DAEE

5/15/2018 DAEE - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/daee 1/30



2 2 1 Capitulo 2H id ra ulk a d e C an ais ,

T ra v es s ia s e B a rr am e n to s

Es te c ap itu lo re su m e , d e fo rm a p ra tic a, o s c on ce ito s b as ico s d e H id ra ulica re fe re n te s

a o d im en sio na me nto d e pe qu en as o bra s d e ca na liza ca o, tra ve ss ia e ba rra me nto

q ue n ao a pre se nte m co m ple xid ad e.

CANALIZAc;Ao

C an aliza r s ign ifica m od ifica r o u a lte ra r a s eca o e /o u 0 tra cado na tu ra l d e um cu rso

d 'a qu a (rio , r ib eira o, c6 rre go e tc.).

T IPOS DE CANAL lZA~A o A ce u a be rto (ca na is )

D e co nto rn o fe ch ad o (g ale ria s)

S E ~6 ES GEOMETRICAS NORMA LMENTE T ra p ez oid a l

UT IL IZADAS Re tangu la r

Ci rcu lar

REVEST IMENTOSMA IS COMUNS Te rra

E n ro cam e n to (r ac ha o )

P e d ra a r gama s s a d a

Conc re to

Gab iao

T e rra a rm a d a

O s d iagram as e a s ilu s tra coe s da s F igu ra s 8 a 12 apre sen tam va r ie s tipo s de

secoes e d e re ve stim e nto s, o rd en ad os so b 0 a s p ec to e c on 6m ic o .

F ig ura 8 . C an aliza ca o a ce u a be rto . T ipo s d e re ve st im e nto s m a is co m un s.

SDAEE



Capitulo 2 1 2 3H id ra ulk a d e C an ais ,

T ra v es si as e B a rr am e n to s

at) terra

Figura 9. T ip os d e re ve stim e n to s p ara ca na is tra pe zo id ais ,

a2) enrocarnento

a3) gabii io

as) concreto com fundo natural

____ 8<-__ (-

rr---

b " lerqura da base menor

B " larqure da superficie da se~ao rnolhadah " profundidade da lamina d'aqua

f " borda livre

(4) pedra argamassada(om fundo natural

"1a6) concreto

bl) gabiilo

Figura 10. T ipo s d e re ve stim e nto s p ara ca na is re ta ngu la re s (co m fu nd o d e te rra ).'

b2) pedre argamassada

b3) concreto (terra armada)

b " la rgura do canal

h " profundidade da l!imina d'aguaf " borda livre

=

b4) concrete

-'

1 . J h._..--~----"_,

~

-b

s P ro je to s d e ca na liza ca o co m re ve stim en to d o le ito re su lta m e m o bra s s ig nifica tiva me nte m ais d is pe n-

d io sa s q ue a s d e ca na is co m le ito n atu ra l.

SDAEE





Figura 11. C a na liz aca o e m co nto rn o fe ch ad o.

----+-PRE-MOLDADO

(c ) re ta n gu la r; (d ) c ir cu la r

r-+ CONCRETO ~

----+-MOLDADO IN L OC O

( c) r e ta ngu la rCONTORNO FECHADO I--

~ A ~O CORRUGADO

Figura 12. S e~ 6e s d e ca na liz aco es e m co nto rn o fe ch ad o.

c) retangular

H

B

B = largura interna dase\8o

H '" altura interna dasecao

h = profundidade da lamina d'agua

D = diarnetro irrtarno da se~ao

f = borda livre

d) circular

o

SDAEE



Dimensionamento Hidraulico

Para 0 d im en sio na me nto de ca na is fo ram u til iza da s tecn icas con sa grad as ,

e mpre gad as u su alm en te n os pro je tos d e d re nage m urba na , m an ten do -se 0 mesmo

e nfo qu e d o C ap itu lo 1, de ana lisa r ca so s s im ple s com o fo rm a de apre sen ta r os con -

ce i tos bas icos de hidraul ica d e ca na is . T od o 0 e qu ac io na m en to a pre se nta do re fe re -s e

a e scoam en tos em reg im e un ifo rm e e pe rm anen te , val ido q ua n do a s c ar ac te ris tic as

h id ra u lic as (h , Q e V) sao cons ta n te s no tem po (regim e pe rm anen te ) e ao lo ngo do

pe rcu rs o (re gim e u nifo rrn e), co m 0 escoam en to oco rre ndo em condu to s liv re s , n os

qu ais pa rte d o pe rim etro m olha do rn an te rn -se em co nta to com a a tm os fe ra .

• Equa~ao de Manning

._V_=:~_R H _ 2 / _ 3 _ - { l _ i- . . . a l .

onde :

V = v elo cid ad e m e dia (e m m / s )

n = co efic ie nte d e ru go sid ad e d e M an nin g

i = d ecliv id ad e m e dia (e m m / m )

R H = ra io h id ra ulico (em m )

o ra io h id ra ulico e u m a gra nd eza lin ea r ca ra cte ris tica d o e sco am e nto , d efin id a

pe lo quoc ien te da a rea m olhada pe lo pe r i m e tro m olhado da secao d o e s co am en to .

c om :

R H = ra io h id ra ulico (em m )

Am = a rea m olhada (em m 2)P m = pe rim etro m olhado (em m )

A decliv id ade m ed ia (i) d o trecho do cana l em es tudo e 0 q uo cie nte e ntre 0

desn ive l do fu ndo do cana l (d ife ren ca de co ta s de mon t a n te e ju san te - ~h) e 0 seu

compr imen to (L), m ed id o no pla no ho rizon ta l. ~h e L e m m e tro s.

. Ah1=-

L (m/m)

• Equa~ao da Continuidade

onde :

V = v elo cid ad e m e dia (e m m / s )

Am = a rea m olhada (em m 2)

Q = v aza o (e m m 3/ s )

Q=V Am



A co rre nte d e u m cu rso

d 'a qu a flu i d e m o n ta nte

p ar a ju s an te .

SDAEE



26 ICapitulo 2H id ra ulk a d e C an ais ,


D as e qu aco es (6 ) e (8 ), re su lta :

qu e pe rm ite a de te rm ina ca o d e vaz6es (em m 3/ s ) em fun ca o do co e ficie n te de

., M ann ing, do ra io h id rau lico (em rn ), da dec liv id ad e m ed ia (em m / m ) e da a re a

m o lhada (em rn -),

• Rugosidade

A T abe la 3 a presen ta a lgun s va lo re s do co eficie nte de ru gos idad e n pa ra u tili-

za~a o em pro je to s , na s equacoes (6) e (9 ).

Tabela 3. C oe fic ie nte de R ugo sid ade de M ann ing (n ).

