H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 1/ 56, ST 306 2003
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 2/ 56 1 Parte: Hidrologia I Hidrologia: como conceito ou definição, trata-se da ciência que estuda a água do Planeta Terra, consequentemente, as ocorrências, circulação e distribuição, analisando e estudando física e quimicamente quanto a propriedade bem como a inter-relações. Os estudo Hidrológico são importante no tocante aos efeitos catastróficos das grandes cheias e estiagem e evidentemente, o quanto o trabalho humano interfere positivamente ou negativamente sobre o meio ambiente. II - Ciclo Hidrológico: No Planeta Terra nota-se a presença de água no estado líquido, sólidos e gasoso, na atmosfera, na superfície, no solo, no subsolo, nos rios, lagos oceano e mares, também nas calotas polares e também na atmosfera, todos, seja em qualquer lugar, posição ou época, em constante movimento, o qual chamamos ou denominamos tecnicamente de Ciclo Hidrológico. Pelo Ciclo Hidrológico notamos as mudanças de estado ou posição em relação ao Planeta Terra, seguindo: - Precipitação; - Escoamento (intercepção); - Escoamento (subterrâneo); - Evaporação.
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 3/ 56 III - Aplicação: III 1 Abastecimento: - Domestico; - Industrial; - Irrigação. III 2 Drenagens: - Drenagem superficial; - Drenagem subterrânea. III 3 Obras Hidráulicas (Dimensionamento): - Controle de cheias; - Pontes; - Bueiros; - Galerias; - Barragens; - Diluição. III 4 Irrigação: - Controle estiagens; - Controle de abastecimento alimentar; - Bem estar social. IV Precipitação Chuvas IV 1 Conceito físico: O ar atmosférico quente e úmido, expande-se adiabaticamente (sem troca de calor ), eleva-se e resfria proporcionalmente em função da altitude (ver esquema de temperatura), até atingir seu ponto de saturação. Uma parcela desse vapor de água se condensa sobre os núcleos de condensação (partículas suspensas, formando as nuvens, conforme esquema abaixo:
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 4/ 56 Coalescência IV 2 - Sistema de Tempo Meteorológico Depressões Frontais IV 2 1 Frontais: Trata-se da ascensão do ar atmosférico úmido no setor das encostas de duas superfície descontinuas, ou seja, zona de transição entre duas massa de ar com características diferentes como circulação ciclônica, sistema alongado de baixa pressão atmosférica. É importante saber que a ocorrência se dá na troposfera ( ver esquema de altitude) mais baixa. (abaixo de 6.000 metros de altitude). A superfície frontal é inclinada, isto é, o ar mais frio e denso se introduz por baixo do ar mais quente sob forma de cunha, fazendo com que o ar mais quente e menos denso se deslize sobre o ar mais frio e denso, componente nas frontais conforme esquema abaixo: Superfície Base de Declive Frente Inclinação Superfície Base Frente: Linha de interseção da superfície frontal com o nível do solo, ou superfície de base. IV 2 2 Tipos de Frente Frontais IV 2 2 1 Frente quente: É o deslocamento da massa de ar mais quente para a mais fria, onde em um determinado ponto, o ar quente tende a se elevar ou ascender ou até
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 5/ 56 mesmo substituir um ar mais frio (conforme o esquema apresentado). O deslocamento ocorre do Equador para os Pólos. É de grande importância, saber que essa ocorrência, em termos de Hidrologia e Drenagem, influi muito em bacias hidrográficas grandes. Diagnósticos meteorológicos locais ocasionados por uma frente quente: Na vanguarda (antes ou inicio): - Pressão atmosférica: constante diminuição; - Ventos: velocidades variada (inconstante); - Temperatura: Constante ou ligeiro aumento gradativo; - Umidade: aumento gradativo; - Nuvens: de baixo para cima, nota-se a presença de nimbos-stratus; alto stratus; camulos-strtus e cirros; - Condição do tempo: chuva continua; - Visibilidade: sob chuva, más condições, boas sem chuvas; - Abrangência: largura da varredura de 80 a 240 quilômetros; - Deslocamento: do Equador para os Pólos no hemisfério Sul NW SE no hemisfério Norte SW NE.
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 6/ 56 No domínio (durante): - Pressão atmosférica: cessa a diminuição; - Vento: muda de direção e diminui a velocidade; - Temperatura: aumenta levemente; - Umidade: rápida elevação; - Nuvens: nimbos e baixo stratus; - Condições do tempo: diminui a precipitação, quase cessando; - Visibilidade: ruim, com nuvens baixas e neblina. Na retaguarda (após): - Pressão atmosférica: pouca variação, quase estável; - Vento: constante; - Temperatura: pouca variação; - Nuvens: stratus e stratus cumulos ; - Tempo: chuvas intermitentes, chuviscos; - Visibilidade: nuvens baixas, nevoeiros, ruim. IV 2 2 2 Frente Fria:
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 7/ 56 É o deslocamento de uma massa de ar mais fria para uma massa de ar quente, com penetração em forma de cunha, provocando a ascensão do ar quente. A inclinação é em torno de 1:40 a 1:80 Km, com deslocamento de 50 a 80 Km/h, do Pólo Sul para o Equador (SW NE) HS e no HN (NW SE). Diagnósticos meteorológicos locais ocasionados por uma frente fria: Na vanguarda (inicio): - Pressão atmosférica: diminuição; - Ventos: velocidade variada, com variações sintomáticas; - Temperatura: constante com algumas quedas durante as chuvas; - Umidade: estável sem variações notória; - Nuvens: alto-cúmulus e strato-cumulus seguidas por cumulo-nimbos; - Tempo: algumas chuvas com trovoadas; - Visibilidade: ruim, com presença de nevoeiros. No domínio (durante): - Pressão atmosférica: rápida elevação; - Ventos: Rajadas, com súbitas mudanças de direção; - Temperatura: queda acentuada; - Unidade: queda acentuada; - Nuvens: alto cumulus e strato cumulus, seguidas por cumulo nimbos; - Tempo: aguaceiros, acompanhado de granizos e trovoadas; - Visibilidade: má condição temporária seguida de melhoria rápida. Na retaguarda (após): - Pressão atmosférica: elevação lenta e continua; - Ventos: rajadas, e posterior constância;
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 8/ 56 - Temperatura: estável com pequena variação, quase imperceptível ambientalmente; - Nuvens: cumulus e, cumulus-nimbos; - Tempo: chuvas com nuvens baixas com precipitação intensa com passagem rápida; - Visibilidade: muito boa. IV 2 2 3 Frente oclusa: no encontro entre duas frentes, ou seja, uma frente fria alcançando uma frente quente, uma delas é elevada, isto é, o ar quente entre as frentes é elevado da superfície até ocorrer completa oclusão (ver esquema abaixo). A frente oclusa é caracterizada por dois tipos. IV 2 2 3 1 Oclusão fria e quente: IV 3 Sistema de tempo meteorológico Depressão não Frontais IV 3 1 Depressões Térmicas: Resultante de prolongado e intenso aquecimento solar na superfície terrestre solo e ar atmosférico sobrejacente. Devido ao aquecimento, ocorre uma expansão geral do ar e, conseqüentemente, uma ascensão, provocando então a queda da pressão atmosférica ao nível do solo. A ocorrência deste fenômeno não causa mau tempo generalizado, salvo em condições em que o ar atmosférico esteja muito úmido. No deserto quente, as depressões térmicas provocam ventos convectivos seco e quente. Nas latitudes médias as depressões térmicas estão sempre associadas a trovoadas principalmente no verão. São as causadoras da conhecida chuva de verão ou chuvas convectivas localizadas, com grande intensidade e curta duração.
