Gerenciamento da Drenagem Urbana by Guilherme Iablonovski

GERENCIAMENTO DA DRENAGEM URBANA TRABALHO FINAL

Guilherme I. // Ipor達 P. // Paula B.

SUMÁRIO 1

Caracterização do local

Implantação

Materiais e Métodos

3.1 Delimitação da Área de Estudo

3.2 Parcelamento de Sub Bacias

3.3 Controle da Drenagem na Fonte

3.3.1

Infiltração e Percolação

3.3.2

Dispositivos de Armazenamento

3.4 Drenagem

3.4.1

Configuração da Drenagem

3.4.2

Dimensionamento de Reservatório de Amortecimento

Resultados e Discussão

4.1 Bacias e Sub Bacias Delimitadas

4.2 Dispositivos Propostos para o Controle na Fonte

4.2.1

Pavimentos Permeáveis

4.2.2

Reservatórios de Armazenamento

4.3 Drenagem e Amortecimento das Vazões de Montante

4.3.1

Drenagem Geral do Projeto

4.3.2

Reservatório de Amortecimento

Referências

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1 CARACTERIZAÇÃO DO LOCAL O trabalho em questão pretende dimensionar dispositivos de drenagem em uma área no Campus da UFRGS na Avenda Bento Gonçaves. A localização da área é apresentada na figura seguinte:

A área de estudo corresponde a cerca de 70000m2 e tem declividade suave Porém, a leste do polígono existe uma decilividade mais acentuada, que pode contribuir com o escoamento das águas pluviais para a área em questão.

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Conforme a figura a seguir, a área de estudo está inserida na bacia hidrográfica do Arroio Dilúvio, que compreende a área em questão e vai até o encontro do arroio com o Lago Guaíba.

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A cobertura do solo da área é predominantemente de matas e bosques. Próxim ao limite sul, existe uma pequena região de campos e uma pequena região de arbustos. Próximo ao limite norte e em todo o limite leste existem regiões de ocupação humana. A figura seguinte ilustra a cobertura do solo.

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O tipo de solo predominante na área é associação de planossolos hidromórficos, gleissolos háplicos e neossolos flúvicos. Na porção noroeste, existe uma pequena área de argissolos vermelhos e argissolos vermelhos-amarelos e, na porção sudoeste, há uma área de associação de argissolos vermelhos e argissolos vermelhos-amarelos com cambissolos háplicos.

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Praticamente toda a área possui escoamento superficial de 70% a 80%, exceto pela região sudoeste que possui escoamento maior, de 90% a 100%.

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As redes de drenagem artificiais internas ao terreno s達o compostas pelas vias.

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No entorno do terreno em estudo, a zona a leste, com uma região de maior declividade, forma uma rede de drenagem natural no sentido leste-oeste, contruibuindo para o escoamento das águas para a área de estudo.

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2 IMPLANTAÇÃO A área de trabalho possui 30% de cobertura de vegetação, correspondendo a 19355m2, 40% de pavimentação, equivalente a 27956m2, e 30% de edificações, que somam 15015m2, totalizando uma área de 69057m2.

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3 MATERIAIS E MÉTODOS A seguir serão descritas as metodologias empregadas na delimitação da área de estudo, a análise do parcelamento de pequenas bacias e as equações empregadas no dimensionamento dos dispositivos de controle do pico de vazão.

3.1 DELIMITAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO A área de estudo foi delimitada preliminarmente pelo professor, e foi ajustada considerando os limites físicos (como a estrada e arroio) e conforme os limites de área vegetada definidos no material disponibilizado.