REVESTIMENTO n

Te rra 0 ,035

Rachao 0 ,035

Gabiao 0 ,028

Ped ra a rgam assada 0 ,025

A~o co rrugad o 0 ,024

Concre to" 0 ,018

V alo re s s ug erid os p elo D AE E.

Pa ra can a is com pa rte d a se~ao reves t id a e pa rte sem reves tim en to , com o os

casas a 4 e a5 , da F igu ra 9, e bl a b4 , da F igu ra 10 , com fundo em te rra , e nos casas

e m que sao u tilizad os d ife ren te s tipos de re ve stim en to , de te rm in a-se um coe fic ien te

d e ru go sid ad e e qu iv ale nte , a plic an do -s e a e xp re ss ao :

P a .na+ Pb .nb+ ... + Pn . nn

P

o n d e:

neq= c oe fic ie nte d e ru go sid a de e qu iv ale nte

P a ' P b '''. P n = p erfm e tro s m o lh ad os re fe re nte s a os re ve stim e n-

to s d o tipo "a ", "b",... "n "

na, nb '''., nn = rugos idade s re fe ren te s aos d ife ren te s re ve s-

t imen tos

P = Pa+Pb+" '+Pn = s om a t6r io d os pe rfm e tro s m o lh ad os ,

• Velocidade MaximaO s v alo re s d e v elo cid ad es rn axirn as p erm is sfv eis re la tiv as a a lg un s tip os d e re ve s-

tim en to s usado s em cana is es ta o na T abe la 4 .

6 Pa ra can ais re ve st id o s de con cre to bem acaba do , d e tra cad o re ti lfn eo , com aquas lim pas , po de -se ad -

m itir n=0 ,013 . C aso a cana lizacao a pre se nte s ingu la rid ade s, on de houve r a po ss ib ilid ad e de re ten ca o

e/ou de d epo sica o de sed im en to s, deve -s e a do ta r n =0 ,018 o u es tim ar a ru gos id ad e equ iv a le nte (n eq )

p ela e xp re ss ao (1 0).

SDAEE





Tabela 4. L im ite s s up er io re s p ara v elo cid ad es e m ca na ls '.

REVESTIMENTO Vmax (m/s)

Ter ra 1,5

Gabiao 2,5

Ped ra a rg ama s sa d a 3,0

Conc re to 4,0

• Borda Livre

Em cana is abe rtos deve -s e m an te r um a bo rda liv re m in im a que co rre sponda

a 10% da lam ina d 'aqua e s tim ada pa ra a che ia de pro je to , m as nao in fe rio r a 0 ,4

m (f ~ 0 ,1 h , com a cond icao f ~ O ,4m ). Pa ra cana is de con to rn o fe chado deve se r

m an tid a um a bo rda liv re f ~ 0 ,2h (Tabe la 2).

• Geometria das Se~oesMais Comuns

A T abe la 5 a pre se nta e xpre ss 6e s pa ra cakulo d e e le m en to s ca ra cte ris tico s d as

se co es d e can ais d e u tiliza ca o m ais frequ en te com base e m s ua ge om etria .

Tabela 5. E lem en tos h id ra u lico s ca ra cte ris tico s de d ife ren te s tipo s de secoe s

tra n sv e rs a is .

Geom e tr ia da Secao A rea Pe rim e tro Ra io La rgu ra

Mo lhada Mo lhado H id ra u lico Supe rfic ia l

{AJ {PJ (R ) (B )

B (b -imhjh

~b+2hJ1+m'b-rnhlh

b+2h~b-Zrnh

m b

l____j b.h b+2hb • h

b-

bb-s Zho 5~" P I ," ,

T C . D ' T C . D D-- -- ----4 4

8..5","

I h = Q , S 0T C . D ' T C . D D-- -- -- ----8 2 4

U ~ : , ~ ~ ; m ',7662.02 2,6467.0 0,2895.0 ----

7 Os Iim ite s da T abe la 4 sao re com en d a do s com o va lo re s d e re fe re nd a , com ba se em e xpe rie nc ia de

pro je tos .

SDAEE





A lem das secoes q e ome tr ic a s a p re s e n ta d a s , ha ou tro s tipo s com o: de base re -

ta ngu la r co m a b6ba da s em ic ircu la r, fe rra du ra , bo ca e o v6 id e, cu jo s d im e ns io na m en -

to s podem se r enco ntra do s no m anua l Con t ri bu i ra o ao d im en s io nam en to hidreul ico

d os ca na is tra pe zo id ais e ca na is d e co nto rn o fe ch ad o (S AL KAUSKAS, 1 98 1), n o q ua l

s e acham os ca ku lo s h id ra u lico s em reg im e liv re pa ra o s prin cipa is tipo s de secoestra n s ve rsa is u sado s na pra tica , O s rne to do s de ca ku lo ba se iam -se na a plica ca o de

pa ra me tre s e m fo rm a d e ta be la s.

Principios Orientadores para

Projeto e Dimensionamento de Canais

a) T od o pro je to d e o bra h id ra ulica d eve se r pre ce did o d e v is ita a o lo ca l d a im pla nta -

~ ao pa ra re co nhe cim e nto d a a re a. S e po ss iv el, d ev em s er e ntre vis ta do s m o ra do re s

lo ca is pa ra o bte nca o d e in fo rrn aco es s obre o co rre ncia s d e e nche nte s.

b) N a e sco lha d a s eca o-tipo d e pro je to d o ca na l, e m prim e iro lu ga r d ev e-s e co ns id era r

a d is po nib ilid ad e d e fa ixa p ara a s ua im p la nta ca o,

c) E n e c es s a rio v e rifi ca r 0 lim ite de ve lo c id ade pa ra 0 t ipo de re ve s tim en to a se r

e mpre ga do . As v eze s d ev e-s e a de qu ar 0 pe rfil d o le ito d o cana l, re du zin do sua

d e cliv id a de c om 0 e mpre go d e d egra us , a fim d e n ao s er u ltra pa ss ad a a v elo cid ad e

m a xim a pe rm itid a pe lo re ve stim e nto e sco lh id o.

d) C o stu m a-s e a na lis ar v ar ia s a lte rn ativ as , e m pro je to s d e ca na is , e sco lhe nd o-s e n or-

m a lm e nte a m a is e co n6m ica .

e) N o d im e ns io na m en to d e ca na is e m d egra us , s uge re -s e co ns ulta a obra Drenagem

U rb an a - M a nu al d e P ro je to (DAEE/CETESB ,1980) .