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 9/ 56 São também as causadoras de um problema de drenagem como cheias e enchentes. Na região Sudeste do Brasil mais precisamente no Estado de São Paulo, as chuvas convectivas ocorrem no período vespertino, onde o sentido predominante é de NW para SE. F o r m a ç ã o : 1. Estratos: Nuvens em camadas baixas, cinzenta, bastante uniforme, pouco acima do nível de condensação + 20 metros de altitude ( nuvens baixas) chuviscos. 2. Cúmulos: Nuvens baixas, isoladas ou esparças, densas, forma de torres couve-flor, com base escura média (sombra de base). 3. Estratos Cúmulos: Nuvens baixas, estratificadas, que apresentam revoluções verticais, esbranquiçadas e alongadas, nota-se uma espessura irregular na camada superior, prenunciam uma relativa densidade, com possíveis tendência de chuvisco e garoas. 4. Nimbos Estratos: Nuvem baixa, com base apresentando horizontalização e sombra relativamente escura, dando tendência de breves precipitações bem localizadas. Elas sempre estão associadas a nuvens Estrato Cúmulos e são alongadas. 5. Nimbos: São nuvens densas de altitude em torno de 2,5 Km, localizadas abaixo dos Alto Estratos, são bem escuras devido a espessura superior e provoca chuvas fortes e trovoadas. São as nuvens de descarga de precipitação das convectivas. 6. Cúmulos Nimbos: São nuvens situadas logo acima do Nimbos, que mostram grande espessura vertical, e também se localiza na parte intermediária entre os Nimbos e a Bigorna, logo abaixo do nível de congelamento (10 Km). 7. Cirro Cúmulos: São as nuvens localizadas próximas ao nível de congelamento, na altitude em torno de 10 a 11 Km, mostram aspecto lácteo, dissociadas em flocos (céu encarneirado), carregadas de Gelo. 8. Cirro-Stratos: São nuvens altas, componentes do Topo da Bigorna, nas nuvens espessas, numa altitude entre 10,5 a 11,5 km, não ocultam o sol nem a lua, e às vezes mostram o Halo ( reflexão do espectro). 9. Cirros-Fibratus: São nuvens mais altas, prenunciam mudança de tempo (chuvas), são conhecidas como Rabo de Galo. IV-3-2- Depressão Ar Polar: Desenvolvem-se no ar instável dos pólos. Ocorrem principalmente no inverno, com duração de um a dois dias, trazem chuvas e muita instabilidade.
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 10/ 56 IV-3-3- Depressões de Sotavento: Sotavento são os deslocamentos de ar que atravessam o relevo (figura abaixo), assim como os deslocamento que chegam são chamados de Barlavento. No nordeste Brasileira o Barlavento é chamado de Barravento. 2 Parte Bacia Hidrográfica I - Definição: Trata-se de uma superfície definida topograficamente é drenada por um curso d'água ou um talvegue, tal que toda vazão efluente seja descarregada ou passe por um determinado ponto definido, por outro lado, ou seja, á montante, o limite de uma bacia Hidrográfica é sempre definida e limitada por um divisor de água, mais comumente denominada de Espigão ou Divisor topográfico. II -Tipos de curso D água: II-1- Perenes: Mantém sempre uma vazão no talvegue ou álveo durante o ano todo. NT NF chuvoso NF seco 1 Nível Freático Máximo: Período das Chuvas 2 Nível Freático Mínimo: Período das Estiagens II-2-Intermitentes: Apresenta um fluxo de água sazonal, somente no período chuvoso, onde o nível freático se eleva e passa a contribuir sob forma de afloramento sub-superficial.
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 11/ 56 CHUVAS SECAS NF máx. NF min. II-3-Efemeros: Só apresenta fluxo durante, e logo após as chuvas valetas. III- Características Físicas: III-1- Área de Drenagem A ou S : Determinadas topograficamente ou planimétricamente, acompanhando os Espigões e fechando sempre ortogonalmente às curvas de nível em direção ao ponto do projeto. Ponto do Projeto Trata-se do local definido para avaliar as vazões ou mais precisamente o local da obra a ser executada, como exemplo, pontes, barragens, bocas de lobo, sarjetas e sargetões. III-2- Quanto a forma: III-2-1-Coeficiente de Compacidade Kc Relaciona o perímetro da bacia hidrográfica, com uma circunferência de um circulo de área igual ao da bacia Kc = Circun f erência de Perimetro da Bacia " P" ( Km) um círculo de área igual ao da Bacia Hidrográfi ca ( Km) A = R = 2 π R S = πr A P Kc = π 2πR 2 OBS: Quando o valor de Kc tender a 1 ou aproximar de 1, maior é a probabilidade de ocorrer cheia. O fator de forma da bacia é importante na definição do tempo de concentração. III-2-2- Fator de Forma KF : Relaciona a largura média da bacia com o comprimento Axial da Bacia Hidrográfica. Largura Médiada Bacia " L" Kc = Com priment o Axial da Bacia " L"
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 12/ 56 L = A L onde : A = Área da Bacia ( Km 2 ) Sendo: L = Comprimento Axial ( Km) III-2-3-Densidade de Drenagem Dd : Relaciona o comprimento total dos cursos d água dentro da bacia hidrográfica com a área da bacia hidrográfica. Dd = Comprimento dos Cursos d água ( Km) Área da Bacia ( Km 2 ) LT = Comprimento Total dos Cursos d'água A = Área da Bacia Hidrográfica Dd Lt = Km A III-3-Característica do Relevo de uma bacia: III-3-1- Curva Hipsométrica: Relaciona as áreas localizadas acima ou abaixo das curvas de nível. Exemplo: 1
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 13/ 56 1 2 3 4 5 6 7 Cotas Ponto Área Área Coluna 2 x Médio (Km 2 % % Acum. ) Acum. Coluna 3 502-500 501 1,2 1,2 17,10 17,10 601,20 500-490 495 5,5 6,4 16,30 33,40 2574,00 490-480 485 6,7 13,1 18,40 51,80 3249,50 480-470 475 7,2 20,3 16,2 68,00 3420,00 470-460 465 6,4 26,7 16,1 84,10 2976,00 460-448 464 6,1 32,8 15,9 100,00 2769,40 III-3-2- Declividade do Álveo: A velocidade de um rio, depende da declividade dos canais pluviais onde, quanto maior a declividade, maior é a velocidade. A declividade média, dividindo-se a diferença total de elevações do leito pela extensão total horizontal. 510 S6 500 490 S4 S5 480 470 460 S2 S3 H 450 440 S1 S 1 = H l L L L L L L L L L H de cotas ( MAIS ALTA MAIS BAIXA) 502 448 S1 = = 0,0063 m x 100 = 0,628% 8600 m - A declividade pode ser definida também de maneira que a reta traçada defina áreas iguais acima e abaixo no perfil destacada como S 2.
