Drenagem Urbana

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Drenagem Urbana

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  • DRENAGEM URBANA

    UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOISDEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

    HIDROLOGIA APLICADA

    Prof. Heber Martins de Paula

  • DRENAGEM URBANA

    Muitas cidades vem sofrendo com o crescimento desordenado erpido. Isso vem provocando um choque brusco nos sistemas dedrenagem urbana ou de captao das guas pluviais.

    Recentemente vrias cidades sofram com a fora das guas daschuvas como, por exemplo, So Paulo, Rio de Janeiro, Goinia etc.

    As figuras a seguir mostram algumas imagens das cheias nessascidades.

    As figuras a seguir mostram algumas imagens das cheias nessascidades.

    So Paulo So Paulo So Paulo So Paulo ---- 2010201020102010

  • DRENAGEM URBANA

    Rio de JaneiroRio de JaneiroRio de JaneiroRio de Janeiro---- 2010201020102010

  • DRENAGEM URBANA

    Catalo Catalo Catalo Catalo ---- 2010201020102010

  • DRENAGEM URBANA

    A Hidrologia Urbana bastante ampla sendo que a Microdrenagempossui um papal importantssimo na captao de guas pluviais etransporte por meio de galerias, at um desaguadouro natural comoum crrego ou rio.

    A rede de guas pluviais composta por galerias, bocas de lobo epoos de visita, conforme a Figura 1.

    Figura 1 Figura 1 Figura 1 Figura 1 Esquema da disposio dos elementos de uma rede de guas pluviaisEsquema da disposio dos elementos de uma rede de guas pluviaisEsquema da disposio dos elementos de uma rede de guas pluviaisEsquema da disposio dos elementos de uma rede de guas pluviais

    BL BL BL BL

    BL

    BL

    BL

    BL

    BL

    BLPV PV PV

    GALERIA - TRECHO

    CALADA

    CALADA

  • DRENAGEM URBANA

    Os poospoospoospoos dededede visitavisitavisitavisita so instalados nas mudanas de direo, dedeclividade ou de dimetro das galerias e servem para dar acesso inspeo e limpeza das canalizaes.

    A poro entre dois poos de visita denominado de TrechoTrechoTrechoTrecho.

    Diversos so os critrios e parmetros adotados para odimensionamento de uma rede de guas pluviais, podendo-se citardimensionamento de uma rede de guas pluviais, podendo-se citaralguns deles como:

    Tempo de concentrao Velocidade mnima e mxima Tipo de escoamento considerado no clculo Remanso Dentre outros

  • DRENAGEM URBANA

    Na Tabela 1 tem-se uma gama de parmetros e critriosadotados por autores e instituies, notando-se a variaode valores quanto velocidade mxima Vmax, mnimaVmin, recobrimento mnimo rm, tempo de concentraoinicial tci, relao mxima da lmina de gua-dimetroadotada h/D e o tipo de escoamento sendo uniformeadotada h/D e o tipo de escoamento sendo uniformeUnif ou gradualmente variado Grad. Variado.

  • Autor/ Instituio

    Vmn (m/s)

    Vmx (m/s)

    tci (min)

    rm (m)

    Seo plena ou

    h/d

    Tipo de escoam.

    Remanso

    Tucci et. Al.

    (2004)0,60 5,00 10a 1,00 plena Unif. -

    Azevedo

    Netto e

    Arajo (1998)

    0,75 5,00 5 1,00plena ou

    0,90Unif. -

    Wilken (1978) 0,75 3,50e 5 at 15 - plena Unif. -

    Alcntara

    apud Azevedo

    Netto (1969)

    1,00 4,00 7 at 15 - 0,70Grad.

    VariadoConsidera

    Tabela 1 Tabela 1 Tabela 1 Tabela 1 Parmetros utilizados em canais e/ou seo circular das galerias.Parmetros utilizados em canais e/ou seo circular das galerias.Parmetros utilizados em canais e/ou seo circular das galerias.Parmetros utilizados em canais e/ou seo circular das galerias.

    aaaa Valor citado, porm, segundo o autor pode estar superestimado, necessitando ser calculado em caso de dvida.bbbb Fonte: Curso de Canais, EE-UFMG, Dep. Eng. Hidrulica.cccc Valor no fixadodddd Valores adotados pela Porto (1999) Vmdia = 4 at 6b - - 0,75 Unif. -

    Cirilo (2003) 0,60 4,50 - - h/Dc Unif. -

    Haestad-

    Durransd

    (2003)

    0,60 at

    0,904,50 - 0,90 0,85

    Unif. e

    Grad.

    Variado

    Considera

    DAEE -

    CETESB

    (1980)

    - - - - 0,82 Unif. -

    Prefeitura

    Municipal de

    Goinia

    0,75 5,00 - -0,85 at

    0,90Unif. -

    Costa et. Al.

    (2007)0,75 5,00 5 1,00 0,85 Unif. -

    dddd Valores adotados pela ASCE (1992) AmericanSociety of Civil Engenieers.e e e e Pode-se adotar at 6 m/s se for previsto revestimento adequado para o conduto.

  • DRENAGEM URBANA

    Tendo em vista a diversidade observada, preciso analisar os critrios efix-los dentro de certas restries para se dimensionar as galerias deguas pluviais.

    Adotaremos os valores sugeridos por Costa et. al.(2007)

    Importante destacar o tipo de regime de escoamento. Deve-se adotar o Importante destacar o tipo de regime de escoamento. Deve-se adotar oescoamentoescoamentoescoamentoescoamento emememem regimeregimeregimeregime permanentepermanentepermanentepermanente com as tubulaes funcionando comocondutoscondutoscondutoscondutos livreslivreslivreslivres, minimizando possveis transtornos com sobrepressosobrepressosobrepressosobrepresso nastubulaes.

    Construtivamente deve-se posicionar, de praxe, s galerias de guaspluviais no eixo das vias, adotando 1111,,,,0000 mmmm comocomocomocomo recobrimentorecobrimentorecobrimentorecobrimento mnimomnimomnimomnimo dastubulaes.

  • DRENAGEM URBANA

    O tempo de concentrao inicial ou tempo de entrada nos poos de inciode rede, h vrios deles em um mesmo projeto, ser tomado, aqui, como5555 minutosminutosminutosminutos para reas urbanizadas.

    O remanso dever ser levado em conta para reas baixas, principalmentepara aquelas prximas ao desge da tubulao, e que possivelmenteseriam afetadas pela variao do nvel de algum curso de gua de ordemseriam afetadas pela variao do nvel de algum curso de gua de ordemsuperior.

    SobSobSobSob oooo pontopontopontoponto dededede vistavistavistavista dededede protejoprotejoprotejoprotejo, h recomendaes para se aplicar doismtodos para estimar a vazo de projeto, em funo do tamanho da readrenada.

    MtodoMtodoMtodoMtodo racionalracionalracionalracional paraparaparapara reasreasreasreas atatatat 2222 kmkmkmkm2222 ;;;;

    MMMMtodotodotodotodo dodododo hidrogramahidrogramahidrogramahidrograma unitriounitriounitriounitrio paraparaparapara reasreasreasreas acimaacimaacimaacima dededede 2222 kmkmkmkm2222 ....

  • ETAPAS E CONCEITOS PARA DIMENSIONAMENTO

    DE GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS

    As etapas e os conceitos necessrios para o dimensionamento das galeriasde guas pluviais so descritos a seguir.

    1111 DelimitaoDelimitaoDelimitaoDelimitao dadadada baciabaciabaciabacia dededede contribuiocontribuiocontribuiocontribuio

    A presena de equipe topogrfica in loco fundamental para delimitao dabacia contribuinte, assim como para identificar o sentido do escoamento emcada rua ou lote.cada rua ou lote.

    BL BL BL BL

    BL

    BL

    BL

    BL

    BL

    BLPV PV PV

    GALERIA - TRECHO

    CALADA

    CALADA

    690675

    665 650

  • ETAPAS E CONCEITOS PARA DIMENSIONAMENTO

    DE GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS

    2222 BocaBocaBocaBoca dededede lobolobolobolobo eeee poospoospoospoos dededede visitavisitavisitavisita

    Para loteamentos com esquinas sem chanfros, as bocas de lobo, devem estarum pouco a montante por motivos de segurana necessria travessia dospedestres.