3.2 PARCELAMENTO DE SUB BACIAS Inicialmente, foi escolhida a alternativa de delimitar as sub bacias a partir do comando Watershed do software ArcGIS. Após a constatação de que o terreno será terraplanado, foi abandonada a técnica e foram considerados conjuntos de prédios totalizando áreas de telhado COEFICIENTE DE semelhantes. Esses conjuntos são USO DO SOLO ESCOAMENTO compostos de 1, 2 ou 3 prédios. telhados 0.95 Os Coeficientes de Escoamento usados para a qualificação de asfalto 0.95 cada sub bacia delimitada foram pavimento permeável 0.4 baseados no PDDUr, e estão vegetação 0.01 tabelados a seguir:

3.3 CONTROLE DA DRENAGEM NA FONTE O pico de vazão de eventos de precipitação sobre a malha urbana pode ser controlado e atenuado rapidamente na própria fonte de geração de escoamento. As parcelas de solo urbanizadas, como condomínios, residências ou edifícios podem ser equipados com dispositivos capazes de minimizar o pico de vazão produzido em macro escala na rede pública de coleta de esgoto pluvial. De acordo com o Plano Diretor de Drenagem Urbana de Porto Alegre (PDDUr), tais dispositivos são classificados em dois tipos: de infiltração e percolação, e dispositivos de armazenamento. As características, dimensionamento e critérios de tais dispositivos para o presente projeto foram baseado inteiramente do 2014/1

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Plano Diretor, e é descrito a seguir.

3.3.1 INFILTRAÇÃO E PERCOLAÇÃO Os dispositivos de infiltração e percolação são, a grosso modo, leitos porosos onde o escoamento pluvial é acomodado de maneira a maximizar os fenômenos de infiltração da água superficial para os aquíferos, reduzindo assim os picos de vazão gerados pelo desenvolvimento urbano. Os critérios para a escolha de tais estruturas e o seu dimensionamento foram baseados no Plano Diretor de Drenagem Urbana de Porto Alegre, e são descritos a seguir.

3.3.1.1 CRITÉRIOS PARA ESCOLHA DE ESTRUTURAS DE INFILTRAÇÃO E PERCOLAÇÃO De acordo com o PDDUr, existe uma série de condições de contorno a serem verificadas para viabilizar a implantação dos dispositivos de infiltração e percolação, resumidas por: /// Profundidade do lençol freático no período chuvoso superior a 1.2 m; /// Rocha ou camada impermeável em profundidade superior a 1.2 m da superfície; /// Camadas de solo e subsolo não pertencentes ao grupo hidrológico D; Caso as condições acima confirmem a candidatura da implantação de um dispositivo de infiltração ou percolação, o PDDUr exige uma segunda rodada de investigação, baseada na seguinte tabela, extraída do próprio Plano:

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Os resultados se apresentam da seguinte maneira: • Menos de 20 pontos, local impróprio; • Entre 20 e 30 pontos, o local é propício; • Acima de 30 pontos, o local é excelente;

3.3.1.2

DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS PERMEÁVEIS

O presente projeto buscou a implantação de dispositivos de infiltração na área de estudo, sendo representados pelos pavimentos permeáveis na área de estacionamento. O dimensionamento de tais estruturas se baseou na metodologia fornecida pelo PDDUr, descrita a seguir.

3.3.1.3

BLOCOS VAZADOS

Basicamente, o presente projeto visa a implantação de estacionamentos com pavimentação permeável com o emprego de blocos vazados. Em síntese, o projeto consiste na escavação de um reservatório subsuperficial de brita 2014/1

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tamanho 3, protegido da infiltração de solo fino na base e no topo por um tecido geotêxtil. Por fim, no topo do reservatório de pedras, os blocos vazados são assentados sobre uma camada de 10 cm de areia média com suas juntas e orifícios preenchidas por areia e grama. O PDDUr recomenda uma profundidade mínima de 15 cm de reservatório de pedras.

3.3.1.4 DO SOLO

DETERMINAÇÃO DO TIPO E DA TAXA DE INFILTRAÇÃO

O tipo do solo do local, com base no Diagnóstico Ambiental de Porto Alegre, foi caracterizado como solo Neosolo TAXA DE Flúvico. De acordo com Sartori et al, essa TIPO DE INFILTRAÇÃO (mm/h) classificação pode ser convertida para a SOLO Io Ib classificação do grupo hidrológico C de A 254.0 25.4 solos. B 203.2 12.7 A taxa de infiltração do solo local foi então determinada pela taxa de infiltração C 127.0 6.35 saturada de 6,35 mm/h, de acordo com a D 76.2 2.54 seguinte tabela, adaptada do próprio SCS e fornecida pelo PDDUr: Por outro lado, o coeficiente de infiltração existente na superfície do pavimento permeável é na verdade a taxa de infiltração da areia, usada nesse projeto como 100 mm/h.

3.3.1.5 FATOR DE SEGURANÇA PARA O COEFICIENTE DE INFILTRAÇÃO O PDDUr recomenda a divisão do coeficiente de infiltração por um fator de segurança, que é função da área drenada e das consequências da falha da operação do dispositivo. O presente trabalho assumiu áreas maiores que 1000 m² e inconveniências menores, como alagamento de estacionamento. Dessa forma, a tabela a seguir fornece o fator de segurança de 5, produzindo um coeficiente de infiltração de 20 mm/h.

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CONSEQUÊNCIAS DA FALHA DO DISPOSITIVO DE INFILTRAÇÃO ÁREA A SER DRENADA

NENHUM DANO OU INCONVENIÊNCIA

INCONVENIÊNCIA MENOR, COMO ALAGAMENTO DE UM ESTACIONAMENTO

DANOS À CONSTRUÇÃO OU ESTRUTURA, INCONVENIÊNCIA MAIOR, COMO INUNDAÇÃO EM ESTRADAS

<100

1.5

100 a 1000

1.5

>1000

1.5

3.3.1.6 POROSO

DETERMINAÇÃO DA POROSIDADE EFETIVA DO LEITO

O leito poroso proposto pelo presente trabalho é a brita tamanho 3, de acordo com a recomendação do PDDUr. A porosidade efetiva do leito então foi assumida no presente projeto como de 40%, de acordo com o PDDUr. A tabela a seguir fornece valores para porosidade efetiva de diferentes materiais.

3.3.1.7 POROSO

MATERIAL

POROSIDADE EFETIVA (%)

rocha dinamitada - brita grossa

cascalho de granulometria uniforme

brita graduado (=<1/4 polegada)

areia

cascalho de jazida - seixo rolado

15-25

DETERMINAÇÃO DA PROFUNDIDADE DO LEITO

O cálculo da profundidade do leito poroso é fornecido pelo PDDUr e é baseado no procedimento adotado por CIRIA (1996). Assim, a profundidade é dada pela seguinte equação, com chuva de projeto de tempo de retorno de 10 anos: hmax=t/∅*(R*I-q)

Onde: hmax é a profundidade máxima do reservatório subterrâneo,em metros; t é o tempo de duração da chuva projetada para a estrutura em horas; ∅ é a porosidade efetiva do leito poroso do reservatório; R=A/A_b ≅1.2 é a razão de área drenada por área de pavimento permeável ; I é a intensidade de precipitação da chuva projetada,em mm/h; 2014/1

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q=20 mm/h é o coeficiente de infiltração da areia média; Observa-se que a profundidade deve ser escolhida através da comparação de diversas durações de chuva, sendo recomendada pelo PDDUr a maior profundidade gerada. No presente trabalho, se comparou chuvas de 5, 10, 30, 60,120 e 240 minutos.

3.3.1.8

TEMPO DE ESVAZIAMENTO DO RESERVATÓRIO

O PDDUr recomenda que o tempo de esvaziamento do reservatório seja inferior a 12 horas, sendo válida a seguinte equação: tesv=∅*hmax/q’

Onde: tesv é o tempo de esvaziamento do reservatório; hmax é a profundidade máxima do reservatório subterrâneo,em metros; ∅ é a porosidade efetiva do leito poroso do reservatório; q’=6.35 mm/h é o coeficiente de infiltração do solo do fundo do reservatório;

3.3.2 DISPOSITIVOS DE ARMAZENAMENTO Em síntese, os dispositivos de armazenamento consistem em reservatórios capazes de acumular um volume significativo de água precipitada sobre uma pequena bacia de captação, fornecendo para a rede de coleta uma vazão máxima característica do estado de pré-urbanização. Passado o evento de precipitação, o reservatório é esvaziado por um descarregador de fundo. No caso de eventos extremos, o excesso deverá ser vertido com segurança para a rede de distribuição. A seguir é descrita a metodologia de dimensionamento, completamente baseada no Plano Diretor de Drenagem Urbana de Porto Alegre.

3.3.2.1 LOTE

DETERMINAÇÃO DA VAZÃO MÁXIMA DE SAÍDA DO

A vazão máxima de saída do lote, ou vazão de pré-desenvolvimento, foi calculada de acordo com a seguinte equação: Qpd=20.8*A Onde: Qpd é a vazão de pré-desenvolvimento (l/s); 2014/1

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A é a área da bacia (ha);

3.3.2.2

DETERMINAÇÃO DO VOLUME DE ARMAZENAMENTO

O cálculo do volume de armazenamento pode variar de acordo com a área de bacia envolvida no projeto. De acordo com o Plano Diretor de Drenagem Urbana de Porto Alegre, para lotes com área inferior a 100 hectares, o cálculo é simplificado pela seguinte equação: V=4.25*A*AI Onde: V é o volume de armazenamento em m³; A é a área da bacia (ha); AI é a área impermeável da bacia em porcentagem (%);

3.3.2.3

DIMENSÕES GERAIS DO RESERVATÓRIO

As dimensões básicas do reservatório foram determinadas assumindo-se uma área retangular com profundidade de lâmina d’água como condição de contorno, em geral devido à limitação do lençol freático pouco profundo na região de implantação do presente projeto. Assim, a área nominal dos reservatórios foi determinada pela seguinte relação: Anominal=V/Hágua Onde: Anominal é a área nominal do reservatório em m²; V é o volume do reservatório em m³; Hágua é altura de lâmina d’água em m;

3.3.2.4

DESCARREGADOR DE FUNDO

O descarregador de fundo consiste essencialmente em um conduto de pequenas dimensões e capacidade de escoamento, destinado a produzir uma restrição hidráulica no exutório da bacia, gerando dessa forma a vazão de prédesenvolvimento na rede pública, assim como esvaziar o reservatório após o evento de precipitação. Para o presente projeto foi adotado um descarregador de fundo do tipo bocal, que é dimensionando de acordo com a seguinte equação, 2014/1

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fornecida pelo Plano Diretor de Drenagem Urbana de Porto Alegre: Ac=(0.45*Qpd)/√(hc ) Onde: Ac é a área da seção do descarregador de fundo em m²; Qpd é a vazão de pré-desenvolvimento (m³/s); hc é a diferença entre o nível máximo da lâmina d’água e o centro da seção do conduto (m);

3.3.2.4.1

VERTEDOR DE EXCESSOS

O vertedor de excessos é a estrutura capaz de verter com segurança uma vazão superior à vazão projetada para a operação do reservatório. O Plano Diretor de Drenagem Urbana de Porto Alegre recomenda com grande ênfase que o vertedor não seja dimensionado caso o extravasamento do reservatório cause dano na propriedade. O dimensionamento de tal estrutura se baseia no Método Racional, de acordo com a seguinte equação: QV=0.278*C*I*A Onde: QV é a vazão de descarga do vertedor (m³/s); C é o coeficiente de escoamento da área de contribuição da bacia: C= (∑(Ci*Ai))/A; I é a intensidade da chuva projetada em mm/h ; A é a área de contribuição da bacia (km²); Ai é a área de cada parcela de solo (km²); Ci é o coeficiente de escoamento de cada tipo de cobertura do solo; Observa-se que o Coeficiente de Escoamento foi determinado através da ponderação do Método Racional para o parcelamento de uso do solo de Telhados, Asfalto, Pavimento Permeável e Vegetação, de acordo com a tabela anteriormente apresentada. Além disso, de acordo com o Plano Diretor de drenagem Urbana, a intensidade de chuva deve ser projetada com um tempo de retorno de 50 anos e duração equivalente ao tempo de concentração da bacia. Para o caso de pequenas bacias, com área menor ou igual a 1 hectare, se adota 5 minutos. Sendo assim, a o comprimento da crista do vertedor é dada pela seguinte equação: 2014/1

