UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL CENTRO DE CIENCIAS E TECNOLOGIAS DISCIPLINA: SISTEMA DE DRENAGEM URBANA PROF.: PEDRO ALVES S. FILHO
II LISTA DE EXERCICIOS – SISTEMA SISTEMA DE DRENAGEM URBANA Tema abordado: INUNDAÇÕES INUNDAÇÕES URBANAS/MICRODRENAGEM URBANAS/MICRODRENAGEM
Responda as questões com base no material apostilado e aulas expostas em sala. 01. Como são classificadas as vias públicas no dimensionamento de sarjetas? Fale sobre cada uma. 02. A seção transversal ou declividade Z, pode ser fixada em função dos materiais utilizados no revestimento da via pública, logo qual o valor de Z segundo PUPPI, para os revestimentos comuns e asfalto ou paralelepípedo? 03. Na classificação das via públicas, qual a capacidade de escoamento máximo (inundação máxima) para a via secundária, principal, avenida e via expressa? 04. Em projeto de microdrenagem, qual a cota máxima de inundação na sarjeta e a altura máxima da guia? 05. O cálculo da capacidade de escoamento(vazão) das sarjetas pode ser estabelecido utilizando-se a fórmula de Izzard, derivada da fórmula de Manning-Strickler. Deduza essa expressão. 06. O diâmetro da galeria num projeto de microdrenagem é feito usando a fórmula de Manning. Deduza essa expressão para o cálculo do d o diâmetro. 07. Quais as razões para os limites das velocidades mínimas e máximas nos projetos de microdrenagem? 08. Quando são usadas as caixas de ligação nos projetos de microdrenagem? Esquematize-a. 09. Quando faz necessário o uso de poços de visitas com tubos de queda? Esquematize-o. 10. Quais os espaçamentos máximos recomendados para poços de visitas e boca-de-lobos? 11. Quais as finalidades do poço de visita num projeto de drenagem urbana e cite suas partes constituintes com suas respectivas funções? 12. Quando se faz necessário o uso das bocas-de-lobo combinada? 13. Num projeto de drenagem, diferencie microdrenagem e macrodrenagem e cite os principais componentes componentes de cada cada tipo desses desses sistemas.
14. As inundações urbanas são consideradas um dos principais problemas em cidades de médio e grande porte. Fale sobre os problemas do esgotamento sanitário, resíduos sólidos e mananciais subterrâneos e superficiais nas cidades. 15. Cite os principais fatores que corroboram para inundações em áreas urbanas. 16. Fale sobre as medidas estruturais e não estruturais como medidas de controle para evitar inundações e melhorar o sistema de drenagem urbana. 17. Cite exemplos de medidas de controle estrutural e não estrutural num sistema de drenagem urbana. 18. Cite os princípios modernos (drenagem sustentável) no controle de inundações em áreas urbanas. 19. Fale sobre as medidas de controle da drenagem urbana, na fonte, na microdrenagem e na macrodrenagem. Cite exemplos de cada alternativa de controle. 20. Cite a seqüência de cálculo para um projeto de microdrenagem. 21. Determinar a vazão de projeto para T r =10 anos para a cidade X, cuja área de drenagem é de 0,50km², através dos métodos: a) Hidrograma Unitário Sintético de Snyder; b) Hidrograma Unitário Sintético Triângulo: c) Método Racional Dados:
Comprimento da bacia L=1,34km Comprimento do curso principal, desde a projeção do C.G da bacia até a seção considerada La=0,67km Coeficiente Ct=0,50 (corrigido) Coeficiente C p= 0,63 (corrigido) Equação de chuva i
356 8, 62
( t 3 3 )
0 ,930
Tempo de concentração t c=22min. Coeficiente de deflúvio C=0,55
22. Considerando uma bacia hidrográfica cuja área mede 150ha, o coeficiente de deflúvio estimado C=0,4 e o tempo de concentração até a seção de controle igual a 30minutos e dada a equação das chuvas abaixo, traçar o hidrograma relativo a três chuvas A, B e C com duração respectiva de 20,30 e 60 minutos. 1930 i
2
t
(l/s.ha).
