Apostila de hidrologia e drenagem

Transcrição

Universidade Estadual de Campinas – C E S E T
Hidrologia e Drenagem
Professor: Hiroshi
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,
ST – 306
2003
Professor: Hiroshi
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1° Parte: Hidrologia
I – Hidrologia: como conceito ou definição, trata-se da ciência que estuda a água do Planeta
Terra, consequentemente, as ocorrências, circulação e distribuição, analisando e estudando
física e quimicamente quanto a propriedade bem como a inter-relações.
Os estudo Hidrológico são importante no tocante aos efeitos catastróficos das grandes
cheias e estiagem e evidentemente, o quanto o trabalho humano interfere positivamente ou
negativamente sobre o meio ambiente.
II - Ciclo Hidrológico: No Planeta Terra nota-se a presença de água no estado líquido,
sólidos e gasoso, na atmosfera, na superfície, no solo, no subsolo, nos rios, lagos oceano e
mares, também nas calotas polares e também na atmosfera, todos, seja em qualquer lugar,
posição ou época, em constante movimento, o qual chamamos ou denominamos tecnicamente
de “Ciclo Hidrológico”.
Pelo Ciclo Hidrológico notamos as mudanças de estado ou posição em relação ao Planeta
Terra, seguindo:
-
Precipitação;
-
Escoamento (intercepção);
-
Escoamento (subterrâneo);
-
Evaporação.
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III - Aplicação:
III – 1 – Abastecimento:
-
Domestico;
Industrial;
Irrigação.
III – 2 – Drenagens:
-
Drenagem superficial;
Drenagem subterrânea.
III – 3 – Obras Hidráulicas (Dimensionamento):
-
Controle de cheias;
Pontes;
Bueiros;
Galerias;
Barragens;
Diluição.
III – 4 – Irrigação:
-
Controle estiagens;
Controle de abastecimento alimentar;
Bem estar social.
IV – Precipitação “Chuvas”
IV – 1 – Conceito físico: O ar atmosférico quente e úmido, expande-se adiabaticamente
(sem troca de calor ), eleva-se e resfria proporcionalmente em função da altitude (ver
esquema de temperatura), até atingir seu ponto de saturação. Uma parcela desse vapor de
água se condensa sobre os núcleos de condensação (partículas suspensas, formando as
nuvens, conforme esquema abaixo:
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Coalescência
IV – 2 - Sistema de Tempo Meteorológico “Depressões Frontais”
IV – 2 – 1 – Frontais: Trata-se da ascensão do ar atmosférico úmido no setor das encostas
de duas superfície descontinuas, ou seja, zona de transição entre duas massa de ar com
características diferentes como circulação ciclônica, sistema alongado de baixa pressão
atmosférica. É importante saber que a ocorrência se dá na troposfera ( ver esquema de
altitude) mais baixa. (abaixo de 6.000 metros de altitude). A superfície frontal é inclinada, isto
é, o ar mais frio e denso se introduz por baixo do ar mais quente sob forma de cunha, fazendo
com que o ar mais quente e menos denso se deslize sobre o ar mais frio e denso, componente
nas frontais conforme esquema abaixo:
Superfície Base de Declive
Frente
Inclinação
Superfície Base
Frente: Linha de interseção da superfície frontal com o nível do solo, ou superfície de base.
IV – 2 – 2 – Tipos de Frente “Frontais”
IV – 2 – 2 – 1 – Frente quente: É o deslocamento da massa de ar mais quente para a mais
fria, onde em um determinado ponto, o ar quente tende a se elevar ou ascender ou até
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mesmo substituir um ar mais frio (conforme o esquema apresentado). O deslocamento ocorre
do Equador para os Pólos.
“É de grande importância, saber que essa ocorrência, em termos de Hidrologia e Drenagem,
influi muito em bacias hidrográficas grandes”.
•
Diagnósticos meteorológicos locais ocasionados por uma frente quente:
•
Na vanguarda (antes ou inicio):
-
Pressão atmosférica: constante diminuição;
-
Ventos: velocidades variada (inconstante);
-
Temperatura: Constante ou ligeiro aumento gradativo;
-
Umidade: aumento gradativo;
-
Nuvens: de baixo para cima, nota-se a presença de nimbos-stratus; alto–stratus;
camulos-strtus e cirros;
-
Condição do tempo: chuva continua;
-
Visibilidade: sob chuva, más condições, boas sem chuvas;
-
Abrangência: largura da varredura de 80 a 240 quilômetros;
-
Deslocamento: do Equador para os Pólos no hemisfério Sul – NW – SE no hemisfério
Norte – SW – NE.
No domínio (durante):
•
-
Pressão atmosférica: cessa a diminuição;
-
Vento: muda de direção e diminui a velocidade;
-
Temperatura: aumenta levemente;
-
Umidade: rápida elevação;
-
Nuvens: nimbos e baixo–stratus;
-
Condições do tempo: diminui a precipitação, quase cessando;
-
Visibilidade: ruim, com nuvens baixas e neblina.
Na retaguarda (após):
•
-
Pressão atmosférica: pouca variação, quase estável;
-
Vento: constante;
-
Temperatura: pouca variação;
-
Nuvens: stratus e stratus–cumulos ;
-
Tempo: chuvas intermitentes, chuviscos;
-
Visibilidade: nuvens baixas, nevoeiros, ruim.
IV – 2 – 2 – 2 – Frente Fria:
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É o deslocamento de uma massa de ar mais fria para uma massa de ar quente, com
penetração em forma de cunha, provocando a ascensão do ar quente. A inclinação é em torno
de 1:40 a 1:80 Km, com deslocamento de 50 a 80 Km/h, do Pólo Sul para o Equador (SW –
NE) HS e no HN (NW – SE).
•
Diagnósticos meteorológicos locais ocasionados por uma frente fria:
•
Na vanguarda (inicio):
-
Pressão atmosférica: diminuição;
-
Ventos: velocidade variada, com variações sintomáticas;
-
Temperatura: constante com algumas quedas durante as chuvas;
-
Umidade: estável sem variações notória;
-
Nuvens: alto-cúmulus e strato-cumulus seguidas por cumulo-nimbos;
-
Tempo: algumas chuvas com trovoadas;
-
Visibilidade: ruim, com presença de nevoeiros.
•
No domínio (durante):
-
Pressão atmosférica: rápida elevação;
-
Ventos: Rajadas, com súbitas mudanças de direção;
-
Temperatura: queda acentuada;
-
Unidade: queda acentuada;
-
Nuvens: alto–cumulus e strato–cumulus, seguidas por cumulo–nimbos;
-
Tempo: aguaceiros, acompanhado de granizos e trovoadas;
-
Visibilidade: má condição temporária seguida de melhoria rápida.
•
Na retaguarda (após):
-
Pressão atmosférica: elevação lenta e continua;
-
Ventos: rajadas, e posterior constância;
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-
Temperatura: estável com pequena variação, quase imperceptível ambientalmente;
-
Nuvens: cumulus e, cumulus-nimbos;
-
Tempo: chuvas com nuvens baixas com precipitação intensa com passagem rápida;
-
Visibilidade: muito boa.
IV – 2 – 2 – 3 – Frente oclusa: no encontro entre duas frentes, ou seja, uma frente fria
alcançando uma frente quente , uma delas é elevada, isto é, o ar quente entre as frentes é
elevado da superfície até ocorrer completa oclusão (ver esquema abaixo). A frente oclusa é
caracterizada por dois tipos.
IV – 2 – 2 – 3 – 1 – Oclusão fria e quente:
IV – 3 – Sistema de tempo meteorológico “Depressão não Frontais”
IV – 3 – 1 – Depressões Térmicas:
Resultante de prolongado e intenso aquecimento solar na superfície terrestre “solo e ar
atmosférico sobrejacente”. Devido ao aquecimento, ocorre uma expansão geral do ar e,
conseqüentemente, uma ascensão, provocando então a queda da pressão atmosférica ao nível
do solo.
A ocorrência deste fenômeno não causa mau tempo generalizado, salvo em condições
em que o ar atmosférico esteja muito úmido. No deserto quente, as depressões térmicas
provocam ventos convectivos seco e quente. Nas latitudes médias as depressões térmicas
estão sempre associadas a trovoadas principalmente no verão.
São as causadoras da conhecida chuva de verão ou chuvas convectivas localizadas, com
grande intensidade e curta duração.
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São também as causadoras de um problema de drenagem como cheias e enchentes.
Na região Sudeste do Brasil mais precisamente no Estado de São Paulo, as chuvas
convectivas ocorrem no período vespertino, onde o sentido predominante é de NW para SE.
Formação:
1.
Estratos: Nuvens em camadas baixas, cinzenta, bastante uniforme, pouco acima do
nível de condensação + 20 metros de altitude ( nuvens baixas) – chuviscos.
2. Cúmulos: Nuvens baixas, isoladas ou esparças, densas, forma de torres – couve-flor, com
base escura média (sombra de base).
3. Estratos–Cúmulos: Nuvens baixas, estratificadas, que apresentam revoluções verticais,
esbranquiçadas e alongadas, nota-se uma espessura irregular na camada superior,
prenunciam uma relativa densidade, com possíveis tendência de chuvisco e garoas.
4. Nimbos–Estratos: Nuvem baixa, com base apresentando horizontalização e sombra
relativamente escura, dando tendência de breves precipitações bem localizadas. Elas
sempre estão associadas a nuvens Estrato–Cúmulos e são alongadas.
