Universidade Federal de Ouro Preto Escola de Minas Departamento de Engenharia Civil
CIV 640 – Saneamento Saneamento Urbano
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Objetivos da aula 17 Ao final desta aula as (o) alunas (o) deverão conhecer
os principais conceito de drenagem urbana.
Conceito Drena Drenagem gem urbana urbana é o conjun untto de elemen enttos des esttinado doss a recolher as águas pluviais precipitadas sobre uma determinada região e que escorrem sobre sua superfície, conduzindo-as a um destino final. Drenagem urbana, urbana, no seu sentido mais amplo, pode ser definida como o conjunto o conjunto de medidas que medidas que tem por objetivo minimizar os riscos a que as populações estão sujeitas, diminuir os prejuízos causados por inundações e possibilitar o desenvolvimento urbano de forma harmônica, articulada e sustentável.
Efeitos adversos de escoameno de água de chuva •
•
•
•
Empoçamentos Inundações Erosões assoreamentos
Objetivos do sistema de drenagem •
•
•
•
•
Proteger e preservar os fundos de vale e curos d´água; Proteger as propriedades ontro ar eros es Assegurar o transito Eliminar a proliferação de doenças
Sistemas de Drenagem Urbana O sistema de drenagem urbana deve ser considerado como composto por dois sistemas distintos, que devem ser planejados e projetados sob critérios diferenciados.
ruas, sarjetas, bocas de lobo, galerias de águas pluviais e canais de pequenas dimensões. Macrodrenagem, destinam-se à condução final das águas captadas pela drenagem primária, dando prosseguimento ao escoamento dos deflúvios oriundos das ruas, sarjetas, valas e galerias.
Erosão •
Remoção contínua da camada de solo promovida pelo escoamento superficial das águas de chuva;
Chuva - precipitação •
Conceito
•
Precipitação x Escoamento
•
Infiltração de água no solo
Bacia hidrográfica •
•
•
Unidade de planejamento; Área receptora das chuvas que alimentam parte ou todo o sisetema de escoamento; aracter st cas –
–
–
–
Forma geométrica Revelo Geomorfologia Geologia
Ocupação de uma bacia hidrográfica
Microdrenagem Elementos que compõem um sistema de microdrenagem MEIO-FIO: São constituídos de blocos de concreto ou de pedra, situados entre a via publica e o passeio, com sua face su erior nivelada com o asseio formando uma faixa aralela ao eixo da via publica. SARJETAS: São as faixas formadas pelo limite da via publica com os meio-fios, formando uma calha que coleta as águas pluviais oriundas da rua.
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
Microdrenagem Elementos que compõem um sistema de microdrenagem SARJETÕES: São formados pela própria pavimentação nos cruzamentos das vias publicas, formando calhas que servem para orientar o fluxo das águas que escoam pelas sarjetas.
Foto 2. Sarjetão rua Araguari x ru Periquito, São Paulo.
Microdrenagem Elementos que compõem um sistema de microdrenagem BOCAS-DE-LOBO: São dispositivos de captação das águas das sarjetas.
Foto 3A. Boca-de-lobo guia. Fonte: DAEE/CETESB (1980).
Foto 3B. Boca-de-lobo guia. Fonte: http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm
Foto 3C. Boca-de-lobo guia.
Microdrenagem Elementos que compõem um sistema de microdrenagem BOCAS-DE-LOBO: São dispositivos de captação das águas das sarjetas.
Foto 3A. Boca-de-lobo com grelha. Fonte: DAEE/CETESB (1980).
Foto 3B. . Boca-de-lobo com grelha. Fonte: http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm
Foto 3C . Boca-de-lobo com grelha.
Microdrenagem Elementos que compõem um sistema de microdrenagem BOCAS-DE-LOBO: São dispositivos de captação das águas das sarjetas.
Foto 3A. Boca-de-lobo combinada. Fonte: DAEE/CETESB (1980).
Foto 3B. . Boca-de-lobo combinada. Fonte: http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm
Foto 3C . Boca-de-lobo combinada.
Microdrenagem Elementos que compõem um sistema de microdrenagem BOCAS-DE-LOBO: São dispositivos de captação das águas das sarjetas.
Foto 3A. Boca-de-lobo combinada. Fonte: DAEE/CETESB (1980).
Foto 3B. . Boca-de-lobo combinada. Fonte: http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm
Foto 3C . Boca-de-lobo combinada.
Microdrenagem Elementos que compõem um sistema de microdrenagem BOCAS-DE-LOBO: São dispositivos de captação das águas das sarjetas. Foto 3A. Boca-de-lobo Múltipla. Fonte: DAEE/CETESB (1980).
