probabilidade de não excendência [P (X≤x)] com a seguinte fórmula:

P (X ≥ x) = 1 − P (X ≤ x) Equação 7

Sabendo que o tempo de retorno “Tr” é inversamente proporcional a
probabilidade de excedência temos:

𝑇𝑟 =
1
P (X ≥ x)
𝑜𝑢 𝑇𝑟 =
1
1 − P (X ≤ x)
Equação 8

Podemos então calcular para cada valor “x” da amostra “X” o seu tempo de
retorno, como determinar para qualquer tempo de retorno desejado a probabilidade
de excedência ou não excedência isolando a variável desejada.

3.2.3 Distribuição teórica de probabilidade
Neste trabalho foram utilizados três modelos de distribuição teórica de
probabilidade, que são: Distribuição Normal, Distribuição Log-Normal e Distribuição
de Gumbel.

3.2.3.1 Distribuição Normal
Segundo TUCCI et al (2001) a distribuição Normal é contínua e simétrica,
por isso a sua média, moda e mediana são idênticas. Seu modelo tem dois
parâmetros, a média “μ” e o desvio padrão “σ”, que para efeito de calculo são
substituídos pela média “�̅�” e desvio padrão “𝑆𝑥” da amostra. Sua função densidade
de probabilidade (FDP) é descrita a seguir:

𝐹𝐷𝑃 = 𝑓(𝑥) =
1
𝑆𝑥√2𝜋
𝑒−0,5 (
𝑥 − �̅�
𝑆𝑥
)
2
Equação 9

Para simplificação do cálculo é utilizada a transformação linear da variável
normal “X”, de fatores 𝜇 e σ (média e desvio padrão), através da chamada variável
normal reduzida “z” NAGUETTINI e PINTO (2007) conforme segue:

𝑍 =
𝑥 − 𝜇
𝜎
Equação 10

A variável reduzida “z” tem 𝜇 = 0 e 𝜎 = 1, e suas funções FDP e FCP são
respectivamente demonstradas a seguir:

𝐹𝐷𝑃 = 𝑓(𝑧) =
1
√2𝜋
𝑒−0,5𝑧² Equação 11

𝐹𝐶𝑃 = 𝑓(𝑧) = ∫
1
√2𝜋
𝑒−0,5𝑧². 𝑑𝑧
𝑧
−∞
Equação 12

Segundo NAGUETTINI e PINTO (2007), a função cumulativa de
probabilidades (FCP), que representa a probabilidade de não excedência [P (X≤x)],
pode ser calculada por integração numérica, normalmente os valores obtidos das