5. Nimbos: São nuvens densas de altitude em torno de 2,5 Km, localizadas abaixo dos Alto–
Estratos, são bem escuras devido a espessura superior e provoca chuvas fortes e
trovoadas. São as nuvens de descarga de precipitação das convectivas.
6. Cúmulos–Nimbos: São nuvens situadas logo acima do Nimbos, que mostram grande
espessura vertical, e também se localiza na parte intermediária entre os Nimbos e a
Bigorna, logo abaixo do nível de congelamento (10 Km).
7. Cirro–Cúmulos: São as nuvens localizadas próximas ao nível de congelamento, na
altitude em torno de 10 a 11 Km, mostram aspecto lácteo, dissociadas em flocos (céu
encarneirado), carregadas de Gelo.
8. Cirro-Stratos: São nuvens altas, componentes do Topo da Bigorna, nas nuvens espessas,
numa altitude entre 10,5 a 11,5 km, não ocultam o sol nem a lua, e às vezes mostram o
Halo ( reflexão do espectro).
9. Cirros-Fibratus: São nuvens mais altas, prenunciam mudança de tempo (chuvas), são
conhecidas como “Rabo de Galo”.
IV-3-2- Depressão Ar Polar:
Desenvolvem-se no ar instável dos pólos. Ocorrem principalmente no inverno, com
duração de um a dois dias, trazem chuvas e muita instabilidade.
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IV-3-3- Depressões de Sotavento:
Sotavento são os deslocamentos de ar que atravessam o relevo (figura abaixo), assim
como os deslocamento que chegam são chamados de Barlavento. No nordeste Brasileira o
Barlavento é chamado de “Barravento”.
2° Parte “ Bacia Hidrográfica”
I - Definição: Trata-se de uma superfície definida topograficamente é drenada por um curso
d'água ou um talvegue, tal que toda vazão efluente seja descarregada ou passe por um
determinado ponto definido, por outro lado, ou seja, á montante, o limite de uma bacia
Hidrográfica é sempre definida e limitada por um divisor de água, mais comumente
denominada de “Espigão” ou “Divisor topográfico” .
II -Tipos de curso D´água:
II-1- Perenes: Mantém sempre uma vazão no talvegue ou álveo durante o ano todo.
NT
NF chuvoso
NF seco
1 – Nível Freático Máximo: Período das Chuvas
2 – Nível Freático Mínimo: Período das Estiagens
II-2-Intermitentes: Apresenta um fluxo de água sazonal, somente no período chuvoso,
onde o nível freático se eleva e passa a contribuir sob forma de afloramento sub-superficial.
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CHUVAS
NF máx.
SECAS
NF min.
II-3-Efemeros: Só apresenta fluxo durante, e logo após as chuvas “valetas”.
III- Características Físicas:
III-1- Área de Drenagem “A” ou “S”:
Determinadas topograficamente ou planimétricamente, acompanhando os Espigões e
fechando sempre ortogonalmente às curvas de nível em direção ao “ponto do projeto”.
“Ponto do Projeto” Trata-se do local definido para avaliar as vazões ou mais
precisamente o local da obra a ser executada, como exemplo, pontes, barragens, bocas de
lobo, sarjetas e sargetões.
III-2- Quanto a forma:
III-2-1-Coeficiente de Compacidade “Kc”
Relaciona o perímetro da bacia hidrográfica, com uma circunferência de um circulo de
área igual ao da bacia
Perimetro da Bacia " P" (Km)
Kc =
C i r cu n f e r ê n c i a de um círculo de área igual ao da Bacia Hidrográfica (Km)
A = πR 2 ⇒ S = πR 2
A
P
R=
⇒ Kc =
π
2πR
OBS: Quando o valor de “Kc” tender a 1 ou aproximar de 1, maior é a probabilidade de
ocorrer cheia.
O fator de forma da bacia é importante na definição do tempo de concentração.
III-2-2- Fator de Forma “KF”:
Relaciona a largura média da bacia com o comprimento Axial da Bacia Hidrográfica.
Kc =
L argura Médiada Bacia " L"
C o m p r i m e n t o Axial da Bacia " L"
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Sendo:
A
L=
L
onde : A = Área da Bacia ( Km 2 )
L = Comprimento Axial ( Km )
III-2-3-Densidade de Drenagem “Dd”:
Relaciona o comprimento total dos cursos d’água dentro da bacia hidrográfica com a
área da bacia hidrográfica.
Dd =
Comprimento dos Cursos d´água ( Km)
Área da Bacia ( Km 2 )
LT = Comprimento Total dos Cursos d'água
A = Área da Bacia Hidrográfica
Dd =
Lt
A
Km −1
III-3-Característica do Relevo de uma bacia:
III-3-1- Curva Hipsométrica:
Relaciona as áreas localizadas acima ou abaixo das curvas de nível.
Exemplo:
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1
2
Ponto
Médio
501
495
485
475
465
464
Cotas
502-500
500-490
490-480
480-470
470-460
460-448
3
Área
(Km2)
1,2
5,5
6,7
7,2
6,4
6,1
4
Área
Acum.
1,2
6,4
13,1
20,3
26,7
32,8
5
6
%
% Acum.
17,10
16,30
18,40
16,2
16,1
15,9
17,10
33,40
51,80
68,00
84,10
100,00
7
Coluna 2 x
Coluna 3
601,20
2574,00
3249,50
3420,00
2976,00
2769,40
III-3-2- Declividade do Álveo:
A velocidade de um rio, depende da declividade dos canais pluviais onde, quanto maior
a declividade, maior é a velocidade.
A declividade média, dividindo-se a diferença total de elevações do leito pela extensão
total horizontal.
S6
510
500
S5
S4
490
480
∆H
470
S3
S2
460
450
440
S1
L
S
∆H
=
∑ l
1
S1 =
-
L
L
L
L
L
L
L
L
∆H ≠ de cotas ( MAIS ALTA – MAIS BAIXA)
502 − 448
= 0,0063 m x 100 = 0,628 %
m
8600
A declividade pode ser definida também de maneira que a reta traçada defina áreas
iguais acima e abaixo no perfil destacada como “S2”.
-
S3 =
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Outro índice é o da declividade (S3) que indica o tempo de percurso da água ao longo
do perfil longitudinal onde:
Distância em Km
∑ li Si
III-4-Escoamento Superficial:
III-4-1- Generalidades: O escoamento superficial é o fator mais importante do ciclo
hidrológico em termos de drenagens. Trata-se da ocorrência e transporte de água na
superfície terrestre e esta associado à maioria dos estudos hidrológicos e proteção aos
fenômenos catastróficos provocados pelo seu deslocamento, abrangendo desde o excesso de
precipitações e suas diretas conseqüências até um dimensionamento preventivo duradouro.
III-4-2-Fatores Influentes:
III-4-2-1 – Fatores Climáticos:
-
Intensidade: Quanto maior a intensidade, lógico será maior o escoamento superficial;
-
Duração: Quanto maior a duração, maior o escoamento superficial;
-
Precipitações Antecedentes: Quanto maior a umidade do solo (saturação) maior o
escoamento superficial.
III-4-2-2- Fatores fisiográficos:
-
Área da bacia: quanto maior a área da bacia, maior o escoamento superficial;
-
Permeabilidade do solo: quanto mais permeável o solo, menor será o escoamento
superficial;
-
Interceptores: obras hidráulicas contidas na bacia, principalmente barragem, diminuem
o escoamento superficial, porém, retificações nos meandros dos curso d´água
aumentam o escoamento superficial;
-
Vegetação: quanto maior for a presença de vegetação em densidade, menor é o
escoamento superficial;
-
Declividade: quanto maior for a declividade, maior o escoamento superficial.
III-5-Grandeza que caracterizam o escoamento superficial:
III-5-1- Vazão “Q”: é a principal grandeza que caracteriza o escoamento e é
normalmente expressa em m3/s.
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A quantidade da vazão, está diretamente associada à velocidade de escoamento e na
área superficial e a velocidade por sua vez está diretamente ligada proporcionalmente à
declividade superficial já a área superficial está associada à forma ou figura da área.
Q = S.V ou Q = A.V onde:
V=velocidade (m/s)
S=A= Área (Km2) ou (hectares) ou (m2)
III-5-2-Vazão especifica: É definida como vazão por unidade de área, e serve como
comparativo entre bacias.
III-5-3-Coeficiente de escoamento superficial “C”: Também denominado,
comumente, como coeficiente de “Run-Off” e é a relação entre volumes precipitados.
" C" =
Volume Escoado
Volume precipitado
Obs.: Os valores de “C” encontram-se tabelados ou pre-estipulado. Para melhor eficiência,
o ideal é adotar conforme características da bacia hidrográfica.
III-5-3-1-Quanto ao relevo “CR”:
-
Terreno íngreme, com declividade média superior a 30% ⇒ 0,40.
-
Terreno montanhoso, com declividade média de 10% a 30% ⇒ 0,30.
-
Terreno ondulado, com declividade média de 5% a 10 ⇒ 0,20.
-
Terreno relativamente plano, com declividade média de 0,1% a 5% ⇒ 0,10.
