NOTAS:
00
19/04/2021
REVISÃO
DATA
EMISSÃO INICIAL
JUCIANE
JOÃO
AUTOR
VISTO
DESCRIÇÃO
Rua Itajaí, nº 35, bairro Vorstadt, Blumenau, SC CEP 89.015-200 Fone: (47) 3237-2495
CLIENTE:
MARIA ZEN EMPREENDIMENTOS IMOBILIÁRIOS LTDA. EMPREENDIMENTO:
Terreno de titularidade da Maria Zen Empreendimentos Imobiliários Ltda, situado na Rua General Osório, nº 650, Bairro Guarani, CEP: 88.350-480, município de Brusque/SC, que se encontra em obras para instalação do Supermercado KOCH. TÍTULO DO DOCUMENTO:
ESTUDO HIDRÁULICO DO TRECHO DO RIBEIRÃO GUABIRUBA JUNTO AO TERRENO EM OBRAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SUPERMERCADO KOCH, LOCALIZADO NO BAIRRO GUARANI, MUNICIPIO DE BRUSQUE/SC. NÚMERO DO DOCUMENTO:
REVISÃO:
ZEN 12.01_ESTUDOS 02 DATA:
ELABORADO:
00 PÁGINAS:
19/04/2021
RAFAEL/JOÃO RESPONSÁVEL TÉCNICO:
20
RAFAEL/JOÃO
VERIFICADO:
RAFAEL/JOÃO CREA N°:
089.278-8/074.077-4
1
ESTUDO HIDÁULICO DO TRECHO DO RIBEIRÃO GUABIRUBA TERRENO EM OBRAS PARA IMPLANTAÇÃO SUPERMERCADO KOCH - BRUSQUE / SC
ÍNDICE GERAL
1.
Introdução ...................................................................................................................... 3
2.
Modelo Hidráulico .......................................................................................................... 3
3.
Levantamento Topográfico ............................................................................................ 3
4.
Calibração do Modelo Matemático ................................................................................ 8
5.
Conclusão .................................................................................................................... 17
6.
Anexos ......................................................................................................................... 19
2 ENERTECHNE CONSULTORIA E PROJETOS DE ENGENHARIA LTDA. Rua Itajaí, nº 35, bairro Vorstadt, Blumenau, SC, CEP 89.015-200 Telefones (47) 3237-2495 / 99115-1392 / 99138-8388 E-mails: joao@enertechne.com.br
Resp. Téc. Eng. Civil Rafael Cadorin CREA/SC nº 089.278-8 Resp. Téc. Eng. Civil João Carlos Chiare Júnior CREA/SC nº 074.077-4
ESTUDO HIDÁULICO DO TRECHO DO RIBEIRÃO GUABIRUBA TERRENO EM OBRAS PARA IMPLANTAÇÃO SUPERMERCADO KOCH - BRUSQUE / SC
ESTUDO HIDRÁULICO DO TRECHO DO RIBEIRÃO GUABIRUBA JUNTO AO TERRENO EM OBRAS PARA IMPLANTAÇÃO DO SUPERMERCADO KOCH, LOCALIZADO NO BAIRRO GUARANI, MUNICIPIO DE BRUSQUE/SC.
1.
Introdução
O presente relatório técnico refere-se ao Estudo Hidráulico de um trecho do ribeirão Guabiruba, localizado aos fundos do terreno de titularidade da empresa Maria Zen Empreendimentos Imobiliários Ltda, que se encontra em obras para instalação do Supermercado KOCH, na Rua General Osório, nº 650, Bairro Guarani, CEP: 88.350-480, município de Brusque/SC.
2.
Modelo Hidráulico
O modelo hidráulico foi desenvolvido no software HEC-RAS (River Analysis System)1, próprio para o processamento numérico de modelos hidráulicos, em uma dimensão, do fluxo em canais abertos. Este software tem ampla aplicação no projeto de hidrelétricas, no projeto de canais artificiais, no estudo de canais naturais e na avaliação do impacto de enchentes. 3.