f) As o bra s d e ca na liza ca o, e m ge ra l, d ev em se r re aliza da s d e ju sa nte pa ra m on ta nte ,

pe lo fa to de , um a vez conduldas, po ss ib ilita re m a pa ssa ge m d e m a io re s v az6e s

d o qu e n a s itu aca o o rig in al. C as o co ntra rio , p re cip ita co es in te nsa s d ura nte a o bra

po de ra o a gra va r in un da co es e e ro s6e s a ju sa nte .

g) N a e la bo ra ca o d e u m pro je to d e ca na liza ca o d eve m s er a na lisa da s a s co nd ico es d o

e nto rn o d a o bra , pa ra e vita r solucoes lo ca liz ad a s, v e rific an d o-s e o s p os s iv e is e fe i-

to s pro vo ca do s pe la s ua irn pla nta ca o, ta nto a m o nta nte co mo a ju sa nte d o tre cho a

s er re aliza do , co m o, p or e xe m plo , a tra ns fe re nc ia d as v az6e s d e che ia q ue a gra va m

in un da co es a ju sa nte , a e ve ntu al s obre le va ca o d a lin ha d 'a qu a p ro vo ca da po r pe r-

d a de ca rga na en tra da do tre cho cana liza do qu e causa in undacoe s a m on ta n te , ela m in a d 'a qu a d e pro je to co mpa tfv el co m a s p ro fu nd id ad es d o ca na l.

h) Se 0 tre cho de ju san te do cu rs o d 'a qua nao tive r capacid ade pa ra abso rve r a s

vaz6es de enchen te pro je ta da s pa ra a cana liza cao , d e ve -s e in c lu ir n a so lu ca o a

irn pla n ta ca o d e v olu m e s d e re te nc ao d e c he ia s ("p is cin 6e s").

i) Deve -se a na lisa r se a ve lo c id ade m ed ia do e scoam en to no fin al d a cana liza cao e

co m pa tiv el co m 0 ca na l d e ju sa nte . C aso se ja su pe rio r a os lim ite s pe rm iss ive is ,

d e ve m se r pre v is ta s pro te coe s do s ta lu de s e /o u do le ito com en ro cam en to num a

SDAEE



d ete rm in ad a e xte ns ao e , s e n ece ss ario , e stru tu ra s pa ra d is sipa ca o d e e ne rgia (po r

on d e deve ra se r in ic ia da a obra - item "f"), Nao e pra tica co m um pro je ta r ba cia s

d e d is sipa ca o d e e ne rg ia e m ca na is , d ev id o a d ific uld ad e d a lo ca liza ca o d o re ss alto

hid ra ulico , N es se s ca se s, s uge re -s e a irn pla nta ca o d e d egra us pa ra re du zir a d ecli-

v id ad e do ca na l p ro je tad o, co m a co nsequ en ts re duca o da s ve lo cid ad es , co mpa ti-

b iliza nd o-a s co m o s v alo re s pe rm itid os pa ra 0 tre ch o d e ju sa nte .

j) N a a na lis e d e u m tre cho d e ca na liza ca o co m v ar ia s s in gu la rid ad es co m o tra ve ss ia s,

d ife re nte s re ve stim e nto s, e stra ngu la m en to s, v ar ia co es d e s eco es e d e v az6e s, n ao

pe rm itin d o a ana lise com o reg im e un ifo rm e e pe rm anen te , segundo os proced i-

m en to s apre sen ta do s , suge re -se de te rm in a r a lin ha d 'aqua , em reg im e gradua l-

m e nte v ar ia do , co m 0 uso do software "Cliv" - m o de lo d e s irn ula ca o.

I) Du tro ca so com um em es tu do s e pro je tos , e a cana lizacao que desem boca num

recepto r d e m aio r po rte , cu jos n ive is de che ia podem provoca r rem anso na linha

d ' a qu a do tre cho ca na lizad o, re duzind o se ns ive lm en te , com es sa in flu en cia , a ca -

pa cid ad e d e v eicu la ca o d e v az6e s n o ca na l pro je ta do . fre qu en te m en te a a rn plia ca o

da se ca o d o can al na o so lu cio na 0 pro ble m a, ja qu e 0 n iv el d 'a qu a d e ju sa nte e 0

c on d ic io n an te d e p ro je to . S ug ere -s e a n alis ar e ss a s in flu e nd a s u tiliz an d o-s e sof twares

c omo 0 ja c ita d o "Cliv".

m) D r isco a dm itido n o d im en sio na me nto d e u ma o bra h id ra ulica asso cia -s e ao pe rlo -

do de re to rno a se r ado tado e ao tem po de v id a u til p re v is to pa ra 0 emp r eend imen -

to . Na ana lise de risco deve -se le va r em con ta nao s6 0 cu sto d a o bra , m a s ta rn be rn

os cu s to s ta ng ive is e in ta ng ive is pro vocado s po r even to s na tu ra is de pe r lo do de

re to rno s upe rio r a o u tilizad o. En te nd e-se po r cu stos tan give is a re co ns trucao da

obra e as in den iza co es po r pre ju izo s cau sa do s a in fra -es tru tu ra s a ting id as , e ntre

ou tro s. Po r cu stos in ta ngive is en te nd e-se as pa ra lisa co es d os s is tem as v ia rio s e

su as co nse que ncia s, fe rim en to s e m orte d e pe sso as , d es tru icao e ca ta stro fe s a m-

b ie n ta is e tc .

Plantas e Desenhos

Na so lic ita cao de ou to rga , a le rn do s e s tudo s e do d im ens io nam en to com m e-

m oria l d e caku lo da hid ro log ia e da h id ra u lica da obra , d evem se r apre sen tado s , no

m ln im o , o s s egu in te s d es en ho s e pla nta s:

• c an a liz ac ao (tra ca d o q eo rn e tric o):

• s eco es -tipo d o ca na l;

• pe rfil lo ng itu d in a l, con te ndo le ito n a tu ra l, fun do de pro je to , m argens e sque rda e

d ire ita e lin ha d 'a qu a pro je ta da ;

• d e ta lh es ;

• s eco es to po ba tirn etrica s d o ca na l, co m a (s ) s e~a o(6e s) d e pro je to .



C Liv - C on du to s Liv re s.

F un da ca o C e ntro T ecn ol6 -

g ico de H id rau lica - FC TH .

USp ,S a o Pa u lo /SP . Mo d e lo

d e S im u l ac a o, ( ht tp :// www.

fcth . b r lso f twa re I c I iv . htm I ).

