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Além disso, um critério adotado pela SUDECAP é: 
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A capacidade de “engolimento” de bocas de lobo pode ser estimada através 
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684067 apostila drenagem (parte 1)

  1. 1. 2 1 DRENAGEMSUPERFICIAL Drenagem: substantivo feminino. Ato ou efeito de drenar. Conjunto de operações e instalações destinadas a remover os excessos de água das superfícies e do subsolo Conceitualmente drenagem consiste na remoção do excesso de água superficial ou gravitacional do solo antes que esse alcance algum curso de água. A drenagem é utilizada com as seguintes finalidades: evitar escoamento das águas pelas vias de circulação (ruas, avenidasetc) que possam impedir a movimentação de veículos e pessoas; evitar o alagamento de áreas que possam causar danos a infraestruturas e a bens móveis; evitar acidentes em decorrência da presença de água acumulada nas superfícies (ex.: aquaplanagem); evitar a ocorrência de danos ao meio ambiente, tais como contaminação de áreas por alagamento, quedas de taludes e assoreamentos de rios e canais, por exemplo; 1.1 Micro Drenagem A micro drenagem está comumente associada à drenagem urbana de vias. Envolve o dimensionamento de sarjetas, bocas de lobo (BL), poços de visita (PV), caixas de ligação (CL) e coletores.
  2. 2. 3 1.1.1 Parâmetros Hidrológicos Os parâmetros hidrológicos associados a micro drenagem são a área de drenagem (A), o tempo de recorrência das precipitações (T), a duração da precipitação (d) e a intensidade das precipitações (i). 1.1.1.1 Área de Drenagem (A) Área de drenagem é a área total de contribuição das vias e quarteirões para uma determinada parcela do sistema de drenagem. Existem vários critérios para a determinação dessa área nos projetos de drenagem urbana. Entre outros existe: Critério de divisão pelas bissetrizes nas esquinas. Critério da faixa lindeira e da meia pista.
  3. 3. 4 1.1.1.2 Tempo de Recorrência (T) O tempo de recorrência pode ser definido como o intervalo de tempo em anos que uma precipitação é igualada ou superada. Em média o tempo de recorrência adotado pelas empresas de saneamento no Brasil varia de 2 a 10 anos. Desta forma, para efeito de simplificação, a SUDECAP adota o valor de 10 anos para o tempo de recorrência para projetos de drenagem urbana na cidade de Belo Horizonte. 1.1.1.3 Duração da Chuva (d) A duração da chuva de projeto é comumente adotada igual ao tempo de concentração (tc) da bacia hidrográfica. Como as bacias de contribuição das micro drenagem são normalmente muito pequenas, adota-se d = tc = 10 min. 1.1.1.4 Intensidade da Precipitação (i) A intensidade da precipitação é a relação entre a altura da chuva, recolhida em uma determinada área, dividida pela sua duração. Essa intensidade é comumente obtida de fórmulas que relacionam a intensidade a duração e a frequência da chuva, do tipo: m k × T ( )n o d t i + = onde: i é intensidade da precipitação (mm/h); T é o tempo de recorrência (anos); d é a duração da chuva (min); e, k, m, n e to são constantes. Para Belo Horizonte, por exemplo, considerando d = 10 min e T = 10 anos, tem-se i = 194,50 mm/h.
  4. 4. 5 1.1.2 Parâmetros Hidráulicos Os parâmetros hidráulicos são utilizados no dimensionamento das estruturas de coleta e condução das águas drenadas. Como parâmetros hidráulicos consideraremos a capacidade de infiltração das superfícies, representado pelo coeficiente de escoamento superficial (C), a vazão de projeto (Q) das estruturas hidráulicas e a capacidade de escoamento em vias públicas. 1.1.2.1 Coeficiente de Escoamento Superficial (C) O coeficiente de escoamento superficial, também conhecido como coeficiente de runoff, é a relação entre o volume escoado e o volume precipitado. Ou seja, exprima a porcentagem da chuva que torna-se escoamento superficial efetivamente. Esse coeficiente é comumente tabelado conforme indicado a seguir. Natureza da superfície Valores de C Telhados perfeitos sem fuga. 0,70 a 0,95 Superfícies asfaltadas em bom estado. 0,85 a 0,90 Pavimentação de paralelepípedos, ladrilhos ou blocos de madeira com juntas bem tomadas. 0,75 a 0,95 Para as superfícies anteriores sem as juntas tomadas. 0,50 a 0,70 Pavimentação em blocos inferiores sem as juntas tomadas. 0,40 a 0,50 Pavimentação em Macadame Hidráulico (pé-de-meleque). 0,25 a 0,60 Pavimentação em pedregulhos. 0,15 a 0,30 Superfícies não revestidas, pátios de estradas de ferro e terrenos descampados. 0,10 a 0,30 Parques, jardins, gramados e campinas, dependendo da declividade do solo e da natureza do subsolo. 0,01 a 0,20 Por simplificação e considerando a possibilidade de expansão das cidades, pode-se utilizar o critério adotado pela SUDECAP: C = 0,70 – para as faixas lindeiras das quadras; C = 0,90 – para a faixas da meia largura da via.
  5. 5. 6 1.1.2.2 Vazão de Projeto (Q) A vazão de projeto, no caso de micro drenagem, é a vazão instantânea máxima utilizada no dimensionamento das estruturas de coleta e condução das águas a serem drenadas. Essa vazão é estimada a partir da transformação da chuva de projeto em vazão de escoamento. Devido às áreas de drenagem serem pequenas nos dimensionamentos de micro drenagem, adota-se a Fórmula Racional para se efetuar essa transformação. Q = 0,00278 ×C×i× A onde: Q é a vazão de projeto (m³/s); C é o coeficiente de escoamento superficial; i é a intensidade da precipitação (mm/h); e, A é a área de drenagem (há)1. 1.1.2.3 Capacidade de Escoamento em Vias Públicas A capacidade de escoamento em vias públicas está intimamente relacionada com a inundação da via de rolamento e das calçadas (passeio), ou seja, está relacionada com a segurança dos automóveis no que diz respeito a dirigibilidade (aquaplanagem) e o conforto dos pedestres no que diz respeito a respingos de água. Desta forma, a capacidade de escoamento em vias públicas será utilizada na definição da localização das bocas de lobo Um critério para a determinação dessa capacidade é dado pela tabela a seguir. Classificação da Via Inundação Máxima Secundária O escoamento pode atingir até a crista da rua Principal O escoamento deve preservar, pelo menos, uma faixa de trânsito livre Avenida O escoamento deve preservar, pelo menos, uma faixa de trânsito livre em cada direção Via Expressa Nenhuma inundação é permitida em qualquer faixa de trânsito 11 ha = 10.000 m²
  6. 6. 7 Além disso, um critério adotado pela SUDECAP é: Limite de 1,67 m para a largura de alagamento nas sarjetas; Limite de 2,15 m para a largura de alagamento nas sarjetas para trechos iniciais das vias locais (com até 15 m de largura). Cabe salientar, ainda, que a capacidade de drenagem da sarjeta está condicionada a sua altura, não sendo permitida, de modo geral, a inundação das calçadas (passeios). 1.1.3 Dimensionamento de Sarjetas Sendo as ruas abauladas, ou seja, possuem uma declividade transversal do centro para as calçadas (passeios), e tendo inclinações longitudinais, as água escoarão pelas sarjetas. Como as sarjetas funcionam como um canal, o dimensionamento das mesmas pode ser feito a partir da fórmula de Manning: Q 3 A R I 1 n 2 = × × h × onde: Q é a vazão; A é a área de seção transversal; Rh é o raio hidráulico da seção; e, I é a declividade longitudinal da sarjeta. Desta forma, desenvolvendo-se a equação anterior, para sarjetas simples tem-se a seguinte fórmula para se determinar a capacidade da mesma: I z n y0 8 Q 0,375 y 3 s = × 0 × × z 1 q
  7. 7. onde: Qs é a capacidade da sarjeta (m³/s); y0 é a altura da lâmina de água (m); z é o inverso da declividade transversal dada em m/m (z = tgq = [Itransversal]-1); n é o coeficiente de rugosidade de Manning (adota-se n = 0,015); e, I é a declividade longitudinal da sarjeta (m/m) 8 Para sarjetas compostas, tem-se: y0 y0’ q 1 z q ’ Qs = Qs1(y0;q)−Qs2(y¢0;q)+ Qs3(y¢0;q¢) 1 I z’ = × × × − × ¢ + ¢ × ¢ 3 ( ) ( ) ( ) 8 0 3 8 0 3 8 s z y0 z y z y n Q 0,375 Como nas regiões urbanas a possibilidade de obstrução das sarjetas por deposição de material é uma realidade, adota-se um fator de redução da capacidade teórica das sarjetas conforme apresentado na tabela a seguir. Declividade longitudinal da sarjeta (%) Fator de redução da capacidade de escoamento 0,4 0,50 1,0 a 3,0 0,80 5,0 0,50 6,0 0,40 8,0 0,27 10,0 0,20 A SDECAP, em Belo Horizonte, apresenta a seguinte padronização de sarjetas, conforme apresentado na tabela e figuras a seguir.