III-5-3-2-Quanto a infiltração no solo “CIS”:
-
Sem cobertura ou sem efeito, com presença de pedras, ou ainda com uma fina camada
de solo, com baixa capacidade de infiltração ⇒ 0,20.
-
Infiltração lente, solo argiloso, com baixa capacidade de absorção, tipicamente
considerado como barro ⇒ 0,15.
-
Infiltração normal, com camada argilosa profunda, típicas de região de planícies⇒ 0,10.
-
Infiltração elevada, com camada arenosa profunda, ou mesmo quando se nota que o
solo possui grande capacidade de infiltração (seca rapidamente), solo poroso ⇒ 0,05.
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III.5.3.3. Cobertura vegetal: “CV”:
-
Cobertura esparsa ou mesmo ausente, escassa ou rala ⇒ 0,20.
-
Cobertura esparsa a moderada, com cultura nas áreas limpas com cobertura pobre, e
menos de 10% de área drenante ⇒ 0,15.
-
Cobertura moderada a boa, com 50% em média da área de drenagem com boas
pastagens, arvoredos, culturas nas áreas limpas inferiores a 50% da área drenante ⇒
0,10.
-
Cobertura boa e excelente, com cerca de 90% da área drenante de pastagens,
arvoredos ou cobertura equivalente ⇒ 0,05.
III.5.3.4. Acumulação superficial “CAS":
-
Acumulação precária ou negligenciável, com depressão superficiais raras ou poucas,
com escoadouro íngreme e pequeno, desprovidos de lagos ou pântanos ⇒ 0,20.
-
Acumulação baixa, com pequenos escoadouros bem definidos e privados de lagos e
pântanos ⇒ 0,15.
-
Acumulação normal, bem considerável nas depressões superficiais, com sistemas
drenantes de solos típicos de planícies com lagos e pântanos inferiores a 2% da área de
drenagem ⇒ 0,10.
-
Acumulação elevada, nas depressões superficiais, com planícies alagadas e grande
quantidade de lagos ⇒ 0,05.
III-5-3-4-Classificação da bacia:
-
Extrema: Quando a soma dos coeficientes, quanto ao relevo + infiltração no solo +
cobertura vegetal + acumulação superficial resultar ⇒ 1,00.
-
Elevado: Quando a soma dos coeficientes, quanto ao relevo + infiltração no solo +
-
Normal: Quando a soma dos coeficientes, quanto ao relevo + infiltração no solo +
-
Baixo: Quando a soma dos coeficientes, quanto ao relevo + infiltração no solo +
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Obs.: Esta classificação é muito importante no projeto de barragens e essas
informações devem ser coletadas e observadas no local, fazendo investigações do
subsolo análise do solo, em paralelo com foto-interpretações.
Note-se também que numa bacia hidrográfica, principalmente nas grandes, ocorrem
variações ou diversificações nos item acima, isso faz com que seja necessário fazer uma
média ponderada, diretamente proporcional a área predominante de cada uma dessa
características.
Ex.: Numa bacia onde em termos de cobertura vegetal, existem setores com cobertura
vegetal boa, outro setor com cobertura moderada, e outro com cobertura fraca,
devemos medir a área predominante de cada tipo e relacionar com a área total.
1- Área total da bacia hidrográfica = 75 Ha
2- Área com cobertura vegetal boa = 34 Ha Ccv1 = 0,05
3- Área com cobertura moderada = 23,5 Ha Ccv2 =0,10
4- Área com cobertura fraca = 17,5 Ha Ccv3 = 0,20
III-5-3-5-Valores complementares do coeficiente de Run–Off:
Os dados subseqüentes dos valores de coeficientes de escoamento superficial devem
ser cuidadosamente aplicados, os quais são aplicados e utilizados sempre referencialmente a
cada tipo de obra e com projeções futuras.
TIPOS DE SOLO
Declividades (%)
Barro Arenoso
Barro Argiloso-Arenoso
Argiloso
Florestas:
0–5
5 – 10
0,10
0,25
0,30
0,35
0,40
0,50
Pastagens:
0–5
5 – 10
10 – 30
0,10
0,15
0,20
0,30
0,35
0,40
0,40
0,55
0,60
Terra cultivada:
0–5
5 – 10
10 – 30
0,30
0,40
0,50
0,50
0,60
0,70
0,60
0,70
0,80
Tabela I (Drenagem na Agricultura)
Obs.: Os valores acima estão mais indicados para dimensionamento de canais e para
sistematização de terrenos.
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Os coeficientes subseqüentes são aplicáveis a tormentas (tempestades) de período de
retorno de 5 a 10 anos “T” .
Obs.: O período de retorno “T” de um chuva ou de um pico de cheia está diretamente
relacionado com o grau de segurança e proteção no dimensionamento de obras.
Descrição da Área
Coef. De Run-Off
Área comercial:
- Residência
- Bairros
Área residencial:
- Residência isolada
- Unidades múltiplas (separadas)
- Unidades múltiplas (conjuntos)
- Lotes acima de 2000 m2
Áreas com prédios de apartamentos
Área industrial:
- Industriais leves (pequenas)
- Industriais pesadas (grandes)
Parque e cemitérios
0,70 – 0,95
0,50 – 0,70
0,35 – 050
0,40 – 060
0,60 – 0,75
0,30 – 0,45
0,50 – 0,70
0,50 – 0,80
0,60 – 0,90
0,10 – 0,25
Descrição da Área
Coef. De Run-Off
Área de recreação “playgronds”
0,20 – 0,35
Pátios ferroviários
0,20 – 0,40
Área sem melhoramentos
0,10 – 0,30
Tabela II Método racional
Obs.: Estes valores são aplicados nos dimensionamentos, utilizando-se o método
racional.
Uso do solo ou grau de urbanização
Valores de Coef. Run-oof
Mínimos
Máximas
Área com urbanização futura (projeção)
“Totalmente Urbanizada”
Ares com urbanização Futura (projeção)
“Parcialmente urbanizada”
Área com predomínio de plantação, pasto e
urbanização recente
Tabela III Método Racional (complementar)
0,50
0,70
0,35
0,50
0,20
0,35
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Características da Superfície
Ruas:
- Com pavimentação asfaltica
- Com pavimentação de concreto
Passeios ( calçadas )
Telhados
Terrenos com capim (solo arenoso):
- Pequena declividade (2%)
- Declividade média (2% a 7%)
- Declividade acentuada (7% ou mais)
Terrenos com capim (solo silte arenoso):
- Pequena declividade (2%)
- Media declividade (2% a 7%)
- Acentuada declividade (acima de 7%)
Coef. De Run-Off
0,70 – 0,95
0,80 – 0,95
0,75 – 0,85
0,75 – 0,95
0,05 – 0,10
0,10 – 0,15
0,15 – 0,20
0,15 – 0,20
0,20 – 0,25
0,25 – 0,30
Tabela IV – Método Racional - Composição
III-5-4-Tempo de concentração; “tc”:
É o tempo de duração da chuva, e deve ser correlacionado com o tempo gasto para a
concentração na bacia em estudo, em resumo, trata-se do tempo necessário para que toda
área de drenagem passe a contribuir efetivamente na seção ou ponto do projeto.
Considera-se a chuva de projeto com intensidade constante ao longo do tempo sabendo
que seu valor varia inversamente com a duração. De maneira geral, o tempo de
concentração de uma bacia hidrográfica, depende dos seguintes parâmetros.
-
Área da Bacia;
-
Comprimento e declividade do canal mais longo (principal);
-
Comprimento ao longo do curso, principal, desde o centro da bacia até a seção de saída
considerada (ponto de projeto);
-
Forma da bacia;
-
Declividade média do terreno;
-
Declividade e comprimento dos afluentes;
-
Rugosidade do canal;
-
Tipo de cobrimento vegetal;
-
Professor: Hiroshi
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Distância entre o ponto de projeto ao espigão “divisor topográfico”, sendo que as três
primeiras características fisiográficas citadas acima são as que mais influenciam no
tempo de concentração.
O tempo de concentração não é constante para uma dada área, mas sim varia com o
tipo de recobrimento vegetal e altura de distribuição da chuva sobre a bacia. Mas, para
períodos de retorno superiores a 10 anos, a influência da vegetação pode ser desprezada.
Existem fórmulas empíricas e ábacos que fornecem o valor do tempo de concentração
em função das características físicas da bacia.
-
Formulas Empíricas:
tc = 4,54 A ( regiões Planas )
tc = 7 ,63
Onde:
"Ventura "
A
( regiões com Declives )
I
"Ventura "
A = Área da bacia hidrográfica (km2)
tc = Tempo de concentração (minutos)
tc = 345 ,6 A.I " Pasini "
i = Declividade média do talvegue
i = m/km
OBS.: Existem outras formulas para tc, ver adiante.
III-5-5-Período de Retorno: “T”:
A intensidade média da precipitação quer seja obtida diretamente da análise estatística de
chuvas em áreas, ou quer seja de valores pontuais, irá sempre depender da freqüência do
evento considerado.
Deve-se lembrar que se utiliza a precipitação com a finalidade de se obter uma estimativa
de pico de vazão no escoadouro (talvegue) de uma bacia hidrográfica.
A escolha do período de retorno deve ser feita admitindo-se que o tempo de retorno da
precipitação seja o mesmo da cheia que ela provoca. Isto não é exatamente verdadeiro, pois a
concorrência de uma grande cheia não depende apenas da ocorrência repetida, ou ser
repetida mas sim, das condições em que se encontra uma bacia durante o fenômeno em
termos de escoamento superficial (intercepções por falta de limpeza ou manutenção).
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O período de retorno está sempre relacionado com o grau de segurança que se deseja
proporcionar aos bens protegidos (vida humana) e, portanto, relaciona-se diretamente no
dimensionamento de obras.
A seleção do período de retorno de um evento “Chuva” de um projeto qualquer requer
usualmente um estudo técnico – econômico que indique qual o risco do capital aplicado nessas
obras.
Este risco está associado aos danos provocados por eventos hidrológicos, e deve ser
minimizado.
Em resumo, período de retorno é o intervalo médio de tempo expresso em anos, onde o
evento “chuva” pode ser igualado ou superado em relação ao numero de observações de pelo
menos um vez.
III-5-6-Freqüência:
É o número de ocorrência de uma dada precipitação no decorrer de um intervalo de
tempo fixado.
1
= Período de Re torno
F
Ex.: Através das altura máximas de chuva de duração de 24 horas, lidas em pluviômetros,
são diferentes de chuvas de duração de 24 horas.
Os dados subseqüentes são resultados pesquisados de chuvas máximas de duração igual a
24 horas na cidade de São Paulo. A interpretação segundo o conceito de freqüência será:
(50,8 mm/h);
(54,8 mm/h);
(64,7 mm/h).
(78,0 mm/h);
(65,7 mm/h);
(73,1 mm/h).
(78,7 mm/h);
(69,9 mm/h);
(71,7 mm/h).
(84,4 mm/h);
(82,7 mm/h);
(90,2 mm/h).
(119,2 mm/h);
(124,3 mm/h);
(92,2 mm/h).
(93,6 mm/h);
(140,2 mm/h);
(88,1 mm/h).
(86,5 mm/h);
(84,8 mm/h);
(83,0 mm/h).
(82,3 mm/h);
(82,0 mm/h);
(72,7 mm/h).
(68,3 mm/h);
(65,3 mm/h);
(63,2 mm/h).
(53,2 mm/h);
(53,7 mm/h);
(55,7 mm/h).
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(58,6 mm/h);
(60,6 mm/h);
(75,5 mm/h).
(55 mm/h);
(81,3 mm/h);
(81,3 mm/h).
N° de ordem:
Precipitação:
1
140,2
2
124,3
3
119,2
4
93,6
5
92,2
6
90,2
7
88,1
8
86,5
9
84,8
10
84,4
11
83,0
12
82,7
13
82,3
14
82,0
15
81,3
16
81,3
17
78,7
18
78,0
19
75,5
20
73,1
21
72,7
22
71,7
23
69,9
24
68,3
25
65,7
26
65,3
27
64,7
28
63,2
29
60,6
30
58,6
31
55,7
32
59,0
33
54,8
34
53,7
35
53,2
36
50,8
Com:
m = numero de ordem
n = numero de anos de observação
F = freqüência
F = P= estimativa probabilística
F = m/m (método Califórnia)
F = m/(n+1) (método de Kimbal)
Ex.: Para m = 20 – 73 mm de precipitação
N = 36 (36 anos observados)
M = 20 (dado)
F = 20 = 0,556
36
-
F% = 55,6
Portanto há uma probabilidade de 55,6% de ocorrer a chuva de 73,1 mm e duração igual a
24 horas ou ser superior pelo menos uma vez, num ano qualquer.
T = Período de retorno:
T=
1
F
⇒ T=
1
0,556
⇒ T = 1,8 anos
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Obs.: O período de retorno, deve ser sempre utilizado em numero interior.
Portanto, para T = 1,8 anos, utiliza-se T = 2 anos
Obs.: Para período de retorno bem menores, que o numero de ano de observação o valor
encontrado acima de F pode dar uma melhor idéia do valor real de P (probabilidade).
-
Para m = 6
m =6 ⇒ h = 90,2 mm
F =m
T=1
F
⇒
m
F=6
⇒ T= 1
36
0,166
⇒
F = 0,166
⇒ T = 6,02
T = 6 anos
Assim, sendo, a probabilidade da chuva intensa de duração igual a 24 horas (h = 90,2) ser
igualada ou superior pelo menos uma vez num ano qualquer será de 16,6%, então, pode nos
adiantar que a segurança do projeto em que podemos contar, de que num ano qualquer não
venha ocorrer alturas de chuvas superior ou igual a 90,2 mm será
100% - 16,6 = 83,4%
Então, em termos de projeto dizemos que:
-
Teremos 83,4% de probabilidade de não chover.
Resumindo:
1. Com pequenos períodos de retorno, haverá maior risco de ocorrência da chuva
de projeto num ano qualquer. “Validos para obra de pequeno custo” e pequeno
alcance de projeto.
2. Com período de retorno maiores o risco de ocorrência da chuva de projeto um
ano qualquer será menor. “Valido para obra de alto custo e alcance de projeto
grande”.
“ Adota-se o período de retorno considerando sempre o custo e beneficio” “
prejuízos comunitários”.
Exemplo:
1. Vida útil da obra = 3 anos
Período de retorno = 5 anos
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Qual a probabilidade de ocorrer uma precipitação que danifique a obra?
P = 1 − (1 − T ) n
P = 1 − (1 −
1 n
)
T
P = probabilidade
T = Período de retorno
N = n° de anos (vida útil)
P = 1 – (1 – 1/5 )3 = 0,488
Obs.: Para obras de “GAP” (galerias de águas pluviais) urbanas adota-se T = 10 anos.
P = 1/T = P = 1/10 = P = 0,10
Então:
- O risco é de 10% (num ano qualquer );
- Segurança é de 90% (num ano qualquer).
Exemplo:
O vertedor de uma barragem vai ser dimensionado para uma chuva de período de retorno de
100 anos. Qual a probabilidade de que tal chuva venha ocorrer nos próximos 20 ano?
P = 1 - (1 - 1/T)n
T = 100 anos
N = 20 nos
P = 1 -(1 - 1/100)20 = 22%
Para T = 150 anos?
IV- Intensidade das chuvas:
IV-1-Definição: Trata-se da medida quantitativa de chuva precipitada sobre uma
determinada área num certo período de “tempo”.
Essa quantidade é sempre volumétrica .
Convencionalmente, a área é fixada em metros quadrados “m2” e a medida volumétrica
é determinada em função da altura acumulada.
Exemplo: Uma chuva com intervalo de 10 mm/h.
Isso quer dizer que em uma hora precipitou uma altura de 10 mm.
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“Considera-se que se tivesse um coletor com área de 1 m2 e a precipitação acumulou
uma altura 0,01 m em uma hora, resulta-nos 10 mm/h”.
“ Se toda essa água precipitada fosse recolhida e não evaporasse e nem se infiltra-se
teríamos em um volume de 0,01 m3 por m2 em uma área”.
IV-2-Medidores:
IV-2-1-Pluviômetro:
Mede a totalidade da precipitação, através de leitura do nível da água por meio de uma
proveta graduada. A precipitação é coletada por um frasco especificado conforme norma, e
conforme o esquema abaixo:
Foto de um Pluviômetro
A leitura é normalmente feita uma vez por dia, logo
de manhã “8 horas” ,“9 horas” ou as “7 horas “, conforme
critério adotado pelo observador ou analista.
Sendo assim, todos os dias as 9 horas da manhã, por
exemplo, lógico não é possível medir ou detectar a
intensidade.
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IV-2-2-Pluviógrafo:
Trata-se de um coletor associado a um registrador que registra um gráfico, a evolução
de quantidade volumétrica em nível que cai. Possui um dispositivo de tempo que permite o
registro da intensidade em função do tempo, conforme esquematizado abaixo.
IV-3-Duração da chuva:
É o tempo decorrente entre o cair da primeira gota até a ultima gota, medidas em
minutos, horas ou até dias.
Tendo-se a duração e intensidade mensuradas, a estimativa volumétrica precipitada em
uma bacia é determinada.
Obs.: Chuvas forte apresenta curta duração, e chuvas de baixa intensidade “fracas” são
de duração maior.