SDAEE



30 I Capitulo 2H id ra ulk a d e C an ais ,


TRAVESSIA

T ravess ia s sao es tru tu ra s qu e pe rm item a passagem de um a m argem a o u tra d e um

cu rs o d 'a qu a (o u la go ) a pe ss oa s, a nim a is , v efcu lo s, a qu a, ga s, co m bu stfv eis , e ne rg ia

e le tr ica , te le co rn un ica co es , e ntre o utro s, po r m e io d e po nte s, ca bo s, co nd uto s, tu ne is ,

e tc . A s tra ve ss ia s p od em s er a ere as , in te rm e dia rie s e su bte rra ne as , D en om in a-s e tra -

v es sia a e re a a p as sa ge m s ob re 0 ca na l ac im a do n fve l d 'aqua de p ro je to . A tra vess ia

e subte rra nea qua ndo a pa ssagem se faz a ba ixo do le ito do co rpo d 'aqua , T ra vess ia

inter rnediar ia e a p as sa ge m atraves d o co rpo d 'aqua , en tre 0 n fve l d 'aqu a m axim o de

p ro je to e o le ito . O s prin cip ais tipo s d e tra ve ss ia s estao d e sc rito s n as F ig ura s 13 a 16.

PONTE

F ig ura 1 3. T ra ve ss ia s a ere a s: p on te s, g ale ria s e b ue iro s".

GALERIA

BUEIRO

h'" profundidade da lamina d'aquaf = borda livre

N.A.proj. = nivel d'agua para a enchente de projeto

I I I I I I I I I I I I I I I

8 B ue iro : cond u to usad o pa ra d a r liv re pa ssagem a s agua s d a d ren agem supe rfic ia l so b um a ro do v ia ,

fe rro via , o u q ua lq ue r t ip o d e a te rro (D AE E/C ET ES B, 1 9 80 ).

SDAEE





Figura 14. T r av e ss ia s a e re a s: d u to s .

6

//

:--_~_/~ Canalpro je tado

/~_..-r. __J~ Canalproie~ad;

I

f

IN..A.p[oi ..

Figura 15. Travess i a i n te r rned i a ri a ".

Caboou dutor--------

LeitQ do corpo <l'agua

. .

9 T ra ve ss ia in te rm ed ia ria , ge ra lm en te p ara ca bo s. 0 ca bo o u 0 du to pa ssam so b a su pe rffc ie do co rpo

d 'a qu a e so bre seu le ito . 0 DAEE nao recom en da o u au to r iza tra ves s ia s d es se t ipo em cu rsos d 'a qu a

(r io s), p or se co ns t itu fre m e m o bs ta cu lo s a o e sco am en to e p ela s a lta s ve lo cid ad es d ura nte a s ch eia s.

SDAEE





Figura 1 6.T ra ve ss ia s s ub te rra ne as : d u to s e tu ne l,

Canal Natural

__ --::-_-..} Pop D , V . "

/ //////

\\d.r .. / .\ --=" /

\ /'\ /

-, /" "anal Natura -, / ~

~ ~ ~ \ - - - - - - - - ' \ _ - - - - - - - - - ~ - - - - - - - - - - - - - - - - - - ~ 6

TUNE L

tunel

Canal Natural

r;::iPo~o De Ace!

~ " " " 7 " ' " " " " " 1 ! r - . - _ .

N,Aproj. = nlvel d'aqua para a enchente de projeto

SDAEE



Capitulo 2 1 33H id ra ulk a d e C an ais ,



o d im en sio na me nto h id ra ulico d e tra ve ss ia s d eve se gu ir a s m es ma s te cn ica s

e mpre ga da s pa ra a s ca na liza co es , o u s eja , a na lis e e m re gim e u nifo rm e e pe rm an en te

(ca so s m a is co mu ns ), u til iza nd o-se a s e qu aco es d e M an nin g (6) e d a C on tin uid ad e (8)

pa ra d ete rm in ar a v elo cid ad e m e dia e a va za o d e pro je to . D eve m se r o bs erv ad os ta m-

be rn o s m e sm o s co efic ie nte s d e ru go sid ad e (T abe la 3 ) e a s re str ico es qu an ta a s v elo ci-

d ad es rn axirn as a dm is siv eis pa ra ca na is e m fu nca o d o tipo d e re ve stim e nto (T abe la 5 ).

N e s te G u ia fo c a li za -s e 0 d im e ns io na m en to d e tra ve ss ia s n o n iv el b as ico , co ns i-

d era nd o o s e sco am e nto s e m re gim e liv re . N ao s era o v is to s o s pro ble m as d e h id ra ulica

re la t ivo s a bu e iro s e a s in flu e nc ia s de p ila re s d e pon te s e de a te rro s , e n tre o u tro s .

P ara c on su lta e o rie nta ca o re co m e nd a -s e a p ub lic aca o D rena gem U rba na - M an ua l de

Proje to (DAEE/CETESB ,1980) .

N a d ete rm in aca o d a d ecliv id ad e m ed ia d e pro je to su ge re -se 0 l e van tamen to ,

n o m ln irn o, d e tre s secoes to po ba tirn etrica s lo ca liza d as n o e ix o d a tra ve ss ia , a ju sa nte

e a m on ta n te , equ id is ta n te s de 20 a 50 m etro s .

Principios Orientadores para

a Analise Hidraulica de Travessias

a) N o pro je to d e u m a tra ve ss ia e im po rta nte a na lisa r e v erifica r a s in flu en cia s d eco r-

re n te s de sua irn pla n ta cao , ta n to a m on ta n te com o a ju san te da secao de pro je to .

b) Iu bu la co es (a du to ra d e a qu a e co le to re s d e e sgo to s, po r e xe m plo ) cru za nd o ca na is

po uco a cim a d a la m in a d 'a qu a d e v az6e s n orm a is , qu e fica m su bm e rs as d ura nte a s

c he ia s o bs tr uin d o e p re ju d ic an d o 0 e sco am e n to p ela re du ca o d a c ap ac id ad e h id ra u-

lica d a s e~ ao , co ns titu em s olu ca o n ao re co m en da da pa ra pro je to s d e cana l izacao ,

c) C aso um a tra ve s s ia a ntiga se m os tre in su fic ie n te pa ra a ve icu la cao d e va z6es de

che ia e n ece ss ite d e a rn plia ca o d e su a s eca o d e e sco am en to , re co me nd a-se v eri-

fica r, in ic ia lm e nte , co m o a s a de qu acie s in tro du zid as a fe ta ra o a s che ia s a ju sa nte .

