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InstrucoesTecnicasProjetosdeDrenagem1 Versao
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SUMRIO
1. INTRODUO
1.1 Objetivos
1.2 Equipe Tcnica
2. ESTUDOS HIDROLGICOS
5. GLOSSRIO
6. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS
1.1 Objetivos
2 ESTUDOS HIDROLGICOS
Coeficiente
Tipologia da rea de drenagem de
escoamento
superficial
reas Comerciais 0,70 0,95
reas centrais 0,70 0,95
reas de bairros 0,50 0,70
reas Residenciais
residenciais isoladas 0,35 0,50
unidades mltiplas, separadas 0,40 0,60
unidades mltiplas, conjugadas 0,60 0,75
reas com lotes de 2.000 m2 ou maiores 0,30 0,45
reas suburbanas 0,25 0,40
reas com prdios de apartamentos 0,50 0,70
reas Industriais
rea com ocupao esparsa 0,50 0,80
rea com ocupao densa 0,60 0,90
Superfcies
asfalto 0,70 0,95
concreto 0,80 0,95
blocket 0,70 0,89
paraleleppedo 0,58 - 0,81
telhado 0,75 0,95
solo compactado 0,59 - 0,79
reas sem melhoramentos ou naturais
solo arenoso, declividade baixa < 2 % 0,05 0,10
solo arenoso, declividade mdia entre 2% e 7% 0,10 0,15
solo arenoso, declividade alta > 7 % 0,15 0,20
solo argiloso, declividade baixa < 2 % 0,15 0,20
solo argiloso, declividade mdia entre 2% e 7% 0,20 0,25
solo argiloso, declividade alta > 7 % 0,25 0,30
grama, em solo arenoso, declividade baixa < 2% 0,05 - 0,10
grama, em solo arenoso, declividade mdia
entre 2% e 7% 0,10 - 0,15
grama, em solo arenoso, declividade alta > 7% 0,15 - 0,20
grama, em solo argiloso, declividade baixa < 2% 0,13 - 0,17
grama, em solo argiloso, declividade mdia
2% < S < 7% 0,18 - 0,22
grama, em solo argiloso, declividade alta > 7% 0,25 - 0,35
florestas com declividade <5% 0,25 0,30
florestas com declividade mdia entre 5% e 10% 0,30 -0,35
florestas com declividade >10% 0,45 0,50
capoeira ou pasto com declividade <5% 0,25 0,30
capoeira ou pasto com declividade entre 5% e 10% 0,30 0,36
capoeira ou pasto com declividade > 10% 0,35 0,42
2.1.2 Tempo de concentrao
tc = tp + te
onde:
tp = tempo de percurso tempo de escoamento dentro da galeria ou canal,
calculado pelo Mtodo Cinemtico;
te = tempo de entrada tempo gasto pelas chuvas cadas nos pontos mais distantes
da bacia para atingirem o primeiro ralo ou seo considerada;
te = t1 + t2
onde:
t1 = tempo de escoamento superficial no talvegue tempo de escoamento das guas
pelo talvegue at alcanar o primeiro ralo ou seo considerada, calculado pela
equao de George Ribeiro ou pela equao de Kirpich;
t2 = tempo de percurso sobre o terreno natural tempo de escoamento das guas
sobre o terreno natural, fora dos sulcos, at alcanar o ponto considerado do
talvegue, calculado pela equao de Kerby;
George Ribeiro
A equao proposta por George Ribeiro tem a seguinte forma:
onde:
t1 = Tempo de escoamento superficial em minutos;
L1 = Comprimento do talvegue principal, em km;
p = Porcentagem, em decimal, da rea da bacia coberta de vegetao;
S1 = Declividade mdia do talvegue principal.
Kirpich
A equao de Kirpich apresentada a seguir:
onde:
t1 = Tempo de escoamento superficial, em h;
L = Comprimento do talvegue, em km;
S = Declividade mdia do talvegue da bacia, em km.
Kerby
A equao de Kerby adotada para calcular a parcela t 2, relativa ao percurso no
terreno natural at alcanar o talvegue:
onde:
t2 = tempo de percurso sobre o terreno natural, em min;
L2 = Comprimento do percurso considerado, em km;
Ck = Coeficiente determinado pela tabela 3;
S2 = Declividade mdia do terreno;
Mtodo Cinemtico
tp = 16,67 x (Li/Vi )
onde:
tp = Tempo de percurso, em min;
Li = Comprimento do talvegue (trechos homogneos), em km;
Vi = Velocidade do trecho considerado, em m/s.
V = Rh2/3 S1/2 - 1
onde:
V = velocidade, em m/s;
Rh = raio hidrulico, em m;
S = declividade do trecho, em m/m;
= coeficiente de rugosidade, ver item 3.1.1
i = a Tr b
(t +c) d
onde:
i = intensidade pluviomtrica em mm/h;
Tr = tempo de recorrncia em anos;
t = tempo de durao da precipitao em minutos.
a, b , c e d , valores dos coeficientes conforme apresentado no Tabela 5.
Pluvimetro a b c d Fonte
Santa Cruz 711,3 0,18 7,00 0,687 PCRJ- Cohidro
Campo Grande 0
891,6 6
0,18 14,0 0,689 (1992)
PCRJ- Cohidro
Mendanha 7
843,7 7
0,17 0
12,0 0,698 (1992)
PCRJ- Cohidro
Bangu 8
1.208 7
0,17 0
14,0 0,788 (1992)
PCRJ- Cohidro
Jardim Botnico ,96
1.239 7
0,15 0
20,0 0,740 (1992)
Ulysses Alcntara
Capela Mayrink ,00
921,3 0
0,16 0
15,4 0,673 (1960)
Rio-guas (2003)
Via11 9
1.423 2
0,19 6
14,5 0,796 Rio-guas (2005)
(Jacarepagu)
Sabia Lima ,20
1.782 6
0,17 8
16,6 0,841 Rio-guas (2006)
Benfica ,78
7.032 8
0,15 0
29,6 1,141 Rio-guas (2006)
Realengo ,07
1.164 0
0,14 8
6,96 0,769 Rio-guas (2006)
Iraj ,04
5.986 8
0,15 29,7 1,050 Rio-guas (2007)
Eletrobrs -Taquara ,27
1.660 7
0,15 0
14,7 0,841 Rio-guas (2009)
(Eletrobrs) ,34 6 9
para A 1 ha n = 1
para A > 1 ha n = A-0,15
Q = 0,00278 n i f A
onde:
Q = deflvio gerado em m3/s;
n = coeficiente de distribuio:
1/3
f = m (it)
onde:
t = tempo de concentrao em minutos;
m = 0,0725 C
onde:
C = coeficiente de escoamento superficial
Pe = (P 0,2 Sd)2
(P + 0,8 Sd)
onde:
Pe = Precipitao efetiva, em mm;
P = Precipitao acumulada, em mm;
Sd = Armazenamento no solo, em mm.
tp = D + 0,6tc
2
onde:
tp = Tempo de ascenso, em horas;
D = Intervalo de discretizao da chuva, em horas;
tc = Tempo de concentrao, em horas.
O intervalo temporal de discretizao da chuva (D) dever ser inferior a 0,20tc.
Tempo de recesso dos hidrogramas unitrios:
tr = H . tp
onde:
onde:
Qp = Vazo de pico do hidrograma unitrio, em m3 /s.mm;
Pe = Precipitao efetiva, em mm;
A = rea da bacia hidrogrfica, em km 2;
tp = Tempo de ascenso do hidrograma unitrio, em horas.
Curvas de deflvio (CN)
So definidas em funo de quatro tipos diferentes de grupos hidrolgicos e da
tipologia do uso do solo, relacionados s condies de umidade do solo anteriores a
ocorrncia da chuva.
Grupos hidrolgicos:
Grupo A solos arenosos com baixo teor de argila total, inferior a uns 8%, no
havendo rocha nem camadas argilosas, e nem mesmo densificadas at a
profundidade de 1,5 m. O teor de hmus muito baixo, no atingindo 1%.
Grupo B solos arenosos menos profundos que os do Grupo A e com menor teor de
argila total, porm ainda inferior a 15%. No caso de terras roxas, esse limite pode
subir a 20% graas maior porosidade. Os dois teores de hmus podem subir,
respectivamente, a 1,2 e 1,5%. No pode haver pedras e nem camadas argilosas
at 1,5 m, mas quase sempre presente camada mais densificadas que a camada
superficial.
Grupo C solos barrentos com teor de argila de 20 a 30%, mas sem camadas
argilosas impermeveis ou contendo pedras at profundidades de 1,2 m. No caso de
terras roxas, esses dois limites mximos podem ser de 40% e 1,5 m. Nota-se a
cerca de 60 cm de profundidade, camada mais densificada que no grupo B, mas
ainda longe das condies de impermeabilidade.
Grupo D solos argilosos (30- 40% de argila total) e ainda com camada densificada
a uns 50 cm de profundidade. Ou solos arenosos como B, mas com camada argilosa
quase impermevel, ou horizonte de seixos rolados.
Ruas e estradas:
Pavimentadas, com guias e drenagem 98 98 98 98
Com cascalho 76 85 89 91
De terra 72 82 87 89
Grupo A: 9,53mm/h;
Grupo B: 5,72mm/h;
Grupo C: 2,54mm/h;
Grupo D: 0,64mm/h.
Galerias fechadas
Canais revestidos
Tipo de superfcie
Sarjeta de concreto 0,016
Asfalto liso 0,013
Asfalto spero 0,016
Pavimento de concreto liso 0,013
Pavimento de concreto spero 0,015
e
Pi i
3/ 2 2 / 3
Pi
2/3
onde:
e = coeficiente de rugosidade equivalente;
Pi= permetro molhado cujo coeficiente de Manning i;
i = coeficiente de Manning cujo permetro Pi.
3.1.2 Velocidades admissveis
o Galerias fechadas:
Velocidade mxima = 5,0 m/s
Velocidade mnima = 0,8 m/s
onde:
h 0,40
2
h = profundidade mnima admissvel (m);
= dimetro da tubulao (m).
Caso esta condio no seja atendida poder ser considerado no projeto a utilizao
de tubos PA2 ou PA3 respeitando as profundidades mnimas apresentadas nas
Tabelas 7 e 8.
Profundidade tubos
(m) classe PA2 (m)
0,30 0,710
0,40 0,810
0,50 0,920
0,60 1,040
0,70 1,160
0,80 1,280
0,90 1,400
1,00 1,520
1,20 1,760
1,50 2,120
1,75 2,480
2,00 2,720
o Transposio de interferncias
Dever ser prevista uma folga mnima de 0,20m entre as geratrizes externas e o
objeto a ser transposto.
Galerias circulares fechadas: dimetros comerciais (m) 0,40; 0,50; 0,60; 0,70; 0,80;
0,90; 1,00; 1,20; 1,50; 1,80; 2,00.
Os tubos de devero ser do tipo ponta e bolsa, classe PA1, PA2 ou PA3.
o Elementos de projeto
O espaamento entre poos de vista (PV) dever estar compreendido entre 30,0m e
40,0m, independentemente do dimetro da tubulao.
Os poos de visita com altura superior a 3,0 m devero ser construdos em concreto
armado.
As galerias retangulares com base maior que 1,5 m, devero usar tampo triplo (3
sees) nas suas visitas.
o Dimensionamento hidrulico
Elementos de projeto
Dever ser prevista a instalao de caixas de ralo com grelha sempre que a
capacidade de escoamento da sarjeta for excedida e nos pontos baixos dos greides.
A primeira caixa de ralo dever ser locada a partir do divisor de guas at a seo
da sarjeta onde a faixa de alagamento atinge o limite estabelecido para cada tipo de
via.
Ser permitido o escoamento superficial desde que a faixa inundvel das sarjetas
no ultrapasse 0,80m nas vias principais e 1,00 nas vias secundrias. A velocidade
mxima no dever ultrapassar 3,0m/s.
As caixas de ralos sero ligadas aos poos de visita por intermdio de ramais de
ralo com dimetro mnimo de 0,40m e declividade mnima de 0,5%, nos casos em
que o recobrimento da rede no permitir a ligao de ramais de ralo com dimetro
0,40m, poder ser admitido o dimetro de 0,30m.
Para bateria de ralos o ramal de ligao dever ser dimensionado em funo de sua
captao do deflvio.
Metodologia de clculo
onde:
Q = descarga terica, em m/s;
Z = inverso da declividade transversal
S = declividade longitudinal, em m/m;
Y = lmina dgua, em m;
= coeficiente de rugosidade.
Elementos de projeto
Sempre que possvel as canaletas devero ter a base igual a altura (B=H),
observando-se os detalhes estruturais constantes do Manual de Tcnico de
Encostas vol.II da Geo-Rio; na impossibilidade do atendimento de tal condio
dever ser adotado o seguinte critrio: H mnima = 1,43 x Yc, onde Yc a altura
crtica da seo proposta.
A declividade do patamar (i) no dever ser superior a 3%, devendo ser mantidas
invariveis as dimenses dos patamares (p) e degraus (hd) em cada trecho, figura 2;
onde:
Q = Descarga de projeto a ser conduzida pela descida d'gua, em m 3/s;
B = Largura da descida d'gua, em m;
H = altura mdia das paredes laterais da descida, em m.
Vazo Base H
(l/s) (m) (m)
50 0,30 0,30
80 0,30 0,30
100 0,40 0,40
150 0,40 0,40
200 0,50 0,50
250 0,50 0,50
300 0,50 0,50
350 0,60 0,60
400 0,60 0,60
450 0,60 0,60
500 0,60 0,60
550 0,70 0,70
600 0,70 0,70
650 0,70 0,70
700 0,70 0,70
750 0,70 0,70
800 0,80 0,80
850 0,80 0,80
900 0,80 0,80
1000 0,80 0,80
1100 0,90 0,90
1200 0,90 0,90
1300 0,90 0,90
1400 0,90 0,90
3.3 Canais Abertos
Borda livre
A borda livre mnima (hfb) ser determinada para a vazo relativa ao TR 10 anos e
conforme critrio estabelecido no Urban Storm Drainage Criteria Manual Denver:
onde:
hfb = borda livre, em m;
V = velocidade mdia, em m/s;
Y = lmina dgua, em m.
Nos trechos em curva, uma altura adicional (h se) dever ser incorporada para
acomodar a superelevao e outras perturbaes na superfcie por intermdio da
seguinte equao:
onde:
hse = altura adicional requerida, em m;
V = velocidade mdia, em m/s;
rc = raio de curvatura, em m;
b = largura do canal, em m;
g = acelerao da gravidade, em m/s2.
Raio de curvatura
Metodologia de clculo
Borda Livre - altura a ser somada ao nvel dgua de projeto, definindo assim
a cota do muro do canal ou a cota interna da laje superior da galeria, ou a
cota do infradorso de viga de ponte ou a cota de qualquer outra estrutura que
atravesse o canal.
Talvegue a linha sinuosa que se desenvolve no fundo dos vales, por onde
escoam as guas e que divide os planos de escoamento de duas encostas.
Urban Drainage and Flood Control District (2001). Urban Storm Drainage Criteria
Manual. volume I. Denver.
No caso de tubos PA-3, a carga total obtida com a equao de recobrimento mnimo
proposta, atende a verificao de carga de fissura para Veculos Tipo de 30KN e
45KN e FE = 1,5 e 1,7.
No caso de vias expressas com trfego rodovirio pesado tais como Av. Brasil e
Av. das Amricas, a equao: RECmn = D/5 + 0,32m poder ser utilizada a partir de
D=0,50m. Para D=0,30m e D=0,40m dever ser utilizado o valor especificado na
tabela de profundidades mnimas apresentada no estudo.