integrações são apresentados de forma tabular, sendo correlacionados com valores
positivos de “z”, devido à simetria dos resultados, como ilustra a tabela 7.
Tabela 7: Função cumulativa de probabilidades da distribuição normal padrão.
“z” 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09
0 0,5 0,504 0,508 0,512 0,516 0,5199 0,5239 0,5279 0,5319 0,5359
0,1 0,5398 0,5438 0,5478 0,5517 0,5557 0,5596 0,5636 0,5675 0,5714 0,5753
0,2 0,5793 0,5832 0,5871 0,591 0,5948 0,5987 0,6026 0,6064 0,6103 0,6141
0,3 0,6179 0,6217 0,6255 0,6293 0,6331 0,6368 0,6406 0,6443 0,648 0,6517
0,4 0,6554 0,6591 0,6628 0,6664 0,67 0,6736 0,6772 0,6808 0,6844 0,6879
0,5 0,6915 0,695 0,6985 0,7019 0,7054 0,7088 0,7123 0,7157 0,719 0,7224
0,6 0,7257 0,7291 0,7324 0,7357 0,7389 0,7422 0,7454 0,7486 0,7517 0,7549
0,7 0,758 0,7611 0,7642 0,7673 0,7704 0,7734 0,7764 0,7794 0,7823 0,7852
0,8 0,7881 0,791 0,7939 0,7967 0,7995 0,8023 0,8051 0,8078 0,8106 0,8133
0,9 0,8159 0,8186 0,8212 0,8238 0,8264 0,8289 0,8315 0,834 0,8365 0,8389
1 0,8413 0,8438 0,8461 0,8485 0,8508 0,8531 0,8554 0,8577 0,8599 0,8621
1,1 0,8643 0,8665 0,8686 0,8708 0,8729 0,8749 0,877 0,879 0,881 0,883
1,2 0,88490,8869 0,8888 0,8907 0,8925 0,8944 0,8962 0,898 0,8997 0,9015
1,3 0,9032 0,9049 0,9066 0,9082 0,9099 0,9115 0,9131 0,9147 0,9162 0,9177
1,4 0,9192 0,9207 0,9222 0,9236 0,9251 0,9265 0,9279 0,9292 0,9306 0,9319
1,5 0,9332 0,9345 0,9357 0,937 0,9382 0,9394 0,9406 0,9418 0,9429 0,9441
1,6 0,9452 0,9463 0,9474 0,9484 0,9495 0,9505 0,9515 0,9525 0,9535 0,9545
1,7 0,9554 0,9564 0,9573 0,9582 0,9591 0,9599 0,9608 0,9616 0,9625 0,9633
1,8 0,9641 0,9649 0,9656 0,9664 0,9671 0,9678 0,9686 0,9693 0,9699 0,9706
1,9 0,9713 0,9719 0,9726 0,9732 0,9738 0,9744 0,975 0,9756 0,9761 0,9767
2 0,9772 0,9778 0,9783 0,9788 0,9793 0,9798 0,9803 0,9808 0,9812 0,9817
2,1 0,9821 0,9826 0,983 0,9834 0,9838 0,9842 0,9846 0,985 0,9854 0,9857
2,2 0,9861 0,9864 0,9868 0,9871 0,9875 0,9878 0,9881 0,9884 0,9887 0,989
2,3 0,9893 0,9896 0,9898 0,9901 0,9904 0,9906 0,9909 0,9911 0,9913 0,9916
2,4 0,9918 0,992 0,9922 0,9925 0,9927 0,9929 0,9931 0,9932 0,9934 0,9936

“z” 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09
2,5 0,9938 0,994 0,9941 0,9943 0,9945 0,9946 0,9948 0,9949 0,9951 0,9952
2,6 0,9953 0,9955 0,9956 0,9957 0,9959 0,996 0,9961 0,9962 0,9963 0,9964
2,7 0,9965 0,9966 0,9967 0,9968 0,9969 0,997 0,9971 0,9972 0,9973 0,9974
2,8 0,9974 0,9975 0,9976 0,9977 0,9977 0,9978 0,9979 0,9979 0,998 0,9981
2,9 0,9981 0,9982 0,9982 0,9983 0,9984 0,9984 0,9985 0,9985 0,9986 0,9986
3 0,9987 0,9987 0,9987 0,9988 0,9988 0,9989 0,9989 0,9989 0,999 0,999
3,1 0,999 0,9991 0,9991 0,9991 0,9992 0,9992 0,9992 0,9992 0,9993 0,9993
3,2 0,9993 0,9993 0,9994 0,9994 0,9994 0,9994 0,9994 0,9995 0,9995 0,9995
3,3 0,9995 0,9995 0,9995 0,9996 0,9996 0,9996 0,9996 0,9996 0,9996 0,9997
3,4 0,9997 0,9997 0,9997 0,9997 0,9997 0,9997 0,9997 0,9997 0,9997 0,9998
Fonte: NAGUETTINI e PINTO (2007).

Ainda segundo NAGUETTINI e PINTO (2007), através do valor da
probabilidade de não excedência [P (X≤x)], podemos determinar um valor qualquer
“x” da amostra “X” com parâmetros 𝜇𝑥 e 𝜎𝑥, utilizando a tabela 7 e a formula que
segue:

𝑥 = 𝜇𝑥 + 𝑧𝜎𝑥 Equação 13

Com o valor de [P (X≥x)], busca-se na tabela 7, o valor que correspondente
em “z” e por fim substituímos na equação 11 para chegar ao valor de “x”.

