bacias de acumulaÇÃo e amortecimento para...
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¹ Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes – DNIT. Brasilia – DF. Fone (61) 3315 8495
² Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes – DNIT. Brasilia – DF. Fone (61) 3315 8495
³ Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes – DNIT. Brasilia – DF. Fone (61) 3315 8495 1
BACIAS DE ACUMULAÇÃO E AMORTECIMENTO PARA
CONTROLE DA DRENAGEM DE RODOVIAS.
Alex de Sousa Bento1; Simoneli Fernandes Mendonça2; Kamila Meneses da Silva3
RESUMO
A implantação de rodovias bem drenadas, requer atenção quanto à previsão de sistemas de drenagem adequados
que promovam a segurança viária aos usuários nos períodos chuvosos. Nesse sentido, durante a definição das alternativas
é importante considerar à redução de impactos ao meio ambiente, bem como buscar atender ao princípio da
economicidade na execução das obras. A partir dessas ponderações o objetivo geral é promover uma avaliação do uso de
bacias de acumulação para drenar as águas superficiais provenientes das bacias de contribuição presentes em uma
interseção que será implantada na BR-277, km15, integrante do Anteprojeto de Engenharia de Acesso à 2ª Ponte
Internacional sobre o Rio Paraná. No local, situação sem obra, há uma bacia de acumulação natural drenada por infiltração
com excedente, possivelmente, atingindo uma galeria próxima com diâmetro de 80cm. A solução pré-existente consiste
em uma drenagem convencional através de bueiros com deságue final em uma bacia de dispersão a cerca de 400 metros
da interseção. A solução proposta prevê manter no local a acumulação natural das águas superficiais das redes de
drenagem através de um conjunto de bacias de acumulação com a vazão excedente extravasada para a galeria de drenagem
existente, que já recebe às aguas superficiais daquele local. A partir da caracterização da área, serão apresentadas as
metodologias de cálculo para o volume de acumulação necessário considerando as situações de vazão efluente constante
e de vazão efluente variável. Além disso, será apresentada uma análise comparativa das duas soluções propostas,
considerando à redução de impactos ao meio ambiente e a economia de recursos estimada em cerca de R$2.000.000,00.
PALAVRAS-CHAVE: drenagem, bacias de amortecimento, rodovias.
ABSTRACT
The deployment of well-drained highways requires attention to proper drainage systems forecast that promote
road safety to users in rainy periods. In this sense, during the definition of alternatives is important to consider the
reduction of environmental impacts, as well as for the principle of economy in the execution of the works. From these
considerations, general objective promote an evaluation of using accumulation basins to drain to surface waters from the
present contribution basins in an intersection that will be deployed on the BR-277, km15, Member of the provisional draft
of access Engineering to second international bridge over the Parana River. On site, there's a work situation, natural
retention basin drained by infiltration with surplus possibly reaching a nearby Gallery with 80 cm diameter. The pre-
existing solution consists of a conventional drainage through storm drains with drainage system end in a bowl of
dispersion at about 400 meters from the intersection. The solution proposed provides for keeping in place the natural
accumulation of surface water drainage networks through a set of bowls of accumulation with surplus flow buried
extravasated for the existing drainage Gallery, which already receives to surface waters from that location. From the
characterization of the area, will be presented the methodologies of calculation for accumulation necessary considering
the constant effluent flow situations and variable effluent flow. In addition, a comparative analysis of the two solutions
proposed, considering the reduction of impacts to the environment and Resource Economics estimated at R$
2,000,000,00.
KEY WORDS: drainage, accumulation basins, highways.
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INTRODUÇÃO
Um dos fatores essenciais para a contribuição de um tráfego seguro é a presença de sistemas
de drenagem adequados na rodovia.
Para que se tenha uma rodovia bem drenada é importante obter o máximo de informações do
local, tais como: relevo, clima, pluviometria, uso e ocupação do solo, cobertura vegetal, entre outros.
A obtenção de informações a partir de sistemas de informações geográficas, bem como visitas
de campo também é de suma importância para definição das bacias de contribuição e dos parâmetros
hidrológicos, obtendo um estudo hidrológico confiável, a fim de evitar equívocos no projeto de
drenagem.
Durante a definição das alternativas para o projeto de drenagem, é importante considerar à
redução de impactos ao meio ambiente, bem como buscar atender ao princípio da economicidade na
execução das obras.
