drenagem urbana
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Drenagem UrbanaTRANSCRIPT
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DRENAGEM URBANA
UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOISDEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
HIDROLOGIA APLICADA
Prof. Heber Martins de Paula
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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
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DRENAGEM URBANA
Rio de JaneiroRio de JaneiroRio de JaneiroRio de Janeiro---- 2010201020102010
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DRENAGEM URBANA
Catalo Catalo Catalo Catalo ---- 2010201020102010
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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
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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.
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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.
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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.
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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 ....
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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.
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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
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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
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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....
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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
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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.
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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.
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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)
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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)
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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
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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)
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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)
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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)
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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.
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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.
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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....
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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
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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.
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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::::