Saneamento Ambiental Prof. Eng. Fábio Márcio Bisi Zorzal Sistemas de Drenagem Pluvial

Saneamento Ambiental

Prof. Eng. Fábio Márcio Bisi Zorzal

Sistemas de Drenagem Pluvial

Sumário

• Introdução Geral 4

• Planejamento dos Sistemas 17

• Critérios de Dimensionamento 230

– Para a drenagem pluvial

• Redes de Drenagem Pluvial 230

• Tanques de contenção 230

• Barragens e vertedores 230

Capítulo 1

• Introdução Geral

Introdução Geral

• Objetivos– Projetar um sistema de drenagem pluvial urbano

• Justificativa– Pré-requisito para formação em cursos técnicos

profissionalizantes

Introdução Geral

• Sistemas de drenagem pluvial– Importância da drenagem pluvial– Aspectos sanitários das águas pluviais– Aspectos econômicos da drenagem– Evolução dos serviços– Drenagem pluvial no Brasil– Normas para projetos

Introdução Geral

• Sistemas de drenagem pluvial– Conjunto de elementos que tem por objetivo a

coleta, a contenção, o transporte e a disposição final das águas pluviais que escoam no terreno e outros elementos carreados no processo

• Unitário (esgotamento e drenagem num único tubo)• Separador Absoluto (cada qual com seu tubo)• Estático (independente)• Condominial

Introdução Geral

• Classificação do sistema– Microdrenagem com todos seus componentes

• Bacia de coleta, sarjetas, bocas de lobo, tubos secundários e primários, conexões, poços de visita, caixas de passagem, etc.

– Macrodrenagem com todos os seus componentes• Médios e grandes canais, tanques de contenção,

barragens, comportas, dissipadores de energia, estações elevatórias, pátios de dragagem, etc.

Capítulo 2

• Planejamento dos Sistemas

Planejamento dos Sistemas

• Elementos da Norma– Estudo Técnico Preliminar– Anteprojeto– Projeto

Submetidos aos Órgãos Financiadores

Obras menores não carecem de tantos detalhes, sendo normalmente assumidos pelos diretamente interessados


• Estudo Técnico Preliminar– Levantamento da cidade ou região de estudo sob os

aspectos geo-políticos, administrativos, econômicos, culturais, sociais e outros, registrando também os seus potenciais e destacando as condições que interessam ao objetivo visado:

• Implantação, ampliação ou melhoria dos sistemas locais

• Individualmente ou em conjuntos intermunicipais

• Através de financiamento


• Estudo Técnico Preliminar – Elementos do Estudo Técnico Preliminar

• Dados e características da comunidade

• Dados dos sistemas existentes

• Administração dos sistemas existentes

• Sistemas propostos

• Análise final


• Estudo Técnico Preliminar– Dados e características da comunidade

• Descrição da situação geo-política, administrativa, social e cultural

• Localização – Plantas de localização nas escalas: Nacional, Estadual, Municipal

e Regional

• Clima– Temperaturas máximas, médias e mínimas

– Dados de precipitação e suas ocorrências



• Comunicação– Correios, telefone, ...

• Acesso– Estradas de rodagem e férrea

– Navegação aérea, fluvial e marítima

• População– Dados populacionais

– Estimativa de população para os próximos 40 anos



• Topografia– Principais acidentes, cotas de inundações e áreas ocupadas e desoupadas– Levantamentos topográficos existentes (plani-altimétricos)

– Estimar serviços topográficos a serem executados (e seus custos)

• Características– Uso e ocupação do solo (Plano Diretor Urbano)– Loteamentos aprovados, movimentos de construções– Documentário Fotográfico (visualização panorâmica da cidade)

Incluindo a delimitação das bacias hidrográficas com seus divisores de água



• Combate a incêndios– Ocorrência de sinistros (Existência de organização de grande porte ou

importância quanto ao risco de incêndio)

• Material e mão-de-obra– Disponibilidade para a construção civil

• jazidas de material usado durante a obra ou fornecedores

• pessoal treinado e/ou especializado

– Disponibilidade para operação e manutenção

• indústrias de química ou fornecedores equivalentes

• pessoal treinado e/ou especializado



• Facilidades ou recursos– Existência de oficinas mecânicas, equipamentos de terraplanagem,

guinchos e gruas, britadores, betoneiras, etc.

• Energia elétrica– Disponibilidade e confiança

– Características do sistema: tensão, corrente elétrica, potência, tarifas, etc.

• Condições sanitárias– Condição do sistema de esgotamento sanitário, de drenagem pluvial e

dos corpos d’água locais



• Desenvolvimento econômico-financeiro– Apreciação da situação atual, tendências e prognósticos

– Crescimento e possibilidade de desenvolvimento industrial, comercial, domiciliar ou de serviços

– Apreciação das atividades sócio-econômicas do Município ou região de estudo


• Estudo Técnico Preliminar– Dados dos sistemas existentes

• Corpos d’água– Descrição dos principais corpos d’água disponíveis para o

lançamento de efluentes e disposição final de lodo de ETE

– Descrição das principais áreas para lançamento de massas de água de chuvas intensas e disposição final de material dragado

– Descrição geral dos mananciais da cidade, tendo em vista a possibilidade de interferência com a captação da cidade e o uso dos recursos hídricos para outras finalidades

– Análise quantitativa dos corpos d’água

– Análise qualitativa dos corpos d’água nos parâmetros CONAMA

Sanitário

Pluvial



• Estações elevatórias– Enumeração e localização de todas as unidades

– Características mecânicas, elétricas e operacionais

– Suprimento de energia elétrica

• Coletores, interceptores, canais e emissários– Capacidade, comprimento, diâmetro, material e estado de conservação

