Projecto de Drenagem de Aguas Pluviais

 

PROJECTO DE UM SISTEMA DE DRENAGEM DE ´ AGUAS PLUVIAIS Guifte Samuel B. Ngalo ´ Inst´ıtuto ıtu to Super Su perior ior Politecnico de Songo – ISPS DRENAGEM & SANEAMENTO

3 de Junho de 2019

 

´ Instituto Superior Politecnico de Songo

´ Licenciatura em Engenharia Hidraulica 4o ANO

DRENAGEM DRENA GEM E SANEAMENT SANEAMENTO O

Projecto de um Sistema de Drenagem de ´ Aguas Pluviais

DISCENTE: NGALO, Guifte Samuel B.

DOCENTE: Eng. SOARES SOARES,, Ivaldo Manuel o

Songo, 3 de Junho de 2019

 

´ Curso: Engenharia Hidraulica

DRENAGEM E SANEAMENTO DRENAGEM SANEAMENTO TRABALHO TRAB ALHO FINAL

Sob tema: Ampl mp liac¸ ao ˜  do Sistema de Drenagem de   de  Aguas ´  Pluviais da Vila de Songo – Bairro do Planalto 

Elaborou, estudante do 4o ano: Verificou:  Eng.o SOARES, Ivaldo Manuel Corrigiu:

 

.

Trabalho entregue aos 09 de Abril de 2019 Praz Pr azo o de exe execu cuc c¸ ˜  ao: ate´ 31 de Maio de 2019 Trabalho entregue:

 

Vila de Songo, Abril de 2019

.

 

Copyright   c 2019 Guifte Samuel Bulaque Ngalo



I MPRESSO AOS   3   DE   J UNHO

DE  2019

ˆ o direito, perpetuo ´ ´ os, de arqu O ISPSongo tem e sem limites geogr afic aficos, arquiv ivar ar e pub publica licarr este ˆ ´ de exemplares impressos reproduzidos em papel ou de forma digital, ou compendio atraves ´ de por qualquer outro meio conhecido ou que venha a ser inventado, e de a divulgar atrav es ´ ´ ˜ em objectivos educacionais ou de repositorios cient´ıficos ıficos e de admitir a sua c opia e distribuic¸ ao ˜ nao ˜ comerciais, desde que sejam dados creditos ´ in inve vest stig igac ac¸ ao, aos autores e editores.

 

Conte´udo Copyright

I

 

3

´ Memoria descritiva e justificativa

 

1 Introduc¸ ˜  ao

10

 

11

1.1 Ger Gerali alidad dades es   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

˜ geral do sistema de drenagem   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2 Descric¸ ao

11

Caudai dais s plu pluvia viais is   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3 Cau

13

´ io de con 2 Criter erio concep cepc c¸ ˜  ao e dimensionamento

 

15

grav´´ıticos  ıticos   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1 Colectores grav

15

˜ gerais  Condic¸ oes gerais   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15

´ 2.1.2 .2 Co Colec lector tores es de de  aguas pluviais   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1

15

2.1.1

3 Disposic¸ ˜  oes construtivas

 

17

3. 3.1 1 Co Cond ndut utas as   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

3.2 Asse Assentame ntamento nto de cond condutas utas   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

Caixa xas s de vis visita ita   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3 Cai

18

Caixa xas s de ra ramai mais s  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4 Cai

18

3.5 Sumi Sumidour douros os e sarje sarjetas tas   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18

4 Construc¸ ˜  ao civil

 

19

Montagem agem e desmon desmontage tagem m de estal estaleiro eiro   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1 Mont

19

˜ de estaleiro  4.2 Manutenc¸ ao estaleiro   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

4.3 Le Leva vantame ntamento nto de pav pavimen imentos tos   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

4.4 Mov Movimen imentos tos de terra terras s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

4.5 5 Ma Mant nta a ge geot otˆextil ˆ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.

20

˜ de pavimentos   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.6 Reposic¸ ao

21

˜ das condutas   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.7 Protecc¸ ao

21

4

 

´ Condut duta a e ace acess ss´orios  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.8 Con

21

´ 4.9 9 Ac Aces ess sorios  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.