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 14/ 56 S 3 - Outro índice é o da declividade (S 3 ) que indica o tempo de percurso da água ao longo do perfil longitudinal onde: Distância em Km = li Si III-4-Escoamento Superficial: III-4-1- Generalidades: O escoamento superficial é o fator mais importante do ciclo hidrológico em termos de drenagens. Trata-se da ocorrência e transporte de água na superfície terrestre e esta associado à maioria dos estudos hidrológicos e proteção aos fenômenos catastróficos provocados pelo seu deslocamento, abrangendo desde o excesso de precipitações e suas diretas conseqüências até um dimensionamento preventivo duradouro. III-4-2-Fatores Influentes: III-4-2-1 Fatores Climáticos: - Intensidade: Quanto maior a intensidade, lógico será maior o escoamento superficial; - Duração: Quanto maior a duração, maior o escoamento superficial; - Precipitações Antecedentes: Quanto maior a umidade do solo (saturação) maior o escoamento superficial. III-4-2-2- Fatores fisiográficos: - Área da bacia: quanto maior a área da bacia, maior o escoamento superficial; - Permeabilidade do solo: quanto mais permeável o solo, menor será o escoamento superficial; - Interceptores: obras hidráulicas contidas na bacia, principalmente barragem, diminuem o escoamento superficial, porém, retificações nos meandros dos curso d água aumentam o escoamento superficial; - Vegetação: quanto maior for a presença de vegetação em densidade, menor é o escoamento superficial; - Declividade: quanto maior for a declividade, maior o escoamento superficial. III-5-Grandeza que caracterizam o escoamento superficial: III-5-1- Vazão Q : é a principal grandeza que caracteriza o escoamento e é normalmente expressa em m 3 /s.
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 15/ 56 A quantidade da vazão, está diretamente associada à velocidade de escoamento e na área superficial e a velocidade por sua vez está diretamente ligada proporcionalmente à declividade superficial já a área superficial está associada à forma ou figura da área. Q = S.V ou Q = A.V onde: V=velocidade (m/s) S=A= Área (Km 2 ) ou (hectares) ou (m 2 ) III-5-2-Vazão especifica: É definida como vazão por unidade de área, e serve como comparativo entre bacias. III-5-3-Coeficiente de escoamento superficial C : Também denominado, comumente, como coeficiente de Run-Off e é a relação entre volumes precipitados. " C " = Volume Escoado Volume precipitado Obs.: Os valores de C encontram-se tabelados ou pre-estipulado. Para melhor eficiência, o ideal é adotar conforme características da bacia hidrográfica. III-5-3-1-Quanto ao relevo C R : - Terreno íngreme, com declividade média superior a 30% 0,40. - Terreno montanhoso, com declividade média de 10% a 30% 0,30. - Terreno ondulado, com declividade média de 5% a 10 0,20. - Terreno relativamente plano, com declividade média de 0,1% a 5% 0,10. III-5-3-2-Quanto a infiltração no solo C IS : - Sem cobertura ou sem efeito, com presença de pedras, ou ainda com uma fina camada de solo, com baixa capacidade de infiltração 0,20. - Infiltração lente, solo argiloso, com baixa capacidade de absorção, tipicamente considerado como barro 0,15. - Infiltração normal, com camada argilosa profunda, típicas de região de planícies 0,10. - Infiltração elevada, com camada arenosa profunda, ou mesmo quando se nota que o solo possui grande capacidade de infiltração (seca rapidamente), solo poroso 0,05.
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 16/ 56 III.5.3.3. Cobertura vegetal: C V : - Cobertura esparsa ou mesmo ausente, escassa ou rala 0,20. - Cobertura esparsa a moderada, com cultura nas áreas limpas com cobertura pobre, e menos de 10% de área drenante 0,15. - Cobertura moderada a boa, com 50% em média da área de drenagem com boas pastagens, arvoredos, culturas nas áreas limpas inferiores a 50% da área drenante 0,10. - Cobertura boa e excelente, com cerca de 90% da área drenante de pastagens, arvoredos ou cobertura equivalente 0,05. III.5.3.4. Acumulação superficial C AS ": - Acumulação precária ou negligenciável, com depressão superficiais raras ou poucas, com escoadouro íngreme e pequeno, desprovidos de lagos ou pântanos 0,20. - Acumulação baixa, com pequenos escoadouros bem definidos e privados de lagos e pântanos 0,15. - Acumulação normal, bem considerável nas depressões superficiais, com sistemas drenantes de solos típicos de planícies com lagos e pântanos inferiores a 2% da área de drenagem 0,10. - Acumulação elevada, nas depressões superficiais, com planícies alagadas e grande quantidade de lagos 0,05. III-5-3-4-Classificação da bacia: - Extrema: Quando a soma dos coeficientes, quanto ao relevo + infiltração no solo + cobertura vegetal + acumulação superficial resultar 1,00. - Elevado: Quando a soma dos coeficientes, quanto ao relevo + infiltração no solo + cobertura vegetal + acumulação superficial resultar 0,75. - Normal: Quando a soma dos coeficientes, quanto ao relevo + infiltração no solo + cobertura vegetal + acumulação superficial resultar 0,50. - Baixo: Quando a soma dos coeficientes, quanto ao relevo + infiltração no solo + cobertura vegetal + acumulação superficial resultar 0,25.
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 17/ 56 Obs.: Esta classificação é muito importante no projeto de barragens e essas informações devem ser coletadas e observadas no local, fazendo investigações do subsolo análise do solo, em paralelo com foto-interpretações. Note-se também que numa bacia hidrográfica, principalmente nas grandes, ocorrem variações ou diversificações nos item acima, isso faz com que seja necessário fazer uma média ponderada, diretamente proporcional a área predominante de cada uma dessa características. Ex.: Numa bacia onde em termos de cobertura vegetal, existem setores com cobertura vegetal boa, outro setor com cobertura moderada, e outro com cobertura fraca, devemos medir a área predominante de cada tipo e relacionar com a área total. 1- Área total da bacia hidrográfica = 75 Ha 2- Área com cobertura vegetal boa = 34 Ha C cv1 = 0,05 3- Área com cobertura moderada = 23,5 Ha C cv2 =0,10 4- Área com cobertura fraca = 17,5 Ha C cv3 = 0,20 III-5-3-5-Valores complementares do coeficiente de Run Off: Os dados subseqüentes dos valores de coeficientes de escoamento superficial devem ser cuidadosamente aplicados, os quais são aplicados e utilizados sempre referencialmente a cada tipo de obra e com projeções futuras. Declividades (%) TIPOS DE SOLO Barro Arenoso Barro Argiloso-Arenoso Argiloso Florestas: 0 5 5 10 0,10 0,25 0,30 0,35 0,40 0,50 Pastagens: 0 5 5 10 10 30 0,10 0,15 0,20 0,30 0,35 0,40 0,40 0,55 0,60 Terra cultivada: 0 5 5 10 10 30 0,30 0,40 0,50 Tabela I (Drenagem na Agricultura) 0,50 0,60 0,70 0,60 0,70 0,80 Obs.: Os valores acima estão mais indicados para dimensionamento de canais e para sistematização de terrenos.
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 18/ 56 Os coeficientes subseqüentes são aplicáveis a tormentas (tempestades) de período de retorno de 5 a 10 anos T. Obs.: O período de retorno T de um chuva ou de um pico de cheia está diretamente relacionado com o grau de segurança e proteção no dimensionamento de obras. Descrição da Área Coef. De Run-Off Área comercial: - Residência - Bairros Área residencial: - Residência isolada - Unidades múltiplas (separadas) - Unidades múltiplas (conjuntos) - Lotes acima de 2000 m2 0,70 0,95 0,50 0,70 0,35 050 0,40 060 0,60 0,75 0,30 0,45 Áreas com prédios de apartamentos 0,50 0,70 Área industrial: - Industriais leves (pequenas) - Industriais pesadas (grandes) Parque e cemitérios 0,50 0,80 0,60 0,90 0,10 0,25 Descrição da Área Área de recreação playgronds Pátios ferroviários Área sem melhoramentos Tabela II Método racional Coef. De Run-Off 0,20 0,35 0,20 0,40 0,10 0,30 Obs.: Estes valores são aplicados nos dimensionamentos, utilizando-se o método racional. Uso do solo ou grau de urbanização Valores de Coef. Run-oof Mínimos Máximas Área com urbanização futura (projeção) Totalmente Urbanizada 0,50 0,70 Ares com urbanização Futura (projeção) Parcialmente urbanizada 0,35 0,50 Área com predomínio de plantação, pasto e urbanização recente 0,20 0,35 Tabela III Método Racional (complementar)
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 19/ 56 Características da Superfície Coef. De Run-Off Ruas: - Com pavimentação asfaltica - Com pavimentação de concreto Passeios ( calçadas ) 0,70 0,95 0,80 0,95 0,75 0,85 Telhados 0,75 0,95 Terrenos com capim (solo arenoso): - Pequena declividade (2%) 0,05 0,10 - Declividade média (2% a 7%) 0,10 0,15 - Declividade acentuada (7% ou mais) 0,15 0,20 Terrenos com capim (solo silte arenoso): - Pequena declividade (2%) - Media declividade (2% a 7%) - Acentuada declividade (acima de 7%) Tabela IV Método Racional - Composição III-5-4-Tempo de concentração; tc : 0,15 0,20 0,20 0,25 0,25 0,30 É o tempo de duração da chuva, e deve ser correlacionado com o tempo gasto para a concentração na bacia em estudo, em resumo, trata-se do tempo necessário para que toda área de drenagem passe a contribuir efetivamente na seção ou ponto do projeto. Considera-se a chuva de projeto com intensidade constante ao longo do tempo sabendo que seu valor varia inversamente com a duração. De maneira geral, o tempo de concentração de uma bacia hidrográfica, depende dos seguintes parâmetros. - Área da Bacia; - Comprimento e declividade do canal mais longo (principal); - Comprimento ao longo do curso, principal, desde o centro da bacia até a seção de saída considerada (ponto de projeto); - Forma da bacia; - Declividade média do terreno; - Declividade e comprimento dos afluentes; - Rugosidade do canal; - Tipo de cobrimento vegetal;
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 20/ 56 - Distância entre o ponto de projeto ao espigão divisor topográfico, sendo que as três primeiras características fisiográficas citadas acima são as que mais influenciam no tempo de concentração. O tempo de concentração não é constante para uma dada área, mas sim varia com o tipo de recobrimento vegetal e altura de distribuição da chuva sobre a bacia. Mas, para períodos de retorno superiores a 10 anos, a influência da vegetação pode ser desprezada. Existem fórmulas empíricas e ábacos que fornecem o valor do tempo de concentração em função das características físicas da bacia. - Formulas Empíricas: tc = tc = 4,54 A ( regiões Planas ) " Ventura " A 7,63 ( regiões com Declives ) " Ventura " I Onde: A = Área da bacia hidrográfica (km2) tc = Tempo de concentração (minutos) tc = 345,6 A. I " Pasini i = Declividade média do talvegue i = m/km OBS.: Existem outras formulas para tc, ver adiante. III-5-5-Período de Retorno: T : " A intensidade média da precipitação quer seja obtida diretamente da análise estatística de chuvas em áreas, ou quer seja de valores pontuais, irá sempre depender da freqüência do evento considerado. Deve-se lembrar que se utiliza a precipitação com a finalidade de se obter uma estimativa de pico de vazão no escoadouro (talvegue) de uma bacia hidrográfica. A escolha do período de retorno deve ser feita admitindo-se que o tempo de retorno da precipitação seja o mesmo da cheia que ela provoca. Isto não é exatamente verdadeiro, pois a concorrência de uma grande cheia não depende apenas da ocorrência repetida, ou ser repetida mas sim, das condições em que se encontra uma bacia durante o fenômeno em termos de escoamento superficial (intercepções por falta de limpeza ou manutenção).