    Para loteamento com chanfros, devem-se locar as bocas de lobo junto aosvrtices dos chanfros, possibilitando ligaes dessas bocas de lobo ao poovrtices dos chanfros, possibilitando ligaes dessas bocas de lobo ao poode visita

    BL

    BL BL

    PVO espaamento recomendado entrebocas de lobo de 60606060 mmmm, enquantoque o espaamento entre poos devisita, de acordo com a Prefeitura deGoinia, no deve ultrapassar os 100100100100mmmm, a fim de propiciar a limpeza dastubulaes.

  • ETAPAS E CONCEITOS PARA DIMENSIONAMENTO

    DE GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS3333 MosaicoMosaicoMosaicoMosaico

    Aps o lanamento dos poos de visita ebocas de lobo, inicia-se a delimitao dabacia de contribuio para cada poo devisita, formando um mosaico de reas deinfluncia, conforme a figura a baixo.

    1

    BL

    1

    BL

    23

    4

    5

    CRREGO

    23

    4

    5

    CRREGO

  • 1BL

    2

    3

    4

    5

    CRREGO

  • ETAPAS E CONCEITOS PARA DIMENSIONAMENTO

    DE GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS4444 TrechoTrechoTrechoTrecho

    Corresponde denominao dada tubulao existente entre dois poos devisitas.

    O primeiro nmero corresponde ao elemento de montante e o segundocorresponde ao elemento de jusante.

    Por exemplo: Por exemplo: Por exemplo: Por exemplo: Por exemplo: Por exemplo: Por exemplo: Por exemplo:

    BL BL BL BL

    BL

    BL

    BL

    BL

    BL

    BL1 2 3

    GALERIA - TRECHO

    CALADA

    CALADA

    690675

    665 650

    TrechoTrechoTrechoTrecho 1111 ----2222

    TrechoTrechoTrechoTrecho 2222----3333

  • ETAPAS E CONCEITOS PARA DIMENSIONAMENTO

    DE GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS5555 ExtensoExtensoExtensoExtenso dadadada galeriagaleriagaleriagaleria (L)(L)(L)(L)

    Refere-se distncia entre dois poos de visita.

    6666 rearearearea

    H a necessidade de se considerar dois tipos de rea para dimensionar asgalerias. Uma refere-se rea contribuinte local a cada poo de visita.

    J a outra, denominada rea total, corresponde soma da rea local com toda area drenada a montante.

    7777 CoeficienteCoeficienteCoeficienteCoeficiente dededede escoamentoescoamentoescoamentoescoamento superficialsuperficialsuperficialsuperficial ouououou dededede runoffrunoffrunoffrunoff (C)(C)(C)(C)

    A estimativa do coeficiente de escoamento superficial das reas de contribuioaaaa umumumum determinadodeterminadodeterminadodeterminado PVPVPVPV pode ser feita utilizando os coeficientes j estudados.Havendo a caracterizao do mais do que um tipo de solo e uso, o valor de Cadotado ser o resultado de uma ponderao:

    ++

    =A

    ACACC nn

    ....... 11

  • ETAPAS E CONCEITOS PARA DIMENSIONAMENTO

    DE GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS8888 TempoTempoTempoTempo dededede concentraoconcentraoconcentraoconcentrao ((((tctctctc))))

    Trata-se do tempo que uma gota de chuva demora a percorrer do ponto maisdistante na bacia at um determinado PVPVPVPV.

    Para os PVs iniciais de uma rede de drenagem, adota-se um tempo deconcentrao de 5555 minutosminutosminutosminutos, enquanto que para os demais PVs os tempos deconcentrao correspondentes so obtidos acrescentado o tempotempotempotempo dededede percursopercursopercursopercurso decada trecho.cada trecho.

    QuandoQuandoQuandoQuando existiremexistiremexistiremexistirem maismaismaismais dededede umumumum trechotrechotrechotrecho afluenteafluenteafluenteafluente aaaa umumumum PV,PV,PV,PV, adotaadotaadotaadota----sesesese paraparaparapara esteesteesteeste PVPVPVPV oooo

    maiormaiormaiormaior valorvalorvalorvalor dededede tempotempotempotempo dededede concentraoconcentraoconcentraoconcentrao dentredentredentredentre osososos trechostrechostrechostrechos afluentes,afluentes,afluentes,afluentes, emememem

    conformidadeconformidadeconformidadeconformidade comcomcomcom aaaa definiodefiniodefiniodefinio dededede tempotempotempotempo dededede concentraoconcentraoconcentraoconcentrao....

