Drenagem cbh ln

  • View
    7.024

  • Download
    5

Embed Size (px)

Transcript

  • 1. REALIZAO CBH-LNCONCEITOS BSICOS DE DRENAGEM DE GUAS PLUVIAISPaulo Augusto Romera e Silva Engenheiro do CTH/DAEE

2. A ORIGEM DA GUA NANATUREZA 3. O CICLO HIDROLGICO PrecipitaoEvaporao Evapotranspirao EscoamentoSuperficial Direto Infiltrao (escoamento bsico) 4. OS PROCESSOS HIDROLGICOSPRECIPITAO EVAPORAO Armazenamento porRETENO Armazenamento naSUPERFCIE Armazenamento naSUB SUPERFCIE Armazenamento na ZONA AERADA ArmazenamentoSUBTERRNEO 5. SIMULAO NOS ESTUDOS DE CHEIAS EVAPORAO PRECIPITAO Armazenamento por ALTERAES NOUSO DO SOLORETENO Armazenamento naSUPERFCIEMAIORES Armazenamento naCHEIASSUB SUPERFCIE Armazenamento na ZONA AERADA ArmazenamentoSUBTERRNEO 6. BALANO HDRICO CONCEITOtransformao do ciclo hidrolgico em equao.Pp - Re - Ev - In = Esonde:Pp =PrecipitaoRe =Reteno nas plantas e superfcieEv =EvaporaoIn =Infiltrao no soloEs = Escoamento Superficial 7. AVALIAO DE CHEIAS EMBACIAS HIDROGRFICA Aspectos envolvidos Aplicao da equao do balano hdrico:Pp - Re -In =ESD Precipitao - Reteno - Infiltrao = Escoamento Superficial 8. 1 SITUAO Quando na bacia existem solo e vegetao em condies naturais, e a gua pode infiltrar-se.Pp - Re - In = ESD 9. 2 SITUAO ...alguns anos depois!! A rea da bacia foi ocupada por cidade Predominando reas impermeabilizadas com casas, caladas e ruas pavimentadas E a gua no pode mais infiltra-se no solo.Pp - Re - In = ESD 10. MENSAGEM 1 Sabedoriapara avaliar, asalteraes do ambiente! 11. 1a PARTE HIDROLOGIA Estudo da Bacia e clculo davazo de cheia HIDRULICA Dimensionamento do canal condio de escoamento 12. CARACTERIZAO DE BACIA HIDROGRFICA 13. CARACTERIZAO DEBACIA HIDROGRFICA OBJETIVOS:Identificar a bacia hidrogrficaTraar seu contorno em planta prpriaIdentificar os parmetros bsicos (primrios e secundrios) 14. O ponto de referncia a localizao do projeto que se tem em vista. 15. Traar a bacia hidrogrfica a partir deste ponto de referncia. 16. PLANTAS IBGE ESCALA 1:50.000 17. PROCEDIMENTOS: - Identificar no mapa as coordenadas UTM do Ponto de Referncia - Identificar os cursos dgua existentes em planta que estejamassociados ao ponto marcado - Delimitar e marcar em planta a bacia envolvida - Calcular a rea de drenagem da bacia identificada- Mtodo 1 - por composio de figuras geomtricas- Mtodo 2 - por composio e contagem de quadriculas (1x1 cm) empapel milimetrado- Mtodo 3 - por composio e contagem de quadriculas (0,5x0,5 cm) empapel milimetrado 18. - Calcular a rea de drenagem da bacia identificada (cont.)- Mtodo 4 - por subdiviso de coordenadas UTM da planta IBGE- Mtodo 5 - balana de preciso- Mtodo 6 - com o uso de planmetro - Identificar os pontos com cotas mxima e mnima da bacia - Traar o perfil do talvegue principal do curso dgua bacia - Calcular o Tempo de Concentrao da bacia com osparmetros necessrios: tc = 57 * (L2 / S)0,385onde: tc = tempo de concentrao em minutos S = declividade do talvegue da bacia em m/km L = comprimento do talvegue principal em km 19. CONCLUSES:Parmetros bsicos- rea da bacia identificada - Cota mnima (PONTO DE REFERNCIA) - Cota mxima - Comprimento do talvegue principal Diferena de Nvel e declividade(s) Tempo de concentrao Regio de localizao da bacia Postos e informaes PLU e