IV-4-Equação de intensidade:
IV-4-1-Limeira e região:
i=
77,56 x T 0,1726
(tc + 25)
1, 087 xT 0 , 0056
Com:
i
T
tc
t
⇒ mm/minuto (intensidade)
⇒ anos (período de retorno)
⇒ minutos (tempo de concentração)
⇒ aplicar formula de Kirpich (ver adiante)
IV-4-2-Campinas:
2524,9 x T 0,136
i=
− 0 , 007
(tc + 20)0,948 xT
Com:
i ⇒ mm/hora (intensidade)
T ⇒ anos (período de retorno)
tc ⇒ minutos (tempo de concentração)
IV-4-3-São Carlos:
1681,8 x T 0,199
i=
(tc + 16)0,936
Com:
IV-4-4-São Paulo - Capital:
1747,9 x T 0,181
i=
(tc + 15)0,89
Com:
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Professor: Hiroshi
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IV-4-5-Resumo:
i=
a
tc + b
-
Para
onde :
T = 05
T = 10
T = 15
T = 30
anos,
anos,
anos,
anos,
a = 23
a = 29
a = 48
a = 95
e
e
e
e
b = 3,4
b = 3,9
b = 8,6
b = 16,5
V - Métodos de cálculos:
V-1-Métodos racionais:
“ É um método aplicável para determinação de vazões de projetos para bacia com área de
até 50 hectares”
V-1-1-Equação racional:
Q = C . i .A
Com:
Q = vazão
C = coeficiente de deflúvio “Run–Off”
i = intensidade da chuva
A = área da bacia
-
Exemplo aplicativo:
Dados:
C = 0,5 (coef. De Run – Off)
t = 20 minutos (tempo de coef.)
h = 30 mm (altura da precipitação)
A = 0,5 km2 (área da bacia)
Resultado: Q = ? m3/min
1. i =
h
tc
⇒ i=
30 mm
20 min
⇒ i = 1,5 mm
min
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Pode-se apresentar, para melhor efeito de cálculo a seguinte maneira:
i = 1,5 x 60
i= 90 mm/hora
Sendo assim, tornas-se fácil determinar a vazão de projeto, isto é:
0,5 x 90 x 0,5
Q=
3,6
3
0,5 x 0,090 m x 500.000,00 m 2
⇒ Q=
⇒ Q = 6,25 m
⇒ Vazão de Pr ojeto
seg
3600 segundos
O método racional pressupõe hipóteses:
a) Distribuição uniforme da chuva sobre a bacia;
Por isso é que a área é limitada no máximo em 50 hectares.
b) Constância de precipitação quanto a intensidade;
c) O tempo de concentração tc, igual a duração da chuva;
d) O coeficiente de RUN-OFF constante para a bacia toda.
-
O método racional preceitua:
a) Período de retorno T em anos onde:
S < T < 10 anos, para projetos de galerias de águas pluviais “GAP”.
T=25 anos, para macro drenagem urbana como canais, pontes e bueiros.
b) Duração da chuva (t): eqüivale ao tempo de contração (tc) da bacia e para
avaliar, no caso de macro drenagem utiliza-se a fórmula de “Kirpch”.
L3 0,385
tc = 57( )
H
onde :
tc = tempo de concentração em minutos.
L = extensão do curso d´água em Km.
H = Desnível entre a cabeceira do rio até o local da obra “ponto” em metros.
Ou pode-se calcular por:
L2 0,385
tc = 57( )
I
onde :
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tc = tempo de concentração em minutos.
L = Extensão do curso d´água em Km.
I = Declividade do curso d´água em metro por mil metros (%).
Terminologia Básica
Um sistema de drenagem de águas pluviais é composto de uma série de unidades e
dispositivos hidráulicos para os quais existe uma terminologia própria e cujos elementos mais
freqüentes são conceituados a seguir.
Greide - é uma linha do perfil correspondente ao eixo longitudinal da superfície livre da via
pública.
Guia - também conhecida como meio-fio, é a faixa longitudinal de separação do passeio com
o leito viário, constituindo-se geralmente de peças de granito argamassadas.
Sarjeta - é o canal longitudinal, em geral triangular, situado entre a guia e a pista de
rolamento, destinado a coletar e conduzir as águas de escoamento superficial até os pontos de
coleta.
Sarjetões - canal de seção triangular situado nos pontos baixos ou nos encontros dos leitos
viários das vias públicas, destinados a conectar sarjetas ou encaminhar efluentes destas para
os pontos de coleta.
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Bocas coletoras - também denominadas de bocas de lobo, são estruturas hidráulicas para
captação das águas superficiais transportadas pelas sarjetas e sarjetões; em geral situam-se
sob o passeio ou sob a sarjeta.
Classificação:
Dependendo da estrutura, localização ou do funcionamento, as bocas coletoras recebem
várias qualificações agrupadas como segue:
a) quanto a estrutura da abertura ou entrada:
-
simples ou lateral;
-
gradeadas com barras longitudinais, transversais ou mistas(boca de leão);
-
combinada;
-
múltipla.
b) quanto a localização ao longo das sarjetas:
-
intermediárias;
-
de cruzamentos;
-
de pontos baixos.
c) quanto ao funcionamento:
-
livre;
-
afogada.
Professor: Hiroshi
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Definição: chama-se de depressão um rebaixamento feito na sarjeta junto a entrada da
boca coletora, com a finalidade de aumentar a capacidade de captação desta.
Escolha do Tipo de Boca Coletora:
A indicação do tipo de bola coletora á de essencial importância para a eficiência da
drenagem das águas de superfície. Para que esta opção seja correta, deve-se analisar diversos
fatores físicos e hidráulicos, tais como ponto de localização, vazão de projeto, declividade
transversal e longitudinal da sarjeta e da rua, interferência no tráfego e possibilidades de
obstruções. A seguir são citadas, para cada tipo de boca coletora, as situações em que melhor
cada uma se adapta.
a) Boca coletora lateral:
-
pontos intermediários em sarjetas com pequena declividade longitudinal ( 1 a 5%);
-
presença de materiais obstrutivos nas sarjetas;
-
vias de tráfego intenso e rápido;
-
montante dos cruzamentos.
b) Boca coletora com grelha:
-
sarjetas com limitação de depressão;
-
inexistência de materiais obstrutivos;
-
em pontos intermediários em ruas com alta declividade longitudinal (1 a 10%).
c) Combinada:
-
pontos baixos de ruas;
-
pontos intermediários da sarjeta com declividade média entre 5 e 10%;
-
presença de detritos.
d) Múltipla:
-
pontos baixos;
-
sarjetas com grandes vazões.
BOCAS DE LOBO
(capacidade de captação = 50 L/s)
Planta
Professor: Hiroshi
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Corte A/A
Figura.1
Corte B/B
Obs.: As paredes das Bocas de Lobo devem ser revestidas internas e externamente em
argamassa impermeabilizante.
Professor: Hiroshi
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Bocas-de-lobo de sarjeta:
São as possuidoras de uma abertura, geralmente de forma retangular, ao nível da
sarjeta ou num rebaixamento desta, provida de ralo.
Para a capacidade máxima de uma boca de lobo o mais importante é a ausência de
material retido nos ralos, grelhas, do que as melhores características hidráulicas de que seja
possuidora, ou seja, sua limpeza sistemática é indispensável para prevenir o alagamento das
ruas.
Bocas-de-lobo mistas:
Possuem uma abertura no alinhamento do meio fio e outra ao nível da sarjeta. A
abertura ao longo do meio-fio fica de fronte da abertura do nível da sarjeta, ambas com o
mesmo comprimento, igual ao da boca de lobo.
Entretanto, a abertura vertical pode ficar afastada da outra, pode iniciar onde a outra
termina ou pode com a outra coincidir parcialmente.
Tubulação de limpeza:
As tubulações de limpeza permitem a inspeção dos coletores aos quais se conectam,
visando promover também a ventilação das redes de esgoto.
Estas tubulações permitem, em geral, a lavagem dos coletores por meio de mangueiras
de incêndio e a sua desobstrução com o emprego de varas apropriadas.
Também denominadas caixas de ralo e bocas coletoras, devem ser entendidas como
unidades através das quais as águas de chuva terminam o seu escoamento superficial nas vias
públicas para ingressar no sistema de esgoto propriamente dito.
Suas características dependem da vazão máxima que vão receber, de serem instaladas
ou não junto ao meio-fio, da altura do meio-fio em relação à sarjeta, da declividade
longitudinal da rua, de serem destinadas ou não a reter material sólido do esgoto, e de vedar
a saída dos gases da rede para a via pública.
Bocas-de-lobo de meio-fio:
Recebem as águas pluviais através de uma abertura situada ao longo da face vertical
do meio-fio.
O comprimento da abertura depende da vazão máxima a receber, da altura da lâmina
de água na sarjeta ao encontrar a boca de lobo e a depressão na sarjeta ao longo da boca de
lobo.
Utilizadas exclusivamente para inspeção e limpeza dos condutos e jamais para permitir
a formação de jatos de esgoto. Daí o emprego de tubos de queda destinados a dar entrada ao
esgoto ao nível do fundo do poço de visita.
Professor: Hiroshi
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Para desníveis superiores a 0,75m serão instalados tubos de queda ligando o coletor ao
fundo do poço.
O desnível mínimo de 0,40m pode ser vencido pela combinação de uma junção de 45°
invertida ligada ao coletor e a um joelho de 45° de comunicação com o poço.
A ligação da junção com o trecho de montante se fará com uma virola.
O bocal superior da junção será ligado por um prolongamento da tubulação à parede do
poço, aí mantida aberta para desobstrução eventual.
O tubo de queda só deverá ser usado se a diferença de nível entre a chegada da
tubulação no poço e o fundo deste for superior a 0,75m. Se a diferença não atingir 0,40m, a
tubulação deverá ter a declividade aumentada para que sua extremidade de jusante fique ao
nível do fundo do poço. A declividade deverá também ser aumentada se a diferença estiver
entre os limites de 0,75 e 0,40m, a fim de ser adotada a solução da junta associada ao joelho.
Boca de Leão
(capacidade de captação = 150L/s)
Planta
Figura.2
Corte A/A
Corte B/B
Professor: Hiroshi
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Professor: Hiroshi
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Calhas:
As calhas são depressões de seção semicircular feita no fundo dos poços de visita das
redes de esgoto sanitário, inexistentes, apenas, naqueles situados nas extremidades de
montante dos coletores, não atingidos pelo esgoto.
Nos demais poços, a ausência de calhas permitiria o espalhamento do esgoto pelo
fundo do poço, o que seria por todos os motivos inconvenientes.
