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Prefeitura Municipal de Araras

Memorial de Cálculo

Estrutura de dissipação da energia da água no Córrego Pingo D´água entre o Parque Tiradentes e Jardim José Ometto III na travessia existente no cruzamento

da Avenida Orpheu Manenti e Rua Ardoino Zaniboni - Araras-SP

1 - Apresentação: Este memorial descritivo apresenta os métodos de cálculos empregados para

obtenção da vazão de pico da bacia de contribuição, capacidade de escoamento da seção do canal e estudo da dissipação da energia da água após a travessia, com o objetivo de projetar uma estrutura de dissipação de energia da água e proteção das margens do córrego nesse ponto, para uma vazão de pico. Atualmente no local encontra-se uma vossoroca com profundidade de até 5,00 metros de profundidade causado pela erosão. Situação que gerou um TAC – Termo de Ajustamento de Conduta entre a Prefeitura Municipal de Araras e o Ministério Público.

O local onde se pretende construir a estrutura de dissipação de energia da água e proteção das margens está situada a jusante da coordenada UTM 259,42 Km E, 7.526,91 Km S; MC 45 WGR – Fuso 23.

2 – Cálculos Hidrológicos

2.1 - Método de Cálculo da Vazão Máxima da Bacia de Contribuição

Para a determinação da vazão utilizou-se o manual do DAEE, que apresenta informações sobre equações de chuvas intensas do Estado de São Paulo (convênio DAEE – USP de junho de 1999 onde são tratadas as precipitações intensas para localidades do Estado de São Paulo). O estudo envolvido no convênio definiu equações de chuvas intensas para localidades situadas em regiões delas desprovidas, e para as localidades que já contavam com equações anteriormente elaboradas, nos casos em que havia disponibilidade de dados, verificação e proposição de novas equações.

As equações elaboradas, que relacionam intensidade, duração e período de retorno das precipitações, incorporam a expressão proposta por Ven-Te-Chow para as análises hidrológicas, admitindo-se que as precipitações intensas atendam à distribuição estatística de Gumbel.

Para uma determinada intensidade de chuva, constante e igualmente distribuída sobre uma bacia hidrográfica, a máxima vazão a ser verificada numa seção corresponde a uma duração de chuva igual ao “tempo de concentração da bacia”, a partir da qual a vazão é constante. Assim, o dimensionamento das obras hidráulicas exige o conhecimento da relação entre intensidade, duração e freqüência da precipitação.

As relações entre intensidade, duração e freqüência das precipitações intensas,


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devem ser deduzidas a partir das observações de chuvas ocorridas durante um período de tempo longo, suficientemente grande para que seja possível considerar as frequências como probabilidades. Essas relações se traduzirão por uma família de curvas intensidade-duração, uma para cada frequência, ou período de retorno.

As equações foram determinadas a partir da expressão:

)),()(()(),( tnKtitiTti

1lnln

1),( 11

T

TyyyTnK

yyy

onde:

),( Tti : Intensidade da chuva (mm/min) para a duração t (min) e período de retorno T (anos);

)(ti : Média das intensidades médias das chuvas intensas correspondentes à duração t;

)(ti : Desvio-padrão das intensidades médias das chuvas intensas correspondente à duração t;

),( tnK

:

Fator de freqüência para a distribuição de Gumbel, função do número de anos da série de precipitações e do período de retorno T;

y : Variável reduzida da distribuição de Gumbel;

1y : Média da variável reduzida da distribuição de Gumbel;

y : Desvio-padrão da variável reduzida da distribuição de Gumbel.

Admite-se a hipótese de que a média e o desvio-padrão das intensidades médias das chuvas variem com a duração, através de expressões do tipo:

CBtAti )()(_

F

y EtDt )()(

onde:

FEDCBA ,,,,, são parâmetros a serem determinados para cada localidade.

1lnln..)()(),(

T

THGEtDbtATti FC

Em razão da falta de registros históricos de intensidade de precipitação no município de Araras e por consequência de equações de chuva, considerou-se no trabalho dados referentes a um município próximo (Leme – SP, distância de aproximadamente 20Km).


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Relação intensidade – duração – período de retorno para Leme (usado para o município de Araras – SP) Nome da estação: Cresciumal – D4-030R Coordenadas geográficas: Lat. 22°10’S; Long. 47°17’W - Altitude: 600 m Período de dados utilizados: 1971-1996 (26 anos)

Equação:

it,T = 35,1348(t+20)-0,8823 + 7,9502 (t+20)-0,8101 . [–0,4760–0,8946 ln ln(T/T–1)] para 10 min ≤ t ≤ 1440 min; onde: i: intensidade da chuva, correspondente à duração t e período de retorno T, em mm/min; t: duração da chuva em minutos; T: período de retorno em anos.

Tabela 2.1 - Previsão de máximas intensidades de chuvas, em mm/h para Leme-SP

Tabela 2.2 - Previsão de máximas alturas de chuvas, em mm para Leme-SP

Leme: Previsão de Máximas Intensidades de Chuvas em mm/h

Duração Período de Retorno T anos

t minutos 2 5 10 15 20 25 50 100 200

10 100,40 131,10 151,50 163,00 171,00 177,20 196,30 215,30 234,20

20 77,80 102,20 118,30 127,40 133,80 138,70 153,80 168,80 183,80

30 63,90 84,20 97,70 105,30 110,60 114,70 127,30 139,80 152,30

60 42,10 56,00 65,20 70,40 74,00 76,80 85,50 94,00 102,60

120 25,70 34,50 40,30 43,60 45,90 47,70 53,20 58,60 64,10

180 18,70 25,30 29,70 32,20 33,90 35,20 39,30 43,40 47,50

360 10,60 14,50 17,10 18,60 19,60 20,40 22,90 25,30 27,70

720 5,90 8,20 9,70 10,50 11,10 11,60 13,00 14,40 15,80

1080 4,10 5,80 6,90 7,50 7,90 8,30 9,30 10,30 11,40

1440 3,20 4,50 5,40 5,90 6,20 6,50 7,30 8,20 9,00

Leme: Previsão de Máximas Alturas de Chuvas em mm Leme: Previsão de Máximas Intensidades de Chuvas em mm/h

Duração Período de Retorno T anos

t minutos 2 5 10 15 20 25 50 100 200

10 16,70 21,90 25,30 27,20 28,50 29,50 32,70 35,90 39,00

20 25,90 34,10 39,40 42,50 44,60 46,20 51,30 56,30 61,30

30 31,90 42,10 48,80 52,60 55,30 57,30 63,60 69,90 76,20

60 42,10 56,00 65,20 70,40 74,00 76,80 85,50 94,00 102,60

120 51,30 69,00 80,70 87,30 91,90 95,40 106,40 117,30 128,10

180 56,10 76,00 89,10 96,50 101,70 105,70 118,00 130,20 142,40

360 63,50 87,10 102,80 111,60 117,80 122,50 137,20 151,70 166,20

720 70,40 97,90 116,10 126,40 133,60 139,10 156,20 173,20 190,00

1080 74,30 104,20 124,10 135,20 143,10 149,10 167,70 186,10 204,50

1440 77,10 108,80 129,80 141,70 150,00 156,40 176,10 195,60 215,10


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Determinação da Vazão de Pico pelo método I-Pai-Wu modificado

De acordo com a recomendação do Manual do DAEE, o Cálculo da vazão de pico deve ser efetuado pelo método I – Pai – Wu modificado para bacias com área maior que 2Km2 e menores que 200 Km2, que é de acordo com a seguinte expressão:

onde: Qp : Vazão de pico em m3/s; C : Valores de Coeficiente de escoamento superficial (adimensional); i : Intensidade de chuva em mm/hora; A : Área da Bacia de contribuição em km2; K : Coeficiente de distribuição espacial da chuva (adimensional).

Determinação do Coeficiente de Escoamento Superficial C.

Os valores para os coeficientes de escoamento superficial (C) são tabelados. Como a maior parte da Bacia está situada em área urbana segundo a tabela 2.3 proposta pelo DAEE o valor compreendido está no intervalo entre 0,50 e 1,00, considerando que maior parte da ocupação da bacia é relativa a residências com superfícies sem pavimentação e ajardinadas (permeável) e diversas áreas de lazer dos bairros, foi adotado o valor do Coeficiente de “Runoff” igual a 0,60. Cabe salientar que, nem toda a área da bacia de contribuição está totalmente ocupada com urbanização, porém, devido a tendência de iminente ocupação residencial, adotou-se para o dimensionamento um coeficiente relativo a área urbanizada.

Tabela 2.3 - Valores de coeficiente de escoamento superficial (Guia Prático para Projetos de Pequenas Obras Hidráulicas, 2005)

Nos cálculos da vazão de pico admite-se que a chuva crítica na bacia hidrográfica tem uma duração igual ao tempo de concentração, porém, em bacias de forma alongada no sentido do talvegue, o tempo de concentração poderá ser superior ao tempo de pico. Em resumo, a chuva que cai na parte mais remota da bacia chegará tarde demais à seção estudada para contribuir para a vazão de pico (máxima). De maneira que, o efeito da forma da bacia deve ser considerado através do coeficiente de forma (C1), onde é determinado pela expressão:


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Na expressão F é o fator de forma da bacia (adimensional). Para F=1 a bacia tem

um formato exatamente circular. Sabendo-se o comprimento do talvegue e a área da bacia é possível determinar o valor de F através da seguinte expressão:

( )

Onde: F = Fator de forma da bacia da bacia hidrográfica; L = Comprimento do Talvegue em Km; A = Área da bacia de contribuição em Km²; Para determinar o coeficiente de escoamento superficial considerando a forma da bacia de contribuição aplica-se a seguinte expressão:

Onde:

C = Coeficiente de Escoamento Superficial calculado, o qual será utilizado na fórmula de I-PAI-WU (adm.);

C1 = Coeficiente determinado a partir da forma da bacia (adm.); C2 = Coeficiente de Escoamento Superficial Adotado de acordo com a ocupação

da bacia de contribuição (adm.); F = Fator de forma da bacia hidrográfica de contribuição (adm.).

A tabela 3.4 ilustra os valores determinados a partir das equações relativas ao Coeficiente de Escoamento Superficial C.

Tabela 3.4 – Determinação de C

Ocupação Urbana TOTAL

Área (Km²) - - 2.043921 2.04

Comprimento do Talvegue (Km) 2.15

Coef. C - - 0.60

Fator de Forma da Bacia F 1.33

Coeficiente C1 1.20

Coeficiente C2 0.60

Coeficiente C 0.43

Coeficiente de Escomento Superficial C


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Determinação da Intensidade de Precipitação.

A intensidade de chuva foi calculada segundo a equação de chuva para a cidade de Leme, já que o município de Araras – SP não possui uma equação de intensidade de precipitação, e de acordo com técnicos do DAEE (Departamento de Águas e Energia Elétrica), a equação de chuva proposta para o município de Leme está na mesma Unidade Hidrográfica de Gerenciamento de Recursos Hídricos, a saber, UGRHI 9 – Bacia do Mogi-Guaçú, e é a mais aproxima do município de Araras – SP (Distância de aproximadamente 20 Km).

Para a determinação da intensidade de precipitação, é necessário se definir o Período de Retorno e o tempo de precipitação.

Conforme preconiza o DAEE, o período de retorno adotado é de 100 Anos. Com relação ao tempo de precipitação, foi adotado o tempo de concentração da

bacia de contribuição. O DAEE recomenda a fórmula de Kirpich “Califórnia Culverts Practice” (Tucci,

1993) para a determinação do tempo de concentração.

