Cap04_Macrodrenagem

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL ENCIV0117 Sistemas de Drenagem Urbana Macrodrenagem Aula 1 - Canalizações Ludmilson Abritta Mendes

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Macrodrenagme - Sistemas de drenagem urbana

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  • UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE CENTRO DE CINCIAS EXATAS E TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

    ENCIV0117 Sistemas de Drenagem Urbana

    Macrodrenagem

    Aula 1 - Canalizaes

    Ludmilson Abritta Mendes

  • Macrodrenagem

    Obras destinadas a controlar inundaes em parcelas significativas da contribuio da bacia hidrogrfica.

    Minimizar riscos e prejuzos em reas de extenso significativa, causados por eventos de perodos de retorno TR entre 25 e 100 anos.

  • Macrodrenagem

    Escoamentos pluviais em fundos de vale e em vrzeas de inundao

    Estruturas e obras tpicas: Emissrios ou canais

    Reservatrios de deteno

    Retificao e dragagem de crregos e rios

    Diques nas zonas inundveis de rios urbanos

    Barragens para estabilizao de vales

    Obras de dissipao de energia em regies de eroso

  • Canais

    Estruturas destinadas a conduzir as guas em superfcie livre.

    Projeto e construo: grande diversidade de alternativas tecnolgicas que variam conforme:

    tipo de canal;

    materiais e equipamentos usados na construo

    condies geolgicas, topogrficas e ambientais locais

  • Canais

    Tipos de canais:

    a) Naturais, no revestidos ou no consolidados:

    So os cursos dgua naturais, canais artificiais simplesmente escavados ou canais revestidos com materiais erodveis.

    Normalmente usados em reas rurais.

    CANAL NATURAL CANAL ARTIFICIAL SIMPL. ESCAVADO

  • Canais

    Tipos de canais:

    b) Revestidos ou consolidados:

    So canais artificiais revestidos com material no erodvel.

    Normalmente usados em reas urbanas.

    CANAL REVESTIDO ABERTO CANAL REVESTIDO FECHADO (galeria celular)

  • Canais: Concepo

    3 tipos de concepo na drenagem:

    Canais fechados

    Canais abertos

    Leito preservado

  • Leito preservado

    Menor interveno nos cursos dgua

    Evita emprego de solues estruturais

    Permite a criao de parques lineares

    Soluo mais indicada Rio Barigui, Curitiba, PR

    Fonte: www.exame.abril.com.br

  • Leito preservado

    Desvantagem:

    Difcil de ser adotada em reas muito urbanizadas

    mais comum em reas de preservao permanente ou em reas de urbanizao incipiente

    Rio Barigui, Curitiba, PR Fonte: www.exame.abril.com.br

  • Parque Ecolgico do Tiet, Regio Metropolitana de So Paulo

  • Canais abertos

    Em zonas urbanas, geralmente so implantados com avenidas sanitrias marginais

  • Canais abertos

    Canais abertos com avenidas marginais

    Marginal Tiet, So Paulo Fonte: www.folha.uol.com.br

    Rua Ansio Azevedo, Aracaju

  • Canais fechados

    Alternativa de maior descaracterizao do meio natural.

    DEVE-SE EVIT-LA AO MXIMO!

    No Brasil, a soluo mais comumente adotada nos grandes centros, com a construo de avenidas para trnsito de veculos sobre os canais.