P a ra e v ita r 0 ag ra vam en to de enchen te s a ju san te em fun cao das ade quacoes

pro po sta s, s uge re -s e a irn pla nta ca o d e u m a e stru tu ra d e co ntro le d e v az6e s a m o n-

ta n te da tra ve ss ia , fo rm an do -se , d e s se m odo , um a a rea de re te n cao de che ia s -

"p is cin ao " - co m e fe ito pa ra ju sa nte s em e lha nte a o d a tra ve ss ia e xis te nte .

d) C uid ado s e specia is d e vem se r o bse rvado s n o ca so de a tra ve s s ia o pe ra r com o

bue iro , n o qua l a ca rga nece ssa ria (NA) pa ra ve icu la r a va zao de pro je to nao deve

pro voca r in undaco es na va rzea a m on ta n te , em a rea s de te rce iro s. A lem d is so , 0

a te rro s obre a tu bu la ca o d ev e s er pro je ta do co ns id era nd o-s e qu e fu nc io na ra co m o

u m ba rra me nto d ura nte a s che ia s. R eco m en da -se a in da qu e a sa ld a d o bu eiro se ja

pro teg id a co m en ro cam en to ou ou tro re ve stim en to , d e v id o a s a lta s ve lo c id ade s

que a li o co rre m du ran te a s che ia s , o u en ta o que se ja im pla n ta da um a es tru tu ra de

d is sipa ca o d e e ne rg ia n o lo ca l pa ra im pe dir po ss iv eis e ro s6e s.

SDAEE





e) 0 n ive l d 'a qu a n a tra ves sia re la tivo a che ia de pro je to deve se r com pa tive l com as

co ta s da s m argen s do cana l e da varzea a m on tan te , o u se ja , n a m ed id a d o po ss ive l

a irn plan ta cao d a tra ves sia n ao de ve provo ca r in und aco es a m on tan te .

f) O s n ive is d 'a qua d o can al (n atu ra l o u na o) d eve m se r co mpa tive is , ta nto a m on ta n-

te co mo a ju sa nte , com o s n ive is pro je ta do s e /o u ve r ifica dos pa ra a tra vess ia .

g) B o rd a liv re ( f reeboard) m in im a (Tabe la 2): f=1 0% de h (lam in a d 'aqua pa ra a che ia

de pro je to ) , com f ~ 0 ,4 m (id em a o d escr ito pa ra can ais ).

h) Q ua nd o a s e~a o d a tra ve ss ia nao obedece r a m esm a geom etria d a secao t ransver -

sa l d o can al, de ve -se pre ve r tre chos de transicao na canalizacao, a m on ta n te e a

ju sa nte d a tra ve ss ia .

i) Nos caso s em que a secao d a tra ve ss ia p ro vo ca rnod i f icacoes n a lin ha d'aqua noca na l a m on ta nte , po r pe rd a d e ca rga na e ntrad a, po r e xem plo , re com en da -se a na -

l isar 0 pe rfil da linha d 'aqua com a u tiliza cao , se fo r 0 ca so , d e sof twares c omo 0

"CLiv".

j) O s pro je to s d e tra ve ss ia s d e qu alqu er tipo , aereas ou su bte rra ne as , d eve m le va r e m

co ns ide ra ca o as poss ive is n ece ss id ad es fu tu ras de a rn plia ca o d a se cao do cu rso

d 'aqu a qu e a trav essa m, se ja qua l fo r 0 mo tiv o: c re s cim e n to d a im p er m ea biliz ac ao

da bacia a m on tan te , cana lizacao do cu rso d 'a qua , irnp la n ta cao de aven ida s de

fu nd o d e v ale e tc. S em e ss a a titu de pre ve ntiv a, a o bra d e tra ve ss ia po de ra tra ns fo r-

rn ar-se , em pou co tem po , nu ma seca o de co ntro le pa ra 0 fu tu ro ca na l, d even do se rre co ns tru id a o u a de qu ad a.

I) No caso de pon tes , nao devem se r pro je tada s v iga s com a fa ce in fe rio r aba ixo das

m arge ns d o ca na l, em v ir tud e d a d irn inu ica o d a ca pa cid ade h id ra ulica d a se cao da

tra ves sia . Po r m otivo se me lha nte , se mpre que pos sive l de ve -se e vita r a im plan ta -

~ao de pila res na ca lha do cu rso d 'aqua , R eco m en da -s e u tiliza r v ig as in ve rtid as ,

d eixan do a se cao d o ca na l co mple ta me nte liv re pa ra 0 e sco am e nto d as aquas ,

Plantas e Desenhos

P ara e fe ito d e o uto rga , po r s ern elha nca co m pro je to s d e ca na liza ca o, alern dos

e s tu do s e do d im ens io nam en to , con te ndo m em oria l d e ca lcu lo da h id ro log ia e da

h id ra ulica , d ev em s er a pre se nta da s, n o m ln irn o, a s s egu in te s p la nta s e d es en ho s:

• p la nta da irn plan taca o d a obra de trave ss ia ;

• gaba rito d a tra ve ss ia , n o ca so de trave ss ia s ae re a s , locado na secao na tu ra l d o ca -

n al, o u a s e~ao tran sve rsa l, n o ca so d e bu eiro s e d e d utos (su bte rran eos ):

• pe rfil lo ng itu d in a l (a o lo ngo do e ixo do cu rs o d 'a qua ):

• s eco es to po ba tirn etrica s d o ca na l;

• d eta lhes d e in te resse pa ra a o uto rga .

SDAEE



Ba r r agens , bar ramen to s , o u p ara m en to s s ao e stru tu ra s c on stru fd as tra ns ve rs alm e nte

a os cu rso s d 'a qu a, co m 0 o bje tiv o d e m o dific ar 0 flu xo , p el a n ec es sid ad e d e e le va ca o

d o n fve l e /ou pa ra a cum u la r vo lum es com fina lid ad es com o de rivacao das aquas , con -

tro le d e che ia s, qe ra ca o d e e ne rg ia , n av eqa ca o, la ze r e tc .



BARRAGEM

Figura 17. A lg un s tip os d e b arra m en to s.

CONCRETO GABIAO

,. _ \:~,

.~

-- ·,~1,!~{'

TERRA

Bar ramen t o e todo

m ac ic o c ujo e ix o p ri nc ip al

esteja num plan o qu e

in te rce pte u m c urso

d ' aq ua e r esp ec tiv os

t er re n os m a rg in ai s,

alte ra nd o s ua s c on di co esde e sc oam en to n atu ral,

fo rm an do re se rvato rio d e

aq ua a m on tan te , 0 qual

tem fin alidade u nica o u

mu l tip le ( P o rt ar ia DAEE

717/96).


A na lis a-s e n es te G uia 0 d im e ns io na m en to d as e stru tu ra s h id ra ulica s tfp ica s d e

peque nas ba rra gens , co mo desca rregado r d e fu ndo , ve rte do r de su pe rffcie e bacia de

d iss ipa ca o d e e ne rg ia . E ssa s e stru tu ra s s ao n ece ss arie s po rqu e ga ra nte m a in te gr id a-d e da ob ra , qu and o oco rrem prec ip ita coes in ten sa s , e a rnan u tencao de vaz6es rn l-

n im as pa ra ju sa nte , a tend endo as co nd icoes am bie nta is e as ne ce ss ida des de o utro s

u su a rie s. T a rn be rn s e a na lis a 0 a m orte cim e nto d e o nd as d e che ia p elo s re se rv at6rio s.

