Projetos
Selecionamos alguns pequenos ante-projetos de drenagem, utilizando as fórmulas consagradas de Talbot, Burkli-Ziegler, Racional, Donnan e finalizamos com um projetinho de trincheira filtrante, da Rhodia, com bidim. De todas, a fórmula racional é a mais indicada, embora normalmente, dê uma vazão um pouco exagerada, daí ser recomendada apenas para microbacias.
Fórmula de Talbot
A equação de Talbot pode ser utilizada para uma estimativa preliminar de um bueiro, em obras de menor porte:
S=seção livre do bueiro (m2);
A=área da bacia (ha); e
k=valor tabelado.
| CONFIG.DO TERRENO | k |
|---|---|
| Inclinado, rochoso, com rampa abrupta | 1 |
| Áspero, montanhoso, com rampa suave | 2/3 |
| Irregular, largo em relação ao comprimento | 1/2 |
| Agrícola, ondulado, compr.= 2 a 4 x largura | 1/3 |
| Plano, sem fortes inundações | 1/5 |
Porto, T.F.A., São Paulo, 1992.
Calcular um bueiro para atender uma área agrícola de meio quilômetro quadrado:
1) Cálculo da área:
A=(500m x 500m)/10.000m2=25 ha
2) Seção livre do bueiro:
S=0,183x0,33x25^(3/4)=0,68 m2
3) Diâmetro do bueiro:
D=[(4A)/pi]^2=[(4x0,68)/3,14]^2=0,75 m
Adotar D=800 mm por ser o diâmetro comercial mais próximo.
Fórmula de Burkli-Ziegler
Q=vazão da bacia (m3/s);
A=área a ser drenada (ha);
I=declividade média do terreno (m/km);
i=ppt. média durante a chuva mais forte (cm/h); e
c=coef. médio de escoamento (tabela).
| CONFIG.DO TERRENO | c |
|---|---|
| Áreas densamente construídas | 0,70 a 0,75 |
| Zonas residenciais comuns | 0,50 a 0,65 |
| Zonas suburbanas | 0,30 a 0,45 |
| Campos de cultura | 0,20 a 0,30 |
| Parques e jardins | 0,15 a 0,25 |
Netto,J.M.A.,v.2,6a.ed.,S.Paulo,1977.
Calcular a vazão para drenar uma área agrícola de 25 ha, cuja declividade média é de 0,1 m/km
e precipitação média de 10 cm/h. Adotar para coeficiente de escoamento c=0,25 (tabela).
1) Cálculo da vazão:
Q = 0,022.A.i.c.raiz4(I/A)
Q = 0,022x25x10x0,25x(0,1/25)^(1/4)=0,61 m3/s
2) Cálculo da seção do bueiro:
Fixando V=0,9 m/s teremos A=Q/V ou
A=0,61/0,9=0,68 m2
3) Diâmetro do bueiro:
Q=1,533.D^2,5 (bueiro simples) ou D=(Q/1,533)^(1/2,5)=0,69 m
Adotar D=800 mm por ser o diâmetro comercial mais próximo.
Fórmula Racional
Q=vazão da bacia (m3/s);
C=coef. médio de deflúvio (tabela);
i=ppt.máxima com duração igual ao tempo de concentração da bacia (mm/h);
A=área a ser drenada (ha); e
360=coef.ref.transf.unidades (36 se A em km2).
| COBERT. | DECLIV. | ARENOSO | FRANCO | ARGILOSO |
|---|---|---|---|---|
| floresta | 0 - 5% | 0,10 | 0,30 | 0,40 |
| floresta | 5 - 10% | 0,25 | 0,35 | 0,50 |
| floresta | 10 - 30% | 0,30 | 0,50 | 0,60 |
| pastagem | 0 - 5% | 0,10 | 0,30 | 0,40 |
| pastagem | 5 - 10% | 0,15 | 0,35 | 0,55 |
| pastagem | 10 - 30% | 0,20 | 0,40 | 0,60 |
| cultivo | 0 - 5% | 0,30 | 0,50 | 0,60 |
| cultivo | 5 - 10% | 0,40 | 0,60 | 0,70 |
| cultivo | 10 - 30% | 0,50 | 0,70 | 0,80 |
Universitária da UFRRJ, Seropédica, 1990.
Calcular a vazão máxima a ser drenada de uma área de 25 ha, declividade inferior a 5%, com
solo arenoso, recoberto por pastagens, para uma precipitação máxima de 100 mm/h.
1) Cálculo da vazão:
Q = (C.i.A)/360 = (0,1x100x25)/360 = 0,69 m3/s
2) Diâmetro do bueiro:
Considerando o tubo de concreto (n=0,013) assentado com declividade de 2%, tem-se:
D=[(Q.n)/(0,156.I^0,5)]^0,375
D=[(0,69x0,013)/(0,156x0,02^0,5)]^0,375=0,71 m
Adotar D=800 mm por ser o diâmetro comercial mais próximo.
Fórmula de Donnan
Calcular o espaçamento entre drenos subterrâneos num solo cuja condutividade hidráulica é
K = 0,00926 cm/s, de modo a rebaixar o lençol freático de H=80 cm, no caso de uma chuva de
R=12,7 mm/d.
L = espaçamento entre drenos (m);
K = condutividade hidráulica (m/d);
H = abaixamento do lençol freático (m); e
R = recarga ou chuva máxima (m/d).
K=0,00926x86400s=800cm/d=8m/d
L^2=(4x8x0,8^2)/0,0127=1613
L=raiz(1613)= 40 m
Trincheira Filtrante
Dimensionar o sistema drenante com trincheiras filtrantes num parque gramado retangular,
com 150 m de comprimento e 60 m de largura. O solo é de areia argilosa (coef.permeabilidade ks=10^-4
cm/s). Fixar o comprimento da trincheira em d=30 m; seu espaçamento em L=2,5 m; declividade I=0,005
m/m e material de enchimento, o pedrisco (k=5 cm/s) em vez da brita.
1) Volume unitário infiltrado:
Qs=ks.10^4=10^-4x10^4= 1 cm3/s
2) Espessura do bidim:
e=(Qs.L/2)/(k.I.100)=(1x1,25)/(5x0,005x100)=0,5 cm
Adotar e=5 cm (espessura mínima para o colchão drenante)
3) Área da seção transversal:
A=(Qs.L.d)/(k.i)=(1x2,5x30)/(5x0,01)= 1.500 cm2
Adotar b=50 cm e a=30 cm.
| MATERIAL | K |
|---|---|
| brita 5 | 100 |
| brita 4 | 80 |
| brita 3 | 45 |
| brita 2 | 25 |
| brita 1 | 15 |
| pedrisco | 5 |
| areia grossa | 1 a 0,1 |
| areia fina | 10^-2a10^-4 |
| areia siltosa | 10^-4a10^-5 |
| areia argilosa | 10^-4a10^-6 |
| argila silto-arenosa | 10^-5a10^-7 |
| bidim | 4.10^-1 |
bidim, Rhodia, SP, 1991.