Considerando estes fatores, neste trabalho serão estudadas as bacias de acumulação e
amortecimento. Estes dispositivos de armazenamento comumente conhecidos como
reservatórios/bacias de acumulação permitem o retardo do escoamento, atenuando o pico dos
hidrogramas e possibilitando a recuperação da capacidade de amortecimento perdida pela bacia
devido à impermeabilização do solo da região da bacia hidrográfica. Tucci (1995).
A implantação de bacias de acumulação em drenagem de rodovias reduz o pico de
escoamento, evita perturbações a jusante do corpo estradal, facilita a infiltração da água no solo,
alimenta o lençol freático, regula e distribui os fluxos de água quando alcançado o nível máximo de
acumulação reduzindo os impactos de escoamento concentrado, evita inundações e destruição de
habitações lindeiras a rodovia e do meio receptor de jusante, evita que descargas de bueiros e sarjetas
sejam lançados diretamente em terrenos desprotegidos acelerando possíveis processos erosivos. Lima
(2006).
O dimensionamento dessas estruturas é dependente do volume de escoamento gerado, o qual
depende das características de precipitação pluviométrica e das áreas de contribuição ao escoamento.
O seu correto funcionamento depende principalmente das características do solo no qual será
construído, sobretudo quanto a sua capacidade de infiltração da água que deverá ser considerada. Já
a sua vida útil ou intervalo para manutenção está atrelado diretamente com as características e
quantidades de sedimentos presentes no escoamento superficial. Oliveira (2012).
Motivado por essas características, o presente trabalho teve como objetivo geral promover
uma avaliação do uso de bacias de acumulação para drenar às aguas superficiais provenientes das
bacias de contribuição presentes em uma interseção que será implantada na BR-277, km15, integrante
do Anteprojeto de Engenharia de Acesso à 2ª Ponte Internacional sobre o Rio Paraná, localizada no
município de Foz do Iguaçu/PR. Como objetivos secundários, o estudo será estendido à:
Obter o volume de acumulação necessário considerando as situações de vazão efluente
constante e de vazão efluente variável, bem como indicar o método de cálculo mais
consistente.
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Promover uma análise comparativa entre a bacia de acumulação (alternativa escolhida) e uma
alternativa pré-existente baseada em um sistema de drenagem convencional, considerando à
redução de impactos ao meio ambiente e a economia de recursos estimada.
A alternativa pré-existente consiste em drenar as águas a partir um conjunto de bueiros que
por fim serão escoadas por um bueiro metálico a ser construído por processo não destrutivo por cerca
de 390 metros com deságue final em uma bacia de dispersão. Esta solução já existia e não faz parte
do desenvolvimento deste trabalho. A solução será utilizada para se comparar a segunda alternativa,
proposta a seguir.
A segunda opção baseia-se na utilização de bacias de acumulação e amortecimento. Neste
caso, propõe-se a construção de bacias de acumulação escavadas nas áreas vizinhas das alças externas
da interseção em questão, aproveitando os terrenos remanescentes das áreas a serem desapropriadas
em função da construção da interseção. A vazão excedente será extravasada para a galeria de
drenagem existente, que já recebe às aguas superficiais daquele local.
DESCRIÇÃO DO LOCAL DE ESTUDO
Aspectos Gerais
Para o estudo selecionou-se a interseção que será implantada na BR-277, km15 (Figura 1).
Trata-se de um local de acumulação natural das águas superficiais das redes de drenagem. As cotas
do terreno naquela área formam lagoas temporárias, as águas são drenadas por infiltração com
excedente, possivelmente, escoando para uma galeria próxima que já recebe as águas superficiais da
rodovia.
Com a construção da interseção, que está toda projetada em aterro, parte dessa área será
ocupada, comprometendo essa acumulação natural das águas superficiais. Logo, deverá ser dado um
destino adequado às águas superficiais que escoam para este local. O problema é que por se tratar de
um local com cotas abaixo das cotas das áreas adjacentes, tornam-se limitadas as alternativas de
estruturas de drenagem adequadas para solucionar este problema.
Destaca-se que a área está em expansão urbana, mas as bacias de contribuição ainda possuem
áreas com características mistas rurais e urbanas, com a presença de várias zonas de cultivo e campos,
pouca mata densa, algumas zonas comerciais e poucas residências. O terreno possui declividade
variando de 1 a 3%, o relevo é suavemente ondulado e predomina o solo do tipo argila arenosa
avermelhado. De acordo com os estudos de sondagem verificou-se presença de 0,10m de nível
d’água. Vetec (2013).
