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8/19/2019 Aula 17 - Drenagem Urbana.pdf
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CIV 640 – Saneamento Urbano
Universidade Federal de Ouro PretoEscola de Minas
Departamento de Engenharia Civil
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Objetivos da aula 17
Universidade Federal de Ouro PretoEscola de Minas
Departamento de Engenharia Civil
Ao final desta aula as (o) alunas (o) deverão conhecer
os principais conceito de drenagem urbana.
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Conceito
Drenagem urbana é o conjunto de elementos destinados arecolher as águas pluviais precipitadas sobre uma determinadaregião e que escorrem sobre sua superfície, conduzindo-as a umdestino final.
Drenagem urbana, no seu sentido mais amplo, pode ser definidacomo o conjunto de medidas que tem por objetivo minimizar osriscos a que as populações estão sujeitas, diminuir os prejuízoscausados por inundações e possibilitar o desenvolvimento urbano
de forma harmônica, articulada e sustentável.
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Efeitos adversos de escoameno deágua de chuva
• Empoçamentos
• Inundações
•
Erosões• assoreamentos
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Objetivos do sistema de drenagem
• Proteger e preservar os fundos de vale e curosd´água;
• Proteger as propriedades
• ontro ar eros es
• Assegurar o transito
•
Eliminar a proliferação de doenças
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Sistemas de Drenagem Urbana
O sistema de drenagem urbana deve ser considerado comocomposto por dois sistemas distintos, que devem serplanejados e projetados sob critérios diferenciados.
ruas, sarjetas, bocas de lobo, galerias de águas pluviais ecanais de pequenas dimensões.
Macrodrenagem, destinam-se à condução final das águascaptadas pela drenagem primária, dando prosseguimentoao escoamento dos deflúvios oriundos das ruas, sarjetas,valas e galerias.
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Erosão
• Remoção contínua da camada de solopromovida pelo escoamento superficial daságuas de chuva;
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Chuva - precipitação
• Conceito
•
Precipitação x Escoamento
• Infiltração de água no solo
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Bacia hidrográfica
• Unidade de planejamento;
• Área receptora das chuvas que alimentamparte ou todo o sisetema de escoamento;
• aracter st cas
– Forma geométrica
– Revelo
– Geomorfologia
– Geologia
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Ocupação de uma bacia hidrográfica
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Microdrenagem
Elementos que compõem um sistema de microdrenagem
MEIO-FIO: São constituídos de blocos de concreto ou depedra, situados entre a via publica e o passeio, com sua face
su erior nivelada com o asseio formando uma faixa aralelaao eixo da via publica.
SARJETAS: São as faixas formadas pelo limite da via publica
com os meio-fios, formando uma calha que coleta as águaspluviais oriundas da rua.
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Microdrenagem
Elementos que compõem um sistema de microdrenagem
Meio fio Sarjeta
Foto 1. Rua Imperatriz, Bairro São Vicente – Belo Horizonte.Fonte:
http://portalpbh.pbh.gov.br/pbh/contents.do?evento=conteudo&idConteudo=33138&chPlc=33138
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Microdrenagem
Elementos que compõem um sistema de microdrenagem
SARJETÕES: São formados pela própria pavimentação noscruzamentos das vias publicas, formando calhas que servem paraorientar o fluxo das águas que escoam pelas sarjetas.
Foto 2. Sarjetão rua Araguari x ru Periquito, São Paulo.Fonte: http://www.prefeitura.sp.gov.br/cidade/secretarias/subprefeituras/vila_mariana/noticias/?p=18184
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Microdrenagem
Elementos que compõem um sistema de microdrenagem
BOCAS-DE-LOBO: São dispositivos de captação das águas dassarjetas.
Foto 3B. Boca-de-lobo guia.Fonte: http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm
Foto 3C. Boca-de-lobo guia.Fonte: http://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asp
Foto 3A. Boca-de-lobo guia.
Fonte: DAEE/CETESB (1980).
http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htmhttp://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asphttp://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asphttp://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm
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Microdrenagem
Elementos que compõem um sistema de microdrenagem
BOCAS-DE-LOBO: São dispositivos de captação das águas dassarjetas.
Foto 3B. . Boca-de-lobo com grelha.Fonte: http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm
Foto 3C . Boca-de-lobo com grelha.Fonte: http://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asp
Foto 3A. Boca-de-lobo com grelha.
Fonte: DAEE/CETESB (1980).
http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htmhttp://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asphttp://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asphttp://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm
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Microdrenagem
Elementos que compõem um sistema de microdrenagem
BOCAS-DE-LOBO: São dispositivos de captação das águas dassarjetas.
Foto 3B. . Boca-de-lobo combinada.Fonte: http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm
Foto 3C . Boca-de-lobo combinada.Fonte: http://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asp
Foto 3A. Boca-de-lobo combinada.
Fonte: DAEE/CETESB (1980).
http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htmhttp://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asphttp://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asphttp://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm
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Microdrenagem
Elementos que compõem um sistema de microdrenagem
BOCAS-DE-LOBO: São dispositivos de captação das águas dassarjetas.
Foto 3B. . Boca-de-lobo combinada.Fonte: http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm
Foto 3C . Boca-de-lobo combinada.Fonte: http://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asp
Foto 3A. Boca-de-lobo combinada.
Fonte: DAEE/CETESB (1980).
http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htmhttp://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asphttp://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asphttp://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm
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Microdrenagem
Elementos que compõem um sistema de microdrenagem
BOCAS-DE-LOBO: São dispositivos de captação das águas dassarjetas.
Foto 3B. . Boca-de-lobo Múltipla.Fonte: http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm
Foto 3C . Boca-de-lobo Múltipla.Fonte:http://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoe
s-tecnicas/8/artigo239376-1.asp
Foto 3A. Boca-de-lobo Múltipla.Fonte: DAEE/CETESB (1980).
http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htmhttp://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asphttp://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asphttp://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asphttp://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asphttp://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm
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Microdrenagem
Elementos que compõem um sistema de microdrenagem
BOCAS-DE-LOBO: São dispositivos de captação das águas dassarjetas.
Foto 3A. Boca-de-lobo com Fenda Horizontal Longitudinal.Fonte: DAEE/CETESB (1980).
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Microdrenagem
Elementos que compõem um sistema de microdrenagem
Localização das Bocas-de-Lobo (Tucci et al. 1995):
Ambos os lados da rua uando a satura ão da sar etaassim o exigir ou quando forem ultrapassadas as suascapacidades de engolimento;
Pontos baixos da quadra;
Recomenda-se adotar um espaçamento máximo de 60mentre as bocas-de-lobo, caso não seja analisada a capacidadeescoamento da sarjeta.
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Microdrenagem
Elementos que compõem um sistema de microdrenagem
Localização das Bocas-de-Lobo (Tucci et al. 1995):
Pontos ouco a montante de cada faixa de cruzamentousada pelos pedestres, junto às esquinas;
Não é conveniente a sua localização junto ao vértice deângulo de interseção das sarjetas de duas ruas
convergente.
Foto x. Inundação de sarjetas.Fonte: http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm
http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htmhttp://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm
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Microdrenagem
Elementos que compõem um sistema de microdrenagem
Localização das Bocas-de-Lobo
Foto x. Localização das bocas-de-lobo.Fonte http://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asp
http://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asphttp://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asp
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Microdrenagem
Elementos que compõem um sistema de microdrenagem
Caixa Coletora:
Foto x. Esquema de Caixa Coletora.Fonte:http://www.ebanataw.com.br/drenagem/caixa.htm
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Microdrenagem
Elementos que compõem um sistema de microdrenagem
Limpeza de Bocas-de-lobo
Foto 3A. Desentupimento de Boca-de-Lobo,Ribeirão Preto.
Fonte:http://darcyvera.blogspot.com.br/2011/05/o
s-bueiros-e-o-barquinho.html
Foto 3A. Boca-de-Lobo entupida na rua Xavantes,no bairro São José em Tramandaí,
Fonte:http://www.jornaldimensao.com.br/?id=4&n
=37771
http://darcyvera.blogspot.com.br/2011/05/os-bueiros-e-o-barquinho.htmlhttp://darcyvera.blogspot.com.br/2011/05/os-bueiros-e-o-barquinho.htmlhttp://www.jornaldimensao.com.br/?id=4&n=37771http://www.jornaldimensao.com.br/?id=4&n=37771http://www.jornaldimensao.com.br/?id=4&n=37771http://www.jornaldimensao.com.br/?id=4&n=37771http://darcyvera.blogspot.com.br/2011/05/os-bueiros-e-o-barquinho.htmlhttp://darcyvera.blogspot.com.br/2011/05/os-bueiros-e-o-barquinho.html
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Microdrenagem
Elementos que compõem um sistema de microdrenagem
POÇOS DE VISITA: São dispositivos colocados em pontosconvenientes do sistema para permitir o acesso às
canalizações para limpeza e inspeção.
Foto x. Modelo convencional de Poço de Visita e Poço de Visita com tubo de queda.Fonte: http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/ES08_01.html
Foto x. Poço de Visita.Fonte:http://www.joaocarloscascaes.com/2009/04/poco-de-visita.html
http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/ES08_01.htmlhttp://www.joaocarloscascaes.com/2009/04/poco-de-visita.htmlhttp://www.joaocarloscascaes.com/2009/04/poco-de-visita.htmlhttp://www.joaocarloscascaes.com/2009/04/poco-de-visita.htmlhttp://www.joaocarloscascaes.com/2009/04/poco-de-visita.htmlhttp://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/ES08_01.html
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Microdrenagem
Elementos que compõem um sistema de microdrenagem
Localização de Poços de Visita:
Pontos de mudanças de direção;
Cruzamentos de ruas (reunião de vários coletores);
Mudanças de declividade;
Mudança de diâmetro.
Foto x. Espaçamento de poços de
visita.Fonte: DAEE/CETESB (1980).
Diâmetro (m) Espaçamento (m)
0,30 120
0,50-0,90 150
1,00 ou mais 180
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Microdrenagem
Elementos que compõem um sistema de microdrenagem
POÇOS DE VISITA:
Foto x. Funcionário retirando areia que estáentupindo as manilhas que chegam ao Poço deVisita na rua Valdomiro Alcebíades, em ValeDourado, Natal
Fonte:http://tribunadonorte.com.br/noticia/moradores-reclamam-de-problemas-em-obra-na-
zn/137456
http://tribunadonorte.com.br/noticia/moradores-reclamam-de-problemas-em-obra-na-zn/137456http://tribunadonorte.com.br/noticia/moradores-reclamam-de-problemas-em-obra-na-zn/137456http://tribunadonorte.com.br/noticia/moradores-reclamam-de-problemas-em-obra-na-zn/137456http://tribunadonorte.com.br/noticia/moradores-reclamam-de-problemas-em-obra-na-zn/137456http://tribunadonorte.com.br/noticia/moradores-reclamam-de-problemas-em-obra-na-zn/137456http://tribunadonorte.com.br/noticia/moradores-reclamam-de-problemas-em-obra-na-zn/137456
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Microdrenagem
Elementos que compõem um sistema de microdrenagem
GALERIAS. São as canalizações públicas destinadas a escoar aságuas pluviais oriundas das ligações privadas e das bocas-de-
lobo.
Foto x. Construção de galerias de águas pluviais no entorno das ruasTabelião João Tomaz de Aquino, Largo da Avenida Getúlio Vargas e
áreas contribuintes– Rio Grande do Norte.Fonte: http://blogdocapote.blogspot.com.br/2009/01/o-ritmo-da-execuo-dos-servios-do-beco.html
Foto x. Galeria de águas pluviais na RJ 216 – Rio deJaneiro.
Fonte:http://www.praiafaroldesaothome.com.br/2012/04/galerias-de-aguas-pluviais-vao-garantir.html
http://blogdocapote.blogspot.com.br/2009/01/o-ritmo-da-execuo-dos-servios-do-beco.htmlhttp://blogdocapote.blogspot.com.br/2009/01/o-ritmo-da-execuo-dos-servios-do-beco.htmlhttp://www.praiafaroldesaothome.com.br/2012/04/galerias-de-aguas-pluviais-vao-garantir.htmlhttp://www.praiafaroldesaothome.com.br/2012/04/galerias-de-aguas-pluviais-vao-garantir.htmlhttp://www.praiafaroldesaothome.com.br/2012/04/galerias-de-aguas-pluviais-vao-garantir.htmlhttp://www.praiafaroldesaothome.com.br/2012/04/galerias-de-aguas-pluviais-vao-garantir.htmlhttp://blogdocapote.blogspot.com.br/2009/01/o-ritmo-da-execuo-dos-servios-do-beco.htmlhttp://blogdocapote.blogspot.com.br/2009/01/o-ritmo-da-execuo-dos-servios-do-beco.html
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Microdrenagem
Elementos que compõem um sistema de microdrenagem
CONDUTOS FORÇADOS E ESTAÇÕES DE BOMBEAMENTO:Quando não ha condições de escoamento por gravidade para
a retirada da á ua de um canal de drena em ara um outrorecorre-se aos condutos forçados e as estações debombeamento.
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Macrodrenagem
As estruturas de macrodrenagem destinam-se à conduçãofinal das águas captadas pela drenagem primária, dandoprosseguimento ao escoamento dos deflúvios oriundos das
ruas, sarjetas, valas e galerias, que são elementosanteriormente englobados como estruturas demicrodrenagem.
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Macrodrenagem
Obras usuais de macrodrenagem:
Retificação e ampliação das seções de canais naturais;
Constru ão de canais artificiais Galerias de grandes dimensões;
Estruturas auxiliares de controle• dissipação de energia• amortecimento de picos• proteção contra erosões e assoreamento• travessias e estações de bombeamento.
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Macrodrenagem
Foto x. canalização, retificação e requalificação urbana e paisagística do Canal do Cohatrac/Cohab , São Luís –Maranhão.Foto: Honório Moreira. .Fonte: http://www.geraldocastro.com.br/2012_02_01_archive.html
http://www.geraldocastro.com.br/2012_02_01_archive.htmlhttp://www.geraldocastro.com.br/2012_02_01_archive.html
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Macrodrenagem
Foto x. Obra de construção de galerias em Guarus, na confluência dasruas Walter Kramer e Humberto de Campos- Campos.
.Fonte: http://www.blogdopudim.com.br/?p=4321
Foto x. Canal artificial recebendo águas de galerias..Fonte:
http://www.blogdopudim.com.br/?p=4321http://www.blogdopudim.com.br/?p=4321
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Macrodrenagem
Foto x. Duplicação da ligação Itupeva – Itú. .Fonte: http://www.fermixtubos.com.br/obras.php
http://www.fermixtubos.com.br/obras.phphttp://www.fermixtubos.com.br/obras.php
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Macrodrenagem
Foto x. Construção de galerias..Fonte: http://www.goiarte.com.br/aduela.asp
Escoamento Superficial
http://www.goiarte.com.br/aduela.asphttp://www.goiarte.com.br/aduela.asp
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p
Para microdrenagem
Natureza da precipitação;
Fatores que afetam o escoamento superficial:
uraç o;
Intensidade;
Frequência.
Escoamento Superficial
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p
Para microdrenagem
Características da área em estudo;
Fatores que afetam o escoamento superficial:
mens es;
Forma;
Topografia;
Permeabilidade
Escoamento Superficial
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Para Macrodrenagem
Obras hidráulicas construídas na bacia
Fatores que afetam o escoamento superficial:
n a es e re enç o ou e enç o e gua;
Condutos;
Retificações.
Escoamento Superficial
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Grandezas características do escoamento superficial:
Vazão(Q) – [m3/s], [l/s];
Tempo de recorrência – T (anos);
Tempo de concentração – [min]
Nível de água na seção de projeto – NA [m]
Coeficiente do escoamento superficial – C
Relação entre o volume de água que escoa sobre a bacia eo volume total precipitado
Escoamento Superficial
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Período de RetornoTabela 1. Períodos de retorno para diferentes ocupações da área.
Ocupação da Área T (anos)
Residencial 2
Comercial 5
Com edifícios de atendimento público (hospitais, postos de saúde, prefeitura, bancos, etc.) 5
Aeroportos 2 a 5
Áreas de grandes riscos e de intenso movimento de pedestres e veículos (terminais rodoviários,avenidas, etc.)
5 a 10
Macrodrenagem
Áreas comerciais e residenciais 50 – 100Áreas de importância específica 500
Fonte: Tucci et al. (1995).
Escoamento Superficial
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Risco:
É a probabilidade de uma determinada obra vir a falhar, pelomenos uma vez, durante sua vida útil.
R = 100 x [1-(1-1/T)N]
R – risco em porcentagem;
T – período de retorno em anos;
N – vida útil da obra em anos.
Escoamento Superficial
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Risco:
T(anos)
Vida útil da obra (anos)
2 5 25 50 100
2 75 97 99,9 99,9 99,9
Tabela 2. Risco em função da vida útil e do período de retorno.
5 36 67 99,9 99,9 99,9
10 19 41 93 99 99,9
25 25 18 64 87 98
50 40 10 40 64 87
100 2 5 22 39 63
500 0,4 1 5 9 18
Fonte: Tucci et al. (1995).
