Instituto de Hidráulica e Recursos Hídricos Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto. Relatório nº 3 (Fevereiro 2002)

Transcrição

1 Instituto de Hidráulica e Recursos Hídricos Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Relatório nº 3 (Fevereiro 2002) PLANO DIRECTOR MUNICIPAL DE ÁGUAS PLUVIAIS PARA A CÂMARA MUNICIPAL DA MAIA PROPOSTA DE RESOLUÇÃO DA SITUAÇÃO CRÍTICA NA ZONA DA FICOCABLES (VERMOIM) ACTIVIDADE I: Levantamento e cartografia dos sistemas de drenagem da rede primária de águas pluviais existentes e projectados e propostas de intervenção em zonas críticas prioritárias. Parecer incluído nas Acções: 6. Implantação de soluções de drenagem previstas em projectos aprovados ou em execução, análise do seu enquadramento territorial e de Plano e propostas de soluções para a resolução de situações críticas (a desenvolver posteriormente a nível de projectos de execução não incluídos na presente proposta). SITUAÇÃO CRÍTICA EM ANÁLISE Inundações na zona da empresa FICOCABLES, na Rua do Cavaco. Estas inundações originaram exposições à C. M. Com alertas para possível afectação da actividade produtiva orientada para as exportações. ELEMENTOS DISPONÍVEIS Elementos recolhidos por observação local Levantamento topográfico expressamente efectuado pelo IHRH 1/2000, em suporte digital, de uma zona entre as instalações da Ficocables e o campo de futebol e implantação sobre levantamento aerofotogramétrico da C. M. Maia Levantamento IHRH da delimitação da bacia hidrográfica em causa e medição da sua área ( m2) WS/Atkins. Estudo Prévio da Regularização Fluvial e Valorização Paisagística e Ambiental das Ribeiras do Arquinho e do Avioso. LIPOR e C.M. Maia. Representação em planta do leito de cheia Ortofotomapas C.M. Maia. Junho

2 Noráqua. Projecto de Execução da drenagem de águas pluviais da Zona Envolvente da Fábrica da Ficocables. Julho 2001 PROET grupo EDP. Drenagem da Subestação de Vermoim. Julho SOLUÇÃO PROPOSTA No seguimento do Relatório n.º 1 (Novembro 2001) Parecer sobre a Situação Crítica na zona da FICOCABLES (Vermoim) onde se identificavam as causas dos problemas e se apresentavam as principais propostas de intervenções, apresenta-se no presente relatório uma solução para a melhoria da drenagem a Norte e Poente da referida instalação industrial. A área de influência da bacia drenante é limitada pela estrada EM 536, a rua do Santo Condestável, a rua do Cavaco, a rua dos Mogos, a rua de Jorge Ferreirinha e a ribeira do Arquinho. A solução ideal para a bacia em estudo seria a de conduzir as águas pluviais através de canal natural seguindo o alinhamento aproximado da pequena linha de água outrora aí existente. Na impossibilidade de adopção desta solução, apresenta-se como solução no desenho 1, a drenagem com recurso a colectores de betão e a um canal de betão, que se inicia no futuro arruamento D. Sílvia Alves da Costa Teixeira e segue até à ribeira do Arquinho. No trecho final preconiza-se um trecho a céu aberto com a possibilidade de ser alvo de um tratamento paisagístico que lhe confira características mais adaptadas às da ribeira do Arquinho. A solução proposta inclui ainda duas bacias de retenção. Uma, já existente, junto à fabrica da FICOCABLES, que servirá para receber as águas transbordantes do trecho a céu aberto a executar junto ao perfil 21. Esta bacia natural necessita de algumas alterações. A outra bacia de retenção, a criar, prende-se com a necessidade de substituir a depressão natural suprimida pelos terraplenos das instalações da EDP. PRÉ-DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO Nesta fase do estudo, onde se pretende efectuar o pré-dimensionamento a partir dos pontos de concentração principais de caudais, considera-se suficiente uma abordagem dos coeficientes de escoamento e das intensidades de precipitação para a bacia total. 2