N ao sao abo rdada s que st6e s re la tiv a s a es tru tu ra do ba rra me nto , e stab ilid ad e d e ta -

lu de s, filtro s, d re no s, tipo s d e m a te ria l e tc .

S egu in do a o rie nta ca o g era l in icia lm e nte pro po sta , d es ta ca -se 0 d imens iona -

m en to da s e stru tu ra s h id ra ulica s de u ma pequ ena ba rrage m n o n fve l ba sico , com 0 usa

d e p ro ce dim e nto s s im p lific ad os e p ra tic os , a plic av eis e m c as os s em c om p le xid ad e.

SDAEE





So/ei ra l iv r e: p o r s e qu ra n ca ,

n a o s e r ec ome n da , jama is ,

a in s ta la c ao d e c ompor ta s

s o br e a s o le ir a d e v e rt ed o -

r es d e p e qu e n as b a rr ag e ns .E s s e sba rr amen to s s a o

imp la n ta d o s em s e co e s q u e

d e fin em pe qu e n as b a cia s

d e c o nt rib u ic a o, c om che ia s

d e cu rto te m po d e c on ce n-

t ra c ao , o u s e ja , d u ra n te

a s q u ais 0 p ic a d e c he ia

e a t in g id o r a pi damen t e ,

i nv ia b il iz a n d o ope ra co e s

d e c om p orta s p or fa I ta d e

t empo d e r ea c ao . Ale rn

d is s o , pe qu en o s ba rr amen -

to s fo rmam r es e rv a to rio s

c om lim i ta d a c a pa c id a d e

d e amo r te c imen t o .

Q = 4,43 I - l L H3/ 2

Vertedor de Superffcie

Essa im po rtan te e stru tu ra h id rau lica pe rm ite a passa gem das vaz6es do re se r-

v at6 rio p ara 0 le ito na tu ra l a ju san te em ca na l abe r to . E d im e n sio na d a p ara p os sib ili-

ta r 0 e scoa me nto d as va z6es d e che ia s de p ro je to , ap6s 0 a m orte cim e nto (s e h ou ve r)

p elo re se rv at6 rio . D es sa fo rm a , e vita -s e 0 ga lgam en to do rnac ico d a ba rragem pe la

o nda d e che ia , 0 que co mprom ete ria a es ta bilid ade da o bra .

o e xtra va so r d e s up erffc ie o u v erte do r d e s upe rffc ie e um a e s tru tu ra em cana l

a be rto d e se ca o re ta ngu la r re ve stid a. N orm a lm e nte e fo rm ad o po r cana l de a prox i-

r nacao , soleira (in se rid a n o ca na l d o v erte do r), ca lha in clin ad a (U ra pid oU) e bacia de

d iss ipa ca o d e e ne rg ia pa ra 0 encam inha men to do flu xo , em re to rno ao le ito de ju sa n-

te , e m co nd ico es h id ra ulica m en te co nv en ie nte s a tra ve s d o ca na l d e re stitu ica o 10. Sa -

lie nta -se a irnpo r tan cia d e to da a es tru tu ra de desca rga supe rfic ia l aqu i d escrita , po r

p erm itir u m e sco am e nto e fic ie nte e p re vis fv el so bre a s ole ira pro je ta da e po ss ib il ita r

a o ca ud al ve nce r 0 d esn fv el co m a n ece ssa ria d is sipa ca o d a e ne rg ia c in etica ,

• Oescarga pelo Vertedor de Superficie

onde :

Q = vazao sob re a so le ira em m 3/s

iJ = c oe fic ie n te d e d e sc arg a

H = lam ina d 'aqua sobre a so le ira d o ve rtedo r em m

9 = a ce le racao da gra vid ade , d e va lo r igua l a 9 ,81 m /s2

L = la rgu ra do ve rte do r (com pr im en to da so le ira ) em m (F igu ra 18)

C omo , 129= 4,43

po de -se escreve r a equacao (11), na fo rm a ao lado :

(com Q em m 3/s e L e H em m ).

Descarregador de Fundo

E stru tu ra h id ra ulica im po rta nte e in dis pe nsa ve l p ara q ua lq ue r pe qu en a b arra -

g em , 0 d es ca rre ga do r d e fu nd o e u tilizado n a fa se de co ns tru ca o do ba rram en to com o

d es vio p ara 0 escoam en to das vaz6es do cu rso d 'aqu a , Ap6s a irnp lan tacao da ob ra ,

pe rm ite a ope ra ca o do re se rva t6 rio qu ando necessa rio em qua lqu e r n fve l, to rnan -

d o poss fve l a rna nu tencao de vaz6es m fn im as pa ra ju san te . P re fe renc ia lm en te de ve

func ion ar h id ra ulicam en te com o co ndu to liv re , pa ra sequ ran ca da pr6pria es tru tu ra

(F ig u ra 1 9 ).

10 Empequ enasbar ragensa baciade d iss ipacao pode se r subs ti tu f dapo r um pro je t ode cana ldove r t edo r

em degraus que f unc ionem como d i s s ipado r esde ene rg ia r e s t i tu i ndo0 flu x o d a v a za o d e p ro je to em

cond i coes compat fve iscom 0 ca n a l d e ju s a n te (DAEE /CETESB ,980 , cap.VII I -3; CHOW ,1959 , capf tu lo

15-15 . )

SDAEE





Figura 18. T ipo s d e s ole ira s u sa da s n orm a l m e nte

Solei" do va rt..do,

Crista d a '6 ~ r ra

aeservato rior .._l" la rqura do vertedon

portil tipo (rc.ge' (~,,0,4$')

Reservatorio

r

S OL E II\ A E ,P E SS A

t e I.'gur •.do vertedor

{o J v ale re s r na xtr no s ,ugerido, par. 0 cceftclente de de,earga M

Pe rfil Creager : m : : : ; : 0.45

50e i ra E,p""" ; m" 0,3S

Figura 19. D esca rre ga do r de fu nd o d e um a pequ en a ba rra ge m.

MONTANTE JU$ANTE

N.A. rnax.norrnal

em

macko d.eterra

LD

SDAEE



381 Capitulo 2H id ra ulk a d e C an ais ,


• C onduto Livre

P ara a v erifica ca o d a ca pa cid ad e d e e sco am e nto d e v az6e s co m o co nd uto liv re ,

d ev em s er a do ta do s o s co nce ito s d escrito s n o C ap itu lo 2 (paqs, 25 a 27).