O clima de Foz de Iguaçu é subtropical úmido mesotérmico, classificado por Köppen como
Cfaclima subtropical: temperatura média no mês mais frio inferior a 18ºC (mesotérmico), e
temperatura média no mês mais quente acima de 22ºC; com verões quentes, geadas pouco freqüentes
e tendência de concentração das chuvas nos meses de verão, contudo sem estação seca definida. Vetec
(2013).
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Figura 1. Mapa de localização da área de estudo.
Estudos Hidrológicos
Para a caracterização do regime de chuvas da região foram selecionados os dados do posto
pluviométrico nº 02554002, Salto Cataratas, por apresentar uma séria história de 64 anos.
A partir dos dados hidrológicos, foi feito o tratamento estatístico considerando a precipitação
de projeto obtida por registros pluviométricos e por desagregação da precipitação diária, obtendo
assim a vazão de projeto e por conseguinte o dimensionamento hidráulico das bacias de acumulação.
Na figura 2 são apresentadas as delimitações das bacias de contribuição e das bacias de
acumulação.
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Figura 2. Delimitação das bacias conforme mapa
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METODOLOGIA
Conforme já exposto, será detalhada a metodologia proposta para a adoção de bacias de
acumulação como alternativa para drenar as águas superficiais provenientes das bacias de
contribuição que desaguarão no local da interseção.
Bacias de Acumulação e Amortecimento
O procedimento adotado engloba duas propostas para obter o volume de acumulação
necessário para amortecer a vazão, de forma que não sobrecarregue a galeria de jusante com 80cm de
diâmetro, conforme detalhado a seguir.
Volume da bacia de acumulação para vazão efluente constante
O cálculo do volume de acumulação para vazão efluente constante foi feito com base em
algumas simplificações, a vazão de entrada e de saída foram consideradas constantes, esta última
fixada em 30% da capacidade da galeria existente de jusante, sendo definido:
Vt = Vo+Ve-Vs (1)
Onde:
Vt = Volume necessário de acumulação; Vo = Volume inicial, que é o volume referente a uma lamina de água de 0,5m, que será
drenada por infiltração, para manter a condição natural, e que poderá estar cheia no início de um
evento.
Ve = Volume que entra na bacia de acumulação, até que ela esteja cheia, sendo;
Ve = Qe*Te (2)
Vs = Volume que sai da bacia de acumulação, até que ela esteja cheia, sendo;
Vs = Qs*Te (3)
Te = Tempo de enchimento.
Qs = Vazão de saída, adotada como um percentual da capacidade da galeria de jusante, no
caso 30%.
Qe = Vazão de entrada, calculada pelo método Racional (bacia < 4km²) para uma precipitação
de duração “Te”, assim:
Qe = C*A*i (4)
Onde:
A= Área de contribuição da bacia hidrográfica, 0,25817 km²; e
C = Coeficiente de escoamento, tendo sido adotado 0,5.
i = Intensidade da precipitação média máxima para tempo “Te”, com tempo de recorrência de
15 anos.
A partir destas considerações foram calculados os volumes necessários (Vt) para uma série de
tempos de duração verificando qual resultaria em um maior volume. Primeiro para a Bacia de
Acumulação de Montante isoladamente, conforme resultados apresentados na Tabela 1, e em seguida
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para as duas bacias, ligadas por um bueiro de 80cm de diâmetro (funcionando como vaso
comunicante), consideradas como um só reservatório, conforme resultados apresentados na Tabela 2.
Tabela 1. Bacia de Acumulação de Montante
Te (h) V0 (m³) It Qe
(m³/s) Ve (m³) QS(m³/s) VSt (m³) Vt (m³)
0,17 2767,325 180,93 2,44 1490,834 0,264 161,64 4096,517
0,67 93,13 1,25 3024,364 637,06 5154,630
1,17 65,12 0,88 3692,842 1112,48 5347,690
1,67 51,08 0,69 4134,439 1587,89 5313,870
2,17 42,60 0,57 4480,543 2063,31 5184,557
2,67 36,84 0,50 4767,225 2538,73 4995,822
3,17 32,63 0,44 5013,021 3014,15 4766,200
3,67 29,39 0,40 5228,809 3489,56 4506,570
4,17 26,82 0,36 5421,551 3964,98 4223,896
4,67 24,72 0,33 5595,994 4440,40 3922,920
5,17 22,97 0,31 5755,522 4915,82 3607,032
5,67 21,48 0,29 5902,644 5391,23 3278,736
6,17 20,19 0,27 6039,271 5866,65 2939,945
6,67 19,08 0,26 6166,893 6342,07 2592,150
7,17 18,09 0,24 6286,699 6817,49 2236,539
7,67 17,21 0,23 6399,652 7292,90 1874,075
8,17 16,43 0,22 6506,543 7768,32 1505,548
Tabela 2. Bacia de Acumulação de Jusante Te (h)
V0 (m³) It Qe
(m³/s) Ve (m³) QS(m³/s) VSt (m³) Vt (m³)
0,17 6586,578 180,93 6,49 3970,490 0,264 161,64 10395,426
0,67 93,13 3,34 8054,693 637,06 14004,212
1,17 65,12 2,34 9835,028 1112,48 15309,129
1,67 51,08 1,83 11011,120 1587,89 16009,804
2,17 42,60 1,53 11932,889 2063,31 16456,155
2,67 36,84 1,32 12696,399 2538,73 16744,249
3,17 32,63 1,17 13351,020 3014,15 16923,452
3,67 29,39 1,05 13925,720 3489,56 17022,734
4,17 26,82 0,96 14439,045 3964,98 17060,642
4,67 24,72 0,89 14903,631 4440,40 17049,811
5,17 22,97 0,82 15328,499 4915,82 16999,261
5,67 21,48 0,77 15720,325 5391,23 16915,669
6,17 20,19 0,72 16084,197 5866,65 16804,125
6,67 19,08 0,68 16424,090 6342,07 16668,600
7,17 18,09 0,65 16743,166 6817,49 16512,259
7,67 17,21 0,62 17043,990 7292,90 16337,665
8,17 16,43 0,59 17328,668 7768,32 16146,926
Volume da bacia de acumulação para vazão efluente variável
Foi realizado com base no método do hidrograma triangular. Considerando que a vazão de
entrada aumentaria, linearmente, até o tempo de concentração, e se manteria assim até o final da
chuva, quando começaria a reduzir, também linearmente até zerar. E a vazão de saída aumentaria
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linearmente até se igualar a vazão de entrada, quando começaria a reduzir, também linearmente até
zerar. Os gráficos 1, 2 e 3 ilustram esse conceito.
Gráfico 1. Volume que entra na bacia de acumulação.
Gráfico 2. Volume que sai da bacia de acumulação.
Gráfico 3. Volume máximo armazenado na bacia de proposta.
Nessa simulação foram considerados duas bacias de armazenamento cada um com sua
respectiva contribuição.
Portanto os volumes de armazenamento das bacias de montante (M) e de jusante (J), serão:
VtM = VoM+VetM-VstM (5)
VtJ = VoJ+VetJ-VstJ (6)
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Vo = Volume inicial. Adotado VoM=2.767,325m³ e VoJ= 3.819,252m³
Vt = Volume máximo armazenado, ocorre no instante “Tet”.
Vet = Volume que entra na bacia de acumulação, até o instante “Tet”.
Vst = Volume que sai da bacia de acumulação, até o instante “Tet”.
Assim, a vazão de entrada na bacia de acumulação de montante é:
QetM = AM *C*it (7)
A vazão de entrada na bacia de acumulação de jusante é:
QetJ = AJ * C * it + QstM (8)
A = Área da bacia de contribuição, AM = 0,09694km² e AJ= 0,16124km²
C = Coeficiente de escoamento, tendo sido adotado 0,5.
it = Intensidade da precipitação média máxima para tempo “t”, com tempo de recorrência de
15anos.
Tc = tempo de concentração, que foi calculado por Kirpich [0,95*(L3/(H*L))0,385], resultando
em tc=0,17h, sendo:
L = Comprimento do talvegue principal, 0,474km; e
H = Desnível máximo em metros, 9,06m.
O tempo de concentração foi calculado com base nos dados da bacia de contribuição de
montante, pois esta resulta em um maior tempo de concentração, sendo assim este o instante no qual
passaríamos a ter toda a área das bacias contribuindo, desta forma:
O tempo de enchimento no tempo t será:
Tet = t + (Qet + Qst) ∗Qet
Tbt−t (9)
Substituindo o tempo de base no tempo t por:
Tbt =8
3∗ tc + (t − tc) (10)
Têm-se:
Tet = t + (Qet + Qst) ∗ Qet ∗5
3∗ tc (11)
A vazão máxima de saída Qst foi calculada:
para bacia de Jusante através da formula de Manning, em função da altura da
lamina d’água (“hJ”) e do dispositivo de saída, no caso um canal de concreto retangular
com 1,00m de altura, 0,50m de largura e 0,1% de declividade;
10
para bacia de montante, com bueiro com 0,80m de diâmetro e 1% de
declividade interligando a bacia de jusante, trabalhando como conduto forçado, sendo
utilizada a equação de Bermoulli, com perda de carga calculada por Hazen-Williamns.
Portanto para a Bacia de Acumulação de Jusante:
QstJ =AhJ
μ∗ RhJ
2
3 ∗ dJ1
2
Sendo:
AhJ = Área molhada, AhJ=0,5*hJ;
= Coeficiente de rugosidade do concreto, =0,015;
RhJ = Raio hidráulico, RhJ=0,5hJ/(0,5+2hJ); e
dJ = Declividade, dJ=0,001.
Colocando “QstJ” em função de “hJ”:
QstJ =0,5hJ
0,015∗ (
0,5ℎ𝐽
0,5+2ℎ𝐽)
2
3 ∗ 0,0011
2 (12)
“hJ” é a altura da lamina d’água contada a partir da base do canal de saída da bacia de jusante.
Calculando “hJ” em função do volume máximo armazenado (VtJ), considerando o seguinte:
VtJ = VoJ+hJ*(AhJ+AbJ)/2, sendo:
AbJ = Área do reservatório de jusante no nível da soleira, AbJ = 7.748,974m².
AhJ = Área no nível “hJ”; “AhJ” foi deduzida a partir da área da borda ou do topo “ATJ”, que
corresponde a hJ = 1,00 e da área “AbJ”, da seguinte forma:
AhJ = ((ATJ-AbJ)/1)*hJ+AbJ
ATJ = 8.179,032m².
Portanto;
VtJ = VoJ+hJ*(((ATJ-AbJ)/1)*hJ +2AbJ)/2 (13)
A vazão para a Bacia de Acumulação de Montante:
QstM = ((hM-hJ)/L*C1,85*RhM1,17*AhM1,85)(1/1,85) (14)
(hM-hJ)/L = A perda de carga por comprimento do tubo;
C = Coeficiente de rugosidade do concreto no caso entre 100 e 140, foi adotado 120;
RhM = Raio hidráulico, que no caso coincide com o raio do tubo 0,40m;
AhM = Área interna do tubo no caso AhM = *RhM2
11
hM = Altura da lâmina d’água contada a partir da base do canal de saída da bacia de montante
que possui a mesma cota do canal de saída de jusante, calculada em função do volume máximo
armazenado (VtM), considerando o seguinte:
VtM = VoM+hM*(AhM+AbM)/2
Sendo:
AbM = Área do reservatório de montante no nível da soleira, AbM = 5.624,477m².
AhM = Área no nível “hM”; “AhM” foi deduzida a partir da área da borda ou do topo “ATM”,
que corresponde a hM=1,00, da seguinte forma:
AhM = ((ATM-AbM)/1)*hM+AbM
ATM = 5.989,899m²
Portanto:
VtM = VoM+hM*(((ATM-AbM)/1)*hM +2AbM)/2 (15)
As fórmulas apresentadas foram organizadas em uma planilha do Excel (Tabela 3), e com
auxílio da ferramenta “Atingir meta”, e de um “macro” foram deduzidos valores para “hJ” e para a
perda de carga “hM-hJ” até encontrar o mesmo resultado para os dois pares de fórmulas “13” e “21”
e “14” e “18”. Desta forma foi calculado o volume máximo armazenado para vários tempos de
duração de chuva, a partir do tempo de concentração e o maior volume encontrado foi considerado o
volume mínimo necessário para a bacia de acumulação.
Para chuvas com duração inferior a 2,67h, esta formulação não convergiu para um resultado,
provavelmente porque para estas durações, como a bacia de contribuição de jusante é maior, o fluxo
de água no bueiro que liga as duas bacias de acumulação será, por algum tempo, no sentido inverso,
de jusante para montante.
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Tabela 03
t (h) It
Montante Jusante
QEM
(m³/s) VEM (m³) TEM
QSM
(m³/s) VSM (m³)
VtM (m³)
(F-03M) VtM (m³)
(F-04M) hM
QEJ
(m³/s) VEJ (m³) TEJ
QSJ
(m³/s) VSJ (m³)
VtJ (m³)
(F-03M) VtJ (m³)
(F-04M) hJ
0,17 180,93 2,44 745,76 0,453 0,00 0,00 3513,09 3648,02 0,1558 4,05 1240,40 0,451 0,03 27,94 5031,71 5031,71 0,1558
0,67 93,13 1,25 2640,85 0,953 0,00 0,00 5408,18 5757,91 0,5228 2,09 4392,45 0,930 0,17 282,28 7929,42 7929,42 0,5228
1,17 65,12 0,88 3424,68 1,453 0,00 0,00 6192,01 6508,66 0,6514 1,46 5696,16 1,411 0,22 557,21 8958,21 8958,21 0,6514
1,67 51,08 0,69 3924,10 1,953 0,00 0,00 6691,43 6908,61 0,7195 1,14 6526,83 1,892 0,25 840,28 9505,80 9505,80 0,7195
2,17 42,60 0,57 4305,12 2,453 0,00 0,00 7072,45 7161,18 0,7623 0,95 7160,56 2,375 0,26 1128,37 9851,45 9851,445 0,7623
2,67 36,84 0,50 4615,53 2,950 0,01 27,27 7355,58 7355,58 0,7952 0,83 7724,64 2,859 0,28 1426,54 10117,35 10117,35 0,7952
3,17 32,63 0,44 4878,67 3,443 0,02 103,07 7542,92 7542,92 0,8269 0,75 8299,24 3,343 0,29 1745,33 10373,16 10373,16 0,8268
3,67 29,39 0,40 5107,76 3,935 0,03 182,23 7692,85 7692,85 0,8521 0,68 8827,62 3,829 0,30 2069,26 10577,61 10577,61 0,8520
4,17 26,82 0,36 5311,09 4,427 0,03 263,86 7814,56 7814,56 0,8726 0,63 9320,66 4,315 0,31 2396,52 10743,39 10743,39 0,8724
4,67 24,72 0,33 5494,19 4,920 0,04 347,26 7914,25 7914,25 0,8894 0,59 9785,53 4,803 0,32 2725,73 10879,06 10879,06 0,8891
5,17 22,97 0,31 5660,94 5,413 0,04 431,94 7996,33 7996,33 0,9032 0,56 10227,21 5,291 0,32 3055,80 10990,67 10990,67 0,9028
5,67 21,48 0,29 5814,20 5,906 0,05 517,47 8064,05 8064,05 0,9146 0,53 10649,31 5,779 0,33 3385,88 11082,68 11082,68 0,9142
6,17 20,19 0,27 5956,11 6,399 0,05 603,55 8119,88 8119,88 0,9239 0,50 11054,51 6,268 0,33 3715,27 11158,49 11158,49 0,9235
6,67 19,08 0,26 6088,34 6,892 0,06 689,91 8165,75 8165,75 0,9316 0,48 11444,88 6,758 0,33 4043,41 11220,72 11220,72 0,9311
7,17 18,09 0,24 6212,20 7,385 0,06 776,35 8203,18 8203,18 0,9379 0,46 11822,07 7,249 0,33 4369,87 11271,46 11271,46 0,9373
7,67 17,21 0,23 6328,76 7,879 0,06 862,68 8233,41 8233,41 0,9430 0,45 12187,39 7,739 0,34 4694,26 11312,39 11312,39 0,9423
8,17 16,43 0,22 6438,88 8,373 0,06 948,78 8257,43 8257,43 0,9470 0,43 12541,91 8,231 0,34 5016,29 11344,87 11344,87 0,9463
8,67 15,72 0,21 6543,27 8,867 0,06 1034,52 8276,08 8276,08 0,9501 0,42 12886,53 8,722 0,34 5335,72 11370,06 11370,05 0,9494
9,17 15,08 0,20 6642,55 9,361 0,07 1119,81 8290,06 8290,06 0,9524 0,40 13221,99 9,214 0,34 5652,36 11388,89 11388,89 0,9517
9,67 14,50 0,20 6737,21 9,855 0,07 1204,58 8299,96 8299,96 0,9541 0,39 13548,96 9,707 0,34 5966,04 11402,17 11402,17 0,9533
10,17 13,97 0,19 6827,69 10,349 0,07 1288,75 8306,27 8306,27 0,9552 0,38 13867,98 10,200 0,34 6276,64 11410,58 11410,58 0,9544
10,67 13,48 0,18 6914,38 10,844 0,07 1372,27 8309,44 8309,44 0,9557 0,37 14179,53 10,693 0,34 6584,07 11414,72 11414,72 0,9549
11,17 13,02 0,18 6997,59 11,338 0,07 1455,09 8309,82 8309,82 0,9558 0,36 14484,06 11,186 0,34 6888,24 11415,07 11415,07 0,9549
11,67 12,60 0,17 7077,61 11,833 0,07 1537,19 8307,74 8307,74 0,9554 0,35 14781,94 11,680 0,34 7189,11 11412,08 11412,08 0,9546
12,17 12,21 0,16 7154,70 12,328 0,07 1618,54 8303,48 8303,48 0,9547 0,35 15073,50 12,174 0,34 7486,63 11406,13 11406,12 0,9538
12,67 11,85 0,16 7229,06 12,823 0,07 1699,10 8297,29 8297,29 0,9537 0,34 15359,06 12,668 0,34 7780,77 11397,54 11397,54 0,9528
13,17 11,51 0,15 7300,90 13,318 0,07 1778,86 8289,37 8289,37 0,9523 0,33 15638,89 13,163 0,34 8071,52 11386,62 11386,62 0,9514
13,67 11,19 0,15 7370,40 13,813 0,07 1857,81 8279,92 8279,92 0,9507 0,33 15913,25 13,657 0,34 8358,88 11373,62 11373,62 0,9499
14,17 10,89 0,15 7437,72 14,308 0,08 1935,93 8269,11 8269,11 0,9489 0,32 16182,37 14,152 0,34 8642,86 11358,77 11358,77 0,9480
14,67 10,61 0,14 7502,98 14,804 0,08 2013,23 8257,08 8257,08 0,9469 0,31 16446,46 14,647 0,34 8923,45 11342,26 11342,26 0,9460
15,17 10,35 0,14 7566,33 15,299 0,08 2089,69 8243,97 8243,97 0,9447 0,31 16705,72 15,142 0,34 9200,68 11324,29 11324,29 0,9438
13
ANÁLISE DOS RESULTADOS
Bacias de acumulação
Para a simulação considerando a vazão efluente constante, os resultados apresentados nas
Tabelas 1 e 2 indicam um volume necessário de acumulação de 5.347,690m³ para a bacia de
acumulação de montante e de 12.836,746m³ para a bacia de acumulação de jusante, totalizando
17.060,642m³ de volume de acumulação, que seria atingido em uma chuva com duração de 4,17
horas.
Para a simulação considerando a vazão efluente variável, os resultados apresentados na tabela
3 indicam um volume necessário de acumulação de 8.309,821m³ para a bacia de acumulação de
montante e de 11.415,068m³ para a bacia de acumulação de jusante, totalizando 19.724,889m³ de
volume de acumulação, que seria atingido em uma chuva com duração de 11,17 horas.
Também foram previstas pequenas bacias de acumulação localizadas nas ilhas das
intercessões, que drenarão por infiltração devido às pequenas vazões.
Neste caso, indica-se a implantação das bacias de acumulação de montante e de jusante para
a situação de vazão efluente variável.
Comparação entre sistema de drenagem convencional (solução pré-existente) e bacias de
acumulação recomendadas.
A solução pré-existente consiste em uma drenagem convencional através de bueiros com
deságue final em uma bacia de dispersão a cerca de 390 metros da interseção, conforme ilustrado na
figura 3.
Nesse caso, para se chegar ao ponto de deságue proposto, a tubulação passará por um trecho
com terrenos altos até chegar à cota da bacia de dispersão, chegando a atingir 7 metros de
profundidade, para evitar essa volumosa e cara escavação foi prevista a execução do bueiro pelo
método não destrutivo.
Com relação às bacias de acumulação recomendadas, será necessário escavar 19.724,889 m³,
executar um bueiro de concreto com 0,80cm de diâmetro e um canal de concreto retangular com
1,00m de altura, 0,50m de largura e 0,1% de declividade.
14
Tabela 4. Quadro comparativo de custos entre sistema convencional de drenagem e bacias de amortecimento
Código Descrição Unidade Preço
Unit.
Convencional Bacias de acumulação
Quant. Preço Total Quant. Preço Total
2 S 04 311 20 BUEIRO MET.S/INTERRUPÇÃO TRAF.D=2,00 M
REV.EPOXY DNER-ES-285. m m 3.603,14 380,88 1.372.363,96 0,00
2 S 04 100 52 BSTC Ø 0,80 CA-1 m 534,19 652,50 348.558,98 123,00 65.705,37
3 S 04 100 52 BSTC Ø 0,80 CA-3 m 615,26 0,00 73,10 44.975,51
2 S 04 100 53 BSTC Ø 1,00 CA-4 m 887,28 49,50 43.920,36 0,00
2 S 04 100 54 BSTC Ø 1,20 CA-1 m 980,72 23,50 23.046,92 0,00
3 S 04 100 54 BSTC Ø 1,20 CA-4 m 1.179,71 52,50 61.934,78 0,00
2 S 04 100 55 BSTC Ø 1,50 CA-4 m 1.735,33 76,50 132.752,75 0,00
2 S 01 100 22 ESC. CARGA TRANSP. MAT 1ª CAT DMT 50 A
200M C/E m³ 5,95 3.733,42 22.213,85 37.608,93 223.773,13
2 S 03 940 01 REATERRO E COMPACTAÇÃO m³ 30,19 2.764,82 83.469,89 0,00
2 S 04 101 02 Boca BSTC D=0,80m normal und 1.502,68 1,00 1.502,68 2,00 3.005,36
1 A 01 418 51 Concr.estr fck=18MPa c.raz uso ger conf/lanç AC/BC m³ 322,78 1,20 387,34
2 S 04 930 02 Caixa coletora de sarjeta - CCS 02 und 1.735,49 9,00 15.619,41 1,00 1.735,49
2 S 04 930 03 Caixa coletora de sarjeta - CCS 03 und 1.703,67 1,00 1.703,67
2 S 04 930 04 Caixa coletora de sarjeta - CCS 04 und 1.668,28 1,00 1.668,28
2 S 04 930 06 Caixa coletora de sarjeta - CCS 06 und 2.190,30 6,00 13.141,80
2 S 04 930 08 Caixa coletora de sarjeta - CCS 08 und 2.123,08 1,00 2.123,08
2 S 04 962 06 Caixa de ligação e passagem - CLP 06 und 2.945,73 1,00 2.945,73
Referência - Sicro2 - Janeiro de 2015 - com desoneração. Total 2.126.966,13 Total 339.582,20
.
15
Figura 3. Solução pré-existente
16
CONCLUSÃO
Os resultados mostram que não é apropriado calcular o volume de acumulação utilizando a
vazão efluente constante, pois o volume encontrado é cerca de 20% inferior ao volume obtido
considerando a vazão efluente variável, que é a simulação mais próxima da realidade. Assim, a opção
a ser adotada será projetar as bacias de acumulação de montante com 8.309,821m³ e a bacia de
acumulação de jusante com 11.415,068m³, totalizando 19.724,889m³.
Para escolher o sistema de drenagem a ser adotado é importante estudar as alternativas, pois
o custo-benefício é um fator relevante a ser considerado. Nesse, caso observou-se que, ao se adotar
as bacias de acumulação em vez do sistema de drenagem convencional supracitado, haverá uma
economia em cerca de R$ 1.787.383,93, além de haver redução de impactos ao meio ambiente, pois
houve a preocupação em se manter a acumulação natural existente.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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métodos de dimensionamento e instalação. Rev. Esc. Minas vol.59 no.1 Ouro Preto, Jan./Mar. 2006.
OLIVEIRA, J.M. Caracterização físico-hídrica de bacias de acumulação e infiltração e estimativa de
perda de solos em estradas não pavimentada. 2012. Tese. Pós-Graduação em Agronomia,
Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2012.
TUCCI,C.E.M. Drenagem Urbana. ABRH. Editora da Universidade. UFRGS . Porto Alegre,1995.
Vetec Engenharia Ltda. Base de dados Projeto Básico e Executivo de Engenharia para Construção da
Ponte Internacional sobre o Rio Paraná ligando o Brasil (Foz do Iguaçu) e o Paraguai (Presidente
Franco). Dezembro de 2013.