  • ETAPAS E CONCEITOS PARA DIMENSIONAMENTO

    DE GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS9999 IntensidadeIntensidadeIntensidadeIntensidade PluviomtricaPluviomtricaPluviomtricaPluviomtrica (i)(i)(i)(i)

    A intensidade da precipitao pode ser obtida com o emprego das equaes dechuva j estudadas, para Gois e sul do Tocantins, ou para a localidade do Brasilpor meio do trabalho de Pfafstetter (1982). Equaes para Catalo Costa et al(2007).

    6274,01471,0

    *9435,2509,0

    22,0

    =

    +T

    i

    T

    ( ) 845718,03,16+=

    ti 1 ano 1 ano 1 ano 1 ano

  • ETAPAS E CONCEITOS PARA DIMENSIONAMENTO

    DE GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS

    10101010 VazoVazoVazoVazo SuperficialSuperficialSuperficialSuperficial locallocallocallocal ((((QlocQlocQlocQloc))))

    Seu clculo realizado por meio da Equao Racional, para reas locais:

    Onde:

    Qloc vazo superficial local (m /s)

    AiCQ loc ..=

    Qloc vazo superficial local (m3/s)

    C coeficiente de escoamento superficial

    i intensidade de chuva (m/s)

    A rea da bacia de contribuio local (m2)

    O emprego do Mtodo Racional recomendado para reas at 2 km2.. Parareas superiores a 2 km2 , estima-se a vazo pelo Mtodo do HidrogramaUnitrio do NRCS.

  • ETAPAS E CONCEITOS PARA DIMENSIONAMENTO

    DE GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS

    11111111 VazoVazoVazoVazo TotalTotalTotalTotal

    Corresponde ao somatrio de vazes afluentes ao PV que chegam atravs degalerias, alm da vazo superficial local em estudo. Esta vazo Q ser utilizadano dimensionamento da galeria a jusante do PV.

    12121212 DimetroDimetroDimetroDimetro (D)(D)(D)(D)

    A prefeitura de Goinia adota os seguintes dimetros comerciais para galerias:A prefeitura de Goinia adota os seguintes dimetros comerciais para galerias:400400400400,,,, 600600600600,,,, 800800800800,,,, 1000100010001000,,,, 1200120012001200 eeee 1500150015001500 mmmmmmmm.

    Tubos com dimetro comerciais de 300300300300mmmmmmmm podem ser utilizados como ramaisentre bocas de lobo e poos de visita.

    A prefeitura de Porto Alegre emprega, tambm, tubos comerciais de 500500500500mmmmmmmm paragalerias. Acima de 2000200020002000mmmmmmmm, a praxe de moldar a galeria in loco.

  • ETAPAS E CONCEITOS PARA DIMENSIONAMENTO

    DE GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS

    13131313 DeclividadeDeclividadeDeclividadeDeclividade dodododo terrenoterrenoterrenoterreno nononono trechotrechotrechotrecho ((((StStStSt))))

    Representa a razo entre a diferena das cotas de montante e jusante, nastampas dos PVs, e a extenso do trecho Equao 1.

    Onde:

    L

    cjcmSt

    = (1)(1)(1)(1)

    Onde:

    St declividade do terreno no trecho

    cm cota do terreno no PV a montante (m)

    cj cota do terreno no PV a jusante (m)

    L extenso da galeria (m)

  • ETAPAS E CONCEITOS PARA DIMENSIONAMENTO

    DE GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS14141414 CotasCotasCotasCotas inferioresinferioresinferioresinferiores dadadada galeriagaleriagaleriagaleria

    Correspondem s cotas relativas geratriz inferior da tubulao. So calculadasatravs da Equaes 2, 3 e 4.

    Onde:

    Cim cota inferior da galeria a montante (m)

    ( )DrmcmCim += (2)(2)(2)(2)

    cm cota do terreno no PV a montante (m)

    rm recobrimento mnimo (m)

    D dimetro (m)

    Onde:

    Cij cota inferior da galeria a jusante (m)

    Cim cota inferior da galeria a montante (m)

    L extenso do trecho (m)

    Sg declividade da galeria (m/m) dada por:

    ( )LSgCimCij = (3)(3)(3)(3)

    ( )L

    CijCimSg

    = (4)(4)(4)(4)

  • ETAPAS E CONCEITOS PARA DIMENSIONAMENTO

    DE GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS

    Levando-se em conta o custo de escavao, arbitra-se inicialmente SgSgSgSg====StStStSt,permitindo a resoluo da Eq. 3.