3
23. Uma boca-de-lobo com grelha, com 0,45m de largura será construída numa sarjeta, cuja declividade é de 0,05. A espessura da grelha é de 0,05. A declividade do leito carroçável é de 0,03. Qual deverá ser o comprimento da boca-de-lobo e qual a vazão que será captada com a profundidade de água, junto a guia, de 0,10m? Adotar n=0,016.
24. Calcular a vazão interceptada (Q) pelas boca-de-lobo combinada, apoiada em estudos desenvolvidos, observando ainda os seguintes dados: Vazão afluente Qo=140L/s Declividade transversal da sarjeta i t=2% Declividade longitudinal da sarjeta i=5% Boca-de-lobo, largura W=60cm Comprimentos L=90cm; L1=L2=60cm Depressão a=5cm
25. Uma bacia urbana tem área de drenagem de 2,5km² e um tempo de concentração (t c) de 0,6h. Determine o hidrograma unitário dessa bacia, para uma precipitação excedente de 2,0cm e duração (t R ) igual a 10minutos. 26. Determine a vazão no ponto 7, da bacia de drenagem abaixo, usando as expressões de Ventura e DNOS, para os tempos de concentração, considerando que o coeficiente de deflúvio C=0,65 e o tempo de concentração e a intensidade da chuva são calculadas pelas expressões abaixo, o período de retorno é de 10 anos. A t
c
0,127.
, com A(km²); I(m/m) (VENTURA).
I
t c
10
A
.
K
i
0 ,3
I
.L
0, 4
3 6 9 , 4 0 .T
( t c
5)
0 ,2
0,15
0,568
, com K=4,5 (terreno argiloso); A(ha);L(m);I(%) (DNOS)
27. Dimensionar o sistema de microdrenagem da cidade abaixo. Depois, mostre em perfil o o trecho da avenida 1º de Maio, dimensionado, bem como o cálculo do volume de escavação respectivo. Mostre a memoria de cálculo para os dois primeiros trechos e os demais use o excel e detalhe em planilha especifica.
Dados: Trecho comercial T= 5 anos Z=90 n= 0,016 C=0,80 1
t
i
c
5,3.
L
2
I
5 0 2 , 4 7 .T
3 0,1431
( t c
10, 8)
0,606
28. Um determinado trecho de galeria deverá receber e escoar o deflúvio superficial oriundo de uma área de 2,50 ha, banhada por uma chuva intensa e com um coeficiente de escoamento superficial igual a 0,40 . Se o tempo de concentração previsto para o início do trecho é de 16,6 minutos, calcular a vazão de jusante do mesmo sabendo-se que a equação de chuva máxima local é dada pela expressão i = 1840/(t + 167,4), com i-mm/min e t-min. 29. Encontrar um coeficiente de escoamento adequado para uma área de pequena inclinação, bem urbanizada, onde 22% corresponde a ruas asfaltadas e bem conservadas, 8% de passeios cimentados, 36% de pátios ajardinados e 34% de telhados cerâmicos. Que setor da área urbana parece ser este? 30. Um determinado trecho de galeria deverá receber e escoar o deflúvio superficial oriundo de uma área de 1,85 ha, banhada por uma chuva intensa, onde 18% corresponde a ruas asfaltadas e bem conservadas, 6% de passeios cimentados, 46% de pátios e canteiros gramados, além de 30% de telhados cerâmicos. A sua inclinação média é de 2%. Se o tempo de concentração previsto para o início do trecho é de 14 minutos, calcular a vazão de jusante do mesmo sabendo-se que a equação de chuva máxima local é dada pela expressão i = 1840/(t + 147), com i-mm/min e t-min. 31. Determinar a vazão máxima teórica, a lamina teórica da guia, velocidade de escoamento e a capacidade máxima admissível, na extremidade de jusante de uma sarjeta situada em uma área com as seguintes características: A = 2,0 ha, i = 700 / tc2/3 "i" em mm/h e "t" em min, C = 0,40 e tc = 30 min. São dados da sarjeta: I = 0,01 m/m, z = 16 e n = 0,016. 32. Calcular uma boca coletora intermediária com depressão a = 10,5 cm, sob as seguintes condições: w = 8a = 84 cm; z = ( tg ɵ ) = 12; I = 2,5% ; n = 0,016 capaz de captar uma vazão teórica de 64 l/s. 33. Dimensionar uma grade para coletar uma vazão de projeto igual a 80 l/s, tomando-se como largura máxima de gradeamento 0,60 m. São conhecidas ainda I = 0,04 m/m, n = 0,020 e z = 20. 34. Resolver os seguintes problemas utilizando soluções gráficas e analíticas (n = 0,015): a) um coletor circular tem uma declividade de 0,005 m/m e deverá transportar 332 l/s como cheia de projeto. Qual será seu diâmetro e velocidade do escoamento; b) idem se Q = 772 l/s e I = 0,006 m/m; c) calcular a lâmina líquida de um conduto circular com diâmetro de 600 mm transportando 218 l/s (I = 0,2%); verificar também a velocidade de escoamento. d) um trecho de coletor deve escoar durante uma chuva de projeto uma vazão de 1263 l/s. Sabendo-se que a declividade do trecho é de 0,05% pede-se I) diâmetro do trecho; II) condições de funcionamento (y e V); e) se em uma tubulação de 1200 mm de diâmetro em concreto escoa uma vazão de 1,29 m³/s com uma lâmina absoluta de 80cm, qual é a declividade e a velocidade de projeto?
35. A lâmina líquida em um coletor pluvial, em concreto armado, D = 600mm, é de 387 mm para uma declividade de 0,3%. Qual a vazão e a velocidade de projeto? 36. Qual a altura molhada em uma tubulação de esgotos pluviais D = 500mm, transportando 204,52 l/s sob uma declividade de 0,0045 m/m? 37. Que área de projeto poderia ser esgotada por um coletor de esgotos pluviais de 400 mm de diâmetro, assentado sob 0,35% de declividade? Sabe-se que a equação de chuva local é a i = 700 / tc2/3 "i" em mm/h e "t" em min; C = 0,60. 38. Uma galeria pluvial de 1,5 m de diâmetro, deverá transportar 3366 l/s quando funcionar a 3/4 de secção. Determinar a descarga e a velocidade de escoamento quando a lâmina líquida for de apenas 0,45% da altura útil. 39. Determinar a área, o perímetro e o raio hidráulico molhados no coletor do exercício anterior, quando y/D for igual a 0,60. 40. Duas galerias circulares se encontram. Uma tem 1,10m de diâmetro, declividade de 0,0004m/m e apresenta uma vazão máxima de 408,6 l/s. A segunda tem 0,60m de diâmetro, declividade de 0,001m/m e uma vazão máxima de 122 l/s. Pergunta-se a que altura da maior deverá entrar a menor para que, na situação de vazões máximas não apareçam condições de remanso ou de vertedouro livre? n = 0,015. 41. Calcular a capacidade máxima de um trecho de galeria de 0,60m de diâmetro, n = 0,015, com 1% de declividade, funcionando a 3/4 de seção? 42. Em termos de poço de visita definir: chaminé, câmara de trabalho, calhas de concordância e trechos de montante e de jusante. 43. Explicar o emprego de poços de queda nos PV. 44. Explicar os diversos posicionamentos obrigatórios dos PVs nas galerias pluviais. 45. Expor razões que obrigam a existência das chaminés. Por que a altura das mesmas deve ficar entre 0,30 e 1,00 metro?