A probabilidade de não excedência pode ser definida também através da
probabilidade de excedência, sendo feita a seguinte correlação:

P (X ≤ x) = 1 − P (X ≥ x) Equação 14

3.2.3.2 Distribuição Log-Normal
NAGUETTINI e PINTO (2007) afirma que a distribuição Log-Normal é
contínua e assimétrica. Sendo uma variação da distribuição Normal, que aplica aos
valores “x” dos dados coletados “X” o fator matemático “ln (𝑥)”, transformando-os
então em uma distribuição Log-Normal, com média “𝜇ln (𝑥)” e o desvio padrão “𝜎ln (𝑥)”.
Suas FDP e FCP são descritas a seguir:

𝐹𝐷𝑃 = 𝑓(𝑥) =
1
𝑥𝜎ln (𝑥)√2𝜋
𝑒−0,5 (
ln (𝑥) − 𝜇ln (𝑥)
𝜎ln (𝑥)
)
2
𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑥 > 0 Equação 15

𝐹𝐶𝑃 = P (X ≤ x) = ∫
1
𝜎ln (𝑥)√2𝜋
𝑒−0,5 (
ln (𝑥) − 𝜇ln (𝑥)
𝜎ln (𝑥)
)
2
𝑑𝑥
𝑥
−∞
Equação 16

Sabendo que a distribuição Log-Normal é uma variação da distribuição
Normal, podemos simplificar os cálculos utilizando a tabela 7, fazendo a seguinte
transformação do fator “z” (ALMEIDA, 2000):

𝑍 =
ln (𝑥) − 𝜇ln (𝑥)
𝜎ln (𝑥)
Equação 17

Para definição do valor de “z” aplica-se o mesmo raciocínio que foi utilizado
na distribuição Normal, descrita pela equação 12.
Então podemos determinar qualquer valor de “x”, da seguinte maneira:

𝑥 = 𝑒𝜇ln (𝑥)+(𝑧.𝜎ln (𝑥)) Equação 18

3.2.3.3 Distribuição de Gumbel
De acordo com NAGUETTINI e PINTO (2007), a distribuição de Gumbel de
máximos é a mais utilizada no estudo de fenômenos extremos, principalmente
quando se trata da curva IDF. Apresenta o parâmetro de escala “α” e o parâmetro de
posição “β”. Tais parâmetros podem ser presumidos utilizando à média “ x ” e o
desvio padrão “𝑆𝑥” da amostra “X” (ALMEIDA, 2000) conforme descrito abaixo:

∝=
𝜋
𝑠𝑥√6
Equação 19

𝛽 = x −
0,5772
∝
Equação 20

As funções de probabilidade FDP e FCP são demonstradas abaixo:

𝐹𝐷𝑃 = 𝑓(𝑥) =∝ 𝑒{−∝(𝑥−𝛽)−𝑒
−∝(𝑥−𝛽)} Equação 21

𝐹𝐶𝑃 = P (X ≤ x) = 𝑒−𝑒
−∝(𝑥−𝛽)
Equação 22

A partir da equação 20 podemos determinar o valor de “x”, isolando tal
variável da seguinte maneira:

𝑥 = 𝛽 − [
ln[−lnP (X ≤ x)]
∝
] Equação 23

3.2.4 Determinação da curva IDF pelo método da Desagregação
Para determinação da curva IDF foram realizados os seguintes passos:
a) Escolha da distribuição teórica com melhor ajuste a série de dados
coletados, fazendo uma correlação;
b) Definição dos tempos de retorno (Tr) necessários ao estudo;
c) Calculo da probabilidade de não excedência para todos os tempos de
retorno definidos anteriormente;
d) Determinação das alturas de chuva pela formula correspondente à
distribuição escolhida, podendo ser as equações 13, 18 ou 23;
e) Por fim foi utilizado o método da desagregação para transformar a
altura de chuva em intensidade, com determinada duração.
O método da desagregação foi utilizado devido à necessidade de
transformar dados de chuvas diárias em chuvas de 24h até 5min, que é essencial
para determinação da curva IDF.
TUCCI et al (2001) denomina o método da desagregação como o método
das relações de durações, afirma que o método tem base em duas particularidades
observadas nos estudos de curvas IDF em diversos postos pluviométricos de todo
mundo que são: as curvas probabilísticas de durações diferentes tendem a

manterem-se paralelas umas as outras e uma grande correlação entre precipitações
médias máximas de durações distintas de diferentes localidades. Sendo as relações
de duração calculadas pela seguinte equação:

𝑟𝑡1𝑡2 =
𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑡𝑎çã𝑜 𝑑𝑒 𝑑𝑢𝑟𝑎çã𝑜 𝑡1
𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑡𝑎çã𝑜 𝑑𝑒 𝑑𝑢𝑟𝑎çã𝑜 𝑡2
Equação 24

Ainda segundo TUCCI et al (2001) os resultados médios das relações entre
precipitações e durações para o Brasil foram tabelados pela CETESB conforme
apresentado na tabela 8.
Tabela 8: Relação entre durações ou coeficientes de desagregação.
Relação Brasil
Estados unidos
U.S.W. Bureau
Estados unidos
Denver
5min/30min 0,34 0,37 0,42
10min/30min 0,54 0,57 0,63
15min/30min 0,70 0,72 0,75
20min/30min 0,81 0,84
25min/30min 0,91 0,92
30min/1h 0,74 0,79
1h/24h 0,42
6h/24h 0,72
8h/24h 0,78
10h/24h 0,82
12h/24h 0,85
24h/1dia 1,14* 1,13
*Valor para cidade de São Paulo.
Fonte: Adaptado de TUCCI et al (2001).

Para obter a intensidade da chuva para uma duração desejada, basta dividir
o valor calculado da chuva em mm por 24, que representa o total de horas de um dia
e multiplicar pelo respectivo coeficiente de desagregação.

3.3 PROJETO DE UM SISTEMA DE MICRODRENAGEM
Na concepção deu um projeto de microdrenagem, é necessário a analise de
alguns fatores: efeitos do crescimento urbanístico, valor financeiro das propriedades
expostas a danos por inundação, presença de trafego de pessoas e veículos, área
livre no subsolo das vias ou passeios para instalação dos elementos pluviais, altura
da tubulação compatível a drenar as propriedades próximas, existência de um corpo
receptor adequado à vazão projetada e analise de diferentes soluções (CE/DEP,
2005).

3.3.1 Dados necessários
Segundo PDDU/POA (2005), para concepção de um projeto de sistema de
microdrenagem, são essenciais os dados a seguir:
a) Mapas: situação da localização da área em estudo dentro do município,
geral da bacia contribuinte com a localização da área de drenagem e o
de planialtimetria da área do projeto;
b) Levantamento topográfico: nivelamento geométrico de todos os pontos
de mudança de greide, direção e esquinas das vias dentro da área em
estudo;
c) Cadastro: dos sistemas de drenagem existentes e outras redes de
serviço, que venham a interferirno projeto;
d) Urbanização: classe de ocupação do solo, quantidade de área
impermeável projetada de ocupação dos lotes e ocupação e
recobrimento do solo em áreas não urbanizadas da bacia;
e) Curso d’água receptor: nível de água máximo que suporta e
levantamento topográfico do ponto onde ocorrerá a descarga final.

3.3.2 Concepção geral do projeto
Com os dados obtidos e utilizando de critérios usuais de drenagem urbana,
se faz um traçado prévio da rede de pluvial, deve se estudar diferentes traçados,
valendo-se dos dados do plano diretor urbanístico, topográficos e pré-
dimensionamento hidrológico e hidráulico. A concepção do melhor traçado é a parte
fundamental para economia global do projeto (TUCCI et al, 2001).

3.3.2.1 Locação dos componentes
A locação dos componentes deve ser planejada de forma homogênea,
promovendo condições adequadas de drenagem a toda área de estudo (SMDU/SP,
2012).
Segundo TUCCI et al (2001) os elementos que compõe o sistema de
microdrenagem, suscetíveis a escolha de locação são:
a) Galerias: podem ser alocadas sob o meio-fio da calçada ou no eixo da
via pública;
b) Bocas de lobo: devem ser alocadas nos pontos mais baixos das
quadras, nos dois lados da via se a sarjeta não for suficiente ou quando
a sua capacidade de engolimento for superada, de preferência em
pontos a montante próximos a faixas de pedestres e não devem ser
alocadas ao vértice do ângulo de interseção das sarjetas de uma
esquina;
c) Poços de visita: preferencialmente alocados em alternâncias de
direção, declividade e diâmetro e nos entroncamentos de vias;
respeitando um espaçamento máximo definido na tabela 9;
d) Caixa de ligação: são alocadas entre bocas de lobo e antes de poços
de visita, conforme ilustra a figura 16.

Tabela 9: Espaçamento máximo entre poços de visita
Diâmetro (ou altura do conduto) (m) Espaçamento
0,30 120
0,50 – 0,90 150
1,00 ou mais 180
Fonte: TUCCI et al (2001)

Figura 16: Locações tradicionais de caixa de ligação.

Fonte: SMDU/SP (2012).

A figura 17 a seguir, ilustra as formas usuais, recomendadas e não
recomendadas de locação das redes de microdrenagem:

Figura 17: Locações de redes de microdrenagem.

Fonte: SMDU/SP (2012).

3.3.3 Definição da vazão de projeto pelo Método Racional
Segundo TUCCI et al (2001), o método mais difundido na definição da
máxima vazão de projeto para pequenas bacias, menores que 200 ha, é o Método
Racional, por sua simplicidade e resultados satisfatórios dentro de suas condições
que são as seguintes: tempo de concentração da bacia é igual a duração da
precipitação máxima, admite coeficiente de escoamento único ponderado conforme
características da bacia e não considera o volume de cheia e a distribuição das
vazões ao longo do tempo.
Existem três equações para determinação da vazão de projeto, dependendo
da área da bacia que são as seguintes (CE/DEP, 2005):

𝑄𝑝 = 2,78. 𝑐. 𝑖𝑚á𝑥. 𝐴 (para A ≤ 30 ha) Equação 25
𝑄𝑝 = 2,78. 𝑐. 𝑖𝑚á𝑥. 𝐴
0,95 (𝑝𝑎𝑟𝑎 30 < 𝐴 ≤ 50 ℎ𝑎) Equação 26
𝑄𝑝 = 2,78. 𝑐. 𝑖𝑚á𝑥. 𝐴
0,90 (𝑝𝑎𝑟𝑎 50 < 𝐴 ≤ 200 ℎ𝑎) Equação 27

Onde:
𝑄𝑝: Vazão contribuinte (l/s);
𝑐: Coeficiente de escoamento superficial, ponderado;
𝑖𝑚á𝑥: Intensidade máxima de chuva (mm/h);
𝐴: Área contribuinte (há).

Entre os dados citados acima os coeficientes de escoamento sugeridos para
bacias urbanas segundo o PDDU/POA (2005) são ilustrados nas tabelas 10 e 11 a
seguir:
Tabela 10: Valores de C por tipo de ocupação.
Descrição da área C
Área comercial/Edificação muito densa: Partes centrais,
densamente construídas, em cidade com ruas e calçadas
pavimentadas.
0,70 - 0,95
Área comercial/Edificação não muito densa: Partes adjacentes
ao centro, de menor densidade de habitações, mas com ruas e
calçadas pavimentadas.
0,60 - 0,70
Área residencial: residências isoladas; com muita superfície livre. 0,35 - 0,50
Área residencial: unidades múltiplas (separadas); partes
residenciais com ruas macadamizadas ou pavimentadas.
0,50 - 0,60
Área residencial: unidades múltiplas (conjugadas). 0,60 - 0,75
Área residencial: lotes com >2.000m². 0,30 - 0,45
Área residencial: áreas com apartamentos. 0,50 - 0,70
Área industrial: indústrias leves. 0,50 - 0,80
Área industrial: indústrias pesadas. 0,60 - 0,90
Matas, parques e campos de esporte, partes rurais, áreas
verdes, superfícies arborizadas e parques ajardinados.
0,05 - 0,20
Parques, cemitérios, subúrbio com pequena densidade de 0,10 - 0,25

construção.
Playgrounds. 0,20 - 0,35
Pátios ferroviários. 0,20 - 0,40
Áreas sem melhoramentos. 0,10 - 0,30
Fonte: adaptado PDDU/POA (2005).