Po r e xe mplo , n o ca so d e tu bu la ca o d e co ncre to (se ca o circu la r), d e a plica ca o

m ais com um , pode -se ve r ifica r a va zao m axim a, com o co ndu to liv re , com 0 u so da

equ acao (9 ) e o s d ados da s Tabe la s 3 e 5 :

h = 0,94 0 = lam in a llqu id a que re su lta no m aio r va lo r d e vazao

Am= 0,7662 0 2 = a re a m o lh ad a

R H = 0,2895 0 = r a io h id r a u li co

D = d ia rn etro in te rn o d a tu bu la ca o

D a e qu aca o (9 ), re su lta :

Q - _1 R H 2/3 . . J I Am __ 1_ (0 2895 0)2/3 0 7662 02 - { f- n - 0,018 ' ,

Q - 1 0335308/3_01 _- 1 1 ' " ,\II w [Q em m3/s ; 0 em m; i em rn /rn ]

P a ra u s o p ra tic o, u tiliz an d o 0 coe fic ie n te de ru go s id ade n = 0,018 (concre-

to )!', po de -s e e scre ve r a e qu aca o (13 ) d a s egu in te fo rm a :

Q =18,628 D 8 / 3 II

• C onduto For~ado

D es ca rre ga do re s d e fu nd o, fu nc io na nd o e m ca rga co m o co nd uto fo rca do , p od em

j--s er cla ss ific ad os co m o "tu be s m u ito c urto s" c om d e sc arg a liv re (A ZE VE DO N ET T O,1 99 8,C a p . 5 ):

H

_ . _ _ ._ ._ .~ ._ . - . _ . - . ~ D (interna)

j , l J C ara cte riza ca o (a pro xim ad a) e m fu nca o d a re la ca o L = n D .

Orif fc ios: 0 S; L < 1,5 D

B oca is : 1 ,5 D S; L < 3 D

T ubos m uito cu rto s : 3 D S; L < 500 D

N o pro ce ss o ra pid o d e ca ku lo , a d ete rm in aca o d a va za o d e tu bo s m u ito cu rto s,

s u je ito s a de sca rga liv re , pode se r fe ita com a a ju da da f6rm ula ge ra l d eduz id a pa ra

p eq ue no s o riffc io s e b oc ais :

I e onde :

._------- _ _' Q = v aza o pe lo co nd uto , e m m 3/ s

A = a rea , em m 2, d a se ca o tra ns ve rsa l d o d es ca rre ga do r d e fu nd o, 1t 0 2/4 ,

s e ndo D 0 d ia rn etro in te rn o d o d es ca rre ga do r d e s eca o circular ."

11 Peque nas ba rra ge ns e s uas e stru tu ra s na o recebem rn an uten ca o a de qua da . Po r e ss e m otivo , reco men-

da -se ° u so de v alo re s con se rv ad ores pa ra ° c oe fic ie n te d e r ug os id ad e "n",

SDAEE





9 = a ce le ra ca o d a g ra v id a de : 9 ,8 1 rn/s"

H = c arg a s o bre 0 de sca rregad or d e fu nd o: d ife re nca e ntre a s co ta s do n fv e l

d 'a qu a n o re se rv at6 r io e d o e ixo d a ga le ria

C d = c o efic ie n te d e d e s ca rg a ( C d = 0,6)

o c oe fic ie n te d e d e sc arg a C d d epe nd e d a re la ca o UD . Pa ra o s "tu bo s m u ito

cur tos" , C d d ecre sce co m a e le va ca o d a re la ca o UD.

Suge r e -s e u t il iz a r C d = 0 ,6 , po r s equ ran ca , pa ra va lo re s de UD a te 60 .

Amortecimento de Ondas de Cheia Simplificado

o ob je tiv o d a an alise do a mo rte c im en to d e um a o nd a d e che ia pa ssa nd o pe lo

re se rv a t6 r io d e um a ba rragem e de fin ir a v a zao m axim a (Os max) qu e te ra d e se r v e i-

cu la da pe lo v erte do r (o u e stru tu ra s d e d es ca rga ), pa ra 0 s eu d im e ns io na m en to . C om

e s sa fin a lid a d e u til iz a-s e 0 va lo r d a va za o d e che ia de p ro je to (OE max) d efin id o p ela

H id ro lo gia , v er ifica nd o-s e qu an ta d o v olu m e tra ns po rta do pe la e nche nte d e p ro je to

fica ra a rm a ze na do n o re se rv at6 r io te m po ra ria m en te (F ig ura 2 0).

C on sid ero u-s e qu e a s v az6e s d as che ia s s ao ve icu la da s d o re se rv at6 r io pa ra

ju sa nte a pe na s pe lo v erte do r d e s up erffc ie .

Q u an d o a tin ge m 0 re se rv at6 rio d e u m a ba rra ge m , o s v olu m es tra ns po rta do s

pe l a che ia a um en ta m a qua nt id ad e d e aqua ne le a cu mu la d a, e le va ndo se u n fve l, em

fun ca o, ta rnbe rn , d o con tro le e xe rc id o pe lo ve rte do r. A sa ld a de a qu a pa ra ju san te ,

n o re to rn o a o le ito n a tu ra l d o r io , o co rre ra a tra ve s do ve rte d o r im pla n ta do ju n to do

b a rr am e n to . P o rt an to , 0 v erte do r d ev e s er d im e ns io na do pa ra v ia biliza r a pa ss age md a vazao m ax im a e flu e nte du ra n te a che ia d e pro je to , co m 0 re se rv at6 rio c he ga n do a

s eu n fv el m a xim o max imorum .

Pa ra um de te rm in a do r is co ou pe rfo do de re to rn o (TR ) a s e s tru tu ra s de d e s -

ca rga d ev era o s er s ufic ie nte s pa ra e vita r qu e 0 n fv el d o re se rv at6 rio s e e le ve a cim a

d o N.A.max

max . e sta be le cid o e m pro je to , im p ed in do 0 ve rt im en to po r cim a da cr is ta

d o rn a cic o, 0 que co lo ca r ia em risco ta nto a sequ ra nca d a ba rra ge m com o da s a rea s

a ju s an te .