    Inmeros exemplos: Avenidas dos Bandeirantes, Sumar, 9 de Julho, 23 de Maio,

    Vale do Anhangaba (So Paulo)

    Boulevard Arrudas; Av. Prudente de Morais (Belo Horizonte)

  • Ocorrncia de enchentes

    Em canais abertos:

    Extravaso, mas permanece conduto livre

    Em canais fechados:

    Afogamento total da seo transversal Presses internas nas paredes do canal Conduto Forado

  • Ocorrncia de enchentes

    Em canais fechados:

    Potencializao das enchentes:

    Afogamento total da seo transversal Presses internas nas paredes do canal Propagao do remanso para montante Afogamento das sadas dos canais e de tributrios Refluxo pelas galerias de guas pluviais, bocas de lobo e poos de visita Incremento dos nveis de inundao

  • Potencializao de enchentes em canais fechados

  • Canais: Recomendaes

    A bacia deve ser olhada como um todo

    Considerar os efeitos A jusante

    Cuidado com os efeitos DE jusante

    Combinar com bacias de reteno para diminuir as vazes de escoamento

  • Canais: Limitaes

    Ao tentar afastar os excessos rapidamente, agrava a situao de jusante.

    Atua corretivamente e tende a resolver problemas de forma localizada.

    No ataca a causa dos problemas e no atua na fonte dos excessos de gua.

  • Canais: Recomendaes

    Evitar retificaes de crregos e rios, que aumentam o gradiente de velocidades

    Canalizaes trapezoidais sem revestimento devem ser consideradas em primeiro lugar

    Respeitar amplas faixas de drenagem de ambos os lados (evitar invases nas margens de fundo de vale)

    Avenidas marginais devem ser recuadas

  • Canais: Fases de projeto

    Preliminar

    Dados existentes e visitas ao local

    Registro fotogrfico

    Contato com entidades envolvidas

    Levantamento das interferncias

    Alternativas iniciais de traado

  • Canais: Fases de projeto

    Bsico

    Alternativas restantes

    Levantamentos topogrficos e sondagens

    Escolha da melhor alternativa

    Executivo

    Desenhos para execuo

    Interferncias

  • Canais: Elementos para elaborao

    Levantamentos topogrficos

    Fase Preliminar:

    Aerofotogrametria

    Arruamentos: curvas de nvel 1m

    Projeto Bsico

    Nivelamento de preciso

    Sees transversais

  • Canais: Elementos para elaborao

    Interferncias

    Cadastramento

    Entidade responsvel, localizao, caractersticas relevantes

    Projetos de demolies relocaes, etc.

    Custos

    Sondagens

    Percusso (mais usuais)

    Amarrao topogrfica

  • Canais: Dimensionamento

    Hidrolgico

    Mtodos clssicos:

    Racional, se A < 2 km2;

    Baseados no hidrograma unitrio (por exemplo, SCS)

    Mtodos estatsticos (raramente)

    Hidrulico

    Equao bsica: Manning

  • Dimensionamento hidrulico

    Hipteses: Regime uniforme:

    = 0

    Regime fluvial (subcrtico): Fr < 1

    Manning: =1

    .

    2/3. 0,5

    Q a vazo (m3/s) A a rea da seo transversal (m2) Rh o raio hidrulico (m) I a declividade mdia (m/m) n o coeficiente de rugosidade de Manning

  • Dimensionamento hidrulico

    Canais revestidos:

    Determinao da seo de mxima eficincia:

    Maximizar a vazo transportada

    Minimizar os custos (rea revestida, volume escavado)

    =5/3 0,5

    2/3

    P o permetro molhado (m)

  • Dimensionamento hidrulico

    Canais revestidos:

    Determinao da seo de mxima eficincia:

    Pode haver limitaes adoo da seo da mxima eficincia:

    Caractersticas geotcnicas

    Topogrficas

    Soluo estrutural possvel

    Condies ambientais locais

  • Parmetros geomtricos de algumas sees usuais

    Fonte: Baptista e Lara (2010)

  • Caractersticas das sees de mxima eficincia hidrulica

    Fonte: Baptista e Lara (2010)

  • Exerccio

    Dimensionar um canal retangular de concreto (n=0,015) com declividade de 0,0018 m/m para funcionar em condies de mxima eficincia conduzindo uma vazo de 50 m3/s.

  • Conhecida a vazo Q, a declividade do canal I e escolhida a forma da seo, quais sero as dimenses do canal quando no pressuposta a seo de mxima eficincia?