    Cm

    cjSt

    L

    cjSt

    Sg

    Pv1

    Pv2Cim

    Cij

    Sg=St

    Cotas inferiores da galeriaCotas inferiores da galeriaCotas inferiores da galeriaCotas inferiores da galeria

  • ETAPAS E CONCEITOS PARA DIMENSIONAMENTO

    DE GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS15151515 ProfundidadeProfundidadeProfundidadeProfundidade dadadada galeriagaleriagaleriagaleria

    Correspondem soma do recobrimento mais o dimetro da galeria.

    16161616 ConstanteConstanteConstanteConstante kkkk

    Pode ser calculada em funo do ngulo central, como apresenta a figura abaixo, ouem funo da vazo, coeficiente de Manning, dimetro e declividade, de acordo comas Equaes 5 e 6, ambas dedutveis (Menezes Filho, 2007).

    ( )5

    3

    2

    .0496062,0

    = senk

    D/2

    /2

    h

    Caractersticas geomtricas Caractersticas geomtricas Caractersticas geomtricas Caractersticas geomtricas do conduto livre de seo do conduto livre de seo do conduto livre de seo do conduto livre de seo

    circularcircularcircularcircular

    ( )

    2

    1

    3

    8

    3

    53

    ...

    .0496062,0

    =

    =

    SgDnQk

    senk

    Onde:

    k constante

    ngulo central (rad)

    Q vazo (m3/s)

    n coeficiente de Manning (m-1/3.s)

    D dimetro (m)

    Sg declividade (m/m)

  • ETAPAS E CONCEITOS PARA DIMENSIONAMENTO

    DE GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS

    17171717 ngulongulongulongulo centralcentralcentralcentral dadadada superfciesuperfciesuperfciesuperfcie livrelivrelivrelivre (((())))

    Utiliza-se a Equao 5, de acordo com Menezes Filho (2007)

    18181818 RelaoRelaoRelaoRelao alturaalturaalturaaltura----dimetrodimetrodimetrodimetro ((((h/Dh/Dh/Dh/D))))

    Conhecido o ngulo central da superfcie livre , pode-se obter a relao altura da

    1487,1.113,32.89,298.6,1786.2,5201.8,59152345 +++= kkkkk (5)(5)(5)(5)

    Conhecido o ngulo central da superfcie livre , pode-se obter a relao altura dalmina dgua-dimetro h/D pela Equao 6.

    19191919 rearearearea molhadamolhadamolhadamolhada (A)(A)(A)(A) emememem funofunofunofuno dodododo ngulongulongulongulo centralcentralcentralcentral

    Com o resultado da Equao 5, determina-se a rea molhada:

    =2

    cos12

    1 D

    h (6)(6)(6)(6)

    ( )8

    2 senDA

    = (7)(7)(7)(7)

  • ETAPAS E CONCEITOS PARA DIMENSIONAMENTO

    DE GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS

    20202020 VelocidadeVelocidadeVelocidadeVelocidade dodododo escoamentoescoamentoescoamentoescoamento (V)(V)(V)(V)

    Conhecida a vazo Q no trecho e a rea molhada A, calcula-se a velocidade pelaEquao 8:

    Onde:

    V velocidade do escoamento (m/s)

    Q vazo (m3/s)

    A

    QV = (7)(7)(7)(7)

    Q vazo (m /s)

    A rea molhada (m2)

    21212121 TempoTempoTempoTempo dededede percursopercursopercursopercurso ((((tptptptp))))

    a razo entre a extenso e a velocidade do escoamento na galeria.

    Onde:

    tp tempo de percurso (min)

    L extenso da galeria (m)

    V velocidade do escoamento (m/s)

    60=V

    Ltp (8)(8)(8)(8)

  • PREENCHIMENTO DA PLANILHA DE CLCULO DE

    GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS

    Trata-se de um roteiro que utiliza um mtodo recm desenvolvido que no mais adotatabelas de referncia e sim equaes para o clculo da Velocidade V e da relaoda altura da lmina dgua-dimetro h/D.

    Aps a delimitao da bacia em estudo e de sua diviso em sub-bacias com a locaode bocas de lobo e poos de visita como mencionado anteriormente, parte-se para opreenchimento da planilha de clculo.

