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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE CENTRO DE CINCIAS EXATAS E TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
ENCIV0117 Sistemas de Drenagem Urbana
Macrodrenagem
Aula 1 - Canalizaes
Ludmilson Abritta Mendes
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Macrodrenagem
Obras destinadas a controlar inundaes em parcelas significativas da contribuio da bacia hidrogrfica.
Minimizar riscos e prejuzos em reas de extenso significativa, causados por eventos de perodos de retorno TR entre 25 e 100 anos.
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Macrodrenagem
Escoamentos pluviais em fundos de vale e em vrzeas de inundao
Estruturas e obras tpicas: Emissrios ou canais
Reservatrios de deteno
Retificao e dragagem de crregos e rios
Diques nas zonas inundveis de rios urbanos
Barragens para estabilizao de vales
Obras de dissipao de energia em regies de eroso
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Canais
Estruturas destinadas a conduzir as guas em superfcie livre.
Projeto e construo: grande diversidade de alternativas tecnolgicas que variam conforme:
tipo de canal;
materiais e equipamentos usados na construo
condies geolgicas, topogrficas e ambientais locais
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Canais
Tipos de canais:
a) Naturais, no revestidos ou no consolidados:
So os cursos dgua naturais, canais artificiais simplesmente escavados ou canais revestidos com materiais erodveis.
Normalmente usados em reas rurais.
CANAL NATURAL CANAL ARTIFICIAL SIMPL. ESCAVADO
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Canais
Tipos de canais:
b) Revestidos ou consolidados:
So canais artificiais revestidos com material no erodvel.
Normalmente usados em reas urbanas.
CANAL REVESTIDO ABERTO CANAL REVESTIDO FECHADO (galeria celular)
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Canais: Concepo
3 tipos de concepo na drenagem:
Canais fechados
Canais abertos
Leito preservado
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Leito preservado
Menor interveno nos cursos dgua
Evita emprego de solues estruturais
Permite a criao de parques lineares
Soluo mais indicada Rio Barigui, Curitiba, PR
Fonte: www.exame.abril.com.br
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Leito preservado
Desvantagem:
Difcil de ser adotada em reas muito urbanizadas
mais comum em reas de preservao permanente ou em reas de urbanizao incipiente
Rio Barigui, Curitiba, PR Fonte: www.exame.abril.com.br
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Parque Ecolgico do Tiet, Regio Metropolitana de So Paulo
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Canais abertos
Em zonas urbanas, geralmente so implantados com avenidas sanitrias marginais
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Canais abertos
Canais abertos com avenidas marginais
Marginal Tiet, So Paulo Fonte: www.folha.uol.com.br
Rua Ansio Azevedo, Aracaju
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Canais fechados
Alternativa de maior descaracterizao do meio natural.
DEVE-SE EVIT-LA AO MXIMO!
No Brasil, a soluo mais comumente adotada nos grandes centros, com a construo de avenidas para trnsito de veculos sobre os canais.
Inmeros exemplos: Avenidas dos Bandeirantes, Sumar, 9 de Julho, 23 de Maio,
Vale do Anhangaba (So Paulo)
Boulevard Arrudas; Av. Prudente de Morais (Belo Horizonte)
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Ocorrncia de enchentes
Em canais abertos:
Extravaso, mas permanece conduto livre
Em canais fechados:
Afogamento total da seo transversal Presses internas nas paredes do canal Conduto Forado
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Ocorrncia de enchentes
Em canais fechados:
Potencializao das enchentes:
Afogamento total da seo transversal Presses internas nas paredes do canal Propagao do remanso para montante Afogamento das sadas dos canais e de tributrios Refluxo pelas galerias de guas pluviais, bocas de lobo e poos de visita Incremento dos nveis de inundao
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Potencializao de enchentes em canais fechados
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Canais: Recomendaes
A bacia deve ser olhada como um todo
Considerar os efeitos A jusante
Cuidado com os efeitos DE jusante
Combinar com bacias de reteno para diminuir as vazes de escoamento
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Canais: Limitaes
Ao tentar afastar os excessos rapidamente, agrava a situao de jusante.
Atua corretivamente e tende a resolver problemas de forma localizada.