    A partir da dimenso caracterstica da seo (dimetro, altura dgua), define-se:

    =

    Onde: M o coeficiente dinmico

    K o coeficiente de forma

    Dimensionamento geomtrico de canais

  • Dimensionamento geomtrico de canais

    1. Para seo trapezoidal, retangular ou triangular:

    Dimenso caracterstica da seo (): y0 = altura dgua no regime uniforme

    A forma da seo pode variar em funo de Z e da razo de aspecto (m), definida como a razo entre a largura de fundo e a altura dgua:

    =

  • Dimensionamento geomtrico de canais

    1. Para seo trapezoidal, retangular ou triangular:

    A frmula de Manning pode ser escrita como:

    0 =

    , =

    .

    3/8

    O fator de forma K varia em funo de m e Z (TABELAS).

    Para seo triangular: Z = 0

    Para seo retangular: m = 0 e Z = 0

  • Fonte: Porto, R.M. (2006)

  • Fonte: Porto, R.M. (2006)

  • Dimensionamento geomtrico de canais

    2. Para seo circular:

    Dimenso caracterstica da seo (): D = dimetro.

    A frmula de Manning pode ser escrita como:

    =

    , =

    .

    /

    O fator de forma K1 varia em funo de

    (TABELAS)

  • Recomendaes sobre projetos de canais

    Obras de canalizao, retificao ou alargamento: realizadas de jusante para montante.

    Canais urbanos: Evitar grandes profundidades (mx. 4,0 m)

    Adotar borda livre de 20 a 30% da altura dgua

    Folga na capacidade de vazo do canal

    Diminuio da seo por depsitos no fundo do canal

  • Conhecida a vazo Q e as dimenses da seo, qual deve ser a cota do nvel dgua?

    Como m desconhecido processo de tentativa e erro!

    Calcula-se o valor de K2: 2 = .

    8/3.

    O valor de K2 tabelado em funo de Z e y0/b.

    Dado Z e com K2 calculado, busca-se na 1.coluna o valor de y0/b.

    Dimensionamento geomtrico de canais

  • Fonte: Porto, R.M. (2006)

  • Recomendaes sobre projetos de canais

    Prever aumento da rugosidade das paredes e do fundo (envelhecimento do canal): Majorar o valor de n tabelado em 10 a 15%

    Canais com diferentes rugosidades na mesma seo: Calcular a rugosidade equivalente da seo

    = .

    2=1

    0,5

    ni a rugosidade de cada sub-rea i Pi o permetro molhado de cada sub-rea i P o permetro molhado da seo.

  • Recomendaes sobre projetos de canais

    Canais de concreto:

    Prever juntas de dilatao na laje de fundo

    Utilizao de drenos nas paredes e no fundo (evitar subpresso quando o nvel do lenol fretico subir)

    Taludes de pedra argamassada: Pode-se dispensar os drenos.

    Detalhe do dreno

  • Recomendaes sobre projetos de canais

    Canais de seo composta (ou de leito mltiplo, ou canais siameses):

    Soluo interessante para pequenos canais urbanos

    poca da estiagem: escoamento na parte central

    poca das cheias: escoamento alcana o leito secundrio

    Permite manuteno do leito secundrio na poca seca.

  • Recomendaes sobre projetos de canais

    Canais de seo composta (ou de leito mltiplo, ou canais siameses):

    Dividir a seo por linhas verticais

    Usar a Eq. Manning para cada subseo

    Vazo total a soma das vazes das subsees

  • Exemplo Determine a capacidade de vazo do canal da

    figura, cuja declividade de 1m/km. Sabe-se que os taludes so de alvenaria de pedra aparelhada, em condies regulares, e o fundo do concreto est em boas condies.

  • Exemplo

    Um canal apresenta 2,0 m de base e 1,0 m de altura dgua, declividade de 0,001m/m e taludes 1,5H:1V. O fundo corresponde a canal dragado em condies regulares e os taludes so de alvenaria de pedra aparelhada em boas condies.

    a) Determina a capacidade de vazo deste canal.

    b) Esta seo de mxima eficincia?

  • Canais em materiais erodveis: Comportamento influenciado pela inter-relao

    gua-solo.

    Questo central: estabilidade do canal.

    Podem ser usados 2 mtodos:

    Mtodo da velocidade permissvel

    Mtodo das tenses de arraste

    Aps o dimensionamento, verificar a estabilidade dos taludes:

    Inclinao mxima depende do material

    Recomendaes sobre projetos de canais

  • Inclinaes admissveis de taludes em canais

    Fonte: Baptista e Lara (2010)

  • Canais em materiais erodveis

    Mtodo da velocidade permissvel

    Limitar a velocidade mx. para evitar eroso do talude

    Bastante usado por sua simplicidade

    Limitao: no leva em conta a forma da seo.

    A velocidade admissvel tabelada, considerando canal aproximadamente retilneo e lmina dgua com altura mxima de 1 m.

  • Velocidades admissveis em taludes

    Fonte: Baptista e Lara (2010)

  • Canais em materiais erodveis

    Mtodo da velocidade permissvel Se a profundidade superior a 1m, deve-se

    majorar a velocidade por um fator k:

    =

    1

    1/6

    Rh o raio hidrulico do canal a ser projetado

    Rh1 o raio hidrulico referente a 1m de lmina dgua

    Se o canal sinuoso, aplicar um fator de reduo entre 5% e 20%.

  • Exerccio

    Dimensionar um canal retilneo pelo mtodo das velocidades admissveis em solo argiloso denso (n = 0,023), para transportar uma vazo de 25 m3/s de gua com sedimentos coloidais. A declividade de implantao do canal deve ser de 0,15% e a largura mxima de base deve ser de 15 m.

  • Canais em materiais erodveis

    Mtodo das tenses de arraste

    Manter as tenses de cisalhamento junto s

    paredes (t) e ao fundo (0) inferiores tenso de arraste admissvel ou crtica (C)

    Tenso de arraste (): a tenso de cisalhamento exercida pela gua em escoamento junto ao leito e s margens do curso dgua.

  • Tenso de arraste: = . .

    Em sees trapezoidais:

    Tenso de arraste no fundo: = . .

    Tenso de arraste nos taludes: = , . . .

    Clculo da tenso de arraste ()

  • Valor de C depende do material do canal e das caractersticas do sedimento transportado pela gua:

    Tenso de arraste crtica (C)

    Fonte: Baptista e Lara (2010)

  • O valor de C deve ser corrigido em funo da sinuosidade do canal:

    Quanto mais sinuoso o canal, menor o valor de C .

    Canais retilneos: fator de correo = 1,00

    Canais muito sinuosos: fator de correo = 0,60

    Tenso de arraste crtica (C)

  • Nos taludes, a tenso crtica apenas uma frao da tenso crtica no fundo do canal: , = .

    Onde K um fator de correo que varia com o tipo de solo:

    Solos finos: Pode-se desprezar essa correo (K=1,0)

    Solos granulares: Varia com o ngulo do talude com a

    horizontal () e com o ngulo de repouso do material ()

    = 1 2

    2

    Tenso de arraste crtica (C)

  • O ngulo de repouso do material () depende do dimetro mdio das partculas e do grau de angulosidade

    Para material arenoso: 26 34

    Para sedimentos em geral: 26 42

    Tenso de arraste crtica (C)

    Fonte: Baptista e Lara (2010)

  • Mtodo das tenses de arraste 1. Definir o valor da tenso crtica de arraste, o ngulo de

    repouso e a declividade mxima do talude de acordo com o material;

    2. Aplicar a reduo da tenso crtica de arraste em funo da sinuosidade;

    3. Determinar K para a declividade do talude e para o ngulo de repouso;

    4. Corrigir a tenso crtica de arraste nos taludes em funo de K;

    5. Determinar a profundidade do escoamento y a partir da equao da tenso de arraste nos taludes;

    6. Verificar a tenso crtica de arraste no fundo;

    7. Calcular a base b do canal

    8. Calcular a vazo por Manning.

  • Exerccio

    Verificar a estabilidade de um canal pelo mtodo das tenses de arraste, sabendo que ele ser escavado em cascalho fino no coloidal, com partculas medianamente angulosas. O canal ter sinuosidade mediana e declividade de 0,16% e dever transportar gua com sedimentos coloidais.

  • Verificaes hidrulicas

    Regimes de escoamento:

    Dimensionamento: Regime subcrtico (Fr < 1) SEMPRE!

    Regime crtico (Fr = 1):

    Pequenas irregularidades no fundo do canal variao significativa da profundidade, mudana de regime, formao de ressalto hidrulico, eroso.

    Regime supercrtico (Fr > 1):

    Altas velocidades de escoamento eroso, abraso

    Formao de ondas estacionrias nas curvas e juntas

  • Verificaes hidrulicas

    Velocidades de funcionamento:

    Velocidades mximas:

    Evitar eroso (canais sem revestimento)

    Evitar efeitos abrasivos, deslocamento de material (canais revestidos)

    Concreto: vMX = 4,5 m/s

    Velocidades mnimas:

    Evitar a deposio de material e crescimento de vegetao nas margens

  • Verificaes hidrulicas

    Borda livre:

    Distncia vertical entre o topo do canal e a superfcie da gua.

    Faixa de segurana adicional devido s incertezas do dimensionamento hidrulico, possibilidade de formao de ondas (irregularidades das paredes, obstculos no fundo, etc).

    Pode variar de 5% a 30% da profundidade do canal

    Depende do nvel de segurana desejado, localizao, danos decorrentes de um transbordamento.

  • Definio das sees de um canal

    Depende dos seguintes aspectos:

    Hidrulicos: Vazo de projeto, velocidades de escoamento, lminas dgua

    Tecnolgicos e operacionais: Topografia local, faixa disponvel, disponibilidade de materiais, mo de obra, equipamentos, rea de bota-fora

    Ambientais: Impactos das obras/servios (qualidade das guas, aspectos ecolgicos)

    Sociais: Impactos no sistema virio, reas de lazer, paisagismo, etc.

  • Revestimentos de canais

    Diversos materiais:

    Solos

    Gramados

    Concreto

    Gabies

    Enrocamentos

    Revestimentos plsticos

    Geotxteis

  • Revestimentos de canais

    Canais em solos

    Vantagens:

    Baixo custo de implantao Escavao e transporte do material escavado

    Melhor insero ambiental Permite crescimento natural da vegetao, desenvolvimento

    de fauna e flora aquticas, aspecto curso dgua natural

  • Revestimentos de canais

    Canais em solos

    Desvantagens:

    Baixa velocidade mxima admissvel

    Sees maiores Suscetibilidade eroso e

    assoreamento

    Crescimento desordenado da vegetao

    Aumento da rugosidade Prejuzo ao funcionamento hidrulico

    Manuteno permanente Aumento do custo operacional

  • Revestimentos de canais

    Canais gramados

    Apresentam as mesmas vantagens e desvantagens dos canais em solos

    Velocidades permissveis variam conforme a espcie vegetais utilizadas

  • Fonte: Baptista e Lara (2010)

  • Revestimentos de canais

    Canais revestidos em concreto

    Concreto moldado in loco: grandes estruturas

    Peas pr-moldadas: estruturas de menor porte

    Concreto projetado

  • Revestimentos de canais

    Canais revestidos em concreto

    Indicaes:

    Faixa para implantao da obra reduzida

    Vantagens:

    Maiores velocidades admissveis Maior capacidade de vazo Sees menores

    Pouco exigente em termos de manuteno

  • Revestimentos de canais

    Canais revestidos em concreto

    Desvantagens:

    Maior custo de implantao

    Impactos hidrolgicos: Aumento da velocidade de escoamento Antecipao do hidrograma de cheia

    Problemas de insero ambiental e social

  • Revestimentos de canais

    Canais em gabies

    Gabio (do italiano gabione = gaiola):

    Estruturas em grades metlicas preenchidas com pedras.

    Gabio tipo Caixa

  • Revestimentos de canais

    Canais em gabies

    Gabio (do italiano gabione = gaiola):

    Estruturas em grades metlicas preenchidas com pedras.

    Gabio tipo Colcho ou Manta

  • Revestimentos de canais

    Canais em gabies

    Gabio (do italiano gabione = gaiola):

    Estruturas em grades metlicas preenchidas com pedras.

    Gabio tipo Saco

  • Revestimentos de canais

    Canais em gabies

    Inclinao dos taludes

    Gabies Caixa: Permitem taludes mais inclinados e mesmo taludes verticais

    Gabies Manta: Compatveis com os taludes do solo adjacente

  • Revestimentos de canais

    Canais em gabies

    Vantagens

    Boa insero ambiental e social

    Desvantagens:

    Cuidados na manuteno: reteno de slidos e crescimento desordenado da vegetao

    Grandes centros urbanos: depredao dos gabies (roubo das telas)

  • Revestimentos de canais

    Canais revestidos com enrocamentos

    Enrocamento: Revestimento de taludes com pedras lanadas ou arrumadas, de dimenses compatveis com as velocidades do escoamento.

  • Revestimentos de canais

    Canais revestidos com enrocamentos

    Vantagens

    Boa insero ambiental e social

    Desvantagens:

    Cuidados na manuteno: reteno de slidos, crescimento desordenado da vegetao e desagregao do revestimento

  • UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE CENTRO DE CINCIAS EXATAS E TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

    ENCIV0117 Sistemas de Drenagem Urbana

    Macrodrenagem

    Aula 2 Reteno e Deteno

    Ludmilson Abritta Mendes

  • Armazenamento natural

    Ocorre nas bacias antes de sua urbanizao

    gua retida pela vegetao

    gua infiltrada e retida no solo

    gua retida em depresses do terreno

    gua retida em grandes depresses e lagos

    gua armazenada dinamicamente em rios e vrzeas

  • Aumento da impermeabilizao Aumento da parcela de escoamento superficial

  • Aumento da impermeabilizao Aumento da parcela de escoamento superficial

  • Armazenamento artificial

    Objetivos:

    Aumentar o armazenamento perdido por urbanizao

    Retardar a taxa de resposta do escoamento superficial das reas impermeabilizadas

  • Armazenamento artificial

    Tipos de armazenamento:

    Conduo

    Reteno

    Deteno

  • Tipos de armazenamento

    CONDUO

    Armazenamento feito de forma transitria

    Conduo do escoamento superficial por canais, vrzeas, drenos

    Para favorecer esse tipo de armazenamento:

    Construo de canais de baixa velocidade, com sees transversais largas.

  • Tipos de armazenamento

    RETENO

    O escoamento de um evento de cheia armazenado e NO descarregado no sistema de drenagem a jusante durante o evento.

    Reservatrio molhado, isto , permanentemente preenchido com gua.

    A gua armazenada pode ser utilizada para outros fins: Irrigao, Manuteno de vazo mnima (ecossistema), Evaporada, infiltrada no solo.

  • Tipos de armazenamento

    DETENO

    Armazenamento de curto prazo Busca-se atenuar o pico de vazo de sada para um

    valor menor que o de entrada

    O volume descarregado igual ao volume afluente, mas distribudo em um tempo maior

    Esvaziamento ocorre em menos de 1 dia.

    Reservatrio seco uso da rea para fins de recreao.

  • Reservatrio de Reteno

    Fonte: Tomaz (2011)

  • Reservatrio de Reteno

    As bacias de reteno atuam tambm na melhoria da qualidade das guas pluviais:

    Recebe o escoamento superficial de lavagem da superfcie da bacia (first flush).

    Poluentes removidos por ao da gravidade e de processos biolgicos

  • Reservatrio de Reteno

    Remoo mdia de poluentes (Tomaz, 2011):

    Slidos Suspensos Totais (-80%)

    DBO (-50%)

    Fsforo Total (-50%)

    Nitrognio Total (-35%)

    Metais (-60%)

  • Reservatrio de Reteno

    Lago permanente, com uso paisagstico (Zahed Filho et al., 2013)

  • Reservatrio de Reteno

    Dimenses recomendadas(Tomaz, 2011):

    Profundidade: 0,60 m < y < 1,80 m

    y muito grande Estratificao trmica

    y muito pequeno Crescimento de algas

    Relao Comprimento/Largura: De 2:1 a 4:1

    Declividade dos taludes: 3H:1V

  • Reservatrio de Reteno

    Dimenses recomendadas(Tomaz, 2011):

    rea do reservatrio:

    A rea da bacia ocupada pelo espelho dgua pode ser estimada em funo da profundidade do reservatrio e da rea impermeabilizada da bacia.

  • Reservatrio de Reteno

    Dimensionamento:

    Reservatrio com 2 volumes:

    Volume permanente

    Volume temporrio: Deve ser escoado em 24h.

    Os volumes so determinados em funo do Volume para Melhoria da Qualidade da gua (WQv)

  • Reservatrio de Reteno

    Dimensionamento:

    = . .

    1000 = 0,05 + 0,009.

    WQv o volume de melhoria de qualidade da gua (m3);

    A a rea da bacia (m2);

    P o first flush, ou seja, a precipitao correspondente a 90% das precipitaes que ocorrem na bacia (mm);

    C o coeficiente de escoamento ou runoff da bacia;

    AI a rea impermevel da bacia (%).

  • Reservatrio de Reteno

    Dimensionamento:

    Distribuio dos volumes pode ser feita por 2 mtodos:

    Volume permanente = WQv Volume temporrio = WQv

    OU

    Volume permanente = 0,5.WQv Volume temporrio = 0,5.WQv

  • Reservatrio de Reteno

    Exemplo:

    Dimensionar um reservatrio de reteno a ser construdo em uma bacia com rea de 0,35 km2 e rea impermeabilizada de 70%. Suponha uma precipitao de 20mm.

  • Reservatrio de Reteno

    Manuteno:

    Estabelecer programa de inspeo e manuteno

    Retirada dos sedimentos quando atingirem a 1/3 da profundidade de projeto

    Inspeo visual aps chuva maior que 25mm em 24h

    Inspeo anual completa

  • Reservatrio de Reteno

    Monitoramento da qualidade da gua:

    Slidos Suspensos Totais

    DBO

    Oxignio Dissolvido

    Fsforo Total

    Nitrognio Total, Nitratos, Nitritos

    Metais

  • Reservatrio de Reteno

    Limitaes:

    Desaconselhvel em terrenos com instabilidade

    Necessita de grande rea disponvel

    Pode apresentar problemas com lixo, odores, proliferao de mosquitos e de algas

  • Reservatrio de Deteno

    Tipos:

    Podem ser Subterrneos ou Ao ar livre.

    Podem ser In Line (no prprio fundo de vale) ou Off Line (lateralmente ao curso dgua).

