Introdução a Drenagem de Pluviais

Sistemas de Esgoto e Drenagem - 1703217
Prof. Leonardo Vieira Soares
Universidade Federal da Paraíba
Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Civil e Ambiental
INTRODUÇÃO À DRENAGEM URBANA
DE ÁGUAS PLUVIAIS

CICLO HIDROLÓGICO
Fonte: Braga et al.
(2005)
P = I + ES + evap.

PRECIPITAÇÃO
Altura Pluviométrica (h): altura que a água caída atingiria sem
infiltração e escoamento superficial. Medida através de
pluviômetros ou pluviógrafos.
Duração (t): é o intervalo de tempo de observação de uma
chuva.
Intensidade (i): é a relação altura/duração;
Frequência (f): é um número de vezes que uma dada chuva
(intensidade e duração) ocorre ou é superada num tempo
determinado;
Recorrência (T): ou retorno, é o inverso da frequência, ou seja,
é o período em que uma dada chuva pode ocorrer ou ser
superada .

PRECIPITAÇÃO
O tratamento estatístico dos dados pluviométricos mostra que a
intensidade (i) é diretamente proporcional à recorrência (T) e
inversamente proporcional à duração (t), ou seja, chuvas mais
intensas são mais raras e tem menor duração.
m
n
)bt(
aT
i


Onde a, b, m e n devem ser determinados para cada local.
568,0
15,0
)5t(
T4,369
i


Equação para cidade de João Pessoa (Eng. J. A. Souza).
i (mm/h);
T (anos); e
t (minutos).

ESCOAMENTO SUPERFICIAL
Do total precipitado, apenas uma parcela escoa sobre a
superfície e, sucessivamente, constitui as enxurradas, os
córregos, os rios e os lagos.
O objetivo prático dos estudos de escoamento superficial pode
ser assumido como a necessidade de se estimar as vazões de
projeto das obras de engenharia.
Os principais métodos utilizados para determinação dessas
vazões são:
a) Empíricos;
b) Estatísticos;
c) Hidrometeorológicos;
d) Método Racional

 Utilizado para bacias que não apresentam complexidade e
que tenham no máximo 1 km2.
 Consiste na aplicação da seguinte expressão:
Q = C . i . A
Onde:
Q = vazão de enchente na seção de drenagem, em m3/s;
C = coeficiente de escoamento superficial (tabelado);
i = intensidade média de precipitação sobre toda a área da bacia, com
duração igual ao tempo de concentração, em m3/s por hectare;
A = área da bacia, em hectare.
MÉTODO RACIONAL

DRENAGEM URBANA
Conjunto de atividades, infra-estruturas e instalações operacionais de
drenagem urbana de águas pluviais, de transporte, detenção ou retenção para
o amortecimento de vazões de cheias, tratamento e disposição final das
águas pluviais drenadas nas áreas urbanas (Lei Federal 11.445/07).
As soluções de engenharia da drenagem urbana são tratadas em duas partes
distintas:
a) Microdrenagem: que se inicia nas edificações, seus coletores
pluviais, prossegue no escoamento das sarjetas e entra nos bueiros e
galerias. Neste caso, os estudos voltam-se para os traçados das ruas,
seus detalhes de largura, perfis transversais e longitudinais, para a
topografia, declividade e utilização viária.
b) Macrodrenagem: o interesse é a área total da bacia, seu escoamento
natural, sua ocupação, cobertura vegetal, os fundos de vale e os cursos
d’água, bem como os aspectos sociais envolvidos nas soluções
adotadas.

MICRODRENAGEM
a) Tempo de Recorrência (T): para fins de dimensionamento de
estruturas de microdrenagem são adotados os valores da
tabela abaixo.
Fonte: CETESB (1980)
Tipo de Ocupação da Área T (anos)
Residencial 2
Comercial 5
Áreas com edifícios de serviço ao público 5
Aeroportos 2 – 5
Áreas comerciais e artérias de tráfego 5 – 10
FATORES HIDROLÓGICOS

b) Duração de chuva: quando se aplica o método racional, tem-se
que a duração da chuva (t) é igual ou superior ao tempo de
concentração da bacia (tc).
OBS.:  para cada um dos trechos de galeria a área a ser considerada é sempre a
sua extremidade de montante, pois aí se concentra a vazão a ser conduzida
no trecho;
 para o primeiro trecho da galeria, tc é o mesmo da área a montante do
início da galeria. Para os trechos seguintes, o tempo de concentração será:
tc = tc (anterior) + tp.
onde: tp = L/v = (comp. trecho anterior/velocidade)
MICRODRENAGEM

c) Coeficiente de escoamento superficial (C): sugere-se a adoção
de um único valor para toda a bacia, resultante da média
ponderada das parcelas da área total com seus respectivos
coeficientes , como pesos, conforme as características
fisiográficas.
bacia)todapara(válido
.
A
CA
C
nn
Observação:
Pode-se calcular médias ponderadas sucessivas, à medida que novas
áreas passem a contribuir na galeria.
MICRODRENAGEM

COEFICIENTE DE ESCOAMENTO SUPERFICIAL (C)

a) Sarjetas e sarjetões;
b) Bocas de lobo;
c) Tubos de Ligação;
d) Caixas de ligação;
e) Poços de visita; e
f) Galerias.
MICRODRENAGEM
ELEMENTOS DE CAPTAÇÃO E TRANSPORTE

 no caso das sarjetas, são calhas formadas por faixas da via
pública e o meio fio (guia), enquanto os sarjetões são faixas nos
cruzamentos de ruas e que são coletadoras das águas caídas ou
lançadas nessas vias.
 funcionam como canais de seção triangular e sua capacidade
máxima de transporte pode ser calculada pela fórmula de
Manning.
onde: A é seção da sarjeta; RH é o raio hidráulico e I é a declividade
longitudinal da rua.
Importante: quando a vazão de enxurrada superar esse valor são
necessárias bocas de lobo.
2/13/2
H I.R.
n
A
Q 
SARJETAS E SARJETÕES

Seção Tipo. Fonte: Botelho (1998).
Tipos de Guias. Fonte: Botelho (1998).
GUIAS E SARJETAS

Guia e Sarjeta de Concreto. Fonte: Botelho (1998).
GUIAS E SARJETAS

Rasgo e Sarjetão. Fonte: Botelho (1998).
RASGOS E SARJETÕES

“Para aproximar o resultado teórico das condições reais de
escoamento, recomenda-se a adoção dos fatores de redução:

Continua →

São dispositivos localizados nas sarjetas para a captação das
águas em escoamento nas mesmas, quando se esgota sua
capacidade hidráulica.
 Podem ser de guia, de sarjeta ou mistas, com grelhas ou não.
 Devem ser localizadas em ambos os lados das ruas e nos
pontos baixos das quadras.
 A capacidade hidráulica das bocas de lobo tipo guia pode ser
considerada como a de um vertedor de parede espessa, cuja
expressão é:
Q = 1,71 . L . H3/2 (m3/s)
Onde:
L = comprimento da abertura (m);
H = altura da água nas proximidades (m).
BOCAS DE LOBO (BL)

BOCAS DE LOBO (BL)
Fonte: Miguez et al. (2016).

Boca de Lobo Múltipla.
Fonte: Botelho (1998).
BOCAS DE LOBO (BL)

Observações:
1. Para boca de lobo de sarjeta pode ser utilizada a expressão
anterior substituindo L por P = perímetro da área livre do
orifício.
2. Para boca de lobo mista, a capacidade hídrica é a soma das
vazões calculadas para a guia e para a sarjeta.
3. Fatores de Redução:
BOCAS DE LOBO (BL)

BOCAS DE LOBO (BL)
Fonte: Miguez
et al. (2016).
Δ𝑥 =
2 . 𝑄
𝐶. i . 𝐿

CLASSIFICAÇÃO DE VIAS PÚBLICAS

Tubos de Ligação: são ligações entre as bocas de lobo e os
poços de visita ou caixas de ligação.
Caixas de Ligação: são utilizadas para receber tubos de ligação
de bocas de lobo intermediárias ou para evitar excesso de
ligações no mesmo poço de visita (máximo de quatro). Não são
câmaras visitáveis.
Poços de Visita: são câmaras visitáveis cuja função principal é
permitir o acesso ás galerias para inspeção e desobstrução.
OUTROS DISPOSITIVOS

As vazões de projeto de cada trecho definidas pelo método
racional, observando os seguintes princípios:
1. a duração da chuva que resulta na vazão máxima é igual
ao tempo de concentração;
2. a intensidade permanece constante na duração da chuva;
3. a impermeabilidade não se altera na duração da chuva;
4. o escoamento nas galerias é livre em regime permanente e
uniforme.
GALERIAS

Critérios a serem observados no seu dimensionamento, segundo
Azevedo Netto:
1. nas seções circulares, o diâmetro mínimo de 300 mm;
2. as seções circulares são dimensionadas a seção plena (Y/D =
1) ou para Y/D = 0,95; (Nosso caso  Y/D ≤ 0,85)
3. a velocidade mínima de 0,75 m/s;
4. a velocidade máxima de 5,00 m/s; (pode ser menor!!!)
5. recobrimento mínimo de 1,0 m;
6. os diâmetros não devem decrescer de montante para jusante;
7. nas mudanças de diâmetro (ou dimensões), as geratrizes
superiores internas devem estar alinhadas.
GALERIAS

 Roteiro de dimensionamento:
1. Cálculo da vazão a ser captada pelo primeiro trecho;
2. Definir o diâmetro (começar pelo mínimo recomendado);
3. Definir a declividade do trecho em função da declividade do
terreno (greide da rua), observando o recobrimento mínimo e
a profundidade máxima recomendados;
4. Calcular a vazão e velocidade plenas (Y/D = 1):
5. Comparar a vazão do trecho com a vazão plena: se Q<Qp está
ok!; se Q>Qp aumenta-se o diâmetro.
6. Com a relação Q/Qp determina-se os valores de v, A, RH e
Y/D.
2/1
3/2
p
2/1
3/22
p
I.
4
D
.
n
1
v
I.
4
D
n
D
.
4
Q















GALERIAS

BIBLIOGRAFIA
• Azevedo Netto, J. M. de. 1998. Manual de Hidráulica. 8ª
Edição – São Paulo: Editora Blucher, 1998.
• Botelho, Manoel Henrique Campos. Águas de Chuva:
Engenharia das águas pluviais nas cidades. 2ª Edição – São
Paulo: Edgard Blücher, 1998. 238 p.
• Miguez, Marcelo Gomes; Veról, Aline Pires; Rezende,
Osvaldo Moura. Drenagem urbana: do projeto tradicional à
sustentabilidade. 1ª edição. Rio de Janeiro: Elsevier, 2016.
366 p.

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