"Pr"*57

385,02

acticeCulvertsCaliforniadofórmulaI

Lt

eq

c

tc : Tempo de concentração em minutos;

L: Comprimento da bacia, medido ao longo do talvegue, da seção em estudo até o ponto mais afastado do talvegue, e daí até o divisor de águas em km;

Ieq: É a declividade equivalente da bacia de drenagem em m/km.

O comprimento (L) do talvegue foi medido a partir do ponto onde será observada

a vazão (exutório da bacia) até o ponto mais distante da bacia sobre o talvegue localizado no divisor de águas. A partir desse ponto seguindo pelo talvegue, a cada identificação de nível foram determinadas as declividades e por fim a declividade equivalente da bacia.

Para a bacia a montante da Travessia, foi determinada uma distância de 2,15 Km e uma declividade equivalente de 17,64 m/Km, o que resultou num tempo de concentração de 34,08 minutos. De acordo com a equação de intensidade de precipitação para o município de Leme usado para estabelecer a intensidade de chuva para o município de Araras, verificou-se que a intensidade de precipitação para a bacia em questão, com um período de retorno de 100 anos é de 130,85 mm/hora ou 2,18 mm/min conforme observa-se na tabela 2.4.

A área da Bacia de contribuição consta em projeto anexo Folha BD-01, a qual foi determinada sobre um levantamento aerofotogramétrico elaborado pela Prefeitura Municipal de Araras em 1997. O referido levantamento foi elaborado a partir de fotos aéreas que foram posteriormente restituídas. Considerando a escala e


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consequentemente a melhor visualização da topografia onde se tem curvas de nível de metro em metro, adotou-se essa base para o traçado da bacia. Além do relevo, esse mapa mostra também a ocupação das áreas com as construções.

Tabela 2.4 – Cálculos Hidrológicos

3 – Verificação Hidráulica da Travessia O córrego Pingo D´água atravessa a Avenida Orpheu Manenti com uma Aduela (tubo de seção quadrada) com dimensão de 2,50 m de largura por 2,50 m de altura. Para a determinação da capacidade de escoamento das Aduelas, foi considerada lâmina líquida máxima de 80% da altura da seção, declividade de 1,35% na equação de Chezy-Manning com um coeficiente de rugosidade de 0,015 relativo ao acabamento em concreto de acordo com o Livro Manual de Hidráulica de AZEVEDO NETTO.

Ocupação Urbana TOTAL

Área (Km²) - - 2.043921 2.04

Comprimento do Talvegue (Km) 2.15

Coef. C - - 0.60

Fator de Forma da Bacia F 1.33

Coeficiente C1 1.20

Coeficiente C2 0.60

Coeficiente C 0.43

17.64 m/km

34.08 min

100 Anos

130.85 mm/h

Área da Bacia 2.05 Km²

Perímetro da Bacia 5.98 Km

Comprimento do Talvegue 2.15 Km

Desnível da Bacia 71.00 m

Indice de Compacidade 1.17

Coordenada UTM Norte 7.526.90 Km N

Coordenada UTM Leste 259.41 Km E

Duração da Chuva 0.57 horas

Área da Bacia 2.05 Km²

Coeficiente K 0.99

Vazão de Pico 29.51 m³/s

Vazão de Pico com 10% Acresc. 32.47 m³/s

Coeficiente de Distribuição Espacial da Chuva K

Dados e Área da Bacia de Contribuição A

Intensidade de Precipitação i

Coeficiente de Escomento Superficial C

Vazão de Pico da Bacia de Contribuição Qp

Declividade Equivalente

Tempo de Concentração

Período de Retorno

Intensidade de Precipitação


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Equação de Chezy-Manning:

IRn

AQ h 3

2

onde:

Q : Vazão na seção da ponte (m3/s);

A : Área molhada (m2);

hR : Raio hidráulico (m);

I : Declividade longitudinal (m/m). Com as informações para o dimensionamento hidráulico determinou-se que: - A aduela de 2,50 x 2,50 metros hoje existente no local tem capacidade de escoamento de 32,51 m³/s com uma velocidade de 6,50 m/s. Capacidade acima da vazão determinada nos cálculos hidrológicos, o que viabiliza a sua utilização. Calculando para a vazão de 32,47 m³/s tem-se uma lâmina líquida de 79,91% com velocidade também de 6,50 m/s.