– Cotas de assentamento

– Avaliação por trechos existentes, quando diferentes entre si



• Contenção– Descrição de todas as unidades– Dimensões, principais, capacidade, velocidade, taxas, períodos

de detenção, modo de operação dos equipamentos e estado de conservação

• Disposição final de material dragado– Descrição dos processos de destino final de material de

dragagem• Volumes dragados, intervalo entre dragagem, local de

destino, geometria da dragagem


• Estudo Técnico Preliminar– Administração dos sistemas existentes

• Características– Propriedade: órgão responsável pelo serviço, organograma, forma de

remuneração, número de funcionários, serviços contratados de terceiros

• Condições de operação e manutenção– Situação dos técnicos, pessoal especializados, problemas de material, de

operação e manutenção registrados

• Evolução das ligações prediais– Número de usuários de cada um dos sistemas

• Incluindo sua evolução no tempo e no espaço


• Estudo Técnico Preliminar– Administração dos sistemas existentes

• Ligações prediais (normal em esgotamento sanitário)– Preço– Dificuldades encontradas para as ligações prediais– Descrição da forma e material na execução das ligações

• Ligação monitorada e não monitorada– Separação do sistema de esgotamento sanitário– Estimativa de lançamentos clandestinos na rede pluvial

• Serviços no sistema– Número de consertos mensais, limpeza, dragagem, etc.


• Estudo Técnico Preliminar– Administração do sistema de drenagem pluvial

• Custo do metro linear instalado– Por parcela: pessoal, equipamentos, máquinas, etc.

• Preço do metro linear instalado– Taxas de cobrança (implantação de sistema de cobrança)

• Situação de investimentos realizados e a realizar– Balanço administrativo dos últimos três anos

– Expectativa para os próximos cinco anos

• Situação de caixa do setor responsável


• Estudo Técnico Preliminar– Administração do sistema de drenagem pluvial

• Custo do metro cúbico bombeado– Por parcela: pessoal, energia elétrica, ampliações, etc.

• Custo do metro cúbico armazenado

• Custo do metro cúbico dragado

• Custo geral da manutenção e limpeza do sistema


• Estudo Técnico Preliminar– O sistema proposto

• As alternativas estudadas– Descrever todas as alternativas técnicas possíveis

– Descrever todo custo associado à técnica empregada

• Análise das alternativas – Do ponto de vista técnico-financeiro

– Do ponto de vista econômico-financeiro


• Estudo Técnico Preliminar– O sistema proposto

• Estimativa das despesas – Custos de implantação

• Material, mão de obra, projetos, etc.

– Custos operacionais

• Pessoal, energia elétrica, produtos químicos, despesas de ampliação, etc.

– Financeiras

• Principal, juros, correção, multas, período, etc.


• Estudo Técnico Preliminar– Análise final

• Descrever a solução ideal – Considerando todas as alternativas tecnológicas envolvidas no

estudo de caso

– Detalhamento dos custos associados àquela alternativa

• Justificativa de todas as decisões tomadas

Drenagem pluvial


• Anteprojeto– São prescrições para análise do Anteprojeto

• Somente será apresentado quando solicitado pelo órgão competente à contratação do serviço

• Somente será elaborado após a aprovação do Relatório Técnico Preliminar

• Normalmente são pedidos em grandes sistemas ou cercados por problemas especiais


• Anteprojeto– Elementos do Anteprojeto

• Memorial descritivo e justificativo

• Estimativa de custo

• Desenhos e demais peças gráficas


• Anteprojeto– Memorial descritivo e justificativo

• Composição de uma súmula das conclusões do Relatório Técnico Preliminar (vide adiante Elementos do Projeto)

• Eliminam-se as etapas de projeto estrutural, instalações e detalhes construtivos

– Estimativas de custo• Compatíveis com o Anteprojeto

– Expectativa de desapropriações, relação de materiais e equipamentos para cada etapa da obra


• Anteprojeto– Desenhos e demais peças gráficas

• Esquema geral do sistema demandado– Unidades construtivas com indicação dos principais dados como

capacidade, cotas, comprimentos, etc.

• Coleta e transporte– Traçado sobre plantas da cidade mostrando todas as principais

linhas, com seus respectivos diâmetros e extensões, delimitação das diferentes zonas da cidade

• Microdrenagem e demais equipamentos

• Macrodrenagem e demais equipamentos



• Tanques de contenção– Plantas de situação, planta baixa com localização esquemática

das barreiras, comportas, tubulações, incluindo cortes, detalhes, etc.

• Área de disposição final de material dragado– Plantas de situação, plantas esquemáticas e cortes elucidativos

das instalações e equipamentos associados, perfis, etc.

• Material de dragagem



• Estações elevatórias– Plantas de situação, planta baixa com localização esquemática

dos conjuntos, tubulações, quadros de controle, cortes, etc.



• Interface com manancial– Plantas, cortes, perfis de sondagem

• Interface com parques lineares– Utilização dos recursos hídricos existentes

• Pontos de lançamento de efluentes finais– Tipo de lançamento (canal emissário, condutos, etc.

– Local de destinação e volume requerido

– Plantas de situação, planta baixa, cortes principais, perfis, etc.