    Trecho Ext (m) rea (m2) Tc (min) C i

    (mm/min)Qloc

    (m3/s)Q

    (m3/s)D (mm)

    Cota do PV no terreno (m)

    Trecho Total mont. jus.

  • PREENCHIMENTO DA PLANILHA DE CLCULO DE

    GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS

    PLANILHA DE CLCULOPLANILHA DE CLCULOPLANILHA DE CLCULOPLANILHA DE CLCULO

    St(m/m)

    Cota inf. Da galeria (m)

    Sg (m/m)

    Prof. Galeria (m)k ( ( ( (radradradrad)))) h/D A (m2) V (m/s)

    tp (min)

    mont. jus. mont. jus.

  • PREENCHIMENTO DA PLANILHA DE CLCULO DE

    GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS

    RoteiroRoteiroRoteiroRoteiro

    1111 Preenchimento das colunas da planilha cujos valores podem ser lanadospreviamente, independentemente da marcha de clculo:

    Trecho

    Extenso

    rea

    Coeficiente de runoff C Coeficiente de runoff C

    Cota da superfcie do terreno em cada PV

    Declividade do terreno St

    2222 Determinao da vazo total Q

    tctctctc ==== 5555 minminminmin (para incio de rede)

    intensidadeintensidadeintensidadeintensidade pluviomtricapluviomtricapluviomtricapluviomtrica iiii estimada por equao de chuva ou por relaoi-d-f de Pfafstetter (1982).

    QlocQlocQlocQloc ==== CCCC....iiii....AAAA

    QQQQ ==== QlocQlocQlocQloc ++++ demaisdemaisdemaisdemais vazesvazesvazesvazes afluentesafluentesafluentesafluentes aoaoaoao PV,PV,PV,PV, transportadastransportadastransportadastransportadas pelaspelaspelaspelas galeriasgaleriasgaleriasgalerias dedededemontantemontantemontantemontante....

  • PREENCHIMENTO DA PLANILHA DE CLCULO DE

    GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS

    RoteiroRoteiroRoteiroRoteiro

    3333 Arbitra-se o menor dimetro comercial D possvel e faz-se a declividade dagaleria SgSgSgSg====StStStSt;

    Preenchem-se as colunas referentes s cotas inferiores da galeria a montante e ajusante e profundidades da geratriz inferior da galeria, tambm, a montante e ajusante.

    4444 Determinao da velocidade na tubulao

    a) De posse da vazo total Q, do coeficiente de Manning (n=0,015), dodimetro D e da declividade da galeria Sg, calcula-se a constante kpela equao abaixo:

    b) Obtm-se, ento, o ngulo central:

    2

    1

    3

    8

    ...

    = SgDnQk

    1487,1.113,32.89,298.6,1786.2,5201.8,59152345 +++= kkkkk

  • PREENCHIMENTO DA PLANILHA DE CLCULO DE

    GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS

    4444 Determinao da velocidade na tubulao

    c) Determina-se a relao altura da lmina dgua-dimetro h/D quedever estar na faixa de 0,10 (10%) e a 0,85 (85%), conforme aequao:

    =2

    cos12

    1 D

    h

    d) Calcula-se a rea molhada A

    e) Por fim, determina-se a velocidade do escoamento na tubulao V:

    ( )8

    2 senDA

    =

    A

    QV =

  • PREENCHIMENTO DA PLANILHA DE CLCULO DE

    GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS

    ANLISEANLISEANLISEANLISE DOSDOSDOSDOS RESULTADOSRESULTADOSRESULTADOSRESULTADOS

    VerificandoVerificandoVerificandoVerificando----se que 0,10 se que 0,10 se que 0,10 se que 0,10

  • PREENCHIMENTO DA PLANILHA DE CLCULO DE

    GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS

    5555 Rotina para correo da relao h/D na faixa 0,10 < h/D < 0,85

    c) Determinao da constante k pela Equao:

    d) Clculo da nova declividade da galeria Sg, com emprego da Equao:

    ( )35

    3

    2

    .0496062,0 senk =

    2

    e) Encontra-se a nova cota seja ela de montante para h/D = 0,10 ou dejusante para h/D = 0,85

    2

    3

    8

    .