No
Levantamento Topográfico
desenvolvimento
do
modelo
foram
utilizados
sete
perfis
topobatimétricos
georreferenciados, que consistem na topografia de seções transversais críticas dos canais a serem estudados e que têm a sua altimetria referenciada no nível do mar. As seções topobatimétricas foram distribuídas ao longo dos dois cursos d’água (o ribeirão e o rio) como o indicado na Figura 1. Destas, seis foram dispostas no ribeirão Guabiruba e uma no rio Itajaí-Mirim. A equipe de topografia contratada para realização deste estudo, foi orientada a buscar as seções com as piores condições para o fluxo da água, haja vista que são estas seções as que condicionam os maiores níveis de água e os efeitos desfavoráveis
1
HEC-RAS (River Analysis System), programa de computador desenvolvido pelo Hydrologic Engineering Center, United States Army Corps of Engineers, que permite modelar o fluxo da água em canais e rios. 3 ENERTECHNE CONSULTORIA E PROJETOS DE ENGENHARIA LTDA. Rua Itajaí, nº 35, bairro Vorstadt, Blumenau, SC, CEP 89.015-200 Telefones (47) 3237-2495 / 99115-1392 / 99138-8388 E-mails: joao@enertechne.com.br
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das cheias, funcionam, portanto, como gargalos, impactando os trechos a montante dos canais.
Figura 1: Locação das topobatimetrias realizada por levantamento topográfico
•
SEÇÃO 70: A montante da ponte da rua Orides Schwartz, distante cerca de 163m dela;
•
SEÇÃO 60: Seção junto à ponte. Nesta seção, além das margens naturais do ribeirão, foram medidas as cabeceiras da ponte, os níveis inferior e superior do tabuleiro e qualquer obstrução ao fluxo;
•
SEÇÃO 50: Seção junto ao enrocamento (aterro de rochas) na área do empreendimento, 80m a jusante da ponte;
•
SEÇÃO 40: Seção junto ao enrocamento (aterro de rochas) na área do empreendimento, 171m a jusante da ponte;
•
SEÇÃO 30: Seção a jusante do empreendimento, distante cerca de 183m da seção 40;
•
SEÇÃO 20: Seção próxima ao deságue do ribeirão no rio Itajaí-Mirim, distante cerca de 488m da seção 30 e a 106m da linha de centro do rio Itajaí-Mirim;
•
SEÇÃO 400: Seção junto à ponte no Rio Itajaí-Mirim, 210m a jusante do ponto de deságue do ribeirão. Nesta seção, além das margens naturais do rio, foram medidas as cabeceiras da ponte, os pilares, o nível inferior das vigas do tabuleiro e o nível superior do tabuleiro e qualquer obstrução ao fluxo.
4 ENERTECHNE CONSULTORIA E PROJETOS DE ENGENHARIA LTDA. Rua Itajaí, nº 35, bairro Vorstadt, Blumenau, SC, CEP 89.015-200 Telefones (47) 3237-2495 / 99115-1392 / 99138-8388 E-mails: joao@enertechne.com.br
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A condição de cada seção topobatimétrica foi registrada com fotos, que foram utilizadas na inferência dos coeficientes de rugosidade (de Manning) atribuídos em cada seção transversal do modelo matemático. O coeficiente de Manning é determinado pela conformação da superfície do canal, seja pela existência de arbustos, de árvores, de rochas, ou de qualquer elemento ou material de superfície para o qual se tenha o registro e avaliação em estudos que possam ser correlacionados.
Também foram utilizados os levantamentos topográficos (planialtimétricos) de duas áreas junto ao ribeirão Guabiruba. Uma destas topografias é a do terreno em que está em construção a estrutura para um supermercado. Neste levantamento, as estruturas e os aterros ainda não haviam sido realizados, tratando-se da topografia primitiva desta área. A outra planialtimetria é a do terreno da margem oposta, também primitiva, ou seja, do terreno natural, sem qualquer intervenção.
As planialtimetrias primitivas forneceram duas seções transversais do ribeirão nas mesmas posições das seções 40 e 50, no entanto, sem a alteração causada pelo enrocamento (seções primitivas).
Este estudo hidráulico desenvolveu uma análise do trecho do ribeirão Guabiruba na condição de diversas vazões de cheias e considerando o efeito causado pelo nível do rio (represamento) Itajaí-Mirim.