• Projeto– Seguem as mesmas premissas do Anteprojeto

• Reza em seu conteúdo as mesmas especificações técnicas quanto aos aspectos:

– Hidráulico– Sanitário– Pluvial

• Além dos itens obrigatórios quanto aos aspectos:– Estrutural– De instalações– Detalhes construtivos


• Projeto– Elementos comuns dos projetos

• Projeto hidráulico, sanitário e pluvial– Memorial descritivo e justificativo

– Especificações dos materiais

– Estimativas de custo e relação de materiais e equipamentos

– Desenhos e demais peças gráficas

• Projeto estrutural, de instalações e detalhes construtivos– Itens pertinentes à composição física

• dos Sistemas de Drenagem Pluvial

• Interfaces com Sistemas de Esgotamento Sanitário



• Alcance do projeto– Mínimo de 40 anos

– Mínimo de 5 anos

– Etapas principais e seu cronograma físico-financeiro

• Estudo demográfico– Estudar estatisticamente projetando o futuro do crescimento populacional,

bem como fatores determinantes para aumento

• Zonas a serem esgotadas ou drenadas– Padrão de ocupação atual confrontado com as expansões previstas e possíveis,

considerar: fotos, mapas, etc.

SanitárioPluvial



• Redes de coleta– Diâmetros mais econômicos, bem como enumeradas, descritas,

situadas e fornecidas as características construtivas e de funcionamento das tubulações

– Deve-se apresentar a planta do conjunto, a planta de situação, bem como esquema de toda a rede, incluindo conexões e peças localizadas e discriminadas (apresentar um quadro resumo)

• Traçado em planta e perfil (escala horizontal 1:2.000 e vertical 1:200)

– Especificar as possíveis desapropriações



• Redes de coleta (continuação)– Dispor a rede conforme critérios de declividade, aproveitando o

máximo dos desníveis naturais do terreno

• Declividades características entre 1% e 2%

• Aumentando-se consideravelmente as declividades fazer uso dos dissipadores de energia

– Velocidade nas tubulações

• Mínima de 0,6m/s

• Deve atender ao critério da tensão trativa

• Máxima de 4m/s (ambas)

Sanitário

Pluvial



• Redes de coleta (continuação)– Diagrama de vazões

• todos os elementos utilizados no cálculo da rede, para melhor verificar seu dimensionamento

• planilhas de cálculo nas horas de funcionamento mais desfavoráveis

– Velocidade nas canalizações

• dado pelas condições de funcionamento e custo mínimo



• Redes de coleta (continuação)– Diâmetro mínimo

• se não for especificado, considerar o diâmetro mínimo de 100mm nas tubulações secundárias e 150mm nas tubulações primárias

• se não for especificado, considerar o diâmetro mínimo de 500mm nas tubulações secundárias e 300mm entre PV e BL

– Aumento de diâmetro

• Aumenta um diâmetro comercial quando a altura da lâmina d’água no interior da tubulação ultrapassar 50% da seção

Sanitário

Pluvial



• Redes de coleta (continuação)– Disposições construtivas

• afastamento de calçadas impeça o bom andamento da manutenção e atendimento em questões técnicas

• nas ruas de tráfego intenso

• e onde estiver prevista a pavimentação com tipo difícil de remoção e recomposição

Ver regras da concessionária local ou prefeitura



• Redes de coleta (continuação)– Tubulações

• devem obedecer as especificações da ABNT• devem ser adotados os diâmetros comerciais mais próximos (a

favor da segurança)

• Poços de visita– em derivações das linhas principais trechos– em cruzamentos– em trechos superiores a 100m, a cada 100m



• Caixas de passagem– Recebendo contribuições de bocas de lobos entre Poços de

Visitas (PV’s) sucessivos

• Elementos especiais– Travessias, emissários, sifões, interceptores, etc.

– Barragens, vertedores, comportas, tanques, etc.

– Deve-se justificar seu emprego

SanitárioPluvial



• Corpo d’água receptor– Devem ser enumerados, situados e descritos, sendo função de:

• quantidade e qualidade• distâncias e desníveis em relação à cidade• exposição à poluição• regime de escoamento e alimentação do curso• bacia hidrográfica, vazões, níveis máximos, mínimos• características do leito no local do lançamento• desapropriações necessárias• locais de captação à montante e jusante


• Projeto– Elementos específicos do projeto pluvial

• Previsão de chuvas– A duração da chuva deve ser de 10 minutos

– O período de retorno da chuva deve ser de 10 anos

– A intensidade da chuva deve ser dada pela equação de chuvas intensas para a região de estudo

• Coeficiente de retorno– Será usado o coeficiente de Run Off para o cálculo da parcela de

escoamento direto

Pluvial



• Vazão total de drenagem– Calculada como função da intensidade da chuva sobre uma área

de drenagem, descontando-se a parcela de infiltração dada pelo complementar do coeficiente de Run Off

Pluvial



• Sarjetas– Na conjunção entre o pavimento e o passeio– Deve haver um desnível do eixo da rua para a sarjeta– Deve haver um desnível entre montante e jusante na própria

sarjeta em direção às bocas de lobo

• Bocas de lobo (bueiros)– Em cruzamentos de cada lado da rua na desembocadura da

sarjeta• Evitar as travessias de pedestres em 40m de afastamento

– Em trechos superiores a 60m, a cada 60m

Pluvial



• Tanques de contenção (diques, barragens, lagos, etc.)– Antes da desembocadura do último trecho no corpo d’água

– Descrição e justificativa das instalações de cada uma das unidades separadamente

– Os equipamentos e meios disponíveis na localidade

– As possíveis áreas de desapropriação (implantação e ampliação do sistema)

– Disposição final dos dejetos residuais (material dragado)

Pluvial


• Projeto– Apresentação de Plantas e Memoriais

• Projeto hidráulico e sanitário– Memorial descritivo e justificativo (formato A4)

• constando de todas as considerações, planilhas de cálculo, ensaios, provas, métodos, etc. usados durante a concepção

– Especificações dos materiais e equipamentos (formato A4)

• todos os materiais e componentes usados na obra de arte discriminando sua utilização em cada etapa da construção



• Projeto hidráulico, sanitário e pluvial– Estimativas de custo dos materiais e equipamentos (formato A4)

• especificação do cronograma físico-financeiro, bem como desapropriações e outros custos de maior importância

– Desenhos e demais peças gráficas (formato A1)• esquema geral e detalhado de todas as partes do sistema

– Critérios de dimensionamento• todos os elementos do sistema deverão ser dimensionados e

projetados de acordo com critérios econômicos condizentes com a situação sócio-econômica da comunidade



• Projeto estrutural – Memorial descritivo e justificativo, memorial de cálculo,

estimativas de custo, relação de materiais e equipamentos necessários à execução da obra

• Projeto de instalações – Elétricas: grupos motrizes, subestações abaixadoras, etc.

– Hidráulicas: conjuntos elevatórios, equipamentos de medição, controle e comando, dosadores, etc.

– Esgoto e pluvial: rede coletora, equipamentos auxiliares, etc.



• Detalhes construtivos– Todos os detalhes importantes que façam parte ao pleno

entendimento da concepção do projeto enquanto

• Sistema de Esgotamento Sanitário

• Sistema de Drenagem Pluvial



– Sem os componentes de tanques de contenção

Peças gráficasDesenhos da rede coletora Relatórios Plantas gerais Detalhes construtivos

Plantas de escoamento Memória descritivo-justificativa Setores de densidade demográfica Poço de visitaMemória de cálculo Bacias hidrográficas Terminais de limpezaRelação de materiais Planta chave do sistema de coleta EscoramentosEspecificação de materiais Travessias

Plantas construtivas Especificação de serviços Sifões invertidosOrçamento estimativo da obra Extravasores

Dissipadores de energiaLançamentos finais


• Exercício– Escolha um local de sua cidade, preferencialmente

um bairro de final de rede e, conforme conteúdo deste capítulo, apresente dados para composição

• De um Sistema de Drenagem Pluvial– Estudo Técnico Preliminar

– Anteprojeto

– Projeto

– Analise também a disponibilidade do sistema atual


• Referências Bibliográficas– TUTTI, C. E. M.; PORTO, R. L; BARROS, M. T.

de. Drenagem Urbana. Porto Alegre: Ed. ABRH, UFRGS, 1995. 428p

– WILKEN, P. S. Engenharia de Drenagem Superficial. São Paulo : CTSA, 1978, 478p

Capítulo 3

• Critérios de dimensionamento

Critérios de Dimensionamento

• Cálculo da quantidade de água– Vazões de dimensionamento

• É função de:– Tipo de sistema a ser implantado

5

1- Rede de esgotamento sanitário(inclui coletores de passeio,

secundários, primários, interceptores, poços de visita, travessias, sifões, dissipadores

de energia, etc.) 2-Emissários

3-Estações Elevatórias 4-Estação contenção prévio

5-Curso de água e mata ciliar6-Manancial (Captação)7-Lagoa de acumulação

8- Barragem de acumulação1

7

83

21 4

6

22

2

Eventual aplicação na agricultura5

Para o esgotamento sanitário


• Escoamento em canais– Equação da continuidade

Q = A . v

Q - vazão do escoamento

A - área da seção transversal do canal

v - velocidade do escoamento

O Escoamento em lâmina livre implica

na diminuição da perda de carga,

portanto deve-se desprezar as perdas

no dimensionamento

Para a drenagem superficial


• Escoamento em canais– Fórmula de Manning

• Dimensionamento de canais a partir da relação entre declividade, rugosidade do canal (coeficiente de Manning), raio hidráulico e velocidade do escoamento

v = RH2/3 . i1/2 / n

v - velocidade do escoamento

RH - raio hidráulico

i - inclinação do canal (declividade)

n - coeficiente de Manning (pode-se considerar n=0,015)



• Escoamento em canais– Velocidade crítica

• Quando a velocidade final for superior à velocidade crítica, a maior lâmina d’água admissível deve ser 50% do diâmetro do coletor, assegurando a ventilação do trecho

– em tubos de seção circularVC = 6.(g.RH)1/2

VC - velocidade crítica

g - aceleração da gravidade


RH = Khidraulico . h/D


Khidraulico - coeficiente hidráulico

h/D - relação entre a altura da lâmina d’água e o diâmetro do tubo

Mínima de 0,6m/s

Máxima de 4,0m/s



• Escoamento em canais– Velocidade crítica

Coeficiente para determinação do raio hidráulico

h/D Khidráulico h/D Khidráulico h/D Khidráulico h/D Khidráulico

0,025 0,033 0,275 0,327 0,525 0,53 0,775 0,6070,05 0,065 0,3 0,342 0,55 0,548 0,8 0,608

0,075 0,096 0,325 0,365 0,575 0,515 0,825 0,6080,1 0,127 0,35 0,387 0,6 0,555 0,85 0,607

0,125 0,157 0,375 0,408 0,625 0,566 0,785 0,6020,15 0,186 0,4 0,429 0,65 0,576 0,9 0,597

0,175 0,214 0,425 0,448 0,675 0,585 0,925 0,5870,2 0,241 0,45 0,468 0,7 0,593 0,95 0,573

0,225 0,286 0,475 0,484 0,725 0,598 0,975 0,5530,25 0,293 0,5 0,5 0,75 0,603 1 0,5



• Escoamento em canais– Profundidade crítica

• Profundidade em que há mudança de tipo de escoamento de laminar para turbulento

hC = Q2/3 / g1/3

hC - profundidade crítica

Q - vazão

g - aceleração da gravidade



• Escoamento em canais– Raio hidráulico

• Relação entre a área molhada e o perímetro molhado

– Seção retangular incompleta

RH = Área molhada / Perímetro molhado

RH - Raio hidráulico

Área molhada - área do tubo coberto pela lâmina d’água

Perímetro molhado - Perímetro do tubo coberto pela lâmina d’água

RH = b . h / (b+2h)

RH - Raio hidráulico

h e b - altura e base do canal


Capítulo 4

• Redes de Drenagem Pluvial

Redes de Drenagem Pluvial

• Aspectos gerais da rede de drenagem pluvial– Coletores

• São canalizações destinadas a recolher e transportar o líquido decorrente das chuvas precipitadas sobre uma bacia coletora

– Coletor predial• São canalizações instaladas no interior da propriedade• Possuem diâmetro mínimo igual a 100mm• A profundidade mínima de assentamento deve atender aos

esforços e impactos que incidam sobre a tubulação• A profundidade máxima deve respeitar o nível da instalação

fornecido pela concessionária no coletor de rua• Em toda mudança de direção deve haver caixa de inspeção• A declividade mínima deve ser de 2%

• Aspectos gerais da rede de drenagem pluvial– Coletores (cont)

• São canalizações destinadas a recolher e transportar o líquido residual, doméstico ou industrial

– Coletor de passeio

• São canalizações instaladas na calçada dos quarteirões

• Possuem diâmetro mínimo igual a 100mm

• A profundidade mínima de assentamento deve ser de 0,6m

• A profundidade máxima deve respeitar o nível da instalação fornecido pela concessionária no coletor de rua

• Em todo término de trecho deve haver caixa de inspeção

• A declividade mínima deve ser de 2%


• Dimensionamento da rede – Preenchimento das planilhas

• Dados iniciais para o trabalho– Limites dos divisores de água para cada sub-bacia a ser atendida

– coeficientes de Runoff (C) de cada sub-bacia

– distâncias, profundidades, diâmetros e velocidades

• máximas

• mínimas



• Comprimento dos trechos– dados em escala retirados de:

• fotografias aéreas

• plantas plani-altimétricas

• cartas regionais

• outros levantamentos atualizados



• Cotas do terreno– dados em escala retirados de:

• plantas plani-altimétricas

• dados iniciais para o trabalho (transparência anterior)



• Cotas do poço de visita e dos coletores (soleiras)– nos trechos iniciais

• 0,50m como cota mínima para coletor de rua

• 0,30m como cota mínima para coletor de passeio

– nos trechos subseqüentes

• respeitam-se os mesmos valores, acompanhado o greide

• Rebaixamento– rebaixo de assentamento ocasionado pela junção de dois tubos

com diâmetros diferentes no mesmo poço de visita

Profundidade do coletor = cota do terreno - cota do coletor

Rebaixamento = (D-d)/2



• Declividades dos trechos– devem apontar para as regiões baixas do terreno

– é dada pela relação entre o desnível do terreno e o comprimento do trecho

– deve respeitar o critério da tensão trativa, ou seja dado pela inclinação mínima de projeto

• 0,0046m/m para coletores

• 0,0035m/m para interceptores



• Vazões nos trechos– vazão de montante

• nos trechos iniciais deve ser considerada zero

• nos trechos subsequentes deve-se somar todas as contribuições de jusante dos trechos anteriores

– vazão de contribuição

• é o produto da vazão de contribuição por metro de tubulação pelo comprimento da tubulação, incluindo a infiltração

– vazão de jusante

• é a soma da vazão de montante e a vazão de contribuição

Qjus = Qcontrib + Qmont



• Diâmetros dos trechos– é dado pela tabela de Manning para escoamento em canais livres,

respeitando o coeficiente de Manning de 0,0015 (sugerido), a declividade de projeto (declividade mínima ou declividade do terreno) e a vazão de jusante no trecho

• toda vez que a vazão de jusante ultrapassar 50% da vazão plena dada pela tabela de Manning, procurar um diâmetro nominal superior à bitola mencionada

h/D>0,50


• Dimensionamento da rede – Plantas construtivas

• Têm por objetivo reproduzir graficamente as informações registradas nas planilhas de cálculo

– traçado da rede e numeração dos poços de visita

– comprimento dos trechos e declividades

– cotas do terreno e profundidades do poço de visita e cota de fundo do poço de visita

– diâmetro dos coletores

– limites de área de atendimento e das sub-bacias

Plantas construtivas



• Convenções aceitas pelos projetistas


5,56

97500

11 12

778,35780,55 2,20

783,75786,30 2,55

Profundidade do poço (m)

Cota do terreno (m)Cota de assentamento do PV (m)

Declividade (m/100m)Número do PV

Diâmetro (mm)Comprimento do trecho (m)



• Convenções aceitas pelos projetistas– limite de área de projeto

– limite de áreas de sub-bacia

– poço de visita e coletores

– coletor de passeio

– terminal de limpeza e trecho inicial

– estação elevatória

– fossa séptica


x x x. . .