Foto 3C . Boca-de-lobo Múltipla. Foto 3B. . Boca-de-lobo Múltipla. Fonte: http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm Fonte:http://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoe s-tecnicas/8/artigo239376-1.asp
Microdrenagem Elementos que compõem um sistema de microdrenagem BOCAS-DE-LOBO: São dispositivos de captação das águas das sarjetas.
Foto 3A. Boca-de-lobo com Fenda Horizontal Longitudinal. Fonte: DAEE/CETESB (1980).
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 eta assim o exigir ou quando forem ultrapassadas as suas capacidades de engolimento; Pontos baixos da quadra; Recomenda-se
adotar um espaçamento máximo de 60m entre as bocas-de-lobo, caso não seja analisada a capacidade escoamento da sarjeta.
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 cruzamento usada pelos pedestres, junto às esquinas;
Não é conveniente a sua localização junto ao vértice de ângulo de interseção das sarjetas de duas ruas convergente.
Foto x. Inundação de sarjetas. Fonte: http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm
Microdrenagem Elementos que compõem um sistema de microdrenagem Localização das Bocas-de-Lobo
Foto x. Localização das bocas-de-lobo.
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
Microdrenagem Elementos que compõem um sistema de microdrenagem Limpeza de Bocas-de-lobo
Foto 3A. Boca-de-Lobo entupida na rua Xavantes,
Foto 3A. Desentupimento
de Boca-de-Lobo,
no bairro São José em Tramandaí,
Ribeirão Preto.
Fonte:http://www.jornaldimensao.com.br/?id=4&n
Fonte:http://darcyvera.blogspot.com.br/2011/05/o
Microdrenagem Elementos que compõem um sistema de microdrenagem POÇOS DE VISITA: São dispositivos colocados em pontos convenientes do sistema para permitir o acesso às canalizações para limpeza e inspeção.
Foto x. Poço de Visita. Fonte:http://www.joaocarloscascaes.c om/2009/04/poco-de-visita.html Foto x. Modelo convencional de Poço de Visita e Poço de Visita com tubo de queda.
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. Diâmetro (m)
Espaçamento (m)
0,30
120
0,50-0,90
150
1 00 ou mais
180
Foto x. Espaçamento de poços de visita.
Microdrenagem Elementos que compõem um sistema de microdrenagem POÇOS DE VISITA:
Foto x. Funcionário retirando areia que está entupindo as manilhas que chegam ao Poço de Visita na rua Valdomiro Alcebíades, em Vale Dourado, Natal
Fonte:http://tribunadonorte.com.br/noticia/mo radores-reclamam-de-problemas-em-obra-na-
Microdrenagem Elementos que compõem um sistema de microdrenagem GALERIAS. São as canalizações públicas destinadas a escoar as águas pluviais oriundas das ligações privadas e das bocas-delobo.
Foto x. Construção de galerias de águas pluviais no entorno das ruas Tabelião João Tomaz de Aquino, Largo da Avenida Getúlio Vargas e áreas contribuintes – Rio Grande do Norte.
Foto x. Galeria de águas pluviais na RJ 216 – Rio de Janeiro. Fonte:http://www.praiafaroldesaothome.com.br/2012/04
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 outro recorre-se aos condutos forçados e as estações de bombeamento.
Macrodrenagem As estruturas de macrodrenagem destinam-se à condução final das águas captadas pela drenagem primária, dando prosseguimento ao escoamento dos deflúvios oriundos das ruas, sarjetas, valas e galerias, que são elementos anteriormente englobados como estruturas de microdrenagem.
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.
Macrodrenagem
Foto x. canalização, retificação e requalificação urbana e paisagística do Canal do Cohatrac/Cohab , São Luís –Maranhão.
Macrodrenagem
Foto x. Obra de construção de galerias em Guarus, na confluência das ruas Walter Kramer e Humberto de Campos- Campos.
.Fonte: http://www.blogdopudim.com.br/?p=4321
Foto x. Canal artificial recebendo águas de galerias. .Fonte:
Macrodrenagem
Foto x. Duplicação da ligação Itupeva – Itú. .Fonte: http://www.fermixtubos.com.br/obras.php
Macrodrenagem
Foto x. Construção de galerias. .Fonte: http://www.goiarte.com.br/aduela.asp
Escoamento Superficial Fatores que afetam o escoamento superficial: Para microdrenagem Natureza da precipitação; uraç o; Intensidade; Frequência.