Escoamento Superficial
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Análise da tabela anterior
O objetivo principal das obras de microdrenagem é esgotaras vazões oriundas das chuvas mais frequêntes e,implicitamente, admite-se a ocorrência de alagamentoscom frequência alta;
As obras de macrodrenagem não constituem soluçãodefinitiva pra os problemas de inundações, e é
conveniente que sejam complementadas por outrasmedidas que visem a aumentar a proteção oferecida pelasobras.
Escoamento Superficial
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Tempo de Concentração
Conceito - tempo necessário para que toda a bacia passe acontribuir para a seção de medição de vazão, contado a partirde um determinado instante da ocorrência de escoamento.
A partir do instante em que toda a bacia passa a contribuirpara a seção de medição, teoricamente a vazão medidapara de crescer e torna-se constante (vazão de equilíbrio)ate que a chuva cesse;
Depende de diversas características fisiográficas da baciae, portanto, esta sujeito a incertezas;
Para macrodrenagem (extensão, declividade media do
talvegue principal);
Escoamento Superficial
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Tempo de Concentração
Existem várias equações para o cálculo do tempo deconcentração. Uma das mais utilizadas para pequenas baciasrurais é a seguinte:
tc = 57(L3/H)0,385
Onde:
tc – tempo de concentração em minutos;L – comprimento do rio em km;
H – diferença de elevação entre o ponto mais remoto dabacia e a seção princiapl.
Escoamento Superficial
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Coeficiente de escoamento depende das seguintescaracterísticas:
solo;
Co ertura;
Tipo de ocupação;
Tempo de retorno;
Intensidade da precipitação.
Escoamento Superficial
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Superfície C
Intervalo Valor esperado
Pavimento
Asfalto 0,70-0,95 0,83
Concreto 0,80-0,95 0,88
Tabela 3. Valores do coeficiente C com base em superfícies
Calçadas 0,75-0,85 0,80
Telhado 0,75-0,95 0,85
Cobertura: grama, arenoso
Plano (2%) 0,05-0,10 0,08
Médio (2ª 7%) 0,10-0,15 0,13
Alta (7%) 0,15-0,20 0,18
Grama, solo pesado
Plano (2%) 0,13-0,17 0,15
Médio (2ª 7%) 0,18-0,22 0,20
Alta (7%) 0,25-0,35 0,30
Fonte: ASCE (1995).
Escoamento Superficial
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Descrição da área C
Área Comercial
Central 0,70-0,90
Bairros 0,50-0,70
Área Residencial
Tabela 3. Valores do coeficiente C por tipo de ocupação
Descrição da área C
Área industrial
Indústrias leves 0,50-0,80
Indústrias pesadas 0,60-0,90
-
Residências isoladas 0,35-0,50
Unidades múltiplas(separadas)
0,40-0,60
Unidades múltiplas(conjugadas)
0,60-0,75
Lotes com >2.000m2 0,30-0,45Áreas com apartamentos 0,50-0,70
Fonte: ASCE (1995).
, , ,
playgrounds 0,20-0,35
Pátios ferroviários 0,20-0,40
Áreas sem melhoramento 0,10-0,30
Equações de Chuvas Intensas
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Equações de Chuvas Intensas
As equações de chuva, que são expressões empíricas dascurvasintensidade/duração/frequência, apresentam-senormalmente nas seguintes formas:
Onde:
1) i = a / ( t + b ),
2) i = c / tm,
3) i = a .T n/ ( t + b )r,
i - intensidade media em milímetros por minutos oumilímetros por hora;
t - tempo de duração da chuva em minutos;
T - tempo de recorrência em anos;
a, b, c, d, e, m, n e r - parâmetros definidos a partir dasobservações básicas para elaboração da equação.
Determinação da Vazão: Método Racional
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O método racional é largamente utilizado na determinação davazão máxima de projeto para bacias pequenas (< 2 km2). Osprincípios básicos dessa metodologia são:
uraç o a prec p aç o m x ma e pro e o gua aotempo de concentração da bacia;
Adota um coeficiente único de perdas, denominado C,estimado com base nas características da bacia;
Não avalia o volume da cheia e a distribuição temporal dasvazões.
Determinação da Vazão: Método Racional
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A equação do modelo é a seguinte:
Q = 0,278.C.I.A
n e:
Q - obtido em m3/s;
C - coeficiente de escoamento;
I - intensidade em mm/h; eA – área da bacia em km2.
Medidas não convencionais
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Trincheira de Percolação
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Contenção à jusante
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Contenção à jusante
Contenção à jusante
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Contenção à jusante
Canal com revestimento de grama
Referência interessante paraf d t d
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aprofundar os estudos
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