TL

EE EE EE


• Dimensionamento da rede – Recomendações de projeto

• Verificação dos planos de escoamento– atendimento de todas as residências

– vazão no trecho final deve ser igual à vazão máxima de projeto

– todos os trechos devem ter uma declividade igual ou maior que a declividade mínima

– em alguns casos prováveis de inserção de material depositante na rede, prever velocidades maiores que 0,60m/s

– considerar a vazão mínima de projeto como sendo

Redes de Esgotamento Sanitário


• A água pluvial não deve ficar parada– evitar a deposição

– evitar a formação de escumas (material flutuante, principalmente quando conjugado com esgoto)

– evitar a formação de maus odores

• Aumentar as declividades em trechos de canais curtos

• Prever caixas de passagens para mudanças de direção– Evitar áreas mortas para deposição de material

• Prever acesso à manutenção do sistema



• O esgoto não deve ficar parado– evitar a deposição

– evitar a formação de escumas (material flutuante)

– evitar a formação de maus odores

• Aumentar as declividades em trechos de canais curtos

• Prever caixas de passagens para mudanças de direção– Evitar áreas mortas para deposição de material

• Prever acesso à manutenção do sistema


• Características Estruturais– Avaliação das cargas

• Peso próprio da estrutura

• Peso do líquido contido

• Pressão hidrostática interior

• Pressão hidrostática exterior

• Cargas do aterro sobre a estrutura

• Sobrecargas fixas e móveis

• Variações de temperatura

• Reações de apoio


Capítulo 5

• Critérios de DimensionamentoPara a drenagem pluvial


• Generalidades– Importância da drenagem pluvial

• Eliminação das calamidades públicas decorrentes de chuvas intensas

– Vazão das enchentes à montante

– Contenção de enxurradas à jusante

• Diminuição das doenças de veiculação hídrica

• Aproveitamento dos recursos hídricos

Para a drenagem pluvial


• Generalidades– Grandezas características

• Volume total anual (m³)

• Vazão média diária (m³/s)– Para dimensionamento da rede de drenagem pluvial

• Volume médio diário (m³/dia)– Para dimensionamento dos tanques de contenção



• Generalidades– Características da drenagem pluvial

• Locais de contaminação da água– Ruas, canais de drenagem urbana, pátios de estacionamento, etc.

• Locais de aproveitamento dos recursos hídricos– Telhados de edifícios residenciais, comerciais e industriais


Aproveitamento dos recursos hídricos

Doenças de veiculação hídrica

?


• Generalidades– Características da drenagem pluvial

• Vazão das enchentes à montante– Podem operar com grandes transportes de água decorrentes das

chuvas intensas

• Normalmente exigem grandes diâmetros

• Contenção das enxurradas à jusante– Podem requerer a construção de canais ou tanques de contenção

para reduzir os impactos da onda de inundação à jusante da bacia

• Normalmente exigem reservatórios de contenção



• Estimativa da descarga– Parâmetros iniciais de projeto

• Indicação em planta – Das curvas de nível da região de estudo

– Dos divisores de água de cada bacia contribuinte

• Corpos d’água receptores– Canais de drenagem naturais e artificiais

• Elementos de contenção das cheias– Reservatórios naturais e artificiais




• Localização das sarjetas e bocas de lobo

• Lançamento e numeração dos Poços de Visita (PV’s) – De montante para jusante

• Lançamento da rede de drenagem pluvial




• Representação dos elementos


Abacias

CRunoff

Curvas de nível

Cai

men

to n

atu

ral

100

101

102

103

104

99

Reservatório de contenção das chuvas intensas

Q7,10

QContenção


• Estimativa da descarga– Fatores que influenciam na descarga

• Área de contribuição, ou ainda, área de drenagem (A)

• Intensidade da chuva (i)– Duração (t)

– Freqüência dada através do Período de Recorrência (T)

• Coeficiente de escoamento (Coeficiente de Run Off)– Impermeabilização do terreno


Q = C.i.A

Método Racional


• Estimativa da descarga– Área de drenagem (A)

• Quanto maior a área de contribuição maiores serão as vazões nas seções à jusante da bacia hidrográfica

– Determinar os divisores de água da bacia hidrográfica

– Calcular as áreas e demais características da bacia hidrográfica

• Para uso do Método Racional– Há exigência de que as áreas de contribuição sejam menores que

02 hectares


Q = C.i.A

Q7,10


• Estimativa da descarga– Intensidade da chuva (i)

• Duração (t)

• Freqüência dada através do Período de Recorrência (T)

• Conhecida a curva intensidade x duração x freqüência– Recomenda-se que a chuva intensa deva ser calculada para

• Uma duração de inicial (ti) de 10minutos

• Um período de retorno (T ou TR) de 10anos


i = [KTm] / (t+t0)n

, onde:K, t0, m e n são coeficientes locais

i dada em mm/h


• Estimativa da descarga– Duração (t)

• Advém do tempo de concentração (tc)– Tempo em que se observa a vazão numa seção qualquer dada a

ocorrência de uma precipitação numa bacia de contribuição

• É determinada pela soma do tempo inicial (ti) e o tempo de permanência (tc) na bacia


tc = ti + tp



• Tempo inicial (ti)– Como em pequenas bacias, até 2 hectares, a observação é de que

muito rapidamente se observa uma contribuição numa seção de contribuição, a norma brasileira recomenda que o tempo inicial mínimo seja de 10 minutos


Tempo de concentração inicial (ti)

Tipo de área Declividade (%) tinicial (minutos)

Densamente construídas 3 10

3 7

Residenciais 3 12

3 10

Com parques, jardins e campos 3 15

3 12



• Tempo de permanência (tp)– Tempo em que uma dada vazão de contribuição demora para

atravessar todo um trecho

• Pode-se considerar uma velocidade de 1m/s


tp = ltrecho /vtrecho



• Tempo de permanência (tp)– Expressão do Método Racional


tp =16.ltrecho/((1,05-0,2p).(100.i)0,04)

onde:

p = percentual de área com cobertura vegetal

i = declividade do terreno



• Tempo de permanência (tp)– Expressão de Kerby


tp =1,44.(ltrecho.n/i)0,47)

onde:n = coeficiente de Kerby

i = declividade do terreno

Tabela de valores de n para a fórmula de Kerby

Tipo de terrenoValores

de n

Superfície livre e impermeável 0,02

Endurecido e desnudo 0,1

Pasto ralo ou cultivado 0,2

Herval médio 0,4

Mata em formação 0,6

Mata densa 0,8


• Estimativa da descarga– Período de recorrência (TR)

• Tempo, em anos, que uma chuva de intensidade “i” volta a ser superada


Escolha do período de retorno (TR) TR (Anos)

Tipo de obra Tipo de ocupação Mínima Máxima

Microdrenagem Residencial 2 10

Comercial e serviços 5 10

Aeroportos 2 5

Artérias de tráfego 5 10

MacrodrenagemResidencial, comercial ou de serviços 50 100

Interesse específico 100 500


• Estimativa de descarga– Intensidade da chuva (i)

• Equações de chuvas intensas de algumas capitais– São Paulo

– Rio de Janeiro

– Curitiba

– Belo Horizonte

– Vitória


i = 99,154T0,217/ (t+26)1,15

i = 27,96T0,112/ (t+15)0,86T- -0,0144

i = 1239T0,15/ (t+20)0,74

i = 1447,87T0,10/ (t+20)0,84

i = 2071T0,32/ (t+20)0,96

Dados em:i em mm/h;T em anos;

t em minutos


• Estimativa da descarga– Coeficiente de Run Off

• Características originais de solo– Capacidade de infiltração

– Potencial erosivo

• Características originais da cobertura vegetal– Presença de cobertura vegetal

– Presença de vegetação ciliar

• Impermeabilização do terreno por área de contribuição– Impactos da presença do homem na bacia de drenagem

Para a drenagem pluvialCoeficiente de Run-Off (C)

Zona CCentral 0,8Residencial urbana 0,6Suburbana 0,4Rural 0,25


• Cálculo da quantidade de água– Vazão de dimensionamento

• Baseado na Estimativa de descarga em cada sub-bacia– É função de:

• Área de cada sub-bacia de drenagem

• Coeficiente de Run Off de cada sub-bacia de drenagem

• Intensidade pluviométrica local para t=10minutos e T=10anos

Para a drenagem pluvialMétodo Racional

Q = C.i.A, em m³/s


• Elementos de projeto– Diâmetros nominais mínimos

• Bueiro e poços de visita– 300mm

• Entre poços de visita– 500mm


Canais drenantes

Boca de lobo

Poço de visita

Eixo da rua

Calçamento

Canal principal

Sarjeta

Canal secundário

Caimento


• Elementos de projeto– Recobrimentos mínimos

• Distâncias mínimas entre a cota do terreno e a cota superior do tubo coletor


Recobrimento mínimo a partir da cota mais alta do tubo

Tipo de concreto Tubos Recobrimento (m)

Simples 500 0,6

Simples 600 0,6

Armado 700 0,7

Armado 800 1

Armado 900 1

Armado 1000 1

Armado 1200 1,2

Armado 1500 1,5

Canais drenantes

Recobrimento

NAmáximo

Diâmetro


• Elementos de projeto– Declividades mínimas

• Declividades mínimas para transposição entre dois poços de visita sucessivos


Declividades mínimas

Diâmetro (mm) Declividade Mínima (m/100m)

300 0,3

350 0,23

400 0,19

500 0,14

600 0,11

700 0,09

800 0,07

900 0,06

1000 0,05

1200 0,04

Canais drenantes

PVmontante PVjusante

Comprimento L

Declividade i Afundamento (h)

i = h/L


• Elementos de projeto– Localização dos poços de visita (PV’s)

• Nos cruzamentos

• A cada 60m no mesmo trecho

• Em mudanças de inclinação

• Em mudanças de materiais

• Em conjunções de tubos


Canais drenantes


• Elementos de projeto– Sarjetas

• Beirais das ruas entre o passeio e a pista funcionando como canais livres escoando água para as bocas de lobo

– Caso A

• Ruas totalmente tomadas por água

– Caso B

• Ruas parcialmente tomadas por água


Pátios drenantes

Largura da calha

Altura da calha na seção cheia NA


• Exercício– A partir da escolha do local de sua cidade, faça as

estimativas solicitadas com base em todos os quesitos que foram apresentados

• Previsão de chuva– Adote todos os coeficientes que julgar necessário

– Justifique todos os valores adotados

– Faça todas as considerações que julgar necessário

• Previsão de vazão– Estabeleça a vazão em cada um dos trechos lançados

– Estabeleça o coeficiente de Run Off para as porções de estudo



• Referências Bibliográficas– WILKEN, P. S.. Engenharia de Drenagem Pluvial.

São Paulo : CETESB, 1978.– FRENDRICH, R., et. al.. Drenagem e Controle da

Erosão Urbana. Curitiba : Champagnat, 1997.– TUTTI, C. E. M.. Drenagem Urbana. Porto Alegre :

ABRH, 1995.