Tabela 11: Valores de C de acordo com superfícies de revestimento.
Superfície C
Pavimento: asfalto 0,70 - 0,95
Pavimento: concreto 0,80 - 0,95
Pavimento: calçada 0,75 - 0,85
Pavimento: telhado 0,75 - 0,95
Cobertura de grama ou areia: plano (declividade 2%) 0,60 - 0,75
Cobertura de grama ou areia: médio (declividade de 2 a 7%) 0,30 - 0,45
Cobertura de grama ou areia: alta (declividade 7%) 0,50 - 0,70
Grama, solo pesado: plano (declividade 2%) 0,13 - 0,17
Grama, solo pesado: médio (declividade de 2 a 7%) 0,18 - 0,22
Grama, solo pesado: alta (declividade 7%) 0,25 - 0,35
Fonte: adaptado PDDU/POA (2005).

3.3.4 Dimensionamento da rede pluvial
Para o dimensionamento da rede coletora pluvial, é essencial a utilização de
uma planilha de cálculos, devido ao grande número de variáveis envolvidas. O
CE/DEP( 2005), fornece um modelo (figura 18) com tal finalidade, o qual foi utilizado
neste trabalho.
Figura 18: Planilha para dimensionamento da rede pluvial.

Fonte: Adaptado de CE/DEP (2005).
Onde:
𝑇𝑟: Tempo de retorno adotado para o projeto;
𝑛: Coeficiente de rugosidade de Manning;
𝑐: Coeficiente de escoamento superficial;
Vértice: Identificação dos trechos entre PV’s;
𝐿: Distância do trecho entre PV’s;
Área (ha): Área de contribuição da sub-bacia adotada pelo projetista;
Cota da rua: Obtida através de levantamento topográfico.
𝐼𝑟𝑢𝑎: Declividade da rua, calculada através da equação 28;
𝑡𝑐: Tempo de concentração, ao qual o primeiro é obtido com a equação 29 e
os próximos acrescidos do valor de 𝑡𝑝;
𝑄𝑝𝑟𝑜𝑗: Vazão de projeto ou contribuinte, determinada por uma das equações
descritas no item 3.3.3;
𝐷𝑁: Diâmetro nominal do conduto no trecho, adotado para suportar a 𝑄𝑝𝑟𝑜𝑗;
𝐼𝑐𝑎𝑛𝑎𝑙: Declividade do canal, estimado de levantamentos topográficos;
𝑄𝑐𝑎𝑛𝑎𝑙: Vazão do conduto a seção plena, definida pela equação 30;
𝑉𝐷𝑁: Velocidade do escoamento a seção plena (equação 31);
𝑉𝑁: Velocidade de escoamento a seção parcial obtida através da relação
𝑄𝑝 𝑄𝑐⁄ , de acordo com a tabela (figura 19) fornecida pelo CE/DEP;
As velocidades máximas e mínimas permitidas são 5,0 e 0,8 m/s.
𝑡𝑝: Tempo de percurso, dada pela equação 32.

𝐼𝑟𝑢𝑎 =
Cota Montante − Cota Jusante
𝐿
Equação 28

Onde:
𝐼𝑟𝑢𝑎: Declividade da rua (m/m);
𝐿: Comprimento do trecho;

𝑡𝑐 = 0,01947 ×
L0,77
𝐼0,385
Equação 29

Onde:
𝑡𝑐: Tempo de concentração (min);
𝐿: Comprimento do talvegue ou rede contribuinte (m);
𝐼: Declividade média (m/m);

𝑄𝑐 =
1
𝑛
× 𝑆 × 𝑅
2
3⁄ × 𝐼
1
2⁄ Equação 30

Onde:
𝑄𝑐: Vazão do conduto a seção plena (m³/s);
𝑛: Coeficiente de rugosidade de Manning;
𝑆: Área da seção do conduto (m²);
𝑅: Raio hidráulico (m);
𝐼: Declividade adotada para o trecho (m/m);

𝑉𝐷𝑁 =
1
𝑛
× 𝑅
2
3⁄ × 𝐼
1
2⁄ Equação 31

Onde:
𝑉𝐷𝑁: Velocidade de escoamento à seção plena (m³/s);
𝑛: Coeficiente de rugosidade de Manning;
𝑅: Raio hidráulico (m);
𝐼: Declividade adotada para o trecho (m/m);

𝑡𝑝 =
L
60 × 𝑉𝑁
Equação 32

Onde:
𝑡𝑝: Tempo de percurso (min);
𝐿: Distância