Hidrograma de Enchente

A re pre se nta ca o q ra fica , tfp ica , d a pa ss age m d e u m a o nd a d e che ia pe la s eca o

d e um rio e m os tra da na F igu ra 20 (q ra fico E ), n a qua l s e po de o bse rv a r a va ria ca o da

va za o n o tem po : u ma su bid a "rap id a" da va zao , a te a tin gir um m ax im o no in s ta nte ta

, com u ma que da m a is le nta , a te re to rn a r a o va lo r d a va zao que o r ig in a lm en te e scoa -

v a pe lo ca na l, n o in sta nte tb (tem po d e ba se = tb - to)'

12 N ao s e re co m en da 0 usa d e tu bos com d iam etro in fe r io r a 0 ,8 m pa ra d esca rrega do res de fun do de

pequ en as ba rrage ns d e te rra , d ev ido a even tua is in spe coe s pa ra ve rificacao da s con dicoe s da ga le ria ,

a le rn d e rn an ute nco es e lim pe za s qu e s e to rn em n ece ssa rie s. D ev e-s e o bse rv ar 0 m e s m o p ro ce d im e n to

p ara ga le ria s d e s e~a o re ta ngu la r o u d e o utro s fo rm ato s.

SDAEE





O s v olum es tra nspo rta dos po r u ma che ia a flu em a o re se rva t6 rio nu m in te rva lo

de tem po (tb) m eno r do que aque le que e sse s m esm os vo lum es de rno ra rao pa ra

pa ssa r pe lo e xtra va so r d a ba rragem e re to rn a r a o le ito n a tu ra l d o cu rs o d 'a qua : ts>

ta e tb 5> t b (F ig u ra 20).

No te -se que a con fiqu ra cao de um hid rogram a e a m esm a de um flu v io gram ade enchen te que apre sen te a va riacao do n fve l d 'a qua no cana l n o tem po . C om o a

cada co ta a tin g id a pe la lam in a que escoa po r um a secao se pode re lac iona r um va lo r

d e va zao (ve r cu rva -cha ve ), a pa rtir d e um flu vio gra ma pod e-se tra ca r 0 h idrograma

co r r esponden te .

Para 0 ca ku lo de am orte cim en to de che ias em rese rv a t6 rio s de ba rragens de

m a io r irn po rta nc ia d ev e-s e u sa r 0 rn eto do ite ra tiv o o u 0 rn e to d o q ra fic o q ue p os sib il i-

ta m a e la bo ra ca o d o hid ro gra m a a m orte cid o.

Curva Cota-Volume

A fim de m e lho r com preende r o s prindp io s do am o rte cim en to de ondas de

che ia s e m re se rv at6 rio s, d ev e-s e a na lis ar 0 co nce ito d e vo lu me d e a mo rte cim en to .

Um a das consequencia s da irn p la n ta cao de um ba rram en to e a fo rm acao de vo lum es

d e acu rnu la ca o, A ca da co ta ou n fve l a tin gido pe lo la go co rres po nde u m va lo r de vo lu -

m e de a qua a rm azen ado , co ntido pe la s va rze as , e nco sta s e pe lo rn ac ico da ba rra ge m.

C om o s d ad os d e co ta s e respe ctivo s va lo re s d e v olu mes to ta is a rm aze nad os , po de -se

tra ca r a cu rva co ta -vo lum e do rese rv at6 rio , co mo m os tra a F igu ra 21.

Hidrograma Triangular

o tra cado de um hid rogram a pode se r s im plificado subs titu indo -se a s cu r-va s ascenden te e de scenden te po r segm en to s de re ta e cons ide ra ndo -se to = zero

e Qb = ze ro . 0 d iagra ma a ss im ge rad o as sum e a fo rm a tria ngu la r (F igu ra 22), com a

ba se s obre pos ta ao e ixo d o tem po .

No usa do Me todo Racio na l (ba cia s a te 2 krn-) , ado ta -se ta = tc ' com tc re -

p resen tando 0 tem po de concen tra cao da bacia , e se es tabe le ce um a re la cao en tre tc

e tb . Nes te Gu ia ado ta -se tb = 3 tc ' um a vez que 0 rn eto do n ao a va lia o u ca lcu la 0

vo lu me d e che ia .

o vo lum e do hid rogram a da che ia que en tra no re se rva t6r io (VE) pode se r

e stim ad o ca lcu lan do -se a a re a d o tr ia nqu lo d efin id o pe lo s po nto s A, C e B (~ACB),

co nfo rm e in dicad o n a F igu ra 22.

Ap lica ndo -se a s im plificaca o d a re prese ntaca o tria ngu la r a os h id ro gra ma s

a flu en te (E ), qu e e ntra n o re se rv at6r io , e e flu en te (5), qu e s ai d o re se rv at6r io , d a F igu -

ra 20 , obtern-se 0 q ra fico d a F ig ura 23 .

C om o cita do an te s , cons ide ra -se a du ra cao da chuva crftica igua l a o tem po

d e co nce ntra cao d a bacia (t.). Anal isando-se 0 h id ro gra m a d a F igu ra 22 , 0 ins tan te

tc e aque le em que to da a a rea da bacia es ta con tribu in do pa ra a vazao da secao em

e stu do . A p6s ta « , = t.). co m 0 te rrn in o d a pre cip itaca o e 0 e s co ame n to s u pe r fi cia l

co ntinu an do d ura nte de te rm ina do te mpo , a cu rva d e vaz6e s pa ssa a se r d esce nd en te ,

d enom inando -se , e n tre o s m om en tos tc e tb , de cu rva de recessao do escoam en to

superf ic ial .

SDAEE





Figura 20. H id ro gra ma s (a flu en te e e flu en te ) tip ico s d e u ma che ia pa ssa nd o po r u m re se rva t6 r io qu e pe rm ite m a

o bse rv aca o d o e fe ito d o a rm aze na me nto n o p ico d a che ia . H ip6 te se a dm itid a: n o in fc io da pre cip ita ca o 0 NA do

re se rva t6 r io co in cid ia co m a co ta d a cr is ta d a so le ira d o ve rte do r.

~ ~I crista da barragem

Vazao a~~ente (OE) ,

-----'--'-------------;V"'o<tI.'a"'e'a"'m"'''''o'"'rt'''ec''"I''m''"e''''nroa.,.-e'''c''''e"'Ia,.--------r~vazao e f l uen t s;:a,. (Os )

reservat6rio

barragem

®Qt : Q

.-- ' E m a_x

ab

Q

~ as max®

~~-~------~-------i.

I

vazao (a). . .

a - ~ - - - · - · - -Emax ,

50breposi9ao dos do t s hidrogramas acima

hidrograma afluente (E l/

volume retido no reservalorio (V R)

hidrograma efluente (5)

abL__~ ~ ~ ~ ~ •

ia is fb tbS tempo (I )

to = infcio da passagem da onda de cheia

Hidrograma das vazoes Que

entrarn no reservatorto (E):I e - 1 0 = tempo de ascensao

Ib - 10 '" tempo de base

Is - la = defasagem des picas

Hidrograma das vazoes Que

saern do reservatorio (5):

Is- 't o = tempