aula 17 - drenagem urbana.pdf

8/19/2019 Aula 17 - Drenagem Urbana.pdf

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CIV 640 – Saneamento Urbano

Universidade Federal de Ouro PretoEscola de Minas

Departamento de Engenharia Civil


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Objetivos da aula 17

Universidade Federal de Ouro PretoEscola de Minas

Departamento de Engenharia Civil

Ao final desta aula as (o) alunas (o) deverão conhecer

os principais conceito de drenagem urbana.


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Conceito

Drenagem urbana é o conjunto de elementos destinados arecolher as águas pluviais precipitadas sobre uma determinadaregião e que escorrem sobre sua superfície, conduzindo-as a umdestino final.

Drenagem urbana, no seu sentido mais amplo, pode ser definidacomo o conjunto de medidas que tem por objetivo minimizar osriscos a que as populações estão sujeitas, diminuir os prejuízoscausados por inundações e possibilitar o desenvolvimento urbano

de forma harmônica, articulada e sustentável.


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Efeitos adversos de escoameno deágua de chuva

• Empoçamentos

• Inundações

•

Erosões• assoreamentos


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Objetivos do sistema de drenagem

• Proteger e preservar os fundos de vale e curosd´água;

• Proteger as propriedades

• ontro ar eros es

• Assegurar o transito

•

Eliminar a proliferação de doenças


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Sistemas de Drenagem Urbana

O sistema de drenagem urbana deve ser considerado comocomposto por dois sistemas distintos, que devem serplanejados e projetados sob critérios diferenciados.

ruas, sarjetas, bocas de lobo, galerias de águas pluviais ecanais de pequenas dimensões.

Macrodrenagem, destinam-se à condução final das águascaptadas pela drenagem primária, dando prosseguimentoao escoamento dos deflúvios oriundos das ruas, sarjetas,valas e galerias.


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Erosão

• Remoção contínua da camada de solopromovida pelo escoamento superficial daságuas de chuva;


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Chuva - precipitação

• Conceito

•

Precipitação x Escoamento

• Infiltração de água no solo


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Bacia hidrográfica

• Unidade de planejamento;

• Área receptora das chuvas que alimentamparte ou todo o sisetema de escoamento;

• aracter st cas

– Forma geométrica

– Revelo

– Geomorfologia

– Geologia


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Ocupação de uma bacia hidrográfica


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Microdrenagem

Elementos que compõem um sistema de microdrenagem

MEIO-FIO: São constituídos de blocos de concreto ou depedra, situados entre a via publica e o passeio, com sua face

su erior nivelada com o asseio formando uma faixa aralelaao eixo da via publica.

SARJETAS: São as faixas formadas pelo limite da via publica

com os meio-fios, formando uma calha que coleta as águaspluviais oriundas da rua.


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Microdrenagem


Meio fio Sarjeta

Foto 1. Rua Imperatriz, Bairro São Vicente – Belo Horizonte.Fonte:

http://portalpbh.pbh.gov.br/pbh/contents.do?evento=conteudo&idConteudo=33138&chPlc=33138


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Microdrenagem


SARJETÕES: São formados pela própria pavimentação noscruzamentos das vias publicas, formando calhas que servem paraorientar o fluxo das águas que escoam pelas sarjetas.

Foto 2. Sarjetão rua Araguari x ru Periquito, São Paulo.Fonte: http://www.prefeitura.sp.gov.br/cidade/secretarias/subprefeituras/vila_mariana/noticias/?p=18184


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Microdrenagem


BOCAS-DE-LOBO: São dispositivos de captação das águas dassarjetas.

Foto 3B. Boca-de-lobo guia.Fonte: http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm

Foto 3C. Boca-de-lobo guia.Fonte: http://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asp

Foto 3A. Boca-de-lobo guia.

Fonte: DAEE/CETESB (1980).

http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htmhttp://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asphttp://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asphttp://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm


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Microdrenagem



Foto 3B. . Boca-de-lobo com grelha.Fonte: http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm

Foto 3C . Boca-de-lobo com grelha.Fonte: http://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asp

Foto 3A. Boca-de-lobo com grelha.




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Microdrenagem



Foto 3B. . Boca-de-lobo combinada.Fonte: http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm

Foto 3C . Boca-de-lobo combinada.Fonte: http://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asp

Foto 3A. Boca-de-lobo combinada.




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Microdrenagem



Foto 3B. . Boca-de-lobo combinada.Fonte: http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm

Foto 3C . Boca-de-lobo combinada.Fonte: http://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asp

Foto 3A. Boca-de-lobo combinada.




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Microdrenagem



Foto 3B. . Boca-de-lobo Múltipla.Fonte: http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm

Foto 3C . Boca-de-lobo Múltipla.Fonte:http://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoe

s-tecnicas/8/artigo239376-1.asp

Foto 3A. Boca-de-lobo Múltipla.Fonte: DAEE/CETESB (1980).

http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htmhttp://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asphttp://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asphttp://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asphttp://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asphttp://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm


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Microdrenagem



Foto 3A. Boca-de-lobo com Fenda Horizontal Longitudinal.Fonte: DAEE/CETESB (1980).


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Microdrenagem


Localização das Bocas-de-Lobo (Tucci et al. 1995):

Ambos os lados da rua uando a satura ão da sar etaassim o exigir ou quando forem ultrapassadas as suascapacidades de engolimento;

Pontos baixos da quadra;

Recomenda-se adotar um espaçamento máximo de 60mentre as bocas-de-lobo, caso não seja analisada a capacidadeescoamento da sarjeta.


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Microdrenagem


Localização das Bocas-de-Lobo (Tucci et al. 1995):

Pontos ouco a montante de cada faixa de cruzamentousada pelos pedestres, junto às esquinas;

Não é conveniente a sua localização junto ao vértice deângulo de interseção das sarjetas de duas ruas

convergente.

Foto x. Inundação de sarjetas.Fonte: http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm

http://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htmhttp://www.ebanataw.com.br/drenagem/bocadelobo.htm


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Microdrenagem


Localização das Bocas-de-Lobo

Foto x. Localização das bocas-de-lobo.Fonte http://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asp

http://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asphttp://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/8/artigo239376-1.asp


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Microdrenagem


Caixa Coletora:

Foto x. Esquema de Caixa Coletora.Fonte:http://www.ebanataw.com.br/drenagem/caixa.htm


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Microdrenagem


Limpeza de Bocas-de-lobo

Foto 3A. Desentupimento de Boca-de-Lobo,Ribeirão Preto.

Fonte:http://darcyvera.blogspot.com.br/2011/05/o

s-bueiros-e-o-barquinho.html

Foto 3A. Boca-de-Lobo entupida na rua Xavantes,no bairro São José em Tramandaí,

Fonte:http://www.jornaldimensao.com.br/?id=4&n

=37771

http://darcyvera.blogspot.com.br/2011/05/os-bueiros-e-o-barquinho.htmlhttp://darcyvera.blogspot.com.br/2011/05/os-bueiros-e-o-barquinho.htmlhttp://www.jornaldimensao.com.br/?id=4&n=37771http://www.jornaldimensao.com.br/?id=4&n=37771http://www.jornaldimensao.com.br/?id=4&n=37771http://www.jornaldimensao.com.br/?id=4&n=37771http://darcyvera.blogspot.com.br/2011/05/os-bueiros-e-o-barquinho.htmlhttp://darcyvera.blogspot.com.br/2011/05/os-bueiros-e-o-barquinho.html


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Microdrenagem


POÇOS DE VISITA: São dispositivos colocados em pontosconvenientes do sistema para permitir o acesso às

canalizações para limpeza e inspeção.

Foto x. Modelo convencional de Poço de Visita e Poço de Visita com tubo de queda.Fonte: http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/ES08_01.html

Foto x. Poço de Visita.Fonte:http://www.joaocarloscascaes.com/2009/04/poco-de-visita.html

http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/ES08_01.htmlhttp://www.joaocarloscascaes.com/2009/04/poco-de-visita.htmlhttp://www.joaocarloscascaes.com/2009/04/poco-de-visita.htmlhttp://www.joaocarloscascaes.com/2009/04/poco-de-visita.htmlhttp://www.joaocarloscascaes.com/2009/04/poco-de-visita.htmlhttp://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/ES08_01.html


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Microdrenagem


Localização de Poços de Visita:

Pontos de mudanças de direção;

Cruzamentos de ruas (reunião de vários coletores);

Mudanças de declividade;

Mudança de diâmetro.

Foto x. Espaçamento de poços de

visita.Fonte: DAEE/CETESB (1980).

Diâmetro (m) Espaçamento (m)

0,30 120

0,50-0,90 150

1,00 ou mais 180


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Microdrenagem


POÇOS DE VISITA:

Foto x. Funcionário retirando areia que estáentupindo as manilhas que chegam ao Poço deVisita na rua Valdomiro Alcebíades, em ValeDourado, Natal

Fonte:http://tribunadonorte.com.br/noticia/moradores-reclamam-de-problemas-em-obra-na-

zn/137456

http://tribunadonorte.com.br/noticia/moradores-reclamam-de-problemas-em-obra-na-zn/137456http://tribunadonorte.com.br/noticia/moradores-reclamam-de-problemas-em-obra-na-zn/137456http://tribunadonorte.com.br/noticia/moradores-reclamam-de-problemas-em-obra-na-zn/137456http://tribunadonorte.com.br/noticia/moradores-reclamam-de-problemas-em-obra-na-zn/137456http://tribunadonorte.com.br/noticia/moradores-reclamam-de-problemas-em-obra-na-zn/137456http://tribunadonorte.com.br/noticia/moradores-reclamam-de-problemas-em-obra-na-zn/137456


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Microdrenagem


GALERIAS. São as canalizações públicas destinadas a escoar aságuas pluviais oriundas das ligações privadas e das bocas-de-

lobo.

Foto x. Construção de galerias de águas pluviais no entorno das ruasTabelião João Tomaz de Aquino, Largo da Avenida Getúlio Vargas e

áreas contribuintes– Rio Grande do Norte.Fonte: http://blogdocapote.blogspot.com.br/2009/01/o-ritmo-da-execuo-dos-servios-do-beco.html

Foto x. Galeria de águas pluviais na RJ 216 – Rio deJaneiro.

Fonte:http://www.praiafaroldesaothome.com.br/2012/04/galerias-de-aguas-pluviais-vao-garantir.html

http://blogdocapote.blogspot.com.br/2009/01/o-ritmo-da-execuo-dos-servios-do-beco.htmlhttp://blogdocapote.blogspot.com.br/2009/01/o-ritmo-da-execuo-dos-servios-do-beco.htmlhttp://www.praiafaroldesaothome.com.br/2012/04/galerias-de-aguas-pluviais-vao-garantir.htmlhttp://www.praiafaroldesaothome.com.br/2012/04/galerias-de-aguas-pluviais-vao-garantir.htmlhttp://www.praiafaroldesaothome.com.br/2012/04/galerias-de-aguas-pluviais-vao-garantir.htmlhttp://www.praiafaroldesaothome.com.br/2012/04/galerias-de-aguas-pluviais-vao-garantir.htmlhttp://blogdocapote.blogspot.com.br/2009/01/o-ritmo-da-execuo-dos-servios-do-beco.htmlhttp://blogdocapote.blogspot.com.br/2009/01/o-ritmo-da-execuo-dos-servios-do-beco.html


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Microdrenagem


CONDUTOS FORÇADOS E ESTAÇÕES DE BOMBEAMENTO:Quando não ha condições de escoamento por gravidade para

a retirada da á ua de um canal de drena em ara um outrorecorre-se aos condutos forçados e as estações debombeamento.


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Macrodrenagem

As estruturas de macrodrenagem destinam-se à conduçãofinal das águas captadas pela drenagem primária, dandoprosseguimento ao escoamento dos deflúvios oriundos das

ruas, sarjetas, valas e galerias, que são elementosanteriormente englobados como estruturas demicrodrenagem.


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Macrodrenagem

Obras usuais de macrodrenagem:

Retificação e ampliação das seções de canais naturais;

Constru ão de canais artificiais Galerias de grandes dimensões;

Estruturas auxiliares de controle• dissipação de energia• amortecimento de picos• proteção contra erosões e assoreamento• travessias e estações de bombeamento.


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Macrodrenagem

Foto x. canalização, retificação e requalificação urbana e paisagística do Canal do Cohatrac/Cohab , São Luís –Maranhão.Foto: Honório Moreira. .Fonte: http://www.geraldocastro.com.br/2012_02_01_archive.html

http://www.geraldocastro.com.br/2012_02_01_archive.htmlhttp://www.geraldocastro.com.br/2012_02_01_archive.html


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Macrodrenagem

Foto x. Obra de construção de galerias em Guarus, na confluência dasruas Walter Kramer e Humberto de Campos- Campos.

.Fonte: http://www.blogdopudim.com.br/?p=4321

Foto x. Canal artificial recebendo águas de galerias..Fonte:

http://www.blogdopudim.com.br/?p=4321http://www.blogdopudim.com.br/?p=4321


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Macrodrenagem

Foto x. Duplicação da ligação Itupeva – Itú. .Fonte: http://www.fermixtubos.com.br/obras.php

http://www.fermixtubos.com.br/obras.phphttp://www.fermixtubos.com.br/obras.php


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Macrodrenagem

Foto x. Construção de galerias..Fonte: http://www.goiarte.com.br/aduela.asp

Escoamento Superficial

http://www.goiarte.com.br/aduela.asphttp://www.goiarte.com.br/aduela.asp


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p

Para microdrenagem

Natureza da precipitação;

Fatores que afetam o escoamento superficial:

uraç o;

Intensidade;

Frequência.



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p

Para microdrenagem

Características da área em estudo;


mens es;

Forma;

Topografia;

Permeabilidade



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Para Macrodrenagem

Obras hidráulicas construídas na bacia


n a es e re enç o ou e enç o e gua;

Condutos;

Retificações.



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Grandezas características do escoamento superficial:

Vazão(Q) – [m3/s], [l/s];

Tempo de recorrência – T (anos);

Tempo de concentração – [min]

Nível de água na seção de projeto – NA [m]

Coeficiente do escoamento superficial – C

Relação entre o volume de água que escoa sobre a bacia eo volume total precipitado



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Período de RetornoTabela 1. Períodos de retorno para diferentes ocupações da área.

Ocupação da Área T (anos)

Residencial 2

Comercial 5

Com edifícios de atendimento público (hospitais, postos de saúde, prefeitura, bancos, etc.) 5

Aeroportos 2 a 5

Áreas de grandes riscos e de intenso movimento de pedestres e veículos (terminais rodoviários,avenidas, etc.)

5 a 10

Macrodrenagem

Áreas comerciais e residenciais 50 – 100Áreas de importância específica 500

Fonte: Tucci et al. (1995).



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Risco:

É a probabilidade de uma determinada obra vir a falhar, pelomenos uma vez, durante sua vida útil.

R = 100 x [1-(1-1/T)N]

R – risco em porcentagem;

T – período de retorno em anos;

N – vida útil da obra em anos.



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Risco:

T(anos)

Vida útil da obra (anos)

2 5 25 50 100

2 75 97 99,9 99,9 99,9

Tabela 2. Risco em função da vida útil e do período de retorno.

5 36 67 99,9 99,9 99,9

10 19 41 93 99 99,9

25 25 18 64 87 98

50 40 10 40 64 87

100 2 5 22 39 63

500 0,4 1 5 9 18

Fonte: Tucci et al. (1995).



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Análise da tabela anterior

O objetivo principal das obras de microdrenagem é esgotaras vazões oriundas das chuvas mais frequêntes e,implicitamente, admite-se a ocorrência de alagamentoscom frequência alta;

As obras de macrodrenagem não constituem soluçãodefinitiva pra os problemas de inundações, e é

conveniente que sejam complementadas por outrasmedidas que visem a aumentar a proteção oferecida pelasobras.