3 No entanto, em fase posterior de projecto, de modo a obter o dimensionamento economicamente mais vantajoso e atender a condicionantes que não são abordadas nesta fase (conflitos com proprietários de terrenos, condicionantes impostas por novas urbanizações), entende-se que será necessário efectuar uma quantificação mais pormenorizada dos caudais, atendendo aos futuros planos de urbanização da zona, e efectuar uma divisão mais refinada das sub-bacias contribuitivas. Para a realização do pré-dimensionamento dos colectores pluviais é necessário conhecer os caudais de águas pluviais. O método de cálculo preconizado para o cálculo dos caudais de ponta de cheia é o método racional, que se pode traduzir matematicamente pela seguinte expressão: Sendo, Qp = C. I. A Qp Caudal de ponta (l/s); C Coeficiente de escoamento (adimensional); I Intensidade de precipitação [l/(s.ha)]; A Área da bacia de drenagem (ha). As áreas drenantes consideradas são as referidas no desenho 1.1. Na ausência de valores relativos à precipitação para a área em estudo, recorreu-se às curvas intensidade duração frequência tal como são definidas no Decreto Regulamentar 23/95, de 23 de Agosto para a determinação da intensidade de precipitação. Seguindo as indicações regulamentares, a zona em estudo está situada na designada Região A. Considerando que a bacia apresenta algumas características de impermeabilização, com tendência a aumentar acentuadamente, que as áreas inundáveis correm o risco de acumularem grandes alturas de água, adoptou-se um período de retorno de 20 anos. Assim, a expressão utilizada no cálculo da intensidade de precipitação para a bacia em estudo é a seguinte: i 0,538 = 317,74 t p 3

4 O tempo de precipitação, tp, que regulamentarmente se deve considerar igual ao tempo de concentração, é definido como sendo o tempo que uma partícula de água demora a percorrer o trajecto desde a secção situada na extremidade mais longínqua até à secção em estudo. Não se conhecendo devidamente a rede de drenagem de águas pluviais, calculou-se o tempo de percurso a partir da equação de continuidade, admitindo uma velocidade de 1,0 m/s. Assim, a intensidade de precipitação considerada é de 75 mm/h. O Coeficientes de Escoamento foi estimado com base no gráfico e expressões analíticas do anexo IX do regulamento citado anteriormente. Não se conhecendo os planos urbanísticos previstos para a bacia em estudo, mas considerando que a percentagem de áreas impermeáveis da bacia tende a crescer, tomou-se um valor de área impermeabilizada situado no intervalo entre os 80 e 90%. Atendendo a que a bacia apresenta um declive médio do terreno não muito acentuado, adoptou-se um Coeficiente de Escoamento de 0,85. Secção de controlo Área de Influência (ha) Caudal de Ponta (m 3 /s) Secção no perfil Secção no perfil Secção no perfil Secção na confluência com a Ribª do Arquinho Quadro 1 Caudais de Ponta (m 3 /s). CRITÉRIOS DE CONCEPÇÃO E DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO DOS COLECTORES Considera-se que a condução das águas pluviais será realizada em colectores de secção circular ou rectangular com a possibilidade da secção de escoamento ser completa, ou seja, aproveitando-se a totalidade da secção disponível. Relativamente às condições hidráulicas de funcionamento são consideradas como limite máximo de velocidade o valor de 5 m/s para o caudal máximo em cada colector, admitindo-se ainda a possibilidade, como já se referiu, de o colector funcionar em secção cheia. 4

5 Para determinado colector e com o valor do caudal de cálculo correspondente, impõe-se, de seguida, o cálculo da inclinação e da secção convenientes de modo a serem verificadas as condições hidráulicas de funcionamento regulamentares. O modelo de cálculo para relacionamento dos diferentes parâmetros intervenientes é baseado na fórmula de Manning-Strickler, Q = K S R 2/3 i 1/2 Sendo, S secção do escoamento (m 2 ); R raio hidráulico; Ks coeficiente dependente da natureza das paredes do colector, que no caso presente foi considerado de 70 m 1/3 s -1 ; i inclinação da linha de energia, igual à da conduta, em regime uniforme; Q caudal escoado (m 3 /s). Como complemento do cálculo hidráulico, no quadro 2, são fornecidos os parâmetros hidráulicos (caudais, inclinações, diâmetros, velocidades e alturas) do colector prédimensionado. Trecho Caudal de Projecto Secção Inclinação Altura de escoamento Velocidade (m 3 /s) (%) (m) (m/s) φ ,5 0,81 4, φ ,2 0,97 4, φ ,5 1,15 5, ,5 x 1,5 m 2 1,2 1,42 4,77 40-ribª Arquinho ,5 x 3,0 m 2 (a céu aberto) 1,2 1,04 4,90 Quadro 2 Pré-dimensionamento hidráulico do colector. No desenho 2 apresenta-se o perfil longitudinal da implantação do colector. 5