Quantidade e qualidade das águas pluviais para os créditos do LEED SS6.1-QUANTIDADE SS6.2 –QUALIDADE e BMPs - PowerPoint PPT Presentation

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  1. Quantidade e qualidade das águas pluviais para os créditos do LEEDSS6.1-QUANTIDADE SS6.2 –QUALIDADE e BMPs Engenheiro Plinio Tomaz

  2. Introdução: alguns créditos do LEED

  3. SS 6.1-Quantidade de águas pluviais

  4. SS 6.2- Qualidade das águas pluviais

  5. Triângulo do manejo de águas pluviais

  6. Ciclo hidrológico básicotentamos manter o ciclo hidrológico: voltar ao que existia

  7. Bacia Hidrográfica

  8. Conceito de bacia

  9. Método Racional • Áreas até 3km2 • Q=CIA/360 • Sendo: • Q= vazão de pico (m3/s) • C= coeficiente de runoff (adimensional) • I= intensidade da chuva (mm/h) • A= área da bacia (ha) ≤ 3km2 • LEED: o método escolhido deve ser aceito e reconhecido. • Cálculos feitos por engenheiro civil de preferência

  10. Método do SCS • Método do SCS (Soil Conservation Service) • Publicado em 1976 nos Estados Unidos • Bacias de 2 km2 a 5.000 km2 • Usado nos Estados Unidos • Conceito de hidrograma unitário • Usa o tempo de concentração tc • Precisa da chuva excedente em um intervalo de tempo. • Escolha da duração da chuva: 2h, 6h, 24h • Difícil de ser aplicado para quem não é dedicado ao assunto

  11. Método SCS TR-55 • Publicado em 1976 • 40 há até 65 km2 • Duração da chuva: 24h • Bom para determinar a vazão de pico • Não é muito usado no Brasil • Hietograma de chuva: Tipo I, IA, II e III

  12. Precipitações médias mensais

  13. Erosãoaltera o ecossistema aquático

  14. Impactos devido a impermeabilização do solo: Pesquisas americanas. Não temos pesquisas no Brasil

  15. Pluviômetro: chuvas diárias

  16. Pluviógrafo: precipitação x tempoCaçamba basculante; pluviógrafo de peso e pluviógrafo de flutuador

  17. Curva dos 100 anos

  18. EnchentesPeríodo de retorno de 100anos (Inglaterra: 200anos)

  19. Mapa com a inundação chuva de 100anos

  20. Como calcular a curva dos 100anos? • Primeiro: calcular a vazão de pico na seção escolhida para Tr=100anos. • Segundo: temos a vazão e um perfil da seção no local. • Terceiro: adote uma altura y qualquer e calcular a vazão Q100 calculada usando a equação de Manning. • Q= (1/n) x Ax R (2/3) x S0,5 • A= área molhada (m2) • S= declividade (m/m) • Se Q calculado for igual a Q100 OK, caso contrario aumente ou diminua o valor de y até achar a vazão Q100 calculada. • Quarto: o método é feito por tentativas para cada seção.

  21. Leito menor Tr=1,5 a 2anos Rio Paraguai/Tucci e Gens, 1991 Tr=1,87anos(afastamento 15m (?), Código Florestal)Leito maior Tr=100anos(Enchentes)

  22. Observação: LEED • LEED define para NC, Schools e CS no SS credit 1: • Não há crédito se a área de pré-desenvolvimento estiver 1,50m (5feet) abaixo da cota dos 100 anos. • .

  23. Leed: piso 1,5m acima de Tr=100anos(não há lei e nem normas mundiais) >=1,5 m Tr = 100 anos Eng. Plínio Tomaz

  24. Tempo de concentração • Definição: • Tempo que a partícula de água mais distante chega ao ponto escolhido. Geralmente é calculado em minutos. • Várias fórmulas:

  25. Tc usando tempo de escoamento superficial (método cinemático) • V= K . S 0,5 • Sendo: • V= velocidade média (m/s) • S= declividade média do talvegue (m/m) • K= coeficiente dado pela tabela adiante

  26. Tc usando tempo de escoamento superficial

  27. Tc usando tempo de escoamento superficial • Exemplo: • Calcular o tempo de trânsito de um pasto com 150m e 5% de declividade média; • Da Tabela achamos K=2,13 • V= K . S 0,5 • V= 2,13 . 0,05 0,5 • V=0,48m/s • Tempo de trânsito = L/V = 150m/ 0,48m/s=313s=5,2min

  28. Tc pela fórmula Californiaculvertspractice • Tc= 57 x L 1,155 x/H 0,385 • Sendo: • Tc= tempo de concentração (min) • L= comprimento do talvegue (Km) • H= diferença de cotas entre a saída da bacia e o ponto mais alto do talvegue (m) • Análise: • Áreas rurais maiores que 1km2 • Aconselhado pelo DAEE para pequenas barragens

  29. Tc Federal AviationAgency • É válida para pequenas bacias onde o escoamento superficial sobre o solo predomina. O comprimento, declividade e o coeficiente de runoffsão para o escoamento principal do talvegue. • tc= 0,69 . (1,1– C). L 0,5 . S –0,33 • Sendo: • tc= tempo de concentração (min); • C= coeficiente de runoff do método racional • L= comprimento (m) máximo do talvegue deverá ser de 150m; • S= declividade média (m/m) • Nota: talvegue é o fundo do vale por onde escoa as águas pluviais quando chove ou por onde passa um córrego ou rio. • Usado no Aeroporto Internacional de Guarulhos

  30. Tempo de concentração(entrada) • Urban Storm Drainage Criteria Manual, Denver, Colorado, 1999 (USDM). • Para microdrenagem (áreas até 120ha?) • tc= L / 45 + 10 • Sendo: • tc= tempo de concentração (min) • L= comprimento (m) • Exemplo: • L= 100m • tc= 100/45+10= 12min ( o valor calculado não pode ser maior que 12min) • tc do ponto mais longe até uma boca de lobo