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 21/ 56 O período de retorno está sempre relacionado com o grau de segurança que se deseja proporcionar aos bens protegidos (vida humana) e, portanto, relaciona-se diretamente no dimensionamento de obras. A seleção do período de retorno de um evento Chuva de um projeto qualquer requer usualmente um estudo técnico econômico que indique qual o risco do capital aplicado nessas obras. Este risco está associado aos danos provocados por eventos hidrológicos, e deve ser minimizado. Em resumo, período de retorno é o intervalo médio de tempo expresso em anos, onde o evento chuva pode ser igualado ou superado em relação ao numero de observações de pelo menos um vez. III-5-6-Freqüência: É o número de ocorrência de uma dada precipitação no decorrer de um intervalo de tempo fixado. 1 = Período de Re torno F Ex.: Através das altura máximas de chuva de duração de 24 horas, lidas em pluviômetros, são diferentes de chuvas de duração de 24 horas. Os dados subseqüentes são resultados pesquisados de chuvas máximas de duração igual a 24 horas na cidade de São Paulo. A interpretação segundo o conceito de freqüência será: (50,8 mm/h); (54,8 mm/h); (64,7 mm/h). (78,0 mm/h); (65,7 mm/h); (73,1 mm/h). (78,7 mm/h); (69,9 mm/h); (71,7 mm/h). (84,4 mm/h); (82,7 mm/h); (90,2 mm/h). (119,2 mm/h); (124,3 mm/h); (92,2 mm/h). (93,6 mm/h); (140,2 mm/h); (88,1 mm/h). (86,5 mm/h); (84,8 mm/h); (83,0 mm/h). (82,3 mm/h); (82,0 mm/h); (72,7 mm/h). (68,3 mm/h); (65,3 mm/h); (63,2 mm/h). (53,2 mm/h); (53,7 mm/h); (55,7 mm/h).
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 22/ 56 (58,6 mm/h); (60,6 mm/h); (75,5 mm/h). (55 mm/h); (81,3 mm/h); (81,3 mm/h). N de ordem: 1 2 3 4 Precipitação: 140,2 124,3 119,2 93,6 5 6 7 8 9 92,2 90,2 88,1 86,5 84,8 10 11 12 13 14 84,4 83,0 82,7 82,3 82,0 15 16 17 18 19 81,3 81,3 78,7 78,0 75,5 20 21 22 23 24 73,1 72,7 71,7 69,9 68,3 25 26 27 28 29 65,7 65,3 64,7 63,2 60,6 30 31 32 33 34 58,6 55,7 59,0 54,8 53,7 35 36 53,2 50,8 Com: m = numero de ordem n = numero de anos de observação F = freqüência F = P= estimativa probabilística F = m/m (método Califórnia) F = m/(n+1) (método de Kimbal) Ex.: Para m = 20 73 mm de precipitação N = 36 (36 anos observados) M = 20 (dado) F = 20 = 0,556 - F% = 55,6 36 Portanto há uma probabilidade de 55,6% de ocorrer a chuva de 73,1 mm e duração igual a 24 horas ou ser superior pelo menos uma vez, num ano qualquer. T = Período de retorno: T 1 1 = T = T = 1, anos F 0,556 8
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 23/ 56 Obs.: O período de retorno, deve ser sempre utilizado em numero interior. Portanto, para T = 1,8 anos, utiliza-se T = 2 anos Obs.: Para período de retorno bem menores, que o numero de ano de observação o valor encontrado acima de F pode dar uma melhor idéia do valor real de P (probabilidade). - Para m = 6 m =6 h = 90,2 mm F = m F = 6 F = m 36 0,166 T = 1 T = 1 T = 6,02 T = F 0,166 6 anos Assim, sendo, a probabilidade da chuva intensa de duração igual a 24 horas (h = 90,2) ser igualada ou superior pelo menos uma vez num ano qualquer será de 16,6%, então, pode nos adiantar que a segurança do projeto em que podemos contar, de que num ano qualquer não venha ocorrer alturas de chuvas superior ou igual a 90,2 mm será 100% - 16,6 = 83,4% Então, em termos de projeto dizemos que: - Teremos 83,4% de probabilidade de não chover. Resumindo: Exemplo: 1. Com pequenos períodos de retorno, haverá maior risco de ocorrência da chuva de projeto num ano qualquer. Validos para obra de pequeno custo e pequeno alcance de projeto. 2. Com período de retorno maiores o risco de ocorrência da chuva de projeto um ano qualquer será menor. Valido para obra de alto custo e alcance de projeto grande. Adota-se o período de retorno considerando sempre o custo e beneficio prejuízos comunitários. 1. Vida útil da obra = 3 anos Período de retorno = 5 anos
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 24/ 56 Qual a probabilidade de ocorrer uma precipitação que danifique a obra? n n P = 1 (1 T ) P = 1 (1 ) P = probabilidade T = Período de retorno N = n de anos (vida útil) P = 1 (1 1/5 ) 3 = 0,488 Obs.: Para obras de GAP (galerias de águas pluviais) urbanas adota-se T = 10 anos. P = 1/T = P = 1/10 = P = 0,10 Então: - O risco é de 10% (num ano qualquer ); - Segurança é de 90% (num ano qualquer). Exemplo: O vertedor de uma barragem vai ser dimensionado para uma chuva de período de retorno de 100 anos. Qual a probabilidade de que tal chuva venha ocorrer nos próximos 20 ano? P = 1 - (1-1/T) n T = 100 anos N = 20 nos P = 1 -(1-1/100) 20 = 22% Para T = 150 anos? IV- Intensidade das chuvas: IV-1-Definição: Trata-se da medida quantitativa de chuva precipitada sobre uma determinada área num certo período de tempo. Essa quantidade é sempre volumétrica. Convencionalmente, a área é fixada em metros quadrados m 2 e a medida volumétrica é determinada em função da altura acumulada. Exemplo: Uma chuva com intervalo de 10 mm/h. Isso quer dizer que em uma hora precipitou uma altura de 10 mm. 1 T
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 25/ 56 Considera-se que se tivesse um coletor com área de 1 m 2 e a precipitação acumulou uma altura 0,01 m em uma hora, resulta-nos 10 mm/h. Se toda essa água precipitada fosse recolhida e não evaporasse e nem se infiltra-se teríamos em um volume de 0,01 m 3 por m 2 em uma área. IV-2-Medidores: IV-2-1-Pluviômetro: Mede a totalidade da precipitação, através de leitura do nível da água por meio de uma proveta graduada. A precipitação é coletada por um frasco especificado conforme norma, e conforme o esquema abaixo: Foto de um Pluviômetro A leitura é normalmente feita uma vez por dia, logo de manhã 8 horas, 9 horas ou as 7 horas, conforme critério adotado pelo observador ou analista. Sendo assim, todos os dias as 9 horas da manhã, por exemplo, lógico não é possível medir ou detectar a intensidade.