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Tempo de Concentração

Conceito - tempo necessário para que toda a bacia passe acontribuir para a seção de medição de vazão, contado a partirde um determinado instante da ocorrência de escoamento.

A partir do instante em que toda a bacia passa a contribuirpara a seção de medição, teoricamente a vazão medidapara de crescer e torna-se constante (vazão de equilíbrio)ate que a chuva cesse;

Depende de diversas características fisiográficas da baciae, portanto, esta sujeito a incertezas;

Para macrodrenagem (extensão, declividade media do

talvegue principal);



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Tempo de Concentração

Existem várias equações para o cálculo do tempo deconcentração. Uma das mais utilizadas para pequenas baciasrurais é a seguinte:

tc = 57(L3/H)0,385

Onde:

tc – tempo de concentração em minutos;L – comprimento do rio em km;

H – diferença de elevação entre o ponto mais remoto dabacia e a seção princiapl.



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Coeficiente de escoamento depende das seguintescaracterísticas:

solo;

Co ertura;

Tipo de ocupação;

Tempo de retorno;

Intensidade da precipitação.



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Superfície C

Intervalo Valor esperado

Pavimento

Asfalto 0,70-0,95 0,83

Concreto 0,80-0,95 0,88

Tabela 3. Valores do coeficiente C com base em superfícies

Calçadas 0,75-0,85 0,80

Telhado 0,75-0,95 0,85

Cobertura: grama, arenoso

Plano (2%) 0,05-0,10 0,08

Médio (2ª 7%) 0,10-0,15 0,13

Alta (7%) 0,15-0,20 0,18

Grama, solo pesado

Plano (2%) 0,13-0,17 0,15

Médio (2ª 7%) 0,18-0,22 0,20

Alta (7%) 0,25-0,35 0,30

Fonte: ASCE (1995).



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Descrição da área C

Área Comercial

Central 0,70-0,90

Bairros 0,50-0,70

Área Residencial

Tabela 3. Valores do coeficiente C por tipo de ocupação

Descrição da área C

Área industrial

Indústrias leves 0,50-0,80

Indústrias pesadas 0,60-0,90

-

Residências isoladas 0,35-0,50

Unidades múltiplas(separadas)

0,40-0,60

Unidades múltiplas(conjugadas)

0,60-0,75

Lotes com >2.000m2 0,30-0,45Áreas com apartamentos 0,50-0,70

Fonte: ASCE (1995).

, , ,

playgrounds 0,20-0,35

Pátios ferroviários 0,20-0,40

Áreas sem melhoramento 0,10-0,30

Equações de Chuvas Intensas


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Equações de Chuvas Intensas

As equações de chuva, que são expressões empíricas dascurvasintensidade/duração/frequência, apresentam-senormalmente nas seguintes formas:

Onde:

1) i = a / ( t + b ),

2) i = c / tm,

3) i = a .T n/ ( t + b )r,

i - intensidade media em milímetros por minutos oumilímetros por hora;

t - tempo de duração da chuva em minutos;

T - tempo de recorrência em anos;

a, b, c, d, e, m, n e r - parâmetros definidos a partir dasobservações básicas para elaboração da equação.

Determinação da Vazão: Método Racional


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O método racional é largamente utilizado na determinação davazão máxima de projeto para bacias pequenas (< 2 km2). Osprincípios básicos dessa metodologia são:

uraç o a prec p aç o m x ma e pro e o gua aotempo de concentração da bacia;

Adota um coeficiente único de perdas, denominado C,estimado com base nas características da bacia;

Não avalia o volume da cheia e a distribuição temporal dasvazões.

Determinação da Vazão: Método Racional


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A equação do modelo é a seguinte:

Q = 0,278.C.I.A

n e:

Q - obtido em m3/s;

C - coeficiente de escoamento;

I - intensidade em mm/h; eA – área da bacia em km2.

Medidas não convencionais


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Contenção na fonte


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Trincheira de Percolação


Contenção à jusante


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Canal com revestimento de grama

Referência interessante paraf d t d


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aprofundar os estudos


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