O estudo contempla um número total de 100 simulações combinando as vazões de enxurradas no ribeirão Guabiruba (cheias na microbacia do rio) com a vazão normal do rio Itajaí-Mirim, com a vazão equivalente a uma cheia de 1 ano (TR1), de 2 anos (TR2), de 5 anos (TR5), de 10 anos (TR10) e de 15 anos (TR15) 2. Além das 100 simulações, outras 4 simulações foram processadas com as vazões estimadas ocorridas durante a enchente de setembro de 2011, com a finalidade de possibilitar uma melhor compreensão dos resultados obtidos por este estudo.
As simulações estão indicadas nas Tabelas 1A, 1B, 1C e 1D. Leiam-se as tabelas, da seguinte forma:
2
TR, Período de Recorrência de uma determinada vazão. TR15 equivale a vazão com período de recorrência de 15 anos. ENERTECHNE CONSULTORIA E PROJETOS DE ENGENHARIA LTDA. Rua Itajaí, nº 35, bairro Vorstadt, Blumenau, SC, CEP 89.015-200 Telefones (47) 3237-2495 / 99115-1392 / 99138-8388 E-mails: joao@enertechne.com.br
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Simulação 1, considerações:
Topografia
anterior
ao
aterro
na
esquerda
hidráulica; Topografia sem o aterro na direita hidráulica; Sem a ponte na rua Orides Schwartz; Rio Itajaí-Mirim com vazão normal; Ribeirão Guabiruba com vazão normal.
Esta mesma lógica pode ser estendida para o entendimento das considerações para as demais simulações.
Em cada simulação foi considerado o rio Itajaí-Mirim sob uma determinada afluência. Das análises será possível determinar a influência dos níveis do rio sobre o trecho em estudo do ribeirão. As simulações com idêntica vazão no rio Itajaí-Mirim podem ser agrupadas como segue:
Simulações 1 até 5; 27 até 31; 53 até 57 e 79 até 83: Rio Itajaí-Mirim com vazão normal.
Simulações 6 até 10; 32 até 36; 58 até 62 e 84 até 88: Rio Itajaí-Mirim com vazão de uma cheia TR2.
Simulações 11 até 15; 37 até 41; 63 até 67 e 89 até 93: Rio Itajaí-Mirim com vazão de uma cheia TR5.
Simulações 16 até 20; 42 até 46; 68 até 72 e 94 até 98: Rio Itajaí-Mirim com vazão de uma cheia TR10.
Simulações 21 até 25; 47 até 51; 73 até 77 e 100 até 103: Rio Itajaí-Mirim com vazão de uma cheia TR15.
Simulações 26, 52, 78 e 104: Rio Itajaí-Mirim com a vazão estimada da cheia de Set/2011.
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As combinações de vazões apresentadas nas tabelas 1A até 1D, também podem ser observadas na tabela 2, em que estão atribuídos valores (em metros cúbicos por segundo) às seções 20 (destaca em círculo amarelo) e 70 do ribeirão Guabiruba e às seções 500 e 700 (destacado em círculo vermelho) no rio Itajaí-Mirim que a locação por ser visualizada na figura 02 e no mapa no Anexo 06.
O estudo hidrológico que determinou as vazões utilizadas neste estudo hidráulico pode ser consultado no Anexo 01 deste documento.
Figura 2: Locação das seções 500 e 700 no rio Itajaí-Mirim 7 ENERTECHNE CONSULTORIA E PROJETOS DE ENGENHARIA LTDA. Rua Itajaí, nº 35, bairro Vorstadt, Blumenau, SC, CEP 89.015-200 Telefones (47) 3237-2495 / 99115-1392 / 99138-8388 E-mails: joao@enertechne.com.br
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4.
Calibração do Modelo Matemático
O modelo matemático foi ajustado para ter boa aproximação tanto nas simulações de vazões normais, quanto nas vazões estimadas para a cheia de setembro de 2011. Para as vazões normais (vazões Médias de Longo Termo – MLT) os níveis de água que resultaram do modelo foram comparados aos níveis de água medidos em 5 de abril de 2021, restando o modelo adequado para baixas vazões.
Para as vazões estimadas para a cheia de 2011, os níveis de água que resultaram do modelo foram comparados aos níveis de água informados pela Defesa Civil e anotados como marcas da enchente pela equipe de topografia. Para estas vazões extremas o modelo também teve comportamento adequado.