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 26/ 56 IV-2-2-Pluviógrafo: Trata-se de um coletor associado a um registrador que registra um gráfico, a evolução de quantidade volumétrica em nível que cai. Possui um dispositivo de tempo que permite o registro da intensidade em função do tempo, conforme esquematizado abaixo. IV-3-Duração da chuva: É o tempo decorrente entre o cair da primeira gota até a ultima gota, medidas em minutos, horas ou até dias. Tendo-se a duração e intensidade mensuradas, a estimativa volumétrica precipitada em uma bacia é determinada. Obs.: Chuvas forte apresenta curta duração, e chuvas de baixa intensidade fracas são de duração maior.
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 27/ 56 IV-4-Equação de intensidade: IV-4-1-Limeira e região: i 77,56 x T = ( tc + 25) Com: i mm/minuto (intensidade) T anos (período de retorno) tc minutos (tempo de concentração) t aplicar formula de Kirpich (ver adiante) IV-4-2-Campinas: Com: i mm/hora (intensidade) T anos (período de retorno) tc minutos (tempo de concentração) IV-4-3-São Carlos: Com: 0,1726 1,087 xt 2524,9 x T i = ( tc + 20) 1681,8 x T i = ( tc + 16) 0,948xT 0,199 0,936 0, 0056 0,136 0,007 i mm/hora (intensidade) T anos (período de retorno) tc minutos (tempo de concentração) IV-4-4-São Paulo - Capital: 1747,9 x T i = ( tc + 15) Com: 0,181 0,89
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 28/ 56 i mm/hora (intensidade) T anos (período de retorno) tc minutos (tempo de concentração) IV-4-5-Resumo: i = a tc + b onde : - Para T = 05 anos, a = 23 e b = 3,4 T = 10 anos, a = 29 e b = 3,9 T = 15 anos, a = 48 e b = 8,6 T = 30 anos, a = 95 e b = 16,5 V - Métodos de cálculos: V-1-Métodos racionais: É um método aplicável para determinação de vazões de projetos para bacia com área de até 50 hectares V-1-1-Equação racional: Q = C. i.a Com: Q = vazão C = coeficiente de deflúvio Run Off i = intensidade da chuva A = área da bacia - Exemplo aplicativo: Dados: C = 0,5 (coef. De Run Off) t = 20 minutos (tempo de coef.) h = 30 mm (altura da precipitação) A = 0,5 km2 (área da bacia) Resultado: Q =? m 3 /min h 30 mm 1. i = i = i = 1,5 mm tc 20 min min
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 29/ 56 Pode-se apresentar, para melhor efeito de cálculo a seguinte maneira: i = 1,5 x 60 i= 90 mm/hora Sendo assim, tornas-se fácil determinar a vazão de projeto, isto é: Q = 2 0 3,5 x 90 x 0,5 3,6 0,5 x 0,090 m x 500.000,00 m Q = 3600 segundos Q = 6,25 m Vazão de Pr ojeto seg O método racional pressupõe hipóteses: a) Distribuição uniforme da chuva sobre a bacia; Por isso é que a área é limitada no máximo em 50 hectares. b) Constância de precipitação quanto a intensidade; c) O tempo de concentração tc, igual a duração da chuva; d) O coeficiente de RUN-OFF constante para a bacia toda. - O método racional preceitua: a) Período de retorno T em anos onde: S < T < 10 anos, para projetos de galerias de águas pluviais GAP. T=25 anos, para macro drenagem urbana como canais, pontes e bueiros. b) Duração da chuva (t): eqüivale ao tempo de contração (tc) da bacia e para avaliar, no caso de macro drenagem utiliza-se a fórmula de Kirpch. 3 L tc = 57( ) H 0,385 onde : tc = tempo de concentração em minutos. L = extensão do curso d água em Km. H = Desnível entre a cabeceira do rio até o local da obra ponto em metros. Ou pode-se calcular por: L tc = 57( I 2 ) 0,385 onde :
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 30/ 56 tc = tempo de concentração em minutos. L = Extensão do curso d água em Km. I = Declividade do curso d água em metro por mil metros (%). Terminologia Básica Um sistema de drenagem de águas pluviais é composto de uma série de unidades e dispositivos hidráulicos para os quais existe uma terminologia própria e cujos elementos mais freqüentes são conceituados a seguir. Greide - é uma linha do perfil correspondente ao eixo longitudinal da superfície livre da via pública. Guia - também conhecida como meio-fio, é a faixa longitudinal de separação do passeio com o leito viário, constituindo-se geralmente de peças de granito argamassadas. Sarjeta - é o canal longitudinal, em geral triangular, situado entre a guia e a pista de rolamento, destinado a coletar e conduzir as águas de escoamento superficial até os pontos de coleta. Sarjetões - canal de seção triangular situado nos pontos baixos ou nos encontros dos leitos viários das vias públicas, destinados a conectar sarjetas ou encaminhar efluentes destas para os pontos de coleta.
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 31/ 56 Bocas coletoras - também denominadas de bocas de lobo, são estruturas hidráulicas para captação das águas superficiais transportadas pelas sarjetas e sarjetões; em geral situam-se sob o passeio ou sob a sarjeta. Classificação: Dependendo da estrutura, localização ou do funcionamento, as bocas coletoras recebem várias qualificações agrupadas como segue: a) quanto a estrutura da abertura ou entrada: - simples ou lateral; - gradeadas com barras longitudinais, transversais ou mistas(boca de leão); - combinada; - múltipla. b) quanto a localização ao longo das sarjetas: - intermediárias; - de cruzamentos; - de pontos baixos. c) quanto ao funcionamento: - livre; - afogada.
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 32/ 56 Definição: chama-se de depressão um rebaixamento feito na sarjeta junto a entrada da boca coletora, com a finalidade de aumentar a capacidade de captação desta. Escolha do Tipo de Boca Coletora: A indicação do tipo de bola coletora á de essencial importância para a eficiência da drenagem das águas de superfície. Para que esta opção seja correta, deve-se analisar diversos fatores físicos e hidráulicos, tais como ponto de localização, vazão de projeto, declividade transversal e longitudinal da sarjeta e da rua, interferência no tráfego e possibilidades de obstruções. A seguir são citadas, para cada tipo de boca coletora, as situações em que melhor cada uma se adapta. a) Boca coletora lateral: - pontos intermediários em sarjetas com pequena declividade longitudinal ( 1 a 5%); - presença de materiais obstrutivos nas sarjetas; - vias de tráfego intenso e rápido; - montante dos cruzamentos. b) Boca coletora com grelha: - sarjetas com limitação de depressão; - inexistência de materiais obstrutivos; - em pontos intermediários em ruas com alta declividade longitudinal (1 a 10%). c) Combinada: - pontos baixos de ruas; - pontos intermediários da sarjeta com declividade média entre 5 e 10%; - presença de detritos. d) Múltipla: - pontos baixos; - sarjetas com grandes vazões. BOCAS DE LOBO (capacidade de captação = 50 L/s) Planta
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 33/ 56 Corte A/A Figura.1 Corte B/B Obs.: As paredes das Bocas de Lobo devem ser revestidas internas e externamente em argamassa impermeabilizante.
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 34/ 56 Bocas-de-lobo de sarjeta: São as possuidoras de uma abertura, geralmente de forma retangular, ao nível da sarjeta ou num rebaixamento desta, provida de ralo. Para a capacidade máxima de uma boca de lobo o mais importante é a ausência de material retido nos ralos, grelhas, do que as melhores características hidráulicas de que seja possuidora, ou seja, sua limpeza sistemática é indispensável para prevenir o alagamento das ruas. Bocas-de-lobo mistas: Possuem uma abertura no alinhamento do meio fio e outra ao nível da sarjeta. A abertura ao longo do meio-fio fica de fronte da abertura do nível da sarjeta, ambas com o mesmo comprimento, igual ao da boca de lobo. Entretanto, a abertura vertical pode ficar afastada da outra, pode iniciar onde a outra termina ou pode com a outra coincidir parcialmente. Tubulação de limpeza: As tubulações de limpeza permitem a inspeção dos coletores aos quais se conectam, visando promover também a ventilação das redes de esgoto. Estas tubulações permitem, em geral, a lavagem dos coletores por meio de mangueiras de incêndio e a sua desobstrução com o emprego de varas apropriadas. Também denominadas caixas de ralo e bocas coletoras, devem ser entendidas como unidades através das quais as águas de chuva terminam o seu escoamento superficial nas vias públicas para ingressar no sistema de esgoto propriamente dito. Suas características dependem da vazão máxima que vão receber, de serem instaladas ou não junto ao meio-fio, da altura do meio-fio em relação à sarjeta, da declividade longitudinal da rua, de serem destinadas ou não a reter material sólido do esgoto, e de vedar a saída dos gases da rede para a via pública. Bocas-de-lobo de meio-fio: Recebem as águas pluviais através de uma abertura situada ao longo da face vertical do meio-fio. O comprimento da abertura depende da vazão máxima a receber, da altura da lâmina de água na sarjeta ao encontrar a boca de lobo e a depressão na sarjeta ao longo da boca de lobo. Utilizadas exclusivamente para inspeção e limpeza dos condutos e jamais para permitir a formação de jatos de esgoto. Daí o emprego de tubos de queda destinados a dar entrada ao esgoto ao nível do fundo do poço de visita.
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 35/ 56 Para desníveis superiores a 0,75m serão instalados tubos de queda ligando o coletor ao fundo do poço. O desnível mínimo de 0,40m pode ser vencido pela combinação de uma junção de 45 invertida ligada ao coletor e a um joelho de 45 de comunicação com o poço. A ligação da junção com o trecho de montante se fará com uma virola. O bocal superior da junção será ligado por um prolongamento da tubulação à parede do poço, aí mantida aberta para desobstrução eventual. O tubo de queda só deverá ser usado se a diferença de nível entre a chegada da tubulação no poço e o fundo deste for superior a 0,75m. Se a diferença não atingir 0,40m, a tubulação deverá ter a declividade aumentada para que sua extremidade de jusante fique ao nível do fundo do poço. A declividade deverá também ser aumentada se a diferença estiver entre os limites de 0,75 e 0,40m, a fim de ser adotada a solução da junta associada ao joelho. Boca de Leão (capacidade de captação = 150L/s) Planta Figura.2
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 36/ 56 Corte A/A Corte B/B
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 37/ 56 Calhas: As calhas são depressões de seção semicircular feita no fundo dos poços de visita das redes de esgoto sanitário, inexistentes, apenas, naqueles situados nas extremidades de montante dos coletores, não atingidos pelo esgoto. Nos demais poços, a ausência de calhas permitiria o espalhamento do esgoto pelo fundo do poço, o que seria por todos os motivos inconvenientes. Nos poços onde não há junção de tubulações, a calha é única e constitui o prolongamento do coletor. Havendo junção de dois ou mais coletores, as calhas propiciam o encontro do esgoto de ambos para que saia do poço através, apenas, do coletor principal. O fundo do poço de visita deve possuir pequena inclinação em direção à calha ou às calhas. Tampões: A abertura de acesso ao poço de visita, situada ao nível do terreno, é provida de um tampão de ferro fundido, constituído de caixilho e tampa. O caixilho, com diâmetro livre de no mínimo 0,60m, deve-se apoiar no pescoço ou no contorno da abertura excêntrica da laje superior dos poços que tem profundidade até 1,50m. A tampa, de forma circular, encaixa-se perfeitamente no caixilho e, embora preso a ele por uma charneira situada na periferia, tem liberdade de movimento para cima, descrevendo o ângulo máximo de 110 ou 115, suficientes para deixar totalmente livre a abertura de acesso ao interior do poço. Uma laje circular de concreto armado, provida de abertura excêntrica com 0,60m de diâmetro é utilizada para permitir a mudança de diâmetro entre o balão e o pescoço, servindo, ainda, de suporte para este. Deve ser instalada de modo que o centro da abertura se projete sobre o eixo do coletor principal do poço. Para o assentamento das peças é usada argamassa de cimento e areia no traço 1:3, em volume. Degraus de acesso: O acesso ao fundo do poço é feito por uma escada tipo marinheiro, vertical, com degraus equiespaçados de 0,30m, 0,40m ou 0,50m e um mínimo útil de 0,15m de largura por 0,08m de altura (Figura VII.5), os quais vão sendo instalados a medida que se vão assentando os anéis, repousando cada degrau entre dois anéis consecutivos. Esses degraus podem ser de ferro galvanizado, mas como este material sofre desgaste corrosivo com o tempo, é preferível degraus em ligas de alumínio, ferro fundido ou mesmo emprego de escadas portáteis, estas mais viáveis para poços de visita com profundidades inferiores a 3,00 metros, em substituição a escada fixa.
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 38/ 56 Poços para redes pluviais: Modelo de degrau Os poços de visita para redes de esgotos pluviais são mais simples porque normalmente dispensam as calhas e os tubos de queda, já que neles, até certa altura, as águas pluviais podem cair livremente sem maiores inconvenientes. Poços de visita Poço de visita convencional
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 39/ 56 Os poços de visita, utilizados para facilitar a inspeção e limpeza das redes de esgoto, terminam superiormente com um tampão de ferro fundido ao nível da rua e inferiormente com uma laje de concreto à profundidade da tubulação de cota mais baixa dentre as que para eles conduzem o esgoto. Só é permitida uma caixa de ligação entre dois poços de visita consecutivos. O diâmetro mínimo dos coletores varia de autor para autor podendo ser de 0,40m; 0,50m ou 0,60m. Quanto à localização dos poços de visita e ao seu distanciamento mútuo, é recomendado, para as redes de esgoto pluvial o mesmo que para as redes de esgoto sanitário. Pode-se adotar o valor de 60m de afastamento máximo entre dois poços de visita consecutivos. Disposição Construtiva: Um poço de visita convencional possui dois compartimentos distintos que são a chaminé e o balão, construídos de tal forma a permitir fácil entrada e saída do operador e espaço suficiente para este operador executar as manobras necessárias ao desempenho das funções para as que a câmara foi projetada. O balão ou câmara de trabalho é o compartimento principal da estrutura, de secção circular, quadrada ou retangular, onde se realizam todas as manobras internas, manuais ou mecânicas, por ocasião dos serviços de manutenção de cada trecho. Nele se encontram construídas em seu piso, as calhas de concordância entre as secções de entrada dos trechos a montante e de saída. A chaminé, pescoço ou tubo de descida consiste no conduto de ligação entre o balão e a superfície, ou seja, o exterior. Convencionalmente inicia-se num furo excêntrico feito na laje de cobertura do balão e termina na superfície do terreno, fechada por um tampão de ferro fundido. O movimento de entrada e saída dos operadores, é feito através de uma escada de ligas metálicas inoxidáveis, tipo marinheiro afixada degrau em degrau, na parede do poço ou, opcionalmente, através de escadas móveis para poços de pequenas profundidades. As calhas do fundo do poço são dispostas de modo a guiar as correntes líquidas desde as entradas no poço até o início do trecho de jusante do coletor principal que atravessa o poço, e de tal maneira a assegurar um mínimo de turbilhonamento e retenção do material em suspensão, devendo suas arestas superiores ser niveladas com a geratriz superior do trecho de saída. No caso de trechos de coletores chegarem ao PV acima do nível do fundo são necessários cuidados especiais na sua confecção a fim de que haja operacionalidade do poço sem constrangimento do operário encarregado de trabalhar no interior do balão. Para desníveis abaixo de 0,50m não se fazem obrigatórias medidas de precaução, considerando-se a quantidade mínima de respingos e a inexistência de erosão, provocados pela queda do líquido sobre a calha coletora. Para desníveis a partir de 0,50m serão obrigatoriamente instalados os chamados "poços de queda".
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 40/ 56 Tubo de queda: Poço de queda Os coletores que vão ter a um poço de visita podem atingi-lo em cotas distintas, prevalecendo, no entanto, para o fundo do poço a cota menor. A solução que visa a adotar para todas as entradas a cota inferior constitui inconvenientemente de ordem econômica, pois implica o aumento gradativo, de montante para jusante, da profundidade das valas destinadas às tubulações a rebaixar, porque estas invariavelmente devem ser retilíneas entre dois poços de visita. A solução correta consiste em manter as cotas definidas pelo cálculo, o que implica a chegada de alguns condutos em cota acima do fundo do poço de visita. Entretanto, as respectivas aberturas são Degraus de acesso. Os poços de visita são providos de degraus engastados em suas paredes para facilitar o acesso à câmara (balão). Para a confecção dos degraus é comum o emprego de vergalhão de aço de 20 mm, o mesmo usado em armaduras de concreto armado, embora com a desvantagem de serem corroídos no decorrer do tempo, tornando-se perigosos e de pequena duração. Por isso, dão lugar aos degraus feitos em fundições, que são mais resistentes e duradouros. Usam-se também degraus de uma liga de alumínio.
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 41/ 56 Os degraus guardam entre si o afastamento vertical de 0,30 ou 0,40 ou 0,50m. Para evitar o uso de degraus, pode-se utilizar uma escada portátil. Poços de alvenaria: Poço de visita em alvenaria de tijolos Os tijolos maciços de barro cozido ou blocos maciços de concreto simples, assentados em argamassa de cimento e areia, no traço 1:3, são os materiais geralmente utilizados na construção das paredes dos poços de alvenaria. As paredes, com espessura mínima de 0,20m, internamente devem receber revestimento de argamassa alisada a colher, enquanto externamente recebem o mesmo revestimento, ou são apenas chapiscadas. Como elemento intermediário entre o pescoço e o balão é empregada uma laje de concreto armado com abertura circular excêntrica, fundida no local, com espessura mínima de 12 cm, semelhante à utilizada nos poços pré-moldados de concreto. Essa mesma laje de 12 cm é usada para suportar o tampão, se o poço tiver profundidade até 1,50m, caso em que sua câmara sobe até o nível do terreno. Estes poços de visita podem ser cilíndricos ou prismático e devem seguiras seguintes especificações de dimensões. Dimensões dos poços de visita estabelecidas
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 42/ 56 Profundidade (m) Diâmetro d da maior Tubulação (m) Diâmetro do tubo de descida ou pescoço (m) Menor dimensão plana da câmara ou balão Até 1,5 Até 0,3 1,0 1,0 De 1,5 a 2,2 Até 0,3 0,6 1,0 De 0,3 a 0,5 0,6 1,5 Além de 0,5 0,6 (d + 1,0) De 2,2 em diante Até 0,3 0,6 1,0 De 0,3 a 0,5 0,6 1,5 Além de 0,5 0,6 (d + 1,0) São usados poços de visita pré-moldados de concreto e de alvenaria Poços pré-moldados de concreto: As peças pré-moldados apresentam a vantagem de facilitar e acelerar a construção de poços de visita cilíndrica com diâmetro interno de 1,0m, Para o tubo de descida (pescoço) os anéis possuem diâmetro interno de 0,60m e altura de 0,30m ou 0,15m ou 0,08m, neste caso para uso complementar.
H i d r o l o g i a e D r e n a g e m Pág.: 43/ 56 Para o balão devem ser usados anéis com diâmetro interno de 1,0m e altura de 0,30m ou 0,40m. Declividade da rua (m/m) Capacidade de escoamento superficial (L/s) 0,001 60 0,002 90 0,005 150 0,007 160 0,010 200 0,015 250 0,020 280 0,030 340 0,040 400 0,050 450 0,060 500 Alguns autores recomendam um par de bocas-de-lobo por 500 m2 de rua, tolerando, porém, a variação de 300 a 800 m2, recomendam também que não deve haver afastamento maior que 40m entre duas bocas-de-lobo consecutivas. Situação recomendada Situação não recomendada BL...Boca de lobo BLM... Boca de lobo Montante BLJ...Boca de lobo Jusante Situação usual As tubulações conectoras (de ligação), que partem das bocas-de-lobo para alimentar os coletores (galerias), podem terminar num poço de visita, numa caixa de ligação ou em outra