    =

    Dk

    QnSg

    ( )LSgcijCim +=

    ( )LSgCimCij =

  • PREENCHIMENTO DA PLANILHA DE CLCULO DE

    GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS

    6666 Rotina para correo da Velocidade V na faixa 0,75 m/s < V < 5,00 m/s

    Caso a velocidade esteja fora da faixa existem duas situaes distintas com rotinasemelhante de clculo:

    a) Dada a vazo Q no trecho, fixa-se a velocidade V no valor mnimo(0,75 m/s) ou mximo (5,0 m/s) e calcula-se a rea molhada A, pela(0,75 m/s) ou mximo (5,0 m/s) e calcula-se a rea molhada A, pelaequao:

    b) Obtm-se a relao entre a rea molhada A e a rea da seo plenaAtAtAtAt ==== ((((....DDDD2222 )/)/)/)/4444:

    A

    QV =

    cteD

    A

    At

    A==

    2.

    4

  • PREENCHIMENTO DA PLANILHA DE CLCULO DE

    GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS

    6666 Rotina para correo da Velocidade V na faixa 0,75 m/s < V < 5,00 m/s

    c) Calcula-se ento o ngulo central pela Equao desenvolvida porMenezes Filho (2007), que sintetizou a determinao do ngulo , emfuno da relao A/A/A/A/AtAtAtAt, independentemente do dimetro da galeria:

    864,0.524,9.679,23.821,44.248,43.108,17

    2345

    +

    +

    +

    =At

    A

    At

    A

    At

    A

    At

    A

    At

    A

    d) Calcula-se k

    e) Determina-se a declividade da galeria

    ( )35

    3

    2

    .0496062,0 senk =

    2

    3

    8

    .

    =

    Dk

    QnSg

  • PREENCHIMENTO DA PLANILHA DE CLCULO DE

    GALERIAS DE GUAS PLUVIAIS

    6666 Rotina para correo da Velocidade V na faixa 0,75 m/s < V < 5,00 m/s

    f) Encontra-se a nova cota seja ela de jusante para a velocidade mnima oude montante para a velocidade mxima.

    ( )LSgCimCij =

    ( )LSgCijCim +=

  • EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO DA GALERIA

    DE GUAS PLUVIAIS

    Visam-se dimensionar galerias de guas pluviais para a rea mostrada na Figuraabaixo, atentando aos seguintes critrios:

    C = 0,65

    tempo de concentrao inicial tc = 5 min

    recobrimento mnimo = 1 m

    profundidade mxima da galeria = 4 m

    dimetro mnimo = 400mm

    695m

    dimetro mnimo = 400mm

    velocidade mnima = 0,75 m/s

    velocidade mxima = 5,0 m/s

    0,10 < h/D < 0,85

    chuvas com perodo de retorno T = 5 anos

    Cidade: Goinia

    Desaguadouro (canal): distncia 100 metros,

    cota 680,00m na tampa do PV junto ao canal e

    cota 676,00 m no leito do canal.

    Rua 12

    A

    v

    .

    X

    V

    d

    e

    N

    o

    v

    e

    m

    b

    r

    o

    Rua 1

    690m

    685m

  • EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO DA GALERIA

    DE GUAS PLUVIAIS

    SoluoSoluoSoluoSoluo::::

    1. Lanamento das bocas de lobo poos de visita egalerias pluviais (Figura A).

    2. Numerao dos PVs, ordem lgica

    3. Delimitao da rea de contribuio de cada PVcompondo o mosaico (Figura B)

    4. Figura C encontram-se as magnitudes das reas

    695m

    1

    BL

    4. Figura C encontram-se as magnitudes das rease as extenses das galerias.

    5. O preenchimento da planilha de clculo segue oroteiro proposto anteriormente.

    6. Para dimetro de incio de rede, arbitra-se omenor valor de dimetro que D = 400 mm.

    690m

    685m

    23

    4

    5

    FiguraFiguraFiguraFigura AAAA

  • 695m

    1

    BL

    23

    A1

    A2

    A3

    A4

    695m

    693,26m

    BL

    23

    A1=10758,19m

    A2=

    3862,34mA3=7544,19m

    A4=9431,91m

    1

    4

    9

    ,

    2

    3

    m

    690,0m691,14m

    65,82m

    690m

    685m

    4

    5

    A5

    690m

    685m

    4

    5

    A5=10984,37m

    4

    9

    ,

    9

    3

    m

    687,50m

    684,25m

    3

    6

    ,

    6

    6

    m

    100m680,00m

  • EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO DA GALERIA

    DE GUAS PLUVIAIS

    Trecho Ext (m) rea (m2) Tc (min) C i (mm/min) Qloc (m3/s) Q (m3/s) D (mm) Cota do PV no terreno (m) St (m/m)

    Trecho Total mont. jus.