  8. 8. 9 Sarjetas – Padrão SUDECAP Declividade Longitudinal Tipo de Sarjeta Altura máxima de lâmina de água na sarjeta L = 1,67 m L = 2,17 m I 16% A 5,0 cm (5,0 + 1,5) cm 16% I 0,5% B 11,0 cm (11,0 + 1,5) cm I 0,5% C 16,0 cm (16,0 + 1,5) cm 1.1.4 Dimensionamento de Bocas de Lobo As bocas de lobo são elementos de recolhimento de água nas sarjetas, de forma a conduzi-la para as galerias e tubulações subterrâneas. As bocas de lobo podem ser de guia, de grelha, com fenda, combinada, com ou sem depressão, simples ou múltipla.
  9. 9. 10 Boca de Lobo – Padrão SUDECAP.
  10. 10. A capacidade de “engolimento” de bocas de lobo pode ser estimada através 11 das seguintes fórmulas: a) Boca de lobo de guia (y0 h) Quando a água acumulada sobre a boca de lobo gera uma lâmina inferior a da altura da abertura na guia (h), a boca de lobo funciona como um vertedouro. 2 3 Q = 1,7 ×L × y0 onde: Q é a capacidade de “engolimento” da boca de lobo (m³/s); L é o comprimento de abertura da guia (m); y0 é a altura da lâmina d’água imediatamente antes da abertura da guia (m) b) Boca de lobo de guia (y0 h) Quando a água acumulada sobre a boca de lobo gera uma lâmina maior que a da altura da abertura na guia (h), a boca de lobo funciona como um orifício. 1 2 y
  11. 11. 2 0 3 Q 3 , 01 L h 0,5 h = × × × − onde h é a altura da abertura da guia. c) Boca de lobo de grelha (y0 12 cm) Para essa profundidade a boca de lobo funciona com um vertedouro de soleira livre com equação semelhante a do item a, porém com L sendo substituído pelo perímetro da boca de lobo. Caso um dos lados da boca de lobo seja adjacente à guia, esse lado deve ser suprimido do perímetro. 2 3 Q = 1,7 ×P× y0 onde P é o comprimento do perímetro da boca de lobo.
  12. 12. d) Boca de lobo combinada A capacidade de “engolimento” das bocas de lobo combinadas é aproximadamente a soma das capacidade de “engolimento” pela grelha e pela abertura da guia, isoladamente. Por simplificação, a SUDECAP, em Belo Horizonte, adota os resultados de 12 experiência do U.S. Army Corps of Engineers. Desta forma, tem-se: a) Boca de lobo de guia (y0 12 cm) 2 3 Q = 1,7 ×L × y0 (simples) 2 3 Q = 3,4 ×L × y0 (dupla) b) Boca de lobo de grelha (y0 12 cm) 2 3 Q = 2,383 × y0 (simples) 2 3 Q = 4,766 × y0 (dupla) Assim como nas sarjetas, a capacidade de “engolimento” das bocas de lobo é, normalmente, menor que a capacidade teórica, devido à obstrução causada por detritos, irregularidades nos pavimentos e alinhamento real, entre outros motivos. Desta forma, na tabela a seguir, são propostos alguns coeficientes de redução da capacidade de “engolimento” das bocas de lobo para segurança. Localização da Sarjeta Tipo de Boca de Lobo % Q Ponto Baixo De guia 80 Com grelha 50 Combinada 65 Ponto Intermediário De guia 80 Com grelha 60 Combinada 70
  13. 13. A localização das bocas de lobo deve levar em conta a capacidade de “engolimento” e a máxima inundação da via. Além disso, deve-se considerara as seguintes recomendações: Devem ser localizadas em ambos os lados da rua quando a saturação da sarjeta assim o exigir ou quando forem ultrapassadas as suas capacidades de engolimento; 13 Devem ser localizadas nos pontos baixos dos quarteirões; Devem estar espaçadas de no máximo 60 m, mesmo que não haja necessidade devido a alagamento; Não devem estar localizadas no vértice do ânulo de intercessão das sarjetas de duas tuas convergentes, como mostrado na figura a seguir. 1.1.5 Dimensionamento de Poços de Visita Poço de vista é uma câmara visitável através de uma abertura existente na sua parte superior, ao nível do terreno, destinado a permitir a reunião de dois ou mais trechos consecutivos e a execução dos trabalhos de manutenção nos trechos a ele ligados.