FLU disponveisTipos de estudo conforme interesse de cada caso 20. PARMETROS DA BACIA HIDROGRFICA DO CRREGO LIMOEIRO rea: (km2)20,25 Cota Mnima: (m) 386 Cota Mxima: (m) 496 486 504 Compr talvegues: (m) 600058755750 Declividade: (m/m) 0,01831 0,01700 0,02060 Vazo mdia: (l/s) 152 Vazo Mnima: (l/s)43 Tempo concentrao:(min) 747568 21. PARMETROS DABACIA HIDROGRFICA Parmetros primrios, medio direta: rea, cursos dgua, cotas, comprimentos de talvegues, tipos de solo, ocupao do solo, etc. Parmetros secundrios, calculados: declividade, coeficiente de forma, tempo de concentrao, etc. 22. A DECISO DA CHUVA DE PROJETO 23. A MEDIO E REGISTRO DE INFORMAES REALIZADO ATRAVS DE ESTAES HIDROMETEOROLGICAS 24. Estao Hidrometeorolgica Parmetros meteorolgicos medidos: Precipitao Temperatura do ar Umidade relativa do ar Insolao Evaporao potencial Presso atmosfrica Velocidade e direo do vento 25. ESTAO HIDROMETEOROLGICA 26. Pluvimetro Registra a quantidade de chuva (mm) acumulada: - a cada 24 horas - a leitura realizada s 7:00 horas da manh 27. PERFIL ANUAL DE CHUVAS400.0350.0252.2 Chuvas (mm/mes) 300.0261.1250.0166.6 172.4 109.8 200.0157.3 59.196.8 57.2 150.023.0 100.0 22.626.550.00.0 JAN FEV MARABRMAIJUNJULAGOSETOUT NOV DEZ Meses 28. Pluvigrafo Registra a intensidade da chuva (mm/h) 29. Alturas de Chuvas Mximas registradas DuraoPerodo de Retorno (anos)min 2510 15 20 25 501002001015,7 22,4 26,8 29,2 31,032,3 36,4 40,5 44,6 2025,7 36,5 43,6 47,7 50,552,7 59,4 66,0 72,7 3032,6 46,3 55,4 60,5 64,166,8 75,3 83,7 92,1 6045,1 63,9 76,4 83,4 88,392,1 103,8 115,4 126,912056,7 80,1 95,7104,4 110,5115,3 129,8 144,3 158,718062,6 88,4 105,4 115,0 121,8127,0 142,9 158,8 174,636071,3 100,3 119,6 130,4 138,0 143,9 161,9 179,8 197,672078,6 110,4 131,4 143,2 151,5 157,9 177,6 197,1 216,61080 82,6 115,7 137,6 149,9 158,6 165,3 185,8 206,2 226,51440 85,3 119,3 141,8 154,5 163,4 170,3 191,4 212,4 233,2Chuvas mximas em mm 30. Alturas de Chuvas Mximas registradas 200 180 160 140 120 Tempo de ocorrncia 100 80 60 40 200 01020 3040 50 Chuvas Mximas registradas em cada tempo 31. AVALIAO DE DIFERENTES SITUAESE RESPECTIVAS TAXAS DE RISCO10.90.80.7 Risco (%) 0.60.50.40.30.20.1 0 0 200 400 600 8001000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Periodo de Retorno (anos)SituaesTaxa de risco Evento correspondente A 0,08 % 2010 anos B 0,7 %180 anos 32. A deciso da CHUVA DE PROJETOdepende da taxa de risco que podemos (R$) assumir 33. MENSAGEM 2 Analisar todo o contexto da situao envolvida! 34. MTODOS DE CLCULO DE CHEIAS EM BACIAS HIDROGRFICAS 35. 35 30 25 Vazo 20 15 10 5 00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 Sucesso de Eventos ObservadosHistrico das medies de vazo em um rio 36. Toda chuva provoca alterao na vazo do rio, com cheia na bacia. 90000 80000 70000 60000 Vazo (l/s) 50000 40000 30000 20000 10000 00 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500Tem po (m in) 37. AVALIAO DE CHEIAS EMBACIAS HIDROGRFICA Aspectos envolvidos Aplicao da equao do balano hdrico:Pp-Ev-In =ESDPrecipitao - Evaporao - Infiltrao = EscoamentoSuperficial 38. 1 SITUAO Se na bacia existem matas e vegetao, e a gua pode infiltrar-se no solo. Pp - Ev - In = ESD 39. 2 SITUAO ...alguns anos depois!! A rea da bacia foi ocupada por cidade Predominando reas impermeabilizadas com casas, caladas e ruas pavimentadas E a gua no pode mais infiltra-se no solo.Pp - Ev - In = ESD 40. ROTEIRO DE APLICAO 41. Plano de Trabalho Alguns Conceitos Bsicos Macro drenagem a anlise das caractersticas (atuais) e da projeo futura da ocupao do solo de cada bacia hidrogrfica envolvida na rea em estudo, que resulta em um Plano de Ao com as diretrizes estratgicas de mdio e longo prazo. Ex: Clculo da vazo de cheia de uma bacia hidrogrfica Micro drenagem a deciso de curto e curtssimo (emergenciais) prazo para cada projeto que compe as diretrizes estratgicas, realizando a cada dia a ocupao (futura) do uso do solo Ex: (1) Requisitos relativos a drenagem urbana a serem incluidos numa deciso de aprovao de um projeto de loteamento, (2) Projeto para implantao de galerias de guas pluviais em um bairro ou conjunto de ruas, (3) aprovao de leis municipais que regulamentem o controle da ocupao do uso do solo 42. PASSO 1 Caracterizao de Bacia Hidrogrfica rea (km2) Perfil longitudinal Declividade mdia Tempo de Concentrao Coeficiente de Forma Localizao: para escolha do posto de medio da chuva Tipo de solo predominante Situao atual da ocupao do solo Situao futura da ocupao do solo Tipo e importncia do projeto em avaliao Fotos e registros de relatos locais sobre ocorrncias de cheias Identificao de aspectos relevantes que influenciam as cheias 43. PASSO 2 Estudo e Deciso da CHUVA DE PROJETO Levantamento de informaes IDF das chuvas do local Deciso da taxa de risco a ser assumida no projeto (como funo do tipo e importncia do projeto avaliado) Clculo da CHUVA DE PROJETO a ser assumida 44. PASSO 2 Avaliao e Deciso da Chuva de Projeto Levantamento de informaes sobre o estudo IDFda chuvas do Posto do local Nome da Estao (EXEMPLO)XXXXXXX Latitude 22 43 S Longitude47 39 W Altitude 500 m Perodo de dados disponveis 1980 a 1997 45. PASSO 3 Clculo da Vazo Mxima da Cheia A onda de cheia O caso real e os mtodos de simulao O clculo da Vazo Mxima (Qmax) da cheia Comparao do valor simulado com registros e ocorrncias de cheias do local (sensibilidade na avaliao) Propostas e providncias para o controle dos aspectos relevantes que influenciam as cheias 46. PASSO 3 Mtodos de Clculo de Vazo de Cheia Mtodo Racional Mtodo I-PAI-WU Mtodo KOKEI Mtodo NCRS (SCS) 47. MTODO RACIONAL Permite o clculo direto da vazo de cheia pela equao abaixo, para bacias de at 2 km2. Q (m3/s) = 0,1667 x C x i x AD Q - vazo mxima de cheia (m3/s) C - coeficiente de escoamento superficial i - intensidade da chuva (mm/min) (*) AD- rea da bacia (ha) (*) quando Tc for menor do que 10 min, adotar 10 min Mtodo recomendado pelo DAEE/SP (1994) para bacias de at 2 km2 48. MTODO I-PAI-WU Permite o clculo direto da vazo de cheia para bacias de at 200 km2Q (m3/s) = 0,278 x C x i x A0,9 x K Q-vazo mxima de cheia (m3/s) C-coeficiente de escoamento superficial i - intensidade da chuva (mm/h) A-rea da bacia (km2) K-coeficiente de disperso da chuvaMtodo recomendado pelo DAEE/SP (1994)para bacias de 2 a 200 km2 49. Coeficiente de Disperso da Chuva Manual de Clculo de Vazes DAEE, 1994 Pag. 30 50. MTODO KOKEI A onda de cheia assumida com formato de tringulo (simulao), sendo estabelecida uma relao entre a realidade em estudo e o formato geomtrico assumido pela metodol