4 – Estruturas Hidráulicas Conforme levantamento topográfico a cota arbitrária na saída da aduela é 96,58 metros e devido a erosão no canal, a cota do córrego está na cota 93,65 metros, configurando um desnível de 2,93 metros, conforme pode-se observar na foto 4.1.

Foto 4.1 – Erosão causada na saída da aduela no córrego Pingo D´água.


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Nas margens do córrego logo após o despejo da aduela, devido ao impacto da água e do ressalto hidráulico formado, as margens sofreram erosão, derrubando inclusive pinheiros de grande porte conforme se pode observar na foto 4.2.

Foto 4.2 – Erosão nas margens do córrego Pingo D´água.

Considerando o desnível existente entre a saída da aduela e o leito do córrego

Pingo d´água faz-se necessário a construção de uma estrutura que permita a dissipação

da energia da água sem que seja destruída pela mesma. Além da referida estrutura, é

necessário que as margens sejam protegidas por um trecho para reduzir o efeito

destrutivo da água, até que o escoamento esteja em regime permanente.

Diante da situação apresentada no local e das possíveis estruturas de dissipação

de energia da água, foi adotado uma escada hidráulica com 4 degraus, todos com 8,00

metros de largura e, 3 deles com 1,00 metro de altura e com 3,00 de comprimento, e um

quarto degrau menor com 20 centímetros de altura e 3,00 metros de comprimento, esse

último devido a modulação dos gabiões que medem 1,00 metro de altura. Toda a

estrutura será construída com gabiões, que consistem em gaiolas metálicas preenchidas

com rocha, onde a parte metálica é produzida para resistir a ação corrosiva da água e

as tensões a que é submetida. As pedras que preencherão os gabiões serão

devidamente dimensionadas para que tenha um tamanho suficiente para resistir a

tensão tangencial exercida sobre a estrutura, sem que haja movimentação das pedras


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nas gaiolas metálicas. Nesse tipo de estrutura, devido a ação das águas, é comum que

haja uma acomodação. Numa estrutura de concreto armado, essa acomodação geraria

abertura de fendas por onde a água se infiltraria e com o tempo destruiria o dissipador.

Já nos gabiões pode haver movimentação sem que haja danos a estrutura, e ainda

permite a troca de água entre o solo e o curso d´água. Além da escada de dissipação,

logo no final da escada foi projetado um canal de seção retangular com largura de 8,00,

altura de 2,00 e extensão de 15,00 metros, todo em gabiões com no mínimo 1 metro de

espessura nas duas laterais para suportar os esforços do aterro em uma das faces, e o

impacto da água na outra face, evitando com isso o solapamento das margens que

acontece atualmente no local. Na sequência o canal sofre uma redução na seção e

segue no formato trapezoidal com 4,00 metros na base, 8,00 metros na superfície, altura

de 2,41 metros, e taludes com inclinação 1:1. Tanto na escada de dissipação, quanto

nas seções retangular e trapezoidal os degraus foram rebaixados 30 cm no centro,

permitindo que as águas se concentrem no eixo do canal, considerando que, na maior

parte do tempo há uma pequena vazão sendo escoada, período sem ou com poucas

precipitações. No final do canal retangular decidiu-se pela não adoção do “still end”

(degrau usualmente utilizado nas estruturas de dissipação de energia da água), devido a

poluição difusa carregada pelo córrego. Considerando que o córrego Pingo D´água está

situado em área urbana, nas ocorrências de chuvas intensas há um severo

carregamento de lixo pelo curso d´água, os quais ficariam depositados no referido

degrau caso existisse.

A opção de escada hidráulica tem a vantagem de operar como dissipador de

energia em um espaço menor que outras estruturas de dissipação, motivo pelo qual foi

adotado para o projeto.

O córrego Pingo D´água no passado dava escoamento as águas de chuva que

precipitavam sobre uma bacia com pouca ou nenhuma impermeabilização, de maneira

que, nas situações de precipitação intensa a vazão de pico era bem menor da que

ocorre atualmente no córrego. Junto com o acréscimo de vazão vem o acréscimo da

velocidade do escoamento, um dos principais fatores geradores de erosão nas margens

e nos leitos dos córregos. A bacia do córrego Pingo D´água atualmente está quase que

totalmente ocupada com urbanização, mudando completamente o regime de

escoamento das águas de chuva. Apesar do projeto se propor a resolver o problema

gerado a jusante do despejo da aduela de 2,50 x 2,50, que passa sob a Avenida Orpheu

Manenti com vazão de pico de 32,47 m³/s, no final do trecho revestido com Gabiões,

ainda assim as margens e o leito do córrego poderão sofre algum tipo de erosão devido

a velocidade que a água pode desenvolver. Para mitigar esse problema o projeto solicita

a colocação de pedras com diâmetro de 15 a 40 centímetros de diâmetro no leito e nas


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margens do córrego pelo menos numa extensão de 15 metros, e ainda no trecho até o

Rio das Araras, a plantação de vegetação para a proteção das margens.

Para a vazão de pico de 32,47 m³/s na escada dissipadora, seção retangular e

seção trapezoidal foram calculadas as velocidades e alturas das lâminas d´água, que

estão ilustradas na tabela 4.3.

Seção Dimensões

(metros)

Lâmina d´água

(metros)

Decliv.

(%)

Coeficiente de

Manning

Velocidade

(m/s)

Quadrada 2,50 x 2,50 2,00 1,35% 0,015 6,50

Retangular 2,00 x 8,00 1,40 0,50% 0,025 2,90

Trapezoidal Base: 4,00 -Superf.: 8,00 –

H=2,41 m, Inclin. Taludes 1:1 1,80 0,50% 0,025 3,10

Tabela 4.3 – Lâmina d´água e velocidade de escoamento nas seções

Considerando a velocidade de 6,50 metros por segundo na saída da aduela, faz-

se necessário argamassar a superfície do gabião a fim de se evitar a ação dos esforços

das tensões tangenciais nas pedras, o que pode acarretar a deformação dos gabiões.

Salienta-se que, o diâmetro mínimo das pedras que deverão ser utilizadas nos

gabiões deverá ser de 200 mm nos pontos de maior velocidade da água (saída da

aduela), e de 150 mm nos demais pontos. No colchão utilizado no fundo do canal, o

diâmetro mínimo das pedras deverá ser de 110 mm.

4.1 Escada Hidráulica - Perda de Energia

A busca de literatura científica para dar suporte ao dimensionamento da escada

hidráulica trouxe dois importantes trabalhos que são: Raimundo (2007) e Simões (2008),

os quais nortearam o dimensionamento das escadas hidráulicas utilizadas no projeto e

quantificaram a dissipação de energia na escada hidráulica.

Segundo Raimundo (2007) e Simões (2008) o escoamento em degraus pode ser

classificado em três regimes que são: nappe flow (escoamento em quedas sucessivas),

transition flow (regime de transição entre os outros dois) e skimming flow

(escoamento deslizante sobre turbilhões). Na Figura 4.4 ilustra-se os três tipos de

regimes.