  14. 14. A fim de permitir o movimento vertical de um operador, a chaminé, bem como 14 o tampão, terá um diâmetro mínimo útil de 0,60m. O balão, sempre que possível, uma altura útil mínima de 2,0 metros, para que o operador maneje com liberdade de movimentos, os equipamentos de limpeza e desobstrução no interior do mesmo. A chaminé, não deverá ter altura superior a 1,0 m, por recomendações funcionais, operacionais e, até, psicológicas para o operador. A tabela a seguir mostra as dimensões mínimas recomendáveis para chaminé e balão em função da profundidade e do diâmetro D da tubulação de jusante, ou seja, a que sai do poço de visita. Profundidade do PV – h (m) Diâmetro de saída – D (m) Altura da Chaminé –hc (m) Diâmetro do Balão – Db (m) h 1,5 D = qualquer hc = 0,30 Db = D 1,50 h 2,5 D 0,60 hc = 0,30 Db = 1,20 1,50 h 2,5 D 0,60 hc = 0,30 Db = D +1,20 h 2,5 D 0,60 0,3 hc1,00 Db = 1,20 h 2,5 D 0,60 0,3 hc1,00 Db = D +1,20 Obs.: para PV de seção quadrada, Db é igual à aresta da seção.
  15. 15. 15 PV em pré-moldado PV em alvenaria 1.1.6 Dimensionamento de Caixas de Ligação As caixas de ligação são utilizadas quando se faz necessária a locação de bocas de lobo intermediárias ou para se evitar a chegada, em um mesmo poço de visita, mais de quatro tubulações. Sua função é similar ao do poço de visita, porém, não são visitáveis. O desenho das caixas de ligação assemelha-se ao do balão do poço de visita, porém, normalmente é de seção quadrada e suas dimensões variam conforme o diâmetro dos tubos da rede.
  16. 16. 16 1.1.7 Exercícios: 1) Dimensione a sarjeta, o tipo e a localização de bocas de lobo para uma rua, localizada me BH, de 7,0 m de largura e 600 m de comprimento. Os lotes localizados nessa região possuem, em média, 12,0 m de frente e 30,0 m de profundidade. Sabe-se que a calçada (passeio) possui largura igual a 2,0 m e a declividade longitudinal da sarjeta será de 1%. 2) Dimennsionar uma boca de lobo intermediária sendo dados: Vazão de dimensionamento: Q = 64 L/s; Declividade transversal da sarjeta: z = 12; Declividade longitudinal da sarjeta: I = 2,5%; Rugosidade do acabamento da sarjeta: n = 0,016; Abertura da guia: L = 90 cm; Perímetro da grelha: P = 260 cm. 3) Dimensione a sarjeta, o tipo e a localização de bocas de lobo para uma rua, localizada me BH, de 6,0 m de largura e 50 m de comprimento. Os lotes localizados nessa região possuem, em média, 15,0 m de frente e 30,0 m de profundidade. Sabe-se que a calçada (passeio) possui largura igual a 2,0 m e a declividade longitudinal da sarjeta será de 0,4%. 4) Seja a sarjeta de do tipo B, com declividade longitudinal igual a 1%, localizada em uma cidade qualquer. Pede-se dimensionar a capacidade da sarjeta e da boca de lobo a ser utilizada em conjunto. 5) Esboce o projeto da rede de coleta de águas pluviais da rua do exercício 1. Considere a rede iniciando nessa rua. 6) Encontrar as dimensões úteis para PVs nas seguintes condições: • Profundidade = 1,2 m; Diâmetro do efluente = 400 mm • Profundidade = 2,0 m; Diâmetro do efluente = 400 mm • Profundidade = 3,2 m; Diâmetro do efluente = 1500mm • Profundidade = 4,2 m; Diâmetro do efluente = 800 mm

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