Escoamento Superficial Fatores que afetam o escoamento superficial: Para microdrenagem Características da área em estudo; mens es; Forma; Topografia; Permeabilidade
Escoamento Superficial Fatores que afetam o escoamento superficial: Para Macrodrenagem Obras hidráulicas construídas na bacia n a es e re enç o ou e enç o e gua; Condutos; Retificações.
Escoamento Superficial 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 e o volume total precipitado
Escoamento Superficial Período de Retorno Tabela 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
2a5
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 – 100
Áreas de importância específica
500
Fonte: Tucci et al. (1995).
Escoamento Superficial
Risco: É a probabilidade de uma determinada obra vir a falhar, pelo menos 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 Risco: Tabela 2. Risco em função da vida útil e do período de retorno.
T (anos)
Vida útil da obra (anos) 2
5
25
50
100
2
75
97
99,9
99,9
99,9
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 Análise da tabela anterior
O objetivo principal das obras de microdrenagem é esgotar as vazões oriundas das chuvas mais frequêntes e, implicitamente, admite-se a ocorrência de alagamentos com frequência alta;
As obras de macrodrenagem não constituem solução definitiva pra os problemas de inundações, e é conveniente que sejam complementadas por outras medidas que visem a aumentar a proteção oferecida pelas obras.
Escoamento Superficial Tempo de Concentração Conceito - tempo necessário para que toda a bacia passe a contribuir para a seção de medição de vazão, contado a partir de um determinado instante da ocorrência de escoamento.
A partir do instante em que toda a bacia passa a contribuir para a seção de medição, teoricamente a vazão medida para de crescer e torna-se constante (vazão de equilíbrio) ate que a chuva cesse;
Depende de diversas características fisiográficas da bacia e, portanto, esta sujeito a incertezas;
Para macrodrenagem (extensão, declividade media do talvegue principal);
Escoamento Superficial Tempo de Concentração Existem várias equações para o cálculo do tempo de concentração. Uma das mais utilizadas para pequenas bacias rurais 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 da bacia e a seção princiapl.
Escoamento Superficial
Coeficiente de características:
escoamento
solo;
Co ertura; Tipo de ocupação; Tempo de retorno; Intensidade da precipitação.
depende
das
seguintes
Escoamento Superficial Tabela 3. Valores do coeficiente C com base em superfícies Superfície
C Intervalo
Valor esperado
Asfalto
0,70-0,95
0,83
Concreto
0,80-0,95
0,88
Calçadas
0,75-0,85
0,80
Telhado
0,75-0,95
0,85
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
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
Pavimento
Cobertura: grama, arenoso
Grama, solo pesado
Fonte: ASCE (1995).
Escoamento Escoamento Superficial Tabela 3. Valores do coeficiente C por tipo de ocupação Descrição da área
C
Área Comercial
Descrição da área
C
Área industrial
Central
0,70-0,90
Indústrias le leves
0,50-0,80
Bairros
0,50-0,70
Indústrias pesadas
0,60-0,90
Área Residencial Residências isoladas
, 0,35-0,50
Unidades múltiplas (separadas)
0,40-0,60
Unidades múltiplas (conjugadas)
0,60-0,75 0,30-0,45
Áreas com apartamentos
0,50-0,70
- ,
playgrounds
0,20-0,35
Pátios ferroviários
0,20-0,40
Áreas sem melhoramento
0,10-0,30
Fonte: Font e: ASCE (1995). (1995).
Lotes com >2.000m2
,
Equações de Chuvas Intensas As equações de chuva, que são expressões empíricas das curvas intensidade/duração/frequência, apresentam-se normalmente nas seguintes formas: Onde:
1) i = a / ( t + b ),
i - inten intensid sidade ade media media em milíme milímetro tross por minuto minutoss ou milímetros por hora;
2) i = c / tm,
t - tempo de duração da chuva em minutos; T - tempo de recorrência em anos;
3) i = a .T n/ ( t + b )r,
a, b, c, d, e, m, n e r - parâmetros definidos a partir das observações básicas para elaboração da equação.
Determinação da Vazão: Método Racional
O método racional é largamente largamente utilizado na determinação da vazão máxima de projeto para bacias pequenas (< 2 km 2). Os princípios básicos dessa metodologia são: uraç o a prec p aç o m x ma e pro e o tempo de concentração da bacia;
gua ao
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 das vazões.
Determinação da Vazão: Método Racional
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; e A – área da bacia em km 2.
Medidas não convencionais
Contenção na fonte
Contenção na fonte
Contenção na fonte
Contenção na fonte
Contenção na fonte
Contenção na fonte
Contenção na fonte Trincheira de Percolação
Contenção à jusante
Contenção à jusante
Canal com revestimento de grama
Referência interessante para aprofundar os estudos