  • Deteno subterrnea

    Bacia de deteno Tai Tai Hang Tung (Honk Kong)

  • Deteno subterrnea

    Bacia de deteno Tai Tai Hang Tung (Honk Kong)

  • Deteno subterrnea

    Bacia de deteno em So Bernardo do Campo/SP

  • Deteno ao ar livre

    Bacia de deteno em Porto Alegre/RS

  • Reservatrio de Deteno

    Pr-dimensionamento:

    Mtodo Racional (para bacias at 2 km2)

    = 0,278. . . = 0,05 + 0,009.

    QP a vazo de pico (m3/s)

    C o coeficiente de escoamento superficial

    AI a rea impermevel (%)

    A a rea da bacia (m2)

    i a intensidade mdia da chuva (mm/h) para TR=100 anos.

  • Reservatrio de Deteno

    Pr-dimensionamento:

    Determinar o armazenamento natural da bacia que foi perdido por conta de sua urbanizao.

    Compara os hidrogramas triangulares do Mtodo Racional obtidos para duas condies da bacia

    Pr-desenvolvimento: condio natural, sem ocupao

    Ps-desenvolvimento

  • Reservatrio de Deteno

    Para a determinao correta do volume, necessrio fazer o routing do reservatrio.

    Recomenda-se fazer o routing para bacias com A > 1 km2.

    Dados de entrada:

    Hidrograma afluente ao reservatrio (Chuva de projeto)

    Curva cota-volume do reservatrio

    Equaes de descarga das estruturas de sada (Orifcio e Vertedores)

  • Hidrogramas de entrada e de sada

    Ve= (Qe1 + Qe2) t/2

    Qe1

    Qe2

    t

    Qs1

    Qs2

    Vs= (Qs1 + Qs2) t/2

    V= V2-V1= Ve-Vs

    (Qe1 + Qe2 - Qs1) t/2 + V1 = V2 + Qs2 . t/2

  • Algoritmo de Clculo

    22

    221

    121

    t

    VQQ

    t

    VQQ ssee

    Equao da continuidade

    tQ

    VtQ

    VtQQ ssee

    222

    22

    11

    21

    Reordenando-se os termos da equao, obtm-se:

    ? ?

    Dependem de h

  • Reservatrio In Line

    Rio Amortecimento

    Vazo amortecida

  • Bacia de Deteno In Line

    Volume Armazenado

    Vazo amortecida

    Qamortecida= f(volume do reservatrio)

  • Reservatrio Off Line

  • Reservatrio Off Line

  • Bacia de Deteno Off Line

    Qamortecida= f(volume do reservatrio)

    Vazo descarregada

    para jusante

  • Reservatrio de Deteno

    Manuteno:

    Verificar a cada 6 meses eroso no fundo e nos lados do reservatrio

    Monitorar o acmulo de sedimentos e verificar entupimentos nas estruturas de sada

    Brasil: Taxa MDIA anual de depsito de sedimentos = 10 m3/ano/ha da bacia (TOMAZ, 2011)

    Remoo dos sedimentos quando ocuparem 25% do reservatrio e disposio em aterros sanitrios

    Remoo de lixo e detritos

  • Acmulo de resduos

  • Bacias de deteno

    Estruturas de Entrada

    Por gravidade: Se a rea do reservatrio ficar abaixo do nvel dgua a ser armazenado

    Por bombeamento: Apenas se houver um local privilegiado para o reservatrio

    Estruturas de Sada

    Por gravidade: Tpicas de reservatrios criados com barramentos nos cursos dgua

    Por bombeamento: Quando a escavao feita abaixo do nvel dgua

  • Benefcios das bacias de deteno e reteno

    Reduz ocorrncias de enchentes localizadas

    Reduz os custos das galerias de drenagem

    Melhora a qualidade da gua (se houver manuteno!)

    Reduz a eroso em pequenos tributrios pela reduo das vazes

    Reduz assoreamentos a jusante

    Propicia reuso da gua e recarga de aquferos

    Concentra os resduos slidos dos rios para sua remoo

    Permite criao de reas de lazer, praas, parques, reas de prtica esportiva.