Capítulo 40

• Redes de Drenagem Pluvial


• Aspectos gerais da rede de drenagem pluvial– Geográficos

• Determinam a localização dos equipamentos que dão suporte ao funcionamento da rede

– Caimento do terreno

– Disposição dos elementos urbanos

– Alagadiços e baixadas de acumulação natural

– Rios e canais naturais drenantes


• Aspectos gerais da rede de drenagem pluvial– Técnicos

• Determinam a regularidade, a segurança e outros aspectos técnicos da drenagem pluvial no que se refere à rede

– Dispositivos de controle, manutenção e isolamento

– Elementos de acumulação

• Redes ramificadas– Artéria principal de onde partem as transversais emprestando um

formato de espinha de peixe

• Um ou mais canais de montante podem contribuir com um único canal de jusante

Sarjetas


• Aspectos gerais da rede de drenagem pluvial– Técnicos

• Redes simples– Passam pelo centro da rua

• Justificado pelos seus grandes diâmetros nominais

– Preferencialmente, devem acompanham a declividade do terreno

Microdrenagem

Macrodrenagem

Acumuladores

Canais naturais


• Aspectos gerais da rede de drenagem pluvial– Parâmetros técnicos

Poço de visita

Nível do terreno (ht)

Nível do coletor (hc)

Afundamento de um coletor para o outro

Profundidade do Poço de visita

Declividade de projeto (i)Q, L, D

Cota de assentamento do coletor

Montante

Jusante


• Aspectos quantitativos– Vazão de contribuição (Qcontribuição)

• É a vazão de drenagem coletada ao longo de um trecho– É função:

• Da área de drenagem

• Do coeficiente de Run Off da bacia de drenagem

• Da intensidade pluviométrica do local

Qcontribuição = C.i.A, em m³/s


• Aspectos quantitativos– Vazão de montante (Qmontante)

• É a vazão que entra no trecho de contribuição da rede

• Nas extremidades seu valor é igual a zero

– Vazão de jusante (Qjusante)• É a vazão que sai do trecho de contribuição da rede

Qjusante = Qmontante + Qcontribuição


• Aspectos quantitativos– Vazão na seção plena

• É a máxima vazão que um tubo com um determinado diâmetro consegue transportar para uma dada inclinação

– É determinado pela equação de Manning

– Considerar um coeficiente de rugosidade “n” igual a 0,013


• Aspectos quantitativos– Tabela de Manning para cálculo de Qpleno

Tabela de Manning na seção plena (n=0,015)Diâmetro 500 Diâmetro 600 Diâmetro 700

Declividade V Q V Q Qm/100m (m/s) (l/s) (m/s) (l/s) (m/s) (l/s)

0,060,070,08 0,47 92,56 0,53 150,51 0,59 227,040,09 0,5 98,17 0,56 159,64 0,63 240,810,1 0,53 103,49 0,6 168,28 0,66 253,84

0,11 0,55 108,54 0,62 176,49 0,69 266,230,12 0,58 113,36 0,65 184,34 0,72 278,060,13 0,6 117,99 0,68 191,87 0,75 289,420,14 0,62 122,45 0,7 199,11 0,78 300,340,15 0,65 126,74 0,73 206,1 0,81 310,880,16 0,67 130,9 0,75 212,86 0,83 321,080,17 0,69 134,93 0,78 219,41 0,86 330,960,18 0,71 138,84 0,8 225,77 0,88 340,560,19 0,73 142,64 0,82 231,96 0,91 349,890,2 0,75 146,35 0,84 237,98 0,93 358,98

Veja tabela completa no Excel

Águas Pluviais

começa aqui


• Aspectos quantitativos– Diâmetro nominal

• Diâmetro com o qual se consegue transportar a vazão de jusante do trecho com uma lâmina d’água que não ultrapassa 50% da seção

– É determinado:

• Pela inclinação de projeto

• Pela vazão de jusante no trecho


• Aspectos quantitativos– Cotas de assentamento

• Cota de montante– Nos tubos iniciais devem ser iguais a 1,2m

– Nos tubos subseqüentes devem ser iguais à maior das cotas dos tubos de chegada de jusante do trecho anterior

• Cota de jusante– Dado pela soma da cota de montante e o afundamento no trecho

• Afundamento– Dado pelo produto da inclinação pelo comprimento do trecho

• Se o terreno for íngreme, o afundamento será igual ao seu desnível


• Aspectos quantitativos– Cotas de assentamento

• Esquema de assentamentos

h = i.L

hcoletor de jusante = hcoletor de montante + h

Desnível do terreno (y)

Afundamento (h)

Comprimento (L)

Montante Jusante

Qmontante

Qjusante

Qcontribuição

Qmontante

Cota do terreno (hterreno)

Cota do coletor (hcoletor)Profundidade do PV (hPV)


• Exercícios– Dimensione a rede a seguir

A1

C1A2

C2

A3

C3

A4

C4

A6

C6

A7

C7

A5

C5

A10

C10

A8

C8A9

C9

1

2

3

4

6

7

8

5

10

Canal

9

Resolvido no Excel


• Exercícios– Para 15 quadras dispostas nas últimas 50 do trabalho

sobre abastecimento de água• Faça o dimensionamento da rede de drenagem pluvial

• Faça o dimensionamento de um reservatório de contenção

• Referências Bibliográficas– WILKEN, P. S.. Engenharia de Drenagem Pluvial.

São Paulo : CETESB, 1978.– FRENDRICH, R., et. al.. Drenagem e Controle da

Erosão Urbana. Curitiba : Champagnat, 1997.– TUTTI, C. E. M.. Drenagem Urbana. Porto Alegre :

ABRH, 1995.


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Saneamento Ambiental Prof. Eng. Fábio Márcio Bisi Zorzal Sistemas de Drenagem Pluvial