21

4.10 Caixas de visita  visita   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

4.11 Ramais   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

4.12 Diversos  Diversos   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

II Me Memo mori rial al de calculo ´

 

5 Ca Cauda udall de pr proje ojecto cto

23

 

24

˜  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ao  5.1 Introduc¸ ao

24

˜ em cada sarjeta   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2 Caudais de contribuic contribuic¸ao

24

˜  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tempo de concentrac¸ ao

25

5.2.2 Coefi Coeficien ciente te de esco escoamen amento to   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25

˜  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.3 Intensidade da precipitac¸ ao

25

˜  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3 Exemplo de aplicac¸ ao

26

5.2.1

6 Determinac¸ ˜  ao das dimens ˜  dimens ˜  oes das sarjetas

 

6.1 Dec Decliv livida idades des   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27

˜ do canal   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2 Di 6.2 Dime mens ns˜oes

28

6.2.1

˜ da velocidade de escoamento   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verificac¸ ao

28

6.2.2

˜ do regime de escoamento   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Classificac¸ ao

28

7 Su Sumi mido dour uros os

 

31

˜ do descarregador   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.1 Equac¸ ao

31

˜ da energia   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2 Equac¸ ao

31

8 Ga Gale leri rias as

 

33

ˆ ˜ de escoamento   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.1   Angulo Angul o entr entre e a secc¸ ao

34

˜ da velocidade de escoamento   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2 Veri erificac ficac¸ ao

34

˜ do regime de escoamento nas galerias  8.3 Classificac¸ ao galerias   . . . . . . . . . . . . . . . . .

34

ˆ ´ Referencias Bibliograficas

III

27

 

36

Pec¸ as desenhadas desenhadas e pormenores pormenores construtiv construtivos os

A Pormen ormenores ores da sarje sarjeta ta

 

ormenores ores do sumid sumidour ouro o B Pormen

37 38

  5

 

40

 

ormenores ores do colec colector tor C Pormen

 

D Ca Caixa ixas s de vis visita ita

 

Dispositivos os de sa´ıda ıda E Dispositiv

43  

6

42

46

 

Lista de Figuras ˜ da  area ´ Delimitac ac¸ao de estudo.   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1 Delimit

12

˜ geografia de sub-bacias.  1.2 Representac¸ ao sub-bacias.  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13

´ 1.3 Esqu Esquema ema do sist sistema ema unit unit´ario de drenagem pluvial.   . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

˜ transversal de uma sarjeta.  A.1 Secc¸ ao sarjeta.   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

38

˜ esquematica ´ ˜  . . . . . . . . . . . B.1 Representac¸ ao de um sumidouro sem depressao. ao. 

40

˜ esquematica ´ B.2 Representac¸ ao de uma boca colectora.  colectora.   . . . . . . . . . . . . . . . . .

40

B.3 Sumi Sumidour douro o de lanc lancilil com com sa´ sa´ıda ıda directa.   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

41

˜ esquematica ´ C.1 Representac¸ ao de uma boca colectora.  colectora.   . . . . . . . . . . . . . . . . .

42

˜  a´ rede pluvial enterrada.  D.1 Caixa de ramal de ligac¸ao ao  enterrada.   . . . . . . . . . . . . . . . . . .

43

˜  a´ rede pluvial.   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D.2 Caixa de ramal simples de ligac¸ao ao 

44

˜  a´ rede pluvial.   . . . . . . . . . . . . D.3 Caixa de ramal com queda guiada de ligac¸ao ao 

45

E.1 Bo E.1 Boca ca de sa sa´´ıda ıda directa.   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

46

7

 

Lista de Tabelas Coeficien cientes tes de escoame escoamento nto para para cada sub-bac sub-bacia ia drenante. drenante.   . . . . . . . . . . . . . 1.1 Coefi

13

˜ em cada sub-bacia.   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1 Caudais de contribuic contribuic¸ao

26

˜ das sarjetas e verifica c¸ ao ˜ de velocidade e classificac¸ ao ˜ do regime de 6.1   Dimensoes escoamento.   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30

˜ da boca colectora de cada sarjeta.   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.1 Dime mens ns˜oes 7.1 Di

32

˜ dos diametros ˆ ˆ ˜  . . . . . 8.1 Deter Determinac minac¸ao das galerias e os paramet ametros ros de veri verificac ficac¸ ao. ao. 

35

8

 

Lista de simbolos S´ıımbol m bolo o

Descri Des cric c¸ ˜  ao

Unidade

[m] [mm] [m3 /s] [m1/3 /s] [m2 ] [m]

 Lv  DN  Q K s S   Rh Pm  J   I 

                 

  Largura de valas  ˆ  Di  Di ˆ  ametro nominal      Caudal de projecto  Coeficiente de rugosidade de Manning  ´  a de secc ˜  transversal da sarjeta  Area Are sec c¸ao ´    Raio hidr  hidr ´  aulico  Pe Per  r ´´  ımetro   molhado      Declividade do canal  ˜  Intensid Inte nsidade ade da precipi prec ipitac tac¸ ao 

 A t c  L ∆ H  C  a,  b t  T r   B  H  U  F r  g  H u S   B0  L0  A0  E   D,  D 

                                             

Area ´  drenante da sub-bacia    ˜    Temp empo o de concen con centra trac c¸ao  Maior largura de uma sub-bacia    ´    Diferenc¸a de cotas topogr ´  topogr aficas  Coeficiente de escoamento (Sub-bacia ou descarregado descarregador) r) ˆˆ     Par ametro da curva I-D-F  ˜  de uma prec ˜    Durac¸ ao Du precipit ipitac ac¸ao    Per´ıodo ıodo de retorno  reto rno    Largura da sarjeta  Altura de escoamento escoamento na sarjeta      Velocidade de escoamento  N ´  N umero de Froud    ´  ˜  de gravidade  Acele Ace lera rac c¸ao   Altura uniforme do canal    ´  a de secc ˜  transversal da sarjeta  Area Are sec c¸ao     Largura do sumidouro  Comprimento do sumidouro    ´  a de secc ˜  transversal do sumidouro    Area Are sec c¸ao   Energia de escoamento  ˆ  Di ˆ  Di ametro de uma galeria    ˆ    Angulo de escoamento em uma galeria  Altura uniforma da galeria      Espessur Espessura a de grandes

θ ,  θ 

hu emin



9

   

m [m/m],   % [mm/h]

 

[m2 ] [min]

 

km [m] [ Adimensional ] [ Adimensional ] [min] [ Anos] [m] [m] [m/s] [ Adimensional ] [m/s2 ] [m] [m2 ] [cm] [cm] [m2 ] [m] [m],  [ mm] [ Radinos ] [m] [m]

9  

Parte I Memoria ´ descritiva e justificativa

10  

Cap´ Ca p´ıtu tullo 1 Introduc¸ ˜  ao 1.1 1. 1

Ge Gera rali lida dade des s

˜ refere-se a uma parte individualizada do designado sistema de O presente projecto de execuc execuc¸ao ˜ na cadeira de Drenagem e Saneamento, trata-se do dimensionamento de um sistema avaliac¸ ao ´ de drenagem de  aguas pluviais, em particular no bairro do planalto, vila de Songo, distrito de Cahora-Bassa, conforme ilustra a Figura 1.1 Figura  1.1..

˜ geral dos trac Ser´a´ aproveitada a oportunidade par de se proceder   a` correcc Ser correcc¸ao trac¸ados dos ar˜ aos condicionantes locais (como abastecimento de  agua, ´ ruamentos, tendo em considerac considerac¸ao ´ ´ fornecimento de energia electrica, linhas telefonicas, entre outras), as apresentadas neste projecto ˜ base duma e  unica ´ ´ correspondem  a` soluc soluc¸ao ´ hipotese, dum sistema unitario de pluvial, donde ˜ da seguranc ´ ˜ voltadas  a` ser´a´ realizada a avaliac ser avaliac¸ao seguranc¸a hidraulica funcional e bem como questoes ´ aspectos economicos.

1.2

Descric¸ ˜  ao geral do sistema de drenagem

´ ˜ a topografia dos arruamentos da zona A drenagem de   aguas pluviais tem em considerac considerac¸ao ˜ das   17 sub-bacias drenantes drenantes,, envolvente. Para tal a drenagem superficial ter a´ por base a definic¸ ao ˜ de descarga de jusante, optou-se em conforme mostrado na Figura 1.2 Figura  1.2.. Assim, face as condi c¸ oes ˜ hidraulicas. ´ discretizar discreti zar desta dest a forma para melhor mel hor consi considerar derar as condic¸ oes

O levantamento de dados, foi poss poss´´ıvel ıvel devido ao software   Google Earth , onde procurou-se ´ ˜ contundo, extraiu-se comprimenexplorar no maximo cada uma das ferramentas que este dispoe, ´ ´ ˜ tos de condutas,  areas das sub-bacias, cotas topograficas do terreno, e respectiva delimitac delimitac¸ao

11  

˜ da  ´ Figura Figu ra 1. 1.1: 1: Deli Delimit mitac ac¸ao da  area de estudo. da  area da ´ de estudo cujas coordenadas geograficas ´ sao: ˜   P1  [15 o 36’59,43”S; 32o 46’36,24”E],  P2 [15o 36’50,48”S;32 o 46’28,62”E]; P3 [15o 37’0 37’05,31 5,31”S; ”S; 32o 46’15,68”E], P4 [15o 37’0 37’09,97 9,97”S; ”S; 32o 46’18,52”E],

e  P 5  [15o 37’14,66S”;32o 46’20,40”E].