Resulta que, para vazões de intensidade intermediária aos casos de calibração, podem-se esperar resultados com boa precisão.
8 ENERTECHNE CONSULTORIA E PROJETOS DE ENGENHARIA LTDA. Rua Itajaí, nº 35, bairro Vorstadt, Blumenau, SC, CEP 89.015-200 Telefones (47) 3237-2495 / 99115-1392 / 99138-8388 E-mails: joao@enertechne.com.br
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Tabela 1A: Modelo 1 – primitivo (sem aterro) e sem a ponte, simulações 1 até 26 9 ENERTECHNE CONSULTORIA E PROJETOS DE ENGENHARIA LTDA. Rua Itajaí, nº 35, bairro Vorstadt, Blumenau, SC, CEP 89.015-200 Telefones (47) 3237-2495 / 99115-1392 / 99138-8388 E-mails: joao@enertechne.com.br
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Tabela 1B: Modelo 2 – primitivo (sem aterro) e com a ponte, simulações 27 até 52. 10 ENERTECHNE CONSULTORIA E PROJETOS DE ENGENHARIA LTDA. Rua Itajaí, nº 35, bairro Vorstadt, Blumenau, SC, CEP 89.015-200 Telefones (47) 3237-2495 / 99115-1392 / 99138-8388 E-mails: joao@enertechne.com.br
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Tabela 1C: Modelo 3 – com aterro na margem esquerda e com a ponte, simulações 53 até 78. 11 ENERTECHNE CONSULTORIA E PROJETOS DE ENGENHARIA LTDA. Rua Itajaí, nº 35, bairro Vorstadt, Blumenau, SC, CEP 89.015-200 Telefones (47) 3237-2495 / 99115-1392 / 99138-8388 E-mails: joao@enertechne.com.br
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Tabela 1D: Modelo 4 – com aterro nas margens esquerda e direita e com a ponte, simulações 79 até 104. 12 ENERTECHNE CONSULTORIA E PROJETOS DE ENGENHARIA LTDA. Rua Itajaí, nº 35, bairro Vorstadt, Blumenau, SC, CEP 89.015-200 Telefones (47) 3237-2495 / 99115-1392 / 99138-8388 E-mails: joao@enertechne.com.br
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Tabela 2: Modelos 1, 2, 3 e 4 – combinações de vazões. 13 ENERTECHNE CONSULTORIA E PROJETOS DE ENGENHARIA LTDA. Rua Itajaí, nº 35, bairro Vorstadt, Blumenau, SC, CEP 89.015-200 Telefones (47) 3237-2495 / 99115-1392 / 99138-8388 E-mails: joao@enertechne.com.br
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Figura 4:Resultado dos Modelos 1 e 2 (perfil longitudinal do ribeirão Guabiruba) 14 ENERTECHNE CONSULTORIA E PROJETOS DE ENGENHARIA LTDA. Rua Itajaí, nº 35, bairro Vorstadt, Blumenau, SC, CEP 89.015-200 Telefones (47) 3237-2495 / 99115-1392 / 99138-8388 E-mails: joao@enertechne.com.br
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Figura 5:Resultado dos Modelos 3 e 4 (perfil longitudinal do ribeirão Guabiruba) 15 ENERTECHNE CONSULTORIA E PROJETOS DE ENGENHARIA LTDA. Rua Itajaí, nº 35, bairro Vorstadt, Blumenau, SC, CEP 89.015-200 Telefones (47) 3237-2495 / 99115-1392 / 99138-8388 E-mails: joao@enertechne.com.br
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Figura 6:Sobreposição dos resultados obtidos no Modelo 2 e no Modelo 3. (Em azul, níveis d’água do Modelo 2. Em vermelho, níveis d’água do Modelo 3)
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5.
Conclusão
Pode-se observar na Figura 3A um perfil longitudinal do ribeirão Guabiruba. Nesta figura estão representados os seguintes elementos: •
Leito do canal;
•
Posição das seções topobatimétricas 20, 30, 40, 50, 60 e 70;
•
Superfície da água (WS) para a vazão normal (MLT).
Na mesma Figura 3A pode ser observada a superfície d’água calculada em cada uma das 26 simulações realizadas no modelo hidráulico 1. Os níveis de água estão representados de forma crescente, sendo o nível mais baixo o da simulação 1 e o mais elevado o da simulação 26.