  31. Período de retorno • Período de retorno (Tr) é o período de tempo médio que um determinado evento hidrológico é igualado ou superado pelo menos uma vez. • Tr= 1anos ou 2anos para evitar erosão a jusante ( correto é usar entre 1,5anos e 2,0nos) • Tr= 25anos para enchentes • Tr= 100anos • Período de retorno do Vertedor: • H≤ 5m Tr=100anos • 5<H≤15m Tr=1.000anos • H>15m Tr=10.000anos

  32. Probabilidade (p) e período de retorno (T) • P= 1/T • Exemplo: T=100anos • P= 1/100= 0,01 (1%) • Há 1% de probabilidade em um ano de termos uma chuva superior a aquela que estimamos. • Exemplo: T= 2anos • P= 1/T=½= 0,5 (50%) • Há 50% de probabilidade em um ano de termos chuvas superior a aquela que estimamos

  33. , • Conceito de Impacto Zero • Vazão • infiltração

  34. Teoria do Impacto Zero (invariância hidráulica- Itália)vazão • A vazão de pós-desenvolvimento deverá ser igual a de pré-desenvolvimento. • Pré-desenvolvimento: é o terreno natural sem compactação do solo (estradas, máquinas, pessoas, pisoteio bovino, etc). Consideramos 5% a 12% de área fica impermeabilizada (Plinio) • Nota: • A) existem regiões que adotam a vazão de pré-desenvolvimento por ha. Exemplo: 24 L/sxha • Itália: 20 L/sxha ou 40 L/sxha • Paris 10 L/sxha (350km de canais unitários) e 2 L/sxha (Rio Sena e afluentes) • São Paulo: 25 L/s x ha • B) Existem obras ou canais já construídos que servem como limitador de vazão no pré-desenvolvimento.

  35. Teoria do Impacto Zero (invariância hidráulica- Itália)infiltração • Volume infiltrado no pré-desenvolvimento= Vpré • Volume infiltrado no pós-desenvolvimento =Vpós • Volume de pós= Volume de pré

  36. Balanço hídrico: pré e pós desenvolvimentoTeoria do Impacto ZeroQuantidade

  37. Áreas de inundaçãopré e pós desenvolvimentoQuantidade

  38. Período de retorno de vertedor de barragem

  39. BarramentosPeríodo de retorno Tr para dimensionamento do vertedorDAEE, Instrução DPO 02/2007

  40. Inicio do exemplo 1 • Caso 1 • Opção 1

  41. Exemplo 1 • Dados: • Area= 3ha • Talvegue=L= 260m • Declividade média do talvegue= 0,03m/m (%) • Area impermeável pré= 10% (Nota: AI < 50%) • Area impermeável pós= 60% • Município: Santa Bárbara do Oeste/SP • Opçao 1= vazão de pos= vazão de pre

  42. Coeficiente C= Rv • Rv=0,05+0,009.AI • Pré: AI= 10% • Rv=0,05+ 0,009 x 10= 0,14 • Cpre= 0,14 • Pós= AI= 60% • Rv= 0,05+ 0,009 x 60= 0,59 • Cpos=0,59

  43. Tempo de concentração tc • tc= 0,69 . (1,1– C). L 0,5 . S –0,33 • L=260m • S=0,03m/m • Pré: • Cpre=0,14 • tc pré= 0,69 . (1,1– 0,14). 260 0,5 . 0,03 –0,33 = 34min • Pós: • Cpós=0,59 • tc pós= 0,69 . (1,1– 0,59). 260 0,5 . 0,03 –0,33 = 18min

  44. Intensidade de chuva • 1912,174 x Tr0,141 • I =------------------------ • ( t + 19,154)0,857 • Tr=1ano e Tr=2anos • t=tempo de duração da chuva= tempo de concentração (min)

  45. Intensidade de chuva para Tr=1ano • Tr=1 ano ; t= tcpre= 34min • 1912,174 x 1,000,141 • Ipre (1ano) =------------------------ = 63,5mm/h • ( 34 + 19,154)0,857 • Tr=1 ano ; t= tcpos= 18min • 1912,174 x 1,000,141 • Ipre (1ano) =------------------------ =86,3mm/h • ( 18 + 19,154)0,857

  46. Vazão de pico para Tr=1ano • Tr=1ano • Qpre • C=0,14 I=63,5mm/h A=3ha • Qpre= CIA/360 = 0,14 x 63,5 x 3/360= 0,074m3/s • Volume de preTr=1 ano= 0,075 x34 min x 60= 153 m3 • Qpos • C=0,59 I=86,3mm/h A=3ha • Qpos= CIA/360 = 0,59 x 86,3 x 3/360= 0,424m3/s • Volume de posTr=1 ano= 0,424 x18 min x 60= 458 m3

  47. Dimensionamento pelo método Racional • V= (Qós- Qpré) . Td. 60 • Sendo: • V= volume de detenção (m3) • Qpós= vazão de pós-desenvolvimento (m3/s) • Qpré= vazão de pré-desenvolvimento (m3/s) • Td= tempo de concentração no pós-desenvolvimento (min)

  48. Vazão de pico para Tr=2ano • Tr=2anos • Qpré • C=0,14 I=70,01mm/h A=3ha • Qpre= CIA/360 = 0,14 x 70,01 x 3/360= 0,082m3/s • Volume de preTr=2 ano= 0,082 x34 min x 60= 167 m3 • Qpós • C=0,59x95,17 x 3/360= 0,468m3/s • Volume de posTr=2 ano= 0,468 x18 min x 60= 505 m3