Retencao_Detencao_2013

8/11/2019 Retencao_Detencao_2013

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Armazenamento e Infiltrao Naturais

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 nos rios e vrzeas

Sobre a Ocupao do Solo

Valorizao da terra pressiona a ocupao de reasimprprias

Loteamentos inadequados (super-ocupao)

Invases, favelas

Poucas reas verdes

Ocupao dos leito maior e s vezes do leito menor dos rios

Consequncias da Urbanizao

Perda do Armazenamento e da Infiltrao Naturais


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Antes da Urb.AI= 0%Tc= 5h

AD= 100 km 2

P= 65 mm

Bacia Antes

e Depois daUrbanizao

Sobre o Regime Hidrolgico

Depois daUrb.

AI= 50%Tc= 3h

A Inundao do Tnel do Anhangaba(Centro de So Paulo) em 01.03.1999

A Inundaodo

Anhangabaem 1929


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Estruturais:Tipos: Obras de afastamento de cheias

Micro e Macro-drenagem Reverso de Bacias

Controle no lote (piscininhas, pavimentospermeveis...)

Diques de conteno Obras de conteno de cheias

Soleiras Reservatrios Polderes

Medidas Estruturais e No-Estruturais

de Controle de Inundaes

Foco daaula de

hoje

Armazenamento Artificial

Objetivo de repor ou aumentar o armazenamento perdido

pela alterao do uso e ocupao do solo (urbanizao ou

agricultura) para retardar a taxa de resposta do escoamento

superficial das reas pavimentadas e do sistema de

drenagem artificial (tubos, canais).


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Controle na Fonte x Controle a Jusante

Fonte:

Armazenamento prximo formao do escoamento direto:

Reservatrios pequenos;

Permitem utilizao mais eficiente do sistema dedrenagem a jusante.

Seu efeito localizado. No beneficia uma grande rea.

Controle na Fonte x Controle a JusanteCategorias de Armazenamentos na Fonte:Disposio local: Infiltrao filtro de areia,

pavimento poroso,vala de infiltrao

Controle na entrada armazenamento em telhados,reas de estacionamentoe jardins

Deteno local: drenos,lagoas secasou molhadas,reservatrios naturais / concreto


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Controle na Fonte: Trincheiras - Filtro de Areia

Controle na Fonte: Caladas para Infiltrao

Fonte: Matos. A. E., Silva, A. C. S., Bunn, J., Claro, A. -Drenagem Trabalho da disciplinaTecnologia de Edificao I, Curso deArquiteturae Urbanismo UFSC, 2007.


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Controle na Fonte: Telhado Verde

Controle na Fonte: Valas de Infiltrao


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Fonte: Tucci, Carlos E.M., Elementos para Controle da Drenagem Urbana

Princpios Fundamentais do Controle no Lote

Princpios Fundamentais do Controle no Lote

Hidrograma psdesenvolvimento

Ao doproprietrio

Hidrograma prdesenvolvimento


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Controle na Fonte: Lei das PiscinhasExemplo da Prefeitura de So Paulo

- A LeiA PMSP elaborou a lei 13.276, sancionada dia 04 de janeiro de

2002;regulamentada pelo Decreto n 41.814 em 15/03/2002tambm conhecida como a lei das piscininhasobriga a execuo de reservatrio para as guas coletadas

por coberturas e pavimentos nos lotes, edificados ou no, quetenham rea impermeabilizada superior a 500 m

- Dimensionamento:

O volume de armazenamento do reservatrio obedece equao:

V = 0,15 Ai IP t Onde: V = volume do reservatrio (m), Ai = rea impermeabilizada (m), IP = ndice pluviomtrico igual a 0,06 m/h t = tempo de durao da chuva igual a uma hora.

Os estacionamentos em terrenos autorizados, existentes efuturos, devero ter 30% (trinta por cento) de sua rea compiso drenante ou com rea naturalmente permevel.



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- Destino da gua armazenada:

A gua contida pelo reservatrio deverpreferencialmente infiltrar-se no solo, podendo serdespejada na rede pblica de drenagem aps uma horade chuva ou ser conduzida para outro reservatrio paraser utilizada para finalidadesno potveis.


- Benefcios:

A Lei 13.276 tem funo tripla: aumentar a rea permeveldo solo, diminuir o risco de inundaes e reservar gua parafins no potveis nos empreendimentos;

A lei paulistana apesar de no ser perfeita j um avanona legislao pois leva em considerao a possibilidade deuso da gua de drenagem.


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- Perspectivas:

Toda reteno vlida, pois descongestiona os dutos dacidade, e ajuda a respeitar as vazes de restrio;

Com o aumento do nmero de edifcios com reservatrios,os resultados benficos da reteno tendem a ser maissignificativos;

Caso o destino da gua seja a infiltrao no solo, haverrecarga de aquferos;


- Crticas:

Possibilidade de proliferao de animais transmissores dedoenas, se no houver regulamentao de mecanismosque impeam acesso de animas e facilitem a manuteno elimpeza do reservatrio;

O ndice pluviomtrico (60 mm/h) usado na Lei 13.276 parao clculo do volume do reservatrio o de uma chuvafortssima(TR = 10 anos);

Lei 13.276 no d diretrizes de execuo e mecanismos defiscalizao do escoamento adequado da gua;


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- CRTICAS:

Se a rotina de bombeamento no for regulamentada, j queem geral, est a cargo dos zeladores, as bombas podem serligadas aleatoriamente, lanando gua quando ainda estiverchovendo em reas crticas;

Aumento de custos construo civil (h controvrsias!!); Aumento no consumo de energia.

JUSANTE

Reduo nos custos de construo, operao emanuteno (efeito de escala)

Dificuldade em encontrar local adequado

Grandes barragens ou reservatrios podem encontraroposio pblica

Controle na Fonte x Controle a Jusante


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Tipos de armazenamento a Jusante

Reteno

Deteno

Conduo

Tipos de Armazenamento a JusanteRETENO:

O escoamento de um dado evento de cheia armazenadoe NO DESCARREGADO no sistema de drenagem a jusante durante o evento.

A gua armazenada pode ser utilizada para irrigao,manuteno de vazo mnima ou para ser evaporada ouinfiltrada no solo.

O reservatrio permanentemente preenchido com gua(reservatrio molhado)


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Lago Permanente - Uso Recreacional

Reservatrio de Reteno

Lago Permanente - Uso Paisagstico



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Lago Permanente e Rio com calha varivel - Uso para lazerParque Campolim Sorocaba, SP, vista de montante da barragem


Lago Permanente e Rio com calha varivel - Uso para lazerParque Campolim Sorocaba, SP, vista de jusante da barragem


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Reservatrio de Reteno in stream

Barragem

Reservatrio

Lagoas de Reteno em Srie


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Tipos de armazenamento a Jusante

Deteno

Reteno

Conduo

DETENO:

O armazenamento de curto prazo, com atenuao do picode vazo de sada a um valor inferior ao de entrada.

O volume de gua descarregada igual ao afluente, apenasdistribudo em um tempo maior.

Usualmente, esvaziam em menos de um dia.

A rea seca e pode ser utilizada para fins recreacionais.

Tipos de Armazenamento a Jusante


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DETENO:

O armazenamento de curto prazo, com atenuao dopico de vazo de sada a um valor inferior ao de entrada.

O volume de gua descarregada igual ao afluente,apenas distribudo em um tempo maior.

Usualmente, esvaziam em menos de um dia. A rea seca e pode ser utilizada para fins

recreacionais.


Tipos de Reservatrio de Deteno

Reservatrios subterrneosReservatrios ao ar livre

Reservatrios in StreamReservatrios off Stream

Polderes


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Reservatrio de Detenoin stream ao Ar Livre

RioAmortecimento

Vazo amortecida

Bacia de Deteno Praa Jlio Andreatta, Porto Alegre RS

Reservatrio de Deteno Uso para Lazer


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Reservatrio de Deteno in stream subterrneo

Piscino do Pacaembu

Reservatrio de Deteno in stream

Durante aconstruo

Piscino do Pacaembu Aps a construo


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Fonte: Chu, H. C. K. Flood Prevention and Drainage Modelling in Hong Kong, Drainage Services Department, HongKong, Sept. 2005

Bacia de deteno de Tai Tai Hang Tung Capacidade de 100000 m 3 - Hong Kong

Bacias de Deteno Subterrneas


Bacia de deteno de Tai Tai Hang Tung em construo (2005) - Hong Kong

Bacias de Deteno Subterrneas


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Reservatrio de Deteno off streamRio

Reservatrio de Deteno off stream


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Entrada da gua


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0

20

40

60

80

100

120

0 5 10 15 20 25 30Tempo ( horas)

V a z

e s

( m 3 / s )

AfluenteEfluente ( In Line )Efluente ( Off Line )

Bacia de Deteno off stream

Volume Armazenado


Criao de Polderes

Barragem

Descargada

Elevatria

Canal deDrenagemEstao

ElevatriaReservatriode Deteno


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Fonte: Chu, H. C. K. Flood Prevention and Drainage Modelling in Hong Kong, Drainage Services Department, Hong Kong, Sept. 2005

Esquema de bombeamento em Kiiu Tau Waii Hong Kong

Criao de Polderes

Opes de Estruturas de Entrada e Sada

Entrada por Gravidade:Quando a rea do reservatrio est abaixo da cota da gua a

ser armazenada.Entrada por Bombeamento:

Este tipo s vantajoso quando h um local privilegiado parao reservatrio.


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Opes de Estruturas de Entrada e Sada

Sada por Gravidade:Condio tpica de reservatrios criados com barramentos nos

cursos dgua

Sada por Bombeamento:Quando a escavao feita abaixo do nvel do curso dgua.

Exige custo de energia e cuidados na operao.

Detalhe de Entrada com Grade


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Detalhe de Entrada com Grade

Vertedor de Emergncia


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Reservatrio de Deteno de Concreto - Enterrado

Manuteno das Bacias de Deteno

Sistema de Lavagem de Reservatriode Deteno


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Escada deAcesso paraManuteno

Problema : Acmulo de Resduos


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Problema : Acmulo de Resduos


Conduo

Reteno

Deteno


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CONDUO:

O armazenamento feito de forma transitria, quando oscanais, vrzeas e drenos conduzem o escoamentosuperficial.

Construo de canais de baixa velocidade, com sees

transversais largas ajudam nesse armazenamento.


Armazenamento por ConduoRio com Calhas Variveis


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Armazenamento por ConduoSoleiras Rio Aricanduva So Paulo

As obras devem devem ser avaliadas em relao aoseventos normais (T = 5 a 10 anos) e aos eventos menosfrequentes (T = 100 anos), para provar que no pioramas condies de inundao a jusante.

As obras devem ser coordenadas, considerando oscenrios futuros de desenvolvimento e uso do solo.

As obras devem ser projetadas com base na topografia,solo e geologia do local.

Requisitos Gerais


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As obras devem ser projetadas, considerando toda abacia hidrogrfica e no s a poro imediatamente a jusante. Cuidado com o SINCRONISMO doshidrogramas.

As obras devem ser projetadas para reduzir o mximopossvel as necessidades de operao e manuteno.

As vrzeas a jusante no devem ser estimuladas aserem ocupadas nas reas anteriormente inundveis.

Requisitos Gerais

Benefcios do Armazenamento de Cheias

Reduz os problemas de enchentes localizadas. Reduz os custos das galerias de drenagem. Melhora a qualidade da gua, desde que haja

manuteno.

Minora a eroso em pequenos tributrios pela reduodas vazes.

Reduz assoreamentos a jusante Cria oportunidade de reso e recarga de aquferos. Permite concentrar resduos slidos transportados pelos

rios, para sua remoo Permite a criao de reas de lazer


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MEDIDA CORRETIVA:

Maiores custos

Legalidade pode ser contestada

Necessidade de novas leis

Desgastes polticos

Desapropriaes mais caras e complexas Custos por conta do governo

Eficincia dos Reservatriosde Reteno e de Deteno

F I MF I MF I MF I M


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Clculo do Reservatrio

Dados de entrada:

Hidrograma afluente ao reservatrio

Curva cota-volume do reservatrio

Equaes de descargas dos rgos de extravaso dabarragem

Hidrogramas

Afluente Efluente

Intervalo0:00 15:00 30:00 50:00 65:00 85:00 105:00 125:00 145:00 165:00 185:00 205:00 225:00

V a z

o

( m 3 / s )

400

350

300

250200

150

100

50

0

Exemplo de Resultado


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Hidrulica da Estrutura de Controle

)(**2** a h g AQ d =Q = vazoCd= coeficiente de descargaA = rea do orifciog =acelerao da gravidadeh = profundidade da gua junto sadaa = metade da altura do orifcio

Vlida parah > 4a

Coeficientes de Descarga


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Tempo de Esvaziamento

dh h g AC

t h

h

A

d

R ..2..

1 2

1

=

).(2..

.221 h h g AC

At d

R =

Quando a rea do reservatrio A R constante :

Nomogramapara orifcio

retangularcom h < 4a


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Nomogramapara orifcio

circular com h< 4a

Curvas de Descarga de Vertedores

2 / 3CLH Q =

= 2

3

223

12

3

2 H H cLgQ

( ) 23

0 2 H RC Q S =

gH CWDQ 2=

Vertedor de soleira livre

Vertedor com comporta

Vertedor Tulipa

Bueiro


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Curvas de Descarga de VertedoresOnde:

Q = vazo de descarga;C = coeficiente de descarga;L = largura da crista do vertedor;H 1 = carga total referente crista do vertedor;H 2 = carga total referente ao topo da abertura;C 0 = coeficiente que relaciona H 1 e R S;

R S = raio de abertura do vertedor;D = altura da abertura;W = largura da embocadura.

Algoritmo de Clculo

22

221

121

t

V QQ

t

V QQ ssee

=

++

Equao da continuidade

t Q

V t Q

V t QQ ssee +=+

+

2222

21

121

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


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Urbonas, Bem & Stahre, Peter - Stormwater - Best managementpractices and detention for water quality, drainage, and CSOmanagement - PTR Prentice Hall, Inc., 1993, 449pg.

Sheaffer, John R. et al. - Urban Storm Drainage Management - MarcelDekker, Inc. - 1982, 271 pg.

Tucci, C. E. et al. - Hidrologia : Cincia e Aplicao - Ed. daUniversidade - UFRGS/ABRH ,2a ed. 1997, 943pg.

Tucci, C. E. - Drenagem Urbana, - Ed. da Universidade -UFRGS/ABRH ,1a ed.1995, 428 pg.

Referncias

O Metropolitan Area Outer Underground DischargeChannel (tambm chamado de Projeto G-Cans,(em japons Shutoken GaikakuHousui Ro), uma enorme estrutura subterrnealocalizada principalmente em Saitama-ken.Foi construda para prevenir enchentes em Tquio,durante eventos chuvosos e de tufes.

Sistema G-Cans (Tquio Japo)

http://megastructure.org/post/show/36-tokyo-underground-storm-drain


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O Conselho Central de Gerenciamento de Desastres deTquio projetou o sistema para uma chuva de 550mmem trs dias sobre Tquio (T=200 anos). Sem osistema, para esse evento, o Rio Arakawa extravasaria,com a possvel inundao de 97 estaes do metr.http://megastructure.org/post/show/36-tokyo-underground-storm-drain


O projeto iniciou-se em 1992. Consiste em 5 Silos de concreto,localizados prximos dos 4 principais rios, conectados portneis e um grande reservatrio (chamado de A Catedral ou OGrande Templo), conectado a uma Estao Elevatria querecalca para o Rio Edogawa.http://www.ipmotor2011.com/g-cans.html


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Interior de um dos Siloshttp://megastructure.org/post/show/36-tokyo-underground-storm-drain


Cada silo possui 32m de dimetro e 65 m de altura.O volume armazenado nos 5 silos de 260.000m3.



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Detalhe de entrada a um silo,que recebe gua de duasgalerias. A construo de uma guia helicoidal evita o

choque dos dois fluxos de entrada.http://planetoddity.com/g-cans-tokyo-storm-water-discharge-channel


Detalhe de um poo de acesso para a obra. Destaca--se a dimenso do caminho perante a obra.

http://planetoddity.com/g-cans-tokyo-storm-water-discharge-channel/


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Detalhe de um poo de acesso para a obra.http://planetoddity.com/g-cans-tokyo-storm-water-discharge-channel/

A construo do sistema iniciou-se em 1992 e terminou em2004. O custo foi por volta de 2 bilhes de dlares.http://megastructure.org/post/show/36-tokyo-underground-storm-drain



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O tnel interliga Showa em Tokyo e Kasukabe em Saitama.O volume total dos tneis de 495.000 m3. http://planetoddity.com/g-cans-

tokyo-storm-water-discharge-channel/


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Os tneis foram construdos 50m abaixo da superfcie.http://www.secret-japan.com/forum/g-cans-project-(saitama-ken)-t723.html


Os tneis, com 10 m de dimetro totalizam 6,3km de extenso.http://megastructure.org/post/show/36-tokyo-underground-storm-drain


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Tnel de acesso aos tneis principais.http://planetoddity.com/g-cans-tokyo-storm-water-discharge-channel/


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http://planetoddity.com/g-cans-tokyo-storm-water-discharge-channel /


O grande reservatrio (A Catedral ou O Grande Templo)possui 25.4 m de altura, 177 m de comprimento e 78 m delargura (com 59 pilares). Possui um volume de 350.000m3.http://planetoddity.com/g-cans-tokyo-storm-water-discharge-channel/


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O grande reservatrio est conectado com 78 bombas (10Mw)que podem recalcar at 200m3 /s no Rio Edogawa.http://www.secret-

japan.com/forum/g-cans-project-(saitama-ken)-t723.html


Sala do Centro de Controle do Sistema.http://en.wikipedia.org/wiki/Metropolitan_Area_Outer_Underground_Discharge_Channel


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Vdeo Promocional


Fontes:http://megastructure.org/post/show/36-tokyo-underground-storm-drainhttp://planetoddity.com/g-cans-tokyo-storm-water-discharge-channel/

http://en.wikipedia.org/wiki/Metropolitan_Area_Outer_Underground_Discharge_Channelhttp://www.youtube.com/watch?v=zUGFa6Kw7Xohttp://www.secret-japan.com/forum/g-cans-project-(saitama-ken)-t723.htmlhttp://en.wikiarquitectura.com/index.php/File:G-Cans_Project_silo_a_nivel_suelo.jpg

http://www.youtube.com/watch?v=zUGFa6Kw7Xo

http://www.youtube.com/watch?v=RfNvgWIap3M&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=zUGFa6Kw7Xo


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