    1 - 3 49,23 10758,19 10758,19 5,00 0,65 2,92 0,340 0,340 400 693,27 690,00 0,0664

    2 - 3 65,82 3862,34 3862,34 5,00 0,65 2,92 0,122 0,122 400 691,14 690,00 0,0173

    3 - 4 49,93 7544,19 22164,72 5,56 0,65 2,87 0,234 0,688 600 690,00 687,50 0,0501

    4 - 5 36,66 9431,91 31596,63 5,74 0,65 2,85 0,291 0,976 800 687,50 684,25 0,0887

    5 - canal 100,00 10984,37 42581,00 5,89 0,65 2,84 0,338 1,309 1000 684,25 680,00 0,0425

    Cota inf. galeria (m)Sg (m/m)

    Prof. Galeria (m)k (rad) () h/D A (m2) V (m/s) tp (min)

    mont. jus. mont. jus.

    691,87 688,60 0,066423 1,40 1,40 0,228003 3,70 0,0645 0,637 0,0727 4,68 0,175

    689,74 688,60 0,01732 1,40 1,40 0,160302 3,17 0,0553 0,506 0,0622 1,96 0,559

    688,4 685,90 0,05007 1,60 1,60 0,180216 3,32 0,0580 0,546 0,1470 4,68 0,178

    685,7 682,45 0,088652 1,80 1,60 0,08914 2,61 0,0455 0,368 0,2049 4,76 0,128

    682,25 678,00 0,0425 6,00 2,60 0,095225 2,66 0,0464 0,380 0,3264 4,01 0,416

  • EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO DA GALERIA

    DE GUAS PLUVIAIS

    SoluoSoluoSoluoSoluo::::

    7. Para os trechos 1-3 e 2-3, constata-se que o Dimetro D = 400 mm foisatisfatrio, assim como preservou-se a menor escavao ao confirmar SgSgSgSg ==== StStStSt....

    8. No trecho 3-4 encontrou-se uma relao h/D > 0,85 para os dimetrosD = 400 mm e 500 mm, mantida a mesma declividade do terreno. Umaalternativa seria manter o dimetro D e aumentar a declividade da galeria Sg.alternativa seria manter o dimetro D e aumentar a declividade da galeria Sg.No entanto, ao proceder deste modo fixando a relao h/D em 0,85, obteve-secomo nova cota a jusante um valor superior profundidade mxima de 4444 metrosmetrosmetrosmetros.A alternativa encontrada foi aumentar o dimetro.

    9. Mantendo o D= 600mm para o trecho 4-5, verificou-se que o valor para avelocidade de escoamento ultrapassa ao estabelecido de 5,0 m/s.

    10. No trecho 5-canal, a nica alternativa encontrada foi aumentar o dimetro vistoque no observncia dos limites estabelecidos tanto para a relao h/D quantopara velocidade V.

  • EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO DA GALERIA

    DE GUAS PLUVIAIS

    AAAA ttulottulottulottulo dededede observaoobservaoobservaoobservao geral,geral,geral,geral, quandoquandoquandoquando sesesese aumentaaumentaaumentaaumenta oooo dimetrodimetrodimetrodimetro D,D,D,D, elevaelevaelevaeleva----seseseseconsideravelmenteconsideravelmenteconsideravelmenteconsideravelmente oooo custocustocustocusto dadadada rederederederede.... EvidentementeEvidentementeEvidentementeEvidentemente hhhh outrosoutrosoutrosoutros custoscustoscustoscustos envolvidos,envolvidos,envolvidos,envolvidos,comocomocomocomo escavao,escavao,escavao,escavao, escoramento,escoramento,escoramento,escoramento, momomomo----dededede----obra,obra,obra,obra, equipamentos,equipamentos,equipamentos,equipamentos, dentredentredentredentre outrosoutrosoutrosoutros....

    ObservaoObservaoObservaoObservao::::