1.3,, onde as condutas Ser´a´ implantado um sistema de drenagem do tipo ramificado, Figura   1.3 Ser ˜ dispor sempre de um maior diamet ˆ deverao ametro ro no senti sentido do de escoamento escoamento,, ou seja, em trechos a  jusante sempre que convier de cada caixa de visita. De forma geral, a rede sera´ constitu constitu´ıda ıda de sarjetas simples de secc¸ ao ˜ triangular; sumidouro de lancil e/ou sem depress ao, ˜ devendo estes

´ ´ ´ galerias colectoras atraves ´ dos colectores ser responsaveis por escoar a  agua pluvial ate´  as ˜  a´ rede pluvial enterrada, caixas de ramais simples (ser ao ˜ o projectados; caixa de ramal de ligac¸ ao ˆ ponto de convergencia de apenas dois colectores projectados) e caixas de ramais com queda ˜  a` pluvial (deverao ˜ ser implantadas em pontos onde se encontram a junc ˜ de guida de ligac ligac¸ao ao  junc¸ao ˆ colectores projectados.) tres

´ ˜ elevatoria ´ ´ de E tambem, devera´ dispor de uma estac estac¸ao capaz transportar as pluviais atraves ´ uma conduta elevatoria para o manancial ou corpo receptor, que nesta caso, ser a´ sub-bacia mais ´ proxima do riacho de Guto, onde dever a´ presente um dispositivo de sa´ sa´ıda, ıda, conforma ilustra a  E.1.. Figura E.1 Figura

12  

2   5 3

2

6

7

 

9

5

 4

7

 3

Desenhado por Guifte Samuel 

˜ geografia de sub-bacias. Figura Figu ra 1. 1.2: 2: Repr Represen esentac tac¸ ao

1.3 1. 3

Caud Caudai ais s pl pluv uvia iais is

´ ˜ a determinac¸ ao ˜ da intensidade de precipitac¸ ao, ˜ O calculo dos caudais pluviais a drenar pressup oe ˜ Para efeitos de dimensionaque depende do per´ per´ıodo ıodo de retorno, e do tempo de concentrac concentra c¸ao. ˜ m´ınimo mento adoptou-se um per´ıodo ıodo de   10 anos e um tempo de concentrac¸ ao ınimo de  2 , 49 minutos ˜ da chuvada). (t (temp empo o de durac dur ac¸ao

ˆ ˜   a =  797, 38 e  b  = Considerando a curva I-D-F da cidade de Maputo, cujos parametros sao:

−0, 582.

˜ obtem-se ´ ´ E os caudais de dimensionamento para a precipita c¸ ao a pelo metodo racional, tendo em conta o coeficiente de escoamento que  e´ func¸ ao ˜ da ocupac¸ ao ˜ do solo, como zonas urbanizadas com edif´ edi f´ıcios ıcios e de zonas ajardinadas ajar dinadas anexas.

˜ espacial do coeficiente de escoamento para cada sub-bacia A Tabela 1.1 Tabela  1.1,,  apresenta a distribuic¸ ao ˜ do tipo de solo ˜ existente em fun unc c¸ao sol o e construc¸ oes existentes s existe existentes. ntes. Tabela 1.1: Coeficientes de escoamento para cada sub-bacia drenante. Sub-Bacia(s)    1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 16, 17

Run

− O f f    85%

7 6

70% 40%

15

25%

(C )   Oc O cupac¸ ˜  ao do solo    Zonas residencia residencias: s: telhados e coberturas      

Zonas comerciais: periferia Zonas verdes: campos desportivos Zonas verdes verdes:: relva relvados dos em solos pesados

13  

CV

CV

CV

CV

CV

CV

 

CV

CV

CV

CV

CV CV

CV

CV

CV

CV

 

CV

CV

CV

 

CV

 

CV

 

CV

CV

Desenhado por Guifte Samuel 

SIMBOLOGIA

CV