12

Figura 4.4 – Desenho esquemático dos três regimes de escoamento, (a) nappe flow, (b)

transition flow e (c) skimming flow. Fonte: Simões (2008)


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Limites entre os regimes:

Nappe Flow:

Para 62,0 l

h

276,1

.0916,0

l

h

h

yc .................................................................................(4.1)

Onde: h : altura do degrau; l : comprimento do degrau; yc : altura crítica do escoamento.

Skimming Flow:

l

h

h

yc .325,02,1 ......................................................................................(4.2)

A figura 4.5 apresenta as condições limites de diversos outros autores para

classificação dos regimes de escoamentos em escadas hidráulicas.

Figura 4.5 – Classificação dos regimes e sub-regimes de escoamento ao longo de

extravasores em degraus. Fonte: Simões (2008)


14

Para o cálculo dos regimes de escoamento dos degraus, adotou-se 3 degraus de

1,00 metro de altura e 3,00 metros de comprimento, com uma largura de 8,00 metros

para o rebaixamento da lâmina líquida. A altura crítica pode ser calculada isoladamente,

de acordo com a equação 4.3.

3

2

g

qy c .................................................................................................................(4.3)

Onde: q : vazão unitária; g : aceleração da gravidade.

A equação 4.4 apresenta o comprimento mínimo para o estabelecimento do

regime de escoamento nappe flow.

hh

yl c

nf

276,1

1

0916,0......................................................................................(4.4)

Onde:

lnf : comprimento mínimo para escoamento em regime nappe flow;

A seguir apresenta-se a equação 4.5 para determinação do comprimento máximo

do degrau para que ocorra o regime de escoamento skimming flow.

h

hy

lsfc

325,0

2,1

1.............................................................................................(4.5)

Onde:

lsf : comprimento máximo para escoamento em regime skimming flow.

O regime transition flow ocorre nas seguintes condições de comprimento de

degrau:

nptfsf lll .............................................................................................................(4.6)

É possível observar na equação 4.6 que o regime transition flow ocorre para

comprimentos de degraus maiores do que os comprimentos máximos para ocorrência

do regime skimming flow e menores que os comprimentos necessários para o regime

nappe flow.


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Através das equações 4.7 é possível determinar a perda de energia relativa com

os degraus da escada hidráulica.

................................(4.7)

Onde:

E/E : perda de energia relativa

N : número de degraus

Após a aplicação das formulações obteve-se os resultados apresentado na tabela

4.6 com relação a geometria adotada no projeto:

Como o último degrau tem uma altura de 20 cm devido a modulação dos gabiões,

o mesmo não foi considerado nos cálculos.

Variável Escada

Saída da Aduela

Vazão unitária 4,06 m³/s/m

Altura crítica 1,19 m

Comprimento total 11 m

Desnível total 3,00 m

Número de degraus 3

Altura do degrau 1,00 m

Comprimento do degrau 3,00 m

Limite Nappe Flow 7,45 m

Limite Skimming Flow 28,53 m

Classificação Skimming Flow

Perda de Energia 68,69%

Tabela 4.6 – Resultado dos cálculos para a verificação do dissipador em degraus


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5 – Considerações Finais

Os cálculos hidrológicos contemplam um período de retorno de 100 anos

conforme preconiza o DAEE para travessias em áreas urbanas. Adotou-se esse período

de retorno para que se possa no futuro outorgar a travessia junto ao referido órgão.

Considerando o exposto, a estrutura foi dimensionada para conduzir as águas em

condições extrema sem que ofereça risco de erosão. Como a estrutura projetada tem

condições de dissipar energia da água e proteger os taludes para uma vazão de pico

nessas situações, para precipitações menores, trabalhará com maior eficiência e folga.

A partir da referida vazão de pico e da sondagem do subsolo, definiu-se os

degraus, a bacia de dissipação, o canal trapezoidal revestido e ainda a recomendação

das pedras e vegetação no trecho que não será canalizado. Tudo para garantir que os

efeitos do ressalto hidráulico gerado na dissipação de energia não ataquem as margens

e volte o processo erosivo. Entretanto, a jusante do canal trapezoidal, pode haver

erosão em situações que ocorram chuvas de projeto com grande intensidade e duração.

Na situação original da bacia de contribuição com pouca urbanização, as vazões eram

consideravelmente menores que atualmente, o que gerava baixa velocidade de

escoamento no córrego, situação bem diferente da atual. Diante do exposto, apesar da

execução das citadas obras no córrego Pingo D´água, é imprescindível que o canal seja

sistematicamente avaliado com relação a erosão das margens e do leito, a fim de se

evitar problemas futuros.

Todas as estruturas foram projetadas em gabiões por se tratar da mais indicada

para a função a que se destina, considerando a sua durabilidade, resistência,

flexibilidade, permeabilidade e facilidade de execução.

5 – Bibliografias Consultadas

AZEVEDO NETTO, José Martiniano, FERNANDES, Miguel Fernandez , ARAUJO, Roberto, ITO, Acácio Eiji – MANUAL DE HIDRÁULICA – São Paulo – S.P., Edgard Blücher, 8a.Edição,1998, 2003 reimpressão 669p.

CETESB, São Paulo – DRENAGEM URBANA : Manual de Projeto. São Paulo – S.P.

CETESB / ASCETESB, 3a Edição, 1986, 464p. FENDRICH, ROBERTO, OBLADEN NICOLAU L., AISSE, MIGUEL M., GARCIAS, M.

GARCIAS. Drenagem e Controle da Erosão Urbana. 4ª edição. Curitiba-PR. Editora Universitária Champagnat, 1997. 485p.

MARTINEZ, Francisco Junior, MAGNI, Nelson Luiz Goi – EQUAÇÕES DE CHUVAS

INTENSAS DO ESTADO DE SÃO PAULO. São Paulo – S.P. DAEE –


17

Departamento de Água e Energia Elétrica – Publicação em Convênio com a USP – Universidade de São Paulo, 1999, 141p.

PEYRAS, L., ROYET, P., DEGOUTTE, G. (19920. Flow and energy dissipation over

stepped gabion weirs. Journal of Hydraulic Engineering. v. 118. n.5. p. 707-717.

May 1992.

PORTO, Rodrigo de Melo – HIDRÁULICA BÁSICA. São Carlos – S.P., EESC-USP – Projeto REENGE – Escola de Engenharia de São Carlos – Universidade Estadual de São Paulo, 2a. Edição, 1999, 540p.

RAIMUNDO, A.P. (2007). Estruturas Hidráulicas Utilizadas em Reservatórios de

Controle de Cheias. São Paulo. 178p. Dissertação (Mestrado) – Escola Politécnica.

Universidade de São Paulo.

RIGHETTO, Antonio Marozzi – HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS. São Carlos – S.P., EESC-USP – Projeto REENGE - Escola de Engenharia de São Carlos – Universidade Estadual de São Paulo, 1a. Edição, 1998, 840p.

SIMÕES, A.L.A. (2008). Considerações sobre a Hidráulica de Vertedores em Degraus:

Metodologias Adimensionais para Pré-Dimensionamento. São Carlos. 258p.

Dissertação (Mestrado) - Escola de Engenharia de São Carlos. Universidade de

São Paulo.

TUCCI, Carlos E. M, PORTO, Rubem La Laina Porto, BARROS, Mário T. – DRENAGEM URBANA – Porto Alegre – R.S., ABRH – Associação Brasileira de Recursos Hídricos / Editora da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 1a. Edição, 1995.

WILKEN, Paulo Sampaio – ENGENHARIA DE DRENAGEM SUPERFICIAL. São Paulo –

S.P. CETESB – Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental – Publicação em Convênio com a BNH / ABES / CETESB, 1978, 478p.

Araras, 03 de outubro de 2012

____________________________ Eng. Msc. Oswaldo Buzolin Junior

Eng. Civil - CREA 5060222985

ART 92221220121324911

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