Ainda na Figura 3A é possível observar a influência do remanso gerado pelo rio Itajaí-Mirim quando em uma cheia: •
Rio Itajaí-Mirim com vazão normal: Ver níveis d’água identificados em azul na região A da Figura 3A;
•
Rio Itajaí-Mirim com vazão de uma cheia TR2: Ver níveis d’água identificados em vermelho na região B da Figura 3A;
•
Rio Itajaí-Mirim com vazão de uma cheia TR5: Ver níveis d’água identificados em azul na região C da Figura 3A;
•
Rio Itajaí-Mirim com vazão de uma cheia TR10: Ver níveis d’água identificados em vermelho na região D da Figura 3A;
•
Rio Itajaí-Mirim com vazão de uma cheia TR15: Ver níveis d’água identificados em azul na região E da Figura 3A;
•
Rio Itajaí-Mirim com a vazão estimada da cheia de Set/2011: Ver nível d’água identificado em vermelho na região F da Figura 3A.
Para a figura 3B e para a Figura 4A e 4B, são válidas as observações feitas acima.
Na Figura 5 foram sobrepostos os resultados obtidos no Modelo 2 (em azul) e no Modelo 3 (em vermelho). Relembrando que o Modelo 2 é aquele representativo do canal na 17 ENERTECHNE CONSULTORIA E PROJETOS DE ENGENHARIA LTDA. Rua Itajaí, nº 35, bairro Vorstadt, Blumenau, SC, CEP 89.015-200 Telefones (47) 3237-2495 / 99115-1392 / 99138-8388 E-mails: joao@enertechne.com.br
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condição anterior ao aterro na margem esquerda e que o Modelo 3 é aquele representativo da situação atual, ou seja, com o aterro na margem esquerda. Nesta figura pode ser observada uma elevação do nível d’água a partir da seção 50 na condição do rio ItajaíMirim em vazão normal ou na vazão de cheia de 2 anos de recorrência. Para o rio ItajaíMirim sob vazão igual ou superior a de uma cheia de 5 anos, os níveis a montante da seção 50 praticamente não se alteram, visto que o remanso do rio atua sobre o ribeirão.
Também é importa mencionar que o efeito de enxurradas no ribeirão (até a TR15), mesmo com o rio Itajaí-Mirim em cheia de 10 anos, não provocará alagamentos na região do empreendimento ou a montante dele. Estas vazões estariam contidas na calha do ribeirão. No entanto, haverá alagamentos a jusante e a montante da seção 50 na condição em que o rio Itajaí-Mirim estiver sob vazão igual ou superior a de 15 anos de recorrência. Nesta condição o remanso provocado pelo rio afetará todo o trecho estudado do afluente. Cabe frisar que não poderiam ser realizadas quaisquer melhorias hidráulicas no canal do ribeirão capazes de evitar tais níveis de alagamento pois estes níveis estão estritamente relacionados à hidráulica do rio.
Para ilustrar a condição hidráulica atual do ribeirão Guabiruba aos fundos do terreno em obras para implantação do Supermercado Koch, segue ilustração do modelo 3 que é o representativo desta condição, sendo que todos os modelos hidráulicos simulados estão anexados a este documento.
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6.
Anexos
São anexos a este estudo os seguintes documentos: 19 ENERTECHNE CONSULTORIA E PROJETOS DE ENGENHARIA LTDA. Rua Itajaí, nº 35, bairro Vorstadt, Blumenau, SC, CEP 89.015-200 Telefones (47) 3237-2495 / 99115-1392 / 99138-8388 E-mails: joao@enertechne.com.br
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Anexo 01: Estudo Hidrológico; Anexo 02: Modelo Hidráulico 01 – cheia TR10; Anexo 03: Modelo Hidráulico 02 - cheia TR10; Anexo 04: Modelo Hidráulico 03 - cheia TR10; Anexo 05: Modelo Hidráulico 04 - cheia TR10; Anexo 06: Mapa de locação das seções transversais dos modelos matemáticos Anexo 07: ART;
Blumenau, 19 de abril de 2021.
RAFAEL CADORIN Engenheiro Civil - CREA/SC nº 089.278-8
JOÃO CARLOS CHIARE JR Engenheiro Civil - CREA/SC nº 074.077-4
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