Nos poços onde não há junção de tubulações, a calha é única e constitui o
prolongamento do coletor. Havendo junção de dois ou mais coletores, as calhas propiciam o
encontro do esgoto de ambos para que saia do poço através, apenas, do coletor principal.
O fundo do poço de visita deve possuir pequena inclinação em direção à calha ou às calhas.
Tampões:
A abertura de acesso ao poço de visita, situada ao nível do terreno, é provida de um
tampão de ferro fundido, constituído de caixilho e tampa.
O caixilho, com diâmetro livre de no mínimo 0,60m, deve-se apoiar no pescoço ou no
contorno da abertura excêntrica da laje superior dos poços que tem profundidade até 1,50m.
A tampa, de forma circular, encaixa-se perfeitamente no caixilho e, embora preso a ele
por uma charneira situada na periferia, tem liberdade de movimento para cima, descrevendo o
ângulo máximo de 110° ou 115°, suficientes para deixar totalmente livre a abertura de acesso
ao interior do poço.
Uma laje circular de concreto armado, provida de abertura excêntrica com 0,60m de
diâmetro é utilizada para permitir a mudança de diâmetro entre o balão e o pescoço, servindo,
ainda, de suporte para este. Deve ser instalada de modo que o centro da abertura se projete
sobre o eixo do coletor principal do poço.
Para o assentamento das peças é usada argamassa de cimento e areia no traço 1:3, em
volume.
Degraus de acesso:
O acesso ao fundo do poço é feito por uma escada tipo marinheiro, vertical, com
degraus equiespaçados de 0,30m, 0,40m ou 0,50m e um mínimo útil de 0,15m de largura por
0,08m de altura (Figura VII.5), os quais vão sendo instalados a medida que se vão assentando
os anéis, repousando cada degrau entre dois anéis consecutivos.
Esses degraus podem ser de ferro galvanizado, mas como este material sofre desgaste
corrosivo com o tempo, é preferível degraus em ligas de alumínio, ferro fundido ou mesmo
emprego de escadas portáteis, estas mais viáveis para poços de visita com profundidades
inferiores a 3,00 metros, em substituição a escada fixa.
Professor: Hiroshi
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Modelo de degrau
Poços para redes pluviais:
Os poços de visita para redes de esgotos pluviais são mais simples porque normalmente
dispensam as calhas e os tubos de queda, já que neles, até certa altura, as águas pluviais
podem cair livremente sem maiores inconvenientes.
Poços de visita
Poço de visita convencional
Professor: Hiroshi
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Os poços de visita, utilizados para facilitar a inspeção e limpeza das redes de esgoto,
terminam superiormente com um tampão de ferro fundido ao nível da rua e inferiormente com
uma laje de concreto à profundidade da tubulação de cota mais baixa dentre as que para eles
conduzem o esgoto.
Só é permitida uma caixa de ligação entre dois poços de visita consecutivos.
O diâmetro mínimo dos coletores varia de autor para autor podendo ser de 0,40m; 0,50m ou
0,60m.
Quanto à localização dos poços de visita e ao seu distanciamento mútuo, é
recomendado, para as redes de esgoto pluvial o mesmo que para as redes de esgoto sanitário.
Pode-se adotar o valor de 60m de afastamento máximo entre dois poços de visita
consecutivos.
Disposição Construtiva:
Um poço de visita convencional possui dois compartimentos distintos que são a
chaminé e o balão, construídos de tal forma a permitir fácil entrada e saída do operador e
espaço suficiente para este operador executar as manobras necessárias ao desempenho das
funções para as que a câmara foi projetada.
O balão ou câmara de trabalho é o compartimento principal da estrutura, de secção
circular, quadrada ou retangular, onde se realizam todas as manobras internas, manuais ou
mecânicas, por ocasião dos serviços de manutenção de cada trecho. Nele se encontram
construídas em seu piso, as calhas de concordância entre as secções de entrada dos trechos a
montante e de saída.
A chaminé, pescoço ou tubo de descida consiste no conduto de ligação entre o balão e
a superfície, ou seja, o exterior. Convencionalmente inicia-se num furo excêntrico feito na laje
de cobertura do balão e termina na superfície do terreno, fechada por um tampão de ferro
fundido.
O movimento de entrada e saída dos operadores, é feito através de uma escada de
ligas metálicas inoxidáveis, tipo marinheiro afixada degrau em degrau, na parede do poço ou,
opcionalmente, através de escadas móveis para poços de pequenas profundidades.
As calhas do fundo do poço são dispostas de modo a guiar as correntes líquidas desde as
entradas no poço até o início do trecho de jusante do coletor principal que atravessa o poço, e
de tal maneira a assegurar um mínimo de turbilhonamento e retenção do material em
suspensão, devendo suas arestas superiores ser niveladas com a geratriz superior do trecho
de saída.
No caso de trechos de coletores chegarem ao “PV” acima do nível do fundo são
necessários cuidados especiais na sua confecção a fim de que haja operacionalidade do poço
sem constrangimento do operário encarregado de trabalhar no interior do balão. Para
desníveis abaixo de 0,50m não se fazem obrigatórias medidas de precaução, considerando-se
a quantidade mínima de respingos e a inexistência de erosão, provocados pela queda do
líquido sobre a calha coletora. Para desníveis a partir de 0,50m serão obrigatoriamente
instalados os chamados "poços de queda".
Professor: Hiroshi
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Tubo de queda:
Poço de queda
Os coletores que vão ter a um poço de visita podem atingi-lo em cotas distintas,
prevalecendo, no entanto, para o fundo do poço a cota menor.
A solução que visa a adotar para todas as entradas a cota inferior constitui
inconvenientemente de ordem econômica, pois implica o aumento gradativo, de montante
para jusante, da profundidade das valas destinadas às tubulações a rebaixar, porque estas
invariavelmente devem ser retilíneas entre dois poços de visita.
A solução correta consiste em manter as cotas definidas pelo cálculo, o que implica a
chegada de alguns condutos em cota acima do fundo do poço de visita. Entretanto, as
respectivas aberturas são Degraus de acesso.
Os poços de visita são providos de degraus engastados em suas paredes para facilitar o
acesso à câmara (balão).
Para a confecção dos degraus é comum o emprego de vergalhão de aço de 20 mm, o
mesmo usado em armaduras de concreto armado, embora com a desvantagem de serem
corroídos no decorrer do tempo, tornando-se perigosos e de pequena duração. Por isso, dão
lugar aos degraus feitos em fundições, que são mais resistentes e duradouros. Usam-se
também degraus de uma liga de alumínio.
Professor: Hiroshi
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Os degraus guardam entre si o afastamento vertical de 0,30 ou 0,40 ou 0,50m.
Para evitar o uso de degraus, pode-se utilizar uma escada portátil.
Poços de alvenaria:
Poço de visita em alvenaria de tijolos
Os tijolos maciços de barro cozido ou blocos maciços de concreto simples, assentados
em argamassa de cimento e areia, no traço 1:3, são os materiais geralmente utilizados na
construção das paredes dos poços de alvenaria.
As paredes, com espessura mínima de 0,20m, internamente devem receber
revestimento de argamassa alisada a colher, enquanto externamente recebem o mesmo
revestimento, ou são apenas chapiscadas.
Como elemento intermediário entre o pescoço e o balão é empregada uma laje de
concreto armado com abertura circular excêntrica, fundida no local, com espessura mínima de
12 cm, semelhante à utilizada nos poços pré-moldados de concreto.
Essa mesma laje de 12 cm é usada para suportar o tampão, se o poço tiver
profundidade até 1,50m, caso em que sua câmara sobe até o nível do terreno.
Estes poços de visita podem ser cilíndricos ou prismático e devem seguiras seguintes
especificações de dimensões.
Dimensões dos poços de visita estabelecidas
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Profundidade (m)
Diâmetro d da
maior
Tubulação (m)
Diâmetro do tubo de
descida ou pescoço
(m)
Menor dimensão
plana
da câmara ou balão
Até 1,5
Até 0,3
1,0
1,0
De 1,5 a 2,2
Até 0,3
0,6
1,0
De 0,3 a 0,5
0,6
1,5
Além de 0,5
0,6
(d + 1,0)
Até 0,3
0,6
1,0
De 0,3 a 0,5
0,6
1,5
Além de 0,5
0,6
(d + 1,0)
De 2,2 em diante
São usados poços de visita pré-moldados de concreto e de alvenaria
Poços pré-moldados de concreto:
As peças pré-moldados apresentam a vantagem de facilitar e acelerar a construção de
poços de visita cilíndrica com diâmetro interno de 1,0m,
Para o tubo de descida (pescoço) os anéis possuem diâmetro interno de 0,60m e altura
de 0,30m ou 0,15m ou 0,08m, neste caso para uso complementar.
Professor: Hiroshi
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Para o balão devem ser usados anéis com diâmetro interno de 1,0m e altura de 0,30m
ou 0,40m.
Declividade da rua (m/m)
Capacidade de escoamento
superficial (L/s)
0,001
60
0,002
90
0,005
150
0,007
160
0,010
200
0,015
250
0,020
280
0,030
340
0,040
400
0,050
450
0,060
500
Alguns autores recomendam um par de bocas-de-lobo por 500 m2 de rua, tolerando,
porém, a variação de 300 a 800 m2, recomendam também que não deve haver afastamento
maior que 40m entre duas bocas-de-lobo consecutivas.
Situação recomendada
Situação não recomendada
BL.........Boca de lobo
BLM.... Boca de lobo Montante
BLJ.......Boca de lobo Jusante
Situação usual
As tubulações conectoras (de ligação), que partem das bocas-de-lobo para alimentar os
coletores (galerias), podem terminar num poço de visita, numa caixa de ligação ou em outra
Professor: Hiroshi
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tubulação conectora. Não devem ter diâmetro inferior a 0,30m, nem declividade menor que 1
%, valores que lhes permitem escoar 80 L/s, aproximadamente.
Um poço de visita não deve receber mais de quatro tubulações conectoras, razão pela
qual são inseridas, nos coletores, caixas de ligação destinadas a receber as tubulações
excedentes.
Para a elaboração do projeto da rede de esgoto pluvial, fazem-se necessárias uma
planta topográfica, na escala de 1:2000, com curvas de nível de metro em metro, abrangendo
as áreas a esgotar, e uma planilha de cálculo.
Para pequenas áreas, na planta torna-se dispensável o desenho das curvas de nível,
desde que indicadas às cotas topográficas dos cruzamentos das ruas e de seus pontos de
mudança de greide.
Embora não seja imprescindível, o uso de planímetro é de grande valia para a
determinação do valor das áreas contribuintes, sobretudo quando de contorno bem irregular.
Projeto das Redes de Esgoto Pluvial
Locação de Caixas de Ligação
BL......... Boca de Lobo
CL......... Caixa de Ligação
PV......... Poço de Visita
Condições a observar:
As bocas de lobo, onde tem início o escoamento sub-superficial das águas de chuva, em
rebaixamento situados nas sarjetas, geralmente devem ficar próximas aos cruzamentos de
ruas, um pouco a montante das faixas destinadas à travessia de pedestres para evitar que
estes pisem dentro d'água durante os temporais, beneficiando, por outro lado, a
movimentação dos veículos em sua passagem, de uma rua para outra, rente à curvatura do
meio-fio.
Professor: Hiroshi
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Sendo grande à distância entre dois cruzamentos de ruas consecutivas, serão utilizadas
bocas-de-lobo intermediárias, para tanto considerando a vazão máxima que a superfície da
rua tem condições de comportar em função de sua declividade longitudinal.
Declividade dos coletores:
Para um determinado conduto, a velocidade de escoamento e a vazão são tanto
maiores quanto mais acentuada for a sua declividade. Desse modo, seria ideal que cada
conduto fosse instalado com a declividade capaz de propiciar-lhe a velocidade máxima
tolerada, a fim de que desse a vazão máxima. Acontece que, na prática, a declividade do
conduto fica condicionada ao perfil longitudinal da via pública, objetivando a economia da vala
onde esse conduto vai ser instalado.
A vala de menor custo é a que mantém em toda a sua extensão a profundidade mínima
permitida, seguindo a declividade da rua. Essa declividade só não será seguida se implicar
uma velocidade superior á máxima tolerada, ou se for muito pequena, conduzindo a uma
velocidade inferior à mínima admissível.
Assim, podemos ter:
-
coletor de esgoto paralelo ao greide da rua;
-
degraus em uma rua de grande declividade;
-
limite mínimo de declividade do coletor para vias planas.
Nas redes de esgoto sanitário é adotado o diâmetro mínimo de 150mm, geralmente capaz
de dar escoamento satisfatório às descargas prediais.
3° Pavimento
2° Pavimento
Rua
1° Pavimento
Coletor Predial
Caixa de Inspeção
Coletor
Público
Professor: Hiroshi
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Condições a observar:
De acordo com as normas, para todos os trechos da rede, isto é, para todos os
condutos situados entre dois poços de visita, devem ser estimadas as contribuições de início e
fim de plano, Qi e Qf, sendo 2,2 L/s o menor valor para Qi , e 0,15 m o valor do diâmetro
mínimo a utilizar.
Como as tubulações são calculadas para lâminas livres, cujas alturas variam, é preciso
que a altura da vazão inicial seja superior a 2/10 do diâmetro se a velocidade inicial estiver
entre 0,5 e 0,6 m/s.
Se a velocidade inicial for superior a 0,6 m/s, toleram-se as lâminas líquidas com altura
inferior a 2/10 do diâmetro.
Quanto a lâmina final, sua altura não deve ultrapassar 3/4 do diâmetro.
Os poços de visita utilizados na rede coletora são de uso obrigatório:
-
Nas cabeceiras;
-
Nas mudanças de direção;
-
Nas mudanças de declividade;
-
Nas mudanças de diâmetro;
-
Nas mudanças de material;
-
Nas mudanças de nível.
Os poços de visita devem ter uma única saída, embora possuindo uma ou várias
entradas ou até mesmo nenhuma quando situados nas cabeceiras da rede. Devem, ainda,
guardar entre si as seguintes distâncias:
-
100 metros para tubulações com 0,15 m de diâmetro;
-
120 metros para tubulações de 0,2 a 0,6 m de diâmetro;
-
150 metros para tubulações de diâmetro superior a 0,6m.
Em qualquer trecho o diâmetro será sempre maior ou, no mínimo, igual a quaisquer dos
diâmetros dos trechos que chegam ao poço de visita de montante.
Na falta de informações precisas sobre as ligações prediais, a profundidade mínima dos
coletores, isto é, a diferença de nível entre a superfície da via pública e a geratriz inferior
interna, será de 1,2 m. As instalações situadas abaixo do meio fio fronteiriço, deverão ter seu
efluente elevado de modo a se garantir essa profundidade mínima.
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Para utilizar profundidades menores o projetista deverá demonstrar que o coletor terá
condições de esgotar os prédios vizinhos que se situem no nível da rua.
A profundidade máxima do coletor será de 6,0 m. Profundidades maiores, só serão
permitidas com ampla justificativa técnico-econômica. Para coletores situados abaixo de 4,5 m
de profundidade, devem ser projetados coletores auxiliares mais rasos de modo a reduzir o
custo das ligações prediais.
Distribuição de vazões:
Para o dimensionamento da rede é preciso que para cada trecho fiquem definidas as
ruas cujo esgoto por ele deve passar. Assim, o esgoto de um prédio ao ser lançado na rede,
só deve encontrar um caminho a percorrer até o ponto final de lançamento.
Projeto das Redes de Esgoto Sanitário:
Para o traçado da rede devemos dispor de uma planta topográfica, desenhada na
escala de 1:2000, abrangendo as zonas de expansão urbana, com curvas de nível de metro
em metro e pontos cotados onde necessários, complementada por outra na escala de
1:10000, apresentando em conjunto as bacias de drenagem atingidas pelo projeto.
Professor: Hiroshi
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Para aglomerados com população atual inferior a 5000 habitantes tolera-se, na planta
1:2000, que a altimetria fique limitada às cotas, obtidas por nivelamento geométrico dos
cruzamentos das ruas e de seus pontos onde haja mudança de greide.
Tubulações:
Os materiais usados nas construções de tubos d'água sob pressão são: ferro-dúctil,
ferro fundido, cimento amianto, concreto, aço e plástico.
Os tubos devem ter as seguintes características: resistência para absorver cargas
externas de aterro ou por instabilidade do solo; absorver impactos de transporte, resistência à
corrosão e pressões internas.
A seleção tem que seguir a determinação do projeto, que são avaliados pelo uso de
tabelas, de normas e fabricantes de tubos.
Ligações Domiciliares:
Em ligações domiciliares, sua tubulação é ligada a rede distribuidora por um registro de
isolamento da propriedade. O acesso ao registro do passeio é feito por uma caixa de serviço,
que se estende da válvula até a superfície.
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Projeto de Sistema de Distribuição:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA
ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO
CAPTAÇÃO
ADUTORA DE ÁGUA BRUTA
BOMBAS
RESERVATÓRIOS
ADUTORA DE ÁGUA TRATADA
REDE COLETORA DE ESGOTO
REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA
POÇO DE VISITA
INTERCEPTOR
EMISSÁRIO
O sistema de distribuição consiste, geralmente, num arranjo em forma de malha que
conduz a água para fins doméstico, comercial, industrial e combate a incêndio.
Um sistema de distribuição é determinado pelas pressões que existem em vários pontos
do sistema, devendo ser suficiente para atender aos consumidores; por outro lado, as
pressões desnecessariamente altas são onerosas.
Professor: Hiroshi
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O projeto deve seguir as seguintes etapas:
1- Obtenha ou prepare um mapa da cidade ou bairro a ser projetados;
2- Desenhe linhas pela ruas nas quais se prevê o assentamento da canalização;
3- indicando os cruzamentos, as interligações e os alimentadores do sistema;
4- Admita as demandas assinalando-as na canalização adequada;
5- Calcule o diâmetro de cada canalização;
6- Calcule as pressões traçando contornos piezométricos;
7- Localize os registros e os tubos com os princípios estabelecidos.
As bombas de alto-recalque conduzem a água para os reservatórios de distribuição de
onde será alimentada a rede de distribuição.
Reservatórios elevados ou enterrados com bombas de recalque acumulam água para o
período de pico de consumo e para incêndio.