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LV=QV/(1.704*Cv*hmax1.5 )

Onde: LV é o comprimento de crista do vertedor (m); QV é a vazão de descarga do vertedor (m³/s); Cv é o coeficiente de descarga do vertedor,usado como 0.86 para soleira larga; hmax é carga hidráulica acima da crista,usada como 5cm;

3.4 DRENAGEM 3.4.1 CONFIGURAÇÃO DA DRENAGEM Basicamente, o presente projeto prevê dois sistemas paralelos de microdrenagem: /// A drenagem do próprio Parque Tecnológico, que coleta as vazões de excesso dos micro reservatórios das sub bacias através do eixo central do traçado das vias, lançando assim a vazão de excesso no Arroio Dilúvio; /// A drenagem da Bacia de Montante, que transporta as vazões de escoamento para o reservatório de amortecimento no exutório da bacia, e que também lança a vazão de excesso no Arroio Dilúvio; O presente trabalho não apresenta o dimensionamento hidráulico das estruturas de drenagem, como sarjetas, bocas de lobo, caixas de inspeção e canais tubulares. No entanto, recomenda-se que o projeto de tais elementos obedeça aos critérios estabelecidos no Plano Diretor de Drenagem Urbana de Porto Alegre, Capítulo 7.

3.4.2 DIMENSIONAMENTO DO RESERVATÓRIO DE AMORTECIMENTO A seguir, é apresentada a metodologia de dimensionamento do reservatório de amortecimento alocado no exutório da Bacia de Montante ao empreendimento, a fim de garantir uma emissão na rede de uma vazão baixa, comparável à vazão de pré-desenvolvimento.

3.4.2.1

VAZÃO E COEFICIENTE DE ESCOAMENTO

Aplicando o método racional, a bacia em questão foi racionalizada em parcelas do uso do solo, de maneira idêntica à metodologia apresentada no item 3.3.2., 2014/1

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sendo assim gerado o coeficiente de escoamento ponderado para toda a bacia. O mesmo método foi aplicado para a determinação da vazão de escoamento, dada pela seguinte relação: QV=0.278*C*I*A Onde: QV é a vazão de descarga do vertedor (m³/s); C é o coeficiente de escoamento da área de contribuição da bacia: C= (∑(Ci*Ai))/A; I é a intensidade da chuva projetada em mm/h ; A é a área de contribuição da bacia (km²); Ai é a área de cada parcela de solo (km²); Ci é o coeficiente de escoamento de cada tipo de cobertura do solo;

3.4.2.2 LOTE

DETERMINAÇÃO DA VAZÃO MÁXIMA DE SAÍDA DO

A vazão máxima de saída do lote, ou vazão de pré-desenvolvimento, foi calculada de acordo com a seguinte equação: Qpd=20.8*A Onde: Qpd é a vazão de pré-desenvolvimento (l/s); A é a área da bacia (ha);

3.4.2.3 DETERMINAÇÃO DO VOLUME PELA SIMULAÇÃO DE CHUVA COM CURVA ENVELOPE O volume do reservatório foi então determinado pela simulação de uma chuva com tempo de retorno de 10 anos, de acordo com os parâmetros da curva IDF do Oitavo Distrito Meteorológico, em Porto Alegre. A equação e os parâmetros da curva IDF empregada encontram-se a seguir: I=(A*TRB)/(t+C)D Onde: I é a intensidade de precipitação (mm/h); TR é o tempo de retorno da chuva em anos; 2014/1

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t é a duração da chuva em minutos; A,B,C e D são os coeficiente de ajuste da equação; Sendo assim, plotando-se os volumes gerados pelos escoamento em função do tempo de duração da chuva simulada e também o volume emitido pelo reservatório, com uma taxa constante determinada pela vazão de prédesenvolvimento, se obtêm a dita curva envelope. Dessa forma, o gráfico da curva envelope acusa o volume crítico a ser adotado no reservatório, sendo calculado pela maior diferença entre o volume escoado para o interior do reservatório e o volume emitido do reservatório para o exutório da bacia.

3.4.2.4 EXCESSOS

DESCARREGADOR DE FUNDO E VERTEDOR DE

A metodologia de dimensionamento do descarregador e vertedor das vazões excessivas são descritas nos itens 3.3.2.4. e 3.3.2.5. dessa metodologia.

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4 RESULTADOS E DISCUSSﾃグ 4.1 BACIAS E SUB BACIAS DELIMITADAS Conforme descrito no item 3.2, foram delimitadas as seguintes sub bacias:

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4.2 DISPOSITIVOS PROPOSTOS PARA O CONTROLE NA FONTE A seguir, são apresentados os detalhes e o memorial de cálculo do dimensionamento dos dispositivos propostos para o controle na fonte.

4.2.1 PAVIMENTOS PERMEÁVEIS 4.2.1.1

AVALIAÇÃO PRELIMINAR

Primeiramente, foi constatada a viabilidade de implantação do pavimento permeável, de acordo com a metodologia descrita anteriormente. Sabe-se que o nível freático no terreno adjacente encontra-se a 30 cm de profundidade. No entanto, a localização do poço é mais baixa que a área de implantação do projeto. Se assumiu, portanto, que o aterro elevou a área de implantação em aproximadamente 1 metro em relação ao nível do poço. Essa hipótese foi considerada razoável observando-se as curvas de nível do terreno. Sendo assim, concluiu-se na primeira parte que: /// O nível do lençol freático encontra-se aproximadamente 1,4 metros abaixo da superfície; /// Não existe camada impermeável a menos de 1,2 metros; /// O solo não pertence ao grupo hidrológico D; Na segunda etapa da avaliação tem-se que: /// Área de infiltração maior que duas vezes que a área impermeável: 20 pontos; /// Solos finos com alto teor de matéria orgânica: 0 pontos; /// Solos subsuperficiais mais finos que os superficiais: 0 pontos; /// Declividade da superfície de infiltração menor que 7%: 5 pontos; /// Cobertura vegetal com gramado novo: 0 pontos; /// Pouco tráfego de pedestres: 5 pontos; Total de pontos: 30 pontos. Logo, o local é propício para a implantação do pavimento permeável como estrutura de controle da drenagem na fonte.

4.2.1.2 DIMENSÕES A simulação proposta pela metodologia gerou as seguintes profundidades para o reservatório de brita: 2014/1

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Em tese, a metodologia aponta a escolha da maior profundidade DURAÇÃO (min) INTENSIDADE (mm/h) PROFUNDIDADE (cm) gerada pela simulação, que seria 5 190.22 4.34 11.47 centímetros. No entanto, o 10 152.08 6.77 PDDUr recomenda profundidades 30 87.12 10.57 mínimas de 15 centímetros. 60 54.91 11.47 O tempo de esvaziamento do 120 32.73 9.64 reservatório, calculado de acordo 240 18.87 2.64 com a metodologia anteriormente apresentada, gerou um valor de 9.45 horas, o que está de acordo com os critérios do PDDUr (menor que 12 horas). Os valores dos parâmetros de cálulo encontram-se na seguinte tabela: PROFUNDIDADE DO RESERVATÓRIO

PAVIMENTO PERMEÁVEL profundidade do reservatório

15cm

porosidade efetiva

40%

razão de área coeficiente de infiltração areia coeficiente de infiltração do solo tempo de retorno

1.2 20mm/h 6.35mm/h 10 anos

tempo de esvaziamento

9.45 h

4.2.2 RESERVATÓRIOS DE ARMAZENAMENTO Para cada uma das nove sub bacias delimitadas, concebeu-se a implantação, em seu exutório, de pequenas depressões gramadas e equipadas dos dispositivos de descarga de reservatórios de armazenamento. Tais depressões foram dimensionadas como reservatórios e não como estruturas de infiltração, apesar de poderem operar de tal maneira. Um modelo simplificado apresenta as características do reservatório na figura seguinte:

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Ressalta-se que os vertedores dimensionados apresentaram comprimentos de crista excessivamente grandes, maiores inclusive que o comprimento do reservatório. Essa disparidade provavelmente se deve por que o volume do reservatório não foi determinado pelo método da curva envelope, e sim pela fórmula de pequenas bacias apresentadas pelo PDDUr. Como o PDDUr recomenda o não dimensionamento do vertedor caso os problemas decorrentes do extravasamento do reservatório não cause grandes problemas, não serão apresentados neste projeto dimensões de vertedor. A seguir, são apresentadas tabelas com os parâmetros calculados para cada reservatório: RESERVATÓRIO

Unid Vazão de Pré Desenvolvimento l/s

Bacia 1

Bacia 2

Bacia 3

Bacia 4

Bacia 5

Bacia 6

Bacia 7

Bacia 8

Bacia 9

17,58

12,38

4,70

10,02

16,91

16,52

8,59

17,31

15,39

Volume de Armazenamento

m³

274,13

117,30

52,23

109,10

150,03

170,00

85,43

145,35

89,25

Volume

m³

274,13

70,38

52,23

109,10

150,03

119,00

85,43

145,35

89,25

Área Nominal

m²

548,25

140,76

104,47

109,10

300,05

238,00

170,85

290,70

178,50

Altura de Lâmina d'Água

0,50

1,00

0,50

Largura Nominal

10,00

3,00

2,50

5,00

7,50

5,00

4,00

3,00

4,00

Comprimento Nominal

54,83

46,92

41,79

21,82

40,01

47,60

42,71

96,90

44,63

Nas sub bacias 2 e 6 foi necessária a implementação de mais um dispositivo, em função das pequenas áreas verdes disponíveis. O dimensionamento dos dispositivos está na tabela a seguir:

Unid % do Volume total

Bacia 2

0,4

Bacia 6 0,3

Volume

m³

46,92

51,00

Área Nominal

m²

93,84

102,00

Altura de Lâmina d'Água

0,50

Largura Nominal

5,00

2,50

Comprimento Nominal

18,77

40,80

DESCARREGADOR DE FUNDO Unid. Tipo Lâmina d'Água Acima

Diâmetro Bocal

Diâmetro Adotado

Área da Seção

m²

Bacia 1

Bacia 2

Bacia 3

Bacia 4

Bacia 5

Bacia 6

Bacia 7

Bacia 8

Bacia 9

Bocal

0,38 78,79

0,38

66,11

40,75

59,50

77,28

76,37

55,08

78,18

73,73

75,00

50,00

75,00

100,00

75,00

100,00

75,00

0,00488

0,0034

0,0013

0,0028

0,0047

0,0046

0,0024

0,0048

0,0043

4.3 DRENAGEM E AMORTECIMENTO DAS VAZÕES DE MONTANTE 4.3.1 DRENAGEM GERAL DO PROJETO Como mencionado na metodologia, a drenagem se configura em dois sistemas operando em paralelo, conforme a figura e seguir: 2014/1

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4.3.2 RESERVATÓRIO DE AMORTECIMENTO De acordo com a metodologia anteriormente mencionada, o volume do reservatório foi dimensionado a partir da simulação com uma chuva de 10 anos de tempo de retorno, com o emprego da curva envelope.

4.3.2.1

CHUVA DE PROJETO

A seguir seguem os parâmetros empregados no cálculo da chuva de projeto 2014/1

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para o reservatório de amortecimento, de acordo com a metodologia:

CHUVA DE PROJETO tempo de retorno equação usada coeficiente A coeficiente B coeficiente C coeficiente D

anos

unid unid unid unid

8o DISMET 1397.50 0.17 11.60 0.85

4.3.2.2 MÉTODO RACIONAL, VAZÃO DE PRÉDESENVOLVIMENTO E CURVA ENVELOPE A tabela a seguir apresenta o coeficiente de escoamento, envolvido no cálculo das vazões de escoamento, assim como a vazão de pré-desenvolvimento, ambos descritos na metodologia anterior:

MÉTODO RACIONAL uso do solo

bacia de montante

telhados asfalto pav. permeável vegetação área total contribuição área impermeável coef. escoamento vazão de pré desenvolvimento

m2 m2 m2 m2 m2 % -

l/s

5000.00 5000.00 2000.00 35000.00 47000.00 21% 0.19 97.76

Determinados os parâmetros da equação IDF, se construiu a tabela da curva envelope, de maneira a relacionar entre si a duração da chuva, a intensidade de precipitação, a vazão gerada no exutório da bacia, o volume acumulado pela chuva e o volume de saída do exutório, com a taxa constante de prédesenvolvimento: TABELA DA CURVA ENVELOPE DURAÇÃO INTENSIDADE (min) (mm/h)

VAZÃO (m3/s)

VOLUME Ac. VOLUME SAÍDA m3 (m3)

DIFERENÇA

0.50

231.07

0.56

16.79

2.93

13.86

1.00

223.25

0.54

32.45

5.87

26.58

1.50

215.99

0.52

47.09

8.80

38.29

...

100

34.96

0.08

508.14

586.56

78.42

Plotando-se o volume acumulado com o volume emitido para fora da bacia, de acordo com a metodologia, gerou-se a curva envelope, ilustrada a seguir. O volume do reservatório então foi obtido da maior diferença entre os dois volumes. 2014/1

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4.3.2.3

ALOCAÇÃO E DIMENSÕES DO RESERVATÓRIO

O volume calculado pelo método da curva envelope é apresentado na seguinte tabela. Foi adotada uma lâmina de água máxima do reservatório com 1.7 metros de altura como condição de contorno para o dimensionamento da área. O cálculo da largura nominal se baseou no comprimento de crista do RESERVATÓRIO- BACIA DE MONTANTE

DESCARREGADOR DE FUNDO

volume do reservatório

181.35

tipo

área nominal

106.68

lâmina d’água acima

altura de lâmina d’água

1.70

diâmetro bocal

263.22

largural nominal

6.00

diâmetro adotado

250.00

comprimento nominal

17.78

área de seção

0.05

vertedor de excessos, que foi inserido no meio do reservatório a fim de obter aproveitamento de dois lados. Dessa forma, se pode aplicar uma largura de 6 metros. Os detalhes encontram-se na tabela a seguir. A alocação do reservatório foi escolhida como o subsolo do estacionamento do Parque tecnológico mais a jusante da linha de contribuição da bacia. Dessa forma, a área do reservatório poderá ter mais de um único uso pelo público. 2014/1

bocal 1.53

VERTEDOR DE EXCESSOS vazão de descarga

m3/s

0.56

perímetro da crista

34.41

comprimento da crista

17.21

tempo de retorno

anos

50.00

duração da chuva

min

5.00

intensidade da chuva

mm/h

232.56

coeficiente de escoamento

unids

0.19

área de contribuição

km2

0.05

altura de carga máxima

0.05

coeficiente de descarga

unids

0.86 30

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Projeto final dos dispositivos

2014/1

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Projeto final dos dispositivos

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6 REFERÊNCIAS 1) Departamento Municipal de Esgoto Pluvial de Porto Alegre, DEP, 2005. Plano Diretor de Drenagem Urbana, Manual de Drenagem Urbana. 2) Diagnóstico Ambiental de Porto Alegre. 3) SARTORI, Anderson, 2005. Classificação Hidrológica de Solos Brasileiros para a Estimativa da Chuva Excedente com o Método do Serviço de Conservação do Solo dos Estados Unidos Parte 1: Classificação.

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