No ataca a causa dos problemas e no atua na fonte dos excessos de gua.
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Canais: Recomendaes
Evitar retificaes de crregos e rios, que aumentam o gradiente de velocidades
Canalizaes trapezoidais sem revestimento devem ser consideradas em primeiro lugar
Respeitar amplas faixas de drenagem de ambos os lados (evitar invases nas margens de fundo de vale)
Avenidas marginais devem ser recuadas
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Canais: Fases de projeto
Preliminar
Dados existentes e visitas ao local
Registro fotogrfico
Contato com entidades envolvidas
Levantamento das interferncias
Alternativas iniciais de traado
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Canais: Fases de projeto
Bsico
Alternativas restantes
Levantamentos topogrficos e sondagens
Escolha da melhor alternativa
Executivo
Desenhos para execuo
Interferncias
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Canais: Elementos para elaborao
Levantamentos topogrficos
Fase Preliminar:
Aerofotogrametria
Arruamentos: curvas de nvel 1m
Projeto Bsico
Nivelamento de preciso
Sees transversais
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Canais: Elementos para elaborao
Interferncias
Cadastramento
Entidade responsvel, localizao, caractersticas relevantes
Projetos de demolies relocaes, etc.
Custos
Sondagens
Percusso (mais usuais)
Amarrao topogrfica
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Canais: Dimensionamento
Hidrolgico
Mtodos clssicos:
Racional, se A < 2 km2;
Baseados no hidrograma unitrio (por exemplo, SCS)
Mtodos estatsticos (raramente)
Hidrulico
Equao bsica: Manning
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Dimensionamento hidrulico
Hipteses: Regime uniforme:
= 0
Regime fluvial (subcrtico): Fr < 1
Manning: =1
.
2/3. 0,5
Q a vazo (m3/s) A a rea da seo transversal (m2) Rh o raio hidrulico (m) I a declividade mdia (m/m) n o coeficiente de rugosidade de Manning
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Dimensionamento hidrulico
Canais revestidos:
Determinao da seo de mxima eficincia:
Maximizar a vazo transportada
Minimizar os custos (rea revestida, volume escavado)
=5/3 0,5
2/3
P o permetro molhado (m)
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Dimensionamento hidrulico
Canais revestidos:
Determinao da seo de mxima eficincia:
Pode haver limitaes adoo da seo da mxima eficincia:
Caractersticas geotcnicas
Topogrficas
Soluo estrutural possvel
Condies ambientais locais
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Parmetros geomtricos de algumas sees usuais
Fonte: Baptista e Lara (2010)
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Caractersticas das sees de mxima eficincia hidrulica
Fonte: Baptista e Lara (2010)
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Exerccio
Dimensionar um canal retangular de concreto (n=0,015) com declividade de 0,0018 m/m para funcionar em condies de mxima eficincia conduzindo uma vazo de 50 m3/s.
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Conhecida a vazo Q, a declividade do canal I e escolhida a forma da seo, quais sero as dimenses do canal quando no pressuposta a seo de mxima eficincia?
A partir da dimenso caracterstica da seo (dimetro, altura dgua), define-se:
=
Onde: M o coeficiente dinmico
K o coeficiente de forma
Dimensionamento geomtrico de canais
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Dimensionamento geomtrico de canais
1. Para seo trapezoidal, retangular ou triangular:
Dimenso caracterstica da seo (): y0 = altura dgua no regime uniforme
A forma da seo pode variar em funo de Z e da razo de aspecto (m), definida como a razo entre a largura de fundo e a altura dgua:
=
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Dimensionamento geomtrico de canais
1. Para seo trapezoidal, retangular ou triangular:
A frmula de Manning pode ser escrita como:
0 =
, =
.
3/8
O fator de forma K varia em funo de m e Z (TABELAS).
Para seo triangular: Z = 0
Para seo retangular: m = 0 e Z = 0
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Fonte: Porto, R.M. (2006)
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Fonte: Porto, R.M. (2006)
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Dimensionamento geomtrico de canais
2. Para seo circular:
Dimenso caracterstica da seo (): D = dimetro.
A frmula de Manning pode ser escrita como:
=
, =
.
/
O fator de forma K1 varia em funo de
(TABELAS)
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Recomendaes sobre projetos de canais
Obras de canalizao, retificao ou alargamento: realizadas de jusante para montante.
Canais urbanos: Evitar grandes profundidades (mx. 4,0 m)
Adotar borda livre de 20 a 30% da altura dgua
Folga na capacidade de vazo do canal
Diminuio da seo por depsitos no fundo do canal
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Conhecida a vazo Q e as dimenses da seo, qual deve ser a cota do nvel dgua?
Como m desconhecido processo de tentativa e erro!
Calcula-se o valor de K2: 2 = .
8/3.
O valor de K2 tabelado em funo de Z e y0/b.
Dado Z e com K2 calculado, busca-se na 1.coluna o valor de y0/b.
Dimensionamento geomtrico de canais
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Fonte: Porto, R.M. (2006)
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Recomendaes sobre projetos de canais
Prever aumento da rugosidade das paredes e do fundo (envelhecimento do canal): Majorar o valor de n tabelado em 10 a 15%
Canais com diferentes rugosidades na mesma seo: Calcular a rugosidade equivalente da seo
= .
2=1
0,5
ni a rugosidade de cada sub-rea i Pi o permetro molhado de cada sub-rea i P o permetro molhado da seo.
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Recomendaes sobre projetos de canais
Canais de concreto:
Prever juntas de dilatao na laje de fundo
Utilizao de drenos nas paredes e no fundo (evitar subpresso quando o nvel do lenol fretico subir)
Taludes de pedra argamassada: Pode-se dispensar os drenos.
Detalhe do dreno
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Recomendaes sobre projetos de canais
Canais de seo composta (ou de leito mltiplo, ou canais siameses):
Soluo interessante para pequenos canais urbanos
poca da estiagem: escoamento na parte central
poca das cheias: escoamento alcana o leito secundrio
Permite manuteno do leito secundrio na poca seca.
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Recomendaes sobre projetos de canais
Canais de seo composta (ou de leito mltiplo, ou canais siameses):
Dividir a seo por linhas verticais
Usar a Eq. Manning para cada subseo
Vazo total a soma das vazes das subsees
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Exemplo Determine a capacidade de vazo do canal da
figura, cuja declividade de 1m/km. Sabe-se que os taludes so de alvenaria de pedra aparelhada, em condies regulares, e o fundo do concreto est em boas condies.
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Exemplo
Um canal apresenta 2,0 m de base e 1,0 m de altura dgua, declividade de 0,001m/m e taludes 1,5H:1V. O fundo corresponde a canal dragado em condies regulares e os taludes so de alvenaria de pedra aparelhada em boas condies.
a) Determina a capacidade de vazo deste canal.
b) Esta seo de mxima eficincia?
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Canais em materiais erodveis: Comportamento influenciado pela inter-relao
gua-solo.
Questo central: estabilidade do canal.
Podem ser usados 2 mtodos:
Mtodo da velocidade permissvel
Mtodo das tenses de arraste
Aps o dimensionamento, verificar a estabilidade dos taludes:
Inclinao mxima depende do material
Recomendaes sobre projetos de canais
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Inclinaes admissveis de taludes em canais
Fonte: Baptista e Lara (2010)
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Canais em materiais erodveis
Mtodo da velocidade permissvel
Limitar a velocidade mx. para evitar eroso do talude
Bastante usado por sua simplicidade
Limitao: no leva em conta a forma da seo.
A velocidade admissvel tabelada, considerando canal aproximadamente retilneo e lmina dgua com altura mxima de 1 m.
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Velocidades admissveis em taludes
Fonte: Baptista e Lara (2010)
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Canais em materiais erodveis
Mtodo da velocidade permissvel Se a profundidade superior a 1m, deve-se
majorar a velocidade por um fator k:
=
1
1/6
Rh o raio hidrulico do canal a ser projetado
Rh1 o raio hidrulico referente a 1m de lmina dgua
Se o canal sinuoso, aplicar um fator de reduo entre 5% e 20%.
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Exerccio
Dimensionar um canal retilneo pelo mtodo das velocidades admissveis em solo argiloso denso (n = 0,023), para transportar uma vazo de 25 m3/s de gua com sedimentos coloidais. A declividade de implantao do canal deve ser de 0,15% e a largura mxima de base deve ser de 15 m.
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Canais em materiais erodveis
Mtodo das tenses de arraste
Manter as tenses de cisalhamento junto s
paredes (t) e ao fundo (0) inferiores tenso de arraste admissvel ou crtica (C)
Tenso de arraste (): a tenso de cisalhamento exercida pela gua em escoamento junto ao leito e s margens do curso dgua.
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Tenso de arraste: = . .
Em sees trapezoidais:
Tenso de arraste no fundo: = . .
Tenso de arraste nos taludes: = , . . .
Clculo da tenso de arraste ()
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Valor de C depende do material do canal e das caractersticas do sedimento transportado pela gua:
Tenso de arraste crtica (C)
Fonte: Baptista e Lara (2010)
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O valor de C deve ser corrigido em funo da sinuosidade do canal:
Quanto mais sinuoso o canal, menor o valor de C .
Canais retilneos: fator de correo = 1,00
Canais muito sinuosos: fator de correo = 0,60
Tenso de arraste crtica (C)
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Nos taludes, a tenso crtica apenas uma frao da tenso crtica no fundo do canal: , = .
Onde K um fator de correo que varia com o tipo de solo:
Solos finos: Pode-se desprezar essa correo (K=1,0)
Solos granulares: Varia com o ngulo do talude com a
horizontal () e com o ngulo de repouso do material ()
= 1 2
2
Tenso de arraste crtica (C)
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O ngulo de repouso do material () depende do dimetro mdio das partculas e do grau de angulosidade
Para material arenoso: 26 34
Para sedimentos em geral: 26 42
Tenso de arraste crtica (C)
Fonte: Baptista e Lara (2010)
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Mtodo das tenses de arraste 1. Definir o valor da tenso crtica de arraste, o ngulo de
repouso e a declividade mxima do talude de acordo com o material;
2. Aplicar a reduo da tenso crtica de arraste em funo da sinuosidade;
3. Determinar K para a declividade do talude e para o ngulo de repouso;
4. Corrigir a tenso crtica de arraste nos taludes em funo de K;
5. Determinar a profundidade do escoamento y a partir da equao da tenso de arraste nos taludes;
6. Verificar a tenso crtica de arraste no fundo;
7. Calcular a base b do canal
8. Calcular a vazo por Manning.
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Exerccio
Verificar a estabilidade de um canal pelo mtodo das tenses de arraste, sabendo que ele ser escavado em cascalho fino no coloidal, com partculas medianamente angulosas. O canal ter sinuosidade mediana e declividade de 0,16% e dever transportar gua com sedimentos coloidais.
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Verificaes hidrulicas
Regimes de escoamento:
Dimensionamento: Regime subcrtico (Fr < 1) SEMPRE!
Regime crtico (Fr = 1):
Pequenas irregularidades no fundo do canal variao significativa da profundidade, mudana de regime, formao de ressalto hidrulico, eroso.
Regime supercrtico (Fr > 1):
Altas velocidades de escoamento eroso, abraso
Formao de ondas estacionrias nas curvas e juntas
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Verificaes hidrulicas
Velocidades de funcionamento:
Velocidades mximas:
Evitar eroso (canais sem revestimento)
Evitar efeitos abrasivos, deslocamento de material (canais revestidos)
Concreto: vMX = 4,5 m/s
Velocidades mnimas:
Evitar a deposio de material e crescimento de vegetao nas margens
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Verificaes hidrulicas
Borda livre:
Distncia vertical entre o topo do canal e a superfcie da gua.
Faixa de segurana adicional devido s incertezas do dimensionamento hidrulico, possibilidade de formao de ondas (irregularidades das paredes, obstculos no fundo, etc).
Pode variar de 5% a 30% da profundidade do canal
Depende do nvel de segurana desejado, localizao, danos decorrentes de um transbordamento.
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Definio das sees de um canal
Depende dos seguintes aspectos:
Hidrulicos: Vazo de projeto, velocidades de escoamento, lminas dgua
Tecnolgicos e operacionais: Topografia local, faixa disponvel, disponibilidade de materiais, mo de obra, equipamentos, rea de bota-fora
Ambientais: Impactos das obras/servios (qualidade das guas, aspectos ecolgicos)
Sociais: Impactos no sistema virio, reas de lazer, paisagismo, etc.
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Revestimentos de canais
Diversos materiais:
Solos
Gramados
Concreto
Gabies
Enrocamentos
Revestimentos plsticos
Geotxteis
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Revestimentos de canais
Canais em solos
Vantagens:
Baixo custo de implantao Escavao e transporte do material escavado
Melhor insero ambiental Permite crescimento natural da vegetao, desenvolvimento
de fauna e flora aquticas, aspecto curso dgua natural
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Revestimentos de canais
Canais em solos
Desvantagens:
Baixa velocidade mxima admissvel
Sees maiores Suscetibilidade eroso e
assoreamento
Crescimento desordenado da vegetao
Aumento da rugosidade Prejuzo ao funcionamento hidrulico
Manuteno permanente Aumento do custo operacional
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Revestimentos de canais
Canais gramados
Apresentam as mesmas vantagens e desvantagens dos canais em solos
Velocidades permissveis variam conforme a espcie vegetais utilizadas
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Fonte: Baptista e Lara (2010)
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Revestimentos de canais
Canais revestidos em concreto
Concreto moldado in loco: grandes estruturas
Peas pr-moldadas: estruturas de menor porte
Concreto projetado
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Revestimentos de canais
Canais revestidos em concreto
Indicaes:
Faixa para implantao da obra reduzida
Vantagens:
Maiores velocidades admissveis Maior capacidade de vazo Sees menores
Pouco exigente em termos de manuteno
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Revestimentos de canais
Canais revestidos em concreto
Desvantagens:
Maior custo de implantao
Impactos hidrolgicos: Aumento da velocidade de escoamento Antecipao do hidrograma de cheia
Problemas de insero ambiental e social
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Revestimentos de canais
Canais em gabies
Gabio (do italiano gabione = gaiola):
Estruturas em grades metlicas preenchidas com pedras.
Gabio tipo Caixa
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Revestimentos de canais
Canais em gabies
Gabio (do italiano gabione = gaiola):
Estruturas em grades metlicas preenchidas com pedras.
Gabio tipo Colcho ou Manta
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Revestimentos de canais
Canais em gabies
Gabio (do italiano gabione = gaiola):
Estruturas em grades metlicas preenchidas com pedras.
Gabio tipo Saco
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Revestimentos de canais
Canais em gabies
Inclinao dos taludes
Gabies Caixa: Permitem taludes mais inclinados e mesmo taludes verticais
Gabies Manta: Compatveis com os taludes do solo adjacente
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Revestimentos de canais
Canais em gabies
Vantagens
Boa insero ambiental e social
Desvantagens:
Cuidados na manuteno: reteno de slidos e crescimento desordenado da vegetao
Grandes centros urbanos: depredao dos gabies (roubo das telas)
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Revestimentos de canais
Canais revestidos com enrocamentos
Enrocamento: Revestimento de taludes com pedras lanadas ou arrumadas, de dimenses compatveis com as velocidades do escoamento.
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Revestimentos de canais
Canais revestidos com enrocamentos
Vantagens
Boa insero ambiental e social
Desvantagens:
Cuidados na manuteno: reteno de slidos, crescimento desordenado da vegetao e desagregao do revestimento
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE CENTRO DE CINCIAS EXATAS E TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
ENCIV0117 Sistemas de Drenagem Urbana
Macrodrenagem
Aula 2 Reteno e Deteno
Ludmilson Abritta Mendes
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Armazenamento natural
Ocorre nas bacias antes de sua urbanizao
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 em rios e vrzeas
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Aumento da impermeabilizao Aumento da parcela de escoamento superficial
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Aumento da impermeabilizao Aumento da parcela de escoamento superficial
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Armazenamento artificial
Objetivos:
Aumentar o armazenamento perdido por urbanizao
Retardar a taxa de resposta do escoamento superficial das reas impermeabilizadas
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Armazenamento artificial
Tipos de armazenamento:
Conduo
Reteno
Deteno
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Tipos de armazenamento
CONDUO
Armazenamento feito de forma transitria
Conduo do escoamento superficial por canais, vrzeas, drenos
Para favorecer esse tipo de armazenamento:
Construo de canais de baixa velocidade, com sees transversais largas.
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Tipos de armazenamento
RETENO
O escoamento de um evento de cheia armazenado e NO descarregado no sistema de drenagem a jusante durante o evento.
Reservatrio molhado, isto , permanentemente preenchido com gua.
A gua armazenada pode ser utilizada para outros fins: Irrigao, Manuteno de vazo mnima (ecossistema), Evaporada, infiltrada no solo.
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Tipos de armazenamento
DETENO
Armazenamento de curto prazo Busca-se atenuar o pico de vazo de sada para um
valor menor que o de entrada
O volume descarregado igual ao volume afluente, mas distribudo em um tempo maior
Esvaziamento ocorre em menos de 1 dia.
Reservatrio seco uso da rea para fins de recreao.
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Reservatrio de Reteno
Fonte: Tomaz (2011)
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Reservatrio de Reteno
As bacias de reteno atuam tambm na melhoria da qualidade das guas pluviais:
Recebe o escoamento superficial de lavagem da superfcie da bacia (first flush).
Poluentes removidos por ao da gravidade e de processos biolgicos
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Reservatrio de Reteno
Remoo mdia de poluentes (Tomaz, 2011):
Slidos Suspensos Totais (-80%)
DBO (-50%)
Fsforo Total (-50%)
Nitrognio Total (-35%)
Metais (-60%)
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Reservatrio de Reteno
Lago permanente, com uso paisagstico (Zahed Filho et al., 2013)
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Reservatrio de Reteno
Dimenses recomendadas(Tomaz, 2011):
Profundidade: 0,60 m < y < 1,80 m
y muito grande Estratificao trmica
y muito pequeno Crescimento de algas
Relao Comprimento/Largura: De 2:1 a 4:1
Declividade dos taludes: 3H:1V
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Reservatrio de Reteno
Dimenses recomendadas(Tomaz, 2011):
rea do reservatrio:
A rea da bacia ocupada pelo espelho dgua pode ser estimada em funo da profundidade do reservatrio e da rea impermeabilizada da bacia.
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Reservatrio de Reteno
Dimensionamento:
Reservatrio com 2 volumes:
Volume permanente
Volume temporrio: Deve ser escoado em 24h.
Os volumes so determinados em funo do Volume para Melhoria da Qualidade da gua (WQv)
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Reservatrio de Reteno
Dimensionamento:
= . .
1000 = 0,05 + 0,009.
WQv o volume de melhoria de qualidade da gua (m3);
A a rea da bacia (m2);
P o first flush, ou seja, a precipitao correspondente a 90% das precipitaes que ocorrem na bacia (mm);
C o coeficiente de escoamento ou runoff da bacia;
AI a rea impermevel da bacia (%).
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Reservatrio de Reteno
Dimensionamento:
Distribuio dos volumes pode ser feita por 2 mtodos:
Volume permanente = WQv Volume temporrio = WQv
OU
Volume permanente = 0,5.WQv Volume temporrio = 0,5.WQv
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Reservatrio de Reteno
Exemplo:
Dimensionar um reservatrio de reteno a ser construdo em uma bacia com rea de 0,35 km2 e rea impermeabilizada de 70%. Suponha uma precipitao de 20mm.
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Reservatrio de Reteno
Manuteno:
Estabelecer programa de inspeo e manuteno
Retirada dos sedimentos quando atingirem a 1/3 da profundidade de projeto
Inspeo visual aps chuva maior que 25mm em 24h
Inspeo anual completa
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Reservatrio de Reteno
Monitoramento da qualidade da gua:
Slidos Suspensos Totais
DBO
Oxignio Dissolvido
Fsforo Total
Nitrognio Total, Nitratos, Nitritos
Metais
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Reservatrio de Reteno
Limitaes:
Desaconselhvel em terrenos com instabilidade
Necessita de grande rea disponvel
Pode apresentar problemas com lixo, odores, proliferao de mosquitos e de algas
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Reservatrio de Deteno
Tipos:
Podem ser Subterrneos ou Ao ar livre.
Podem ser In Line (no prprio fundo de vale) ou Off Line (lateralmente ao curso dgua).
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Deteno subterrnea
Bacia de deteno Tai Tai Hang Tung (Honk Kong)
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Deteno subterrnea
Bacia de deteno Tai Tai Hang Tung (Honk Kong)
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Deteno subterrnea
Bacia de deteno em So Bernardo do Campo/SP
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Deteno ao ar livre
Bacia de deteno em Porto Alegre/RS
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Reservatrio de Deteno
Pr-dimensionamento:
Mtodo Racional (para bacias at 2 km2)
= 0,278. . . = 0,05 + 0,009.
QP a vazo de pico (m3/s)
C o coeficiente de escoamento superficial
AI a rea impermevel (%)
A a rea da bacia (m2)
i a intensidade mdia da chuva (mm/h) para TR=100 anos.
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Reservatrio de Deteno
Pr-dimensionamento:
Determinar o armazenamento natural da bacia que foi perdido por conta de sua urbanizao.
Compara os hidrogramas triangulares do Mtodo Racional obtidos para duas condies da bacia
Pr-desenvolvimento: condio natural, sem ocupao
Ps-desenvolvimento
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Reservatrio de Deteno
Para a determinao correta do volume, necessrio fazer o routing do reservatrio.
Recomenda-se fazer o routing para bacias com A > 1 km2.
Dados de entrada:
Hidrograma afluente ao reservatrio (Chuva de projeto)
Curva cota-volume do reservatrio
Equaes de descarga das estruturas de sada (Orifcio e Vertedores)
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Hidrogramas de entrada e de sada
Ve= (Qe1 + Qe2) t/2
Qe1
Qe2
t
Qs1
Qs2
Vs= (Qs1 + Qs2) t/2
V= V2-V1= Ve-Vs
(Qe1 + Qe2 - Qs1) t/2 + V1 = V2 + Qs2 . t/2
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Algoritmo de Clculo
22
221
121
t
VQQ
t
VQQ ssee
Equao da continuidade
tQ
VtQ
VtQQ ssee
222
22
11
21
Reordenando-se os termos da equao, obtm-se:
? ?
Dependem de h
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Reservatrio In Line
Rio Amortecimento
Vazo amortecida
-
Bacia de Deteno In Line
Volume Armazenado
Vazo amortecida
Qamortecida= f(volume do reservatrio)
-
Reservatrio Off Line
-
Reservatrio Off Line
-
Bacia de Deteno Off Line
Qamortecida= f(volume do reservatrio)
Vazo descarregada
para jusante
-
Reservatrio de Deteno
Manuteno:
Verificar a cada 6 meses eroso no fundo e nos lados do reservatrio
Monitorar o acmulo de sedimentos e verificar entupimentos nas estruturas de sada
Brasil: Taxa MDIA anual de depsito de sedimentos = 10 m3/ano/ha da bacia (TOMAZ, 2011)
Remoo dos sedimentos quando ocuparem 25% do reservatrio e disposio em aterros sanitrios
Remoo de lixo e detritos
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Acmulo de resduos
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Bacias de deteno
Estruturas de Entrada
Por gravidade: Se a rea do reservatrio ficar abaixo do nvel dgua a ser armazenado
Por bombeamento: Apenas se houver um local privilegiado para o reservatrio
Estruturas de Sada
Por gravidade: Tpicas de reservatrios criados com barramentos nos cursos dgua
Por bombeamento: Quando a escavao feita abaixo do nvel dgua
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Benefcios das bacias de deteno e reteno
Reduz ocorrncias de enchentes localizadas
Reduz os custos das galerias de drenagem
Melhora a qualidade da gua (se houver manuteno!)
Reduz a eroso em pequenos tributrios pela reduo das vazes
Reduz assoreamentos a jusante
Propicia reuso da gua e recarga de aquferos
Concentra os resduos slidos dos rios para sua remoo
Permite criao de reas de lazer, praas, parques, reas de prtica esportiva.