Localização dos Distribuidores nas ruas:
Por conveniência e para a manutenção das tubulações após o assentamento, onde a
pavimentação tiver largura variando de 12m a 15m, os distribuidores de água podem ser
localizados uniformemente do mesmo lado da rua, a uma distância fixa do meio fio ou de
outra referência.
Em ruas mais largas pode ser usado o sistema de 2 distribuidores envolvendo um
distribuidor maior num lado da rua e uma tubulação menor no lado oposto.
Professor: Hiroshi
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QUESTIONÁRIO
I.
Exercícios
1. Definir Saneamento Básico.
2. Classificar os sistemas de drenagem.
3. Por que se diz que a guia é uma faixa longitudinal?
4. Comparar sarjetas e sarjetões.
5. Por que as bocs coletoras são ditas estruturas hidráulicas?
6. Comparar galerias com condutos de ligação.
7. Idem poços de visita com caixas mortas.
8. Quanto maior a bacia de drenagem maior o tempo de concentração?
9. Definir chuvas intensa, freqüente e torrencial em termos de tempo de recorência.
10. Comparar em termos operacionais e de resultados, os instrumentos pluviômetro e
pluviógrafo.
11. Qual o objetivo básico dos sistemas de drenagem pluvial urbano?
12. Explicar como os sistemas de drenagem proporcionam os seguintes benefícios:
-
desenvolvimento do sistema viário;
redução de gastos com manutenção das vias públicas;
valorização das propriedades existentes na área beneficiada;
escoamento rápido das águas superficiais, facilitando o tráfego por ocasião das
precipitações;
eliminação da presença de águas estagnadas e lamaçais;
rebaixamento do lençol freático;
recuperação de áreas alagadas ou alagáveis;
segurança e conforto para a população habitante ou transeunte pela área de projeto.
II.
Exercícios
1. Por que as águas de drenagem superficial são fundamentalmente originárias de chuvas?
2. Comparar chuvas convectivas, orográficas e frontais.
3. Por que as medições de chuva são necessárias?
Professor: Hiroshi
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4. Por que os pluviógrafos são essencialmente instalados nas estações meteorológicas?
5. Explicar o funcionamento de um pluviômetro e de um pluviógrafo.
6. Por que os equipamentos de medição de chuva devem manter uma certa distância dos
obstáculos horizontais e verticais?
7. O que é intensidade de chuva? Como se determina?
8. O que são equações de chuva? Qual a relação com a intensidade do fenômeno?
9. Fazer um gráfico que relacione intensidade com duração e freqüência para a equação de
chuva da cidade de Porto Alegre, citada no texto.
III.
Exercícios
1. Definir deflúvio superficial direto.
2. Explicar comparativamente
a) medições diretas;
b) processos comparativos;
c) métodos analíticos;
d) fórmulas empíricas.
3. Que são métodos analíticos de determinação de vazão?
4. Quais as vantagens e desvantagens de cada um dos métodos de determinação de deflúvio
superficial: Método Racional, Método do Hidrograma Unitário e a Análise Estatística.
5. Por que o Método de Kuichling não é verdeiramente racional? Expor suas limitações
devidamente justificadas.
6. Como seria a expressão para determinação da vazão em m3/spelo método racional,
quando a intensidade for em mm/min?
7. Expor razões para que o tempo de concentração seja mais ou menos extenso?
8. O que é intensidade média de precipitação? Que erros podem ser cometidos na sua
determinação?
9. Por que em microdrenagem o perído de retorno máximo é de 10 anos?
10. Comparar coeficiente de deflúvio com tempo de concentração.
11. O que é coeficiente de freqüência e po que ele cresce com o período de retorno?
Professor: Hiroshi
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12. 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.
IV.
Exerxcícios
1. Definir sarjeta triangular.
2. Deduzir a expressão derivda de Manning para cálculo da capacidade teórica de um a sajeta
triangular para guia vertical e para um sarjetão.
3. Explicar os motivos para utilização do coeficiente F.
4. Por que na Figura IV.7, uma curva para ruas e outra para avenidas?
5. Uma sarjeta com z = 24, I = 2% e n = 0,016 terá que capacidade máxima teórica? e de
projeto?
6. Verificar a área máxima de projeto contribuinte para a sarjeta do problema anterior, se a
equação de chuva é a mesma de Exemplo IV.6.1, para C = 0,60 e tc= 30 min. Verificar
também a lâmina de projeto.
7. Verificar se a sarjeta com as características a seguir comportaria uma contribuição
proveniente de uma área de 2,0 ha. Comentar os resultados. São dados: z = 12, I = 1,5%
e n = 0,015. Para a área são conhecidos C = 0,70, tc = 25 min e a equação de chuva i =
15/t2/3, sendo i - mm/min e t - min. Em caso afirmativo verificar a velocidade de projeto.
8. Deduzir, a partir de elementos infinitesimais, uma expressão para cálculo da capacidade
teórica de sarjetas combinadas, em função das ordenadas máximas.
9. Calcular a capacidade máxima admissível na seção de jusante para a sarjeta cuja seção
típica é apresentada na figura a seguir. São dados ainda: z = 20, I = 0,02m/m, yo = 13
cm, y' = 5 cm.
V.
Exercícios
1. Por que os coletores pluviais são dimensionados de modo a garantirem o escoamento livre?
2. Por que emprega-se períodos de retorno máximos de 10 anos em obras de microdrenagem?
Professor: Hiroshi
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3. Explicar as razões técnicas para limitações nos valores de velocidade, declividade e
diâmetros, quanto a condições de autolimpeza e aspectos construtivos.
4. 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:
- diâmetro do trecho;
- 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?
5. 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?
6. 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?
7. 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 mesma do exercício IV.6.7. C = 0,60.
8. 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.
9. Determinar a área, o perímetro e o raio hidráulico molhados no coletor do exercício
anterior, quando y/D for igual a 0,60.
10. 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.
11. 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?
VI.
Exercícios
1. Em termos de poço de visita definir: chaminé, câmara de trabalho, calhas de concordância
e trechos de montante e de jusante.
Professor: Hiroshi
Pág.: 55/ 56
2. Explicar o emprego de poços de queda nos PV.
3. Explicar os diversos posicionamentos obrigatórios dos PVs nas galerias pluviais.
4. Expor razões que obrigam a existência das chaminés. Por que a altura das mesmas deve
ficar entre 0,30 e 1,00 metro?
5. Qual a razão principal da abertura da peça de transição ser excêntrica?
6. Estudar as vantagens e desvantagens das escadas fixas em relação às portáteis.
7. Por que os PV em concreto armado no local são mais utilizados para canalizações com
diâmetros superiores a 400 mm ?
8. Por que as chaminés são mais frequentemente construídas com anéis pré-moldados?
9. Encontrar as dimensões úteis para PVs nas seguintes condições:
Nº de PV
1
2
3
4
5
6
7
Profundidade (m)
1,50
1,80
2,00
2,10
3,20
3,70
4,15
Diâmetro do Coletor efluente (mm)
400
300
400
700
1500
1000
500
10. Definir caixas de ligação "de reunião" e "intermediária". Qual a diferença conceitual entre
elas?
11. Comparar "tubulações de ligação" e "condutos de ligação".
VII.
Exercícios
1. Definir "seção fechada padrão".
2. Citar situações em que a seção circular poderia se tornar inviável. E situações onde seu
emprego seria impossível.
3. Dar uma definição para "dois condutos equivalentes".
4. Desenhar a seção calculada no exemplo do item XV.3.
5. Como poderia acontecer a corrosão bacteriana nas seções especiais ?
6. Por que a seção retangular é a mais comum das seções especiais ?
Professor: Hiroshi
Pág.: 56/ 56
7. Por que as seções ovais são mais indicadas para casos de grandes cargas verticais? e
pequenos esforços laterais?
8. Por que os arcos abatidos são pouco recomendáveis para substituição dos ovóides?
9. Quais os fatores que determinam o tipo de seção especial a empregar ?
10. Por que um só fator é suficiente para mostrar a inviabilização da seção circular no caso
específico? Exemplifique.
11. Citar fatores hidráulicos de importância na definição do tipo de seção a instalar.
12. Idem para fatores econômicos e físico-geométricos.
13. Repetir o exemplo do item XV.3 para as demais seções da Tabela XV.1.
14. Desenhar as seções calculadas no exercício anterior.
15. Determinar a velocidade média e a vazão de uma seção tipo capacete de 1,8m de largura e
declividade de 0,08%.
16. Determinar as dimensões de um emissário de esgotos sanitários em arco de círculo com
canal, para transporte de uma vazão 5,0m³/s sob uma declividade de 0,08%. Desenhar a
seção.
17. Repetir o exercício XV.7.16 para quando a seção for (a) ferradura achatada (b) formato de
cesto alemão (c) oval invertida (d) oval larga e (e) quadrada.
18. Comparar a capacidade de uma seção circular de diâmetro D com as seguintes seções de
idêntica dimensão horizontal:
a)
b)
c)
d)
e)
ovóide alta;
elipsoidal alta;
cesto alta;
quadrada de quatro lados;
retangular H/D = 1,50.
19. Repetir o exercício anterior para h/H = 0,5, ou seja, para circular a meia seção. Desenhar
as figuras.
20. Encontrar a altura do esgoto e a velocidade média de escoamento de 270 l/s em uma
seção em ferradura de largura igual a 1,2m, sob declividade de 0,002m/m. E se a seção
fosse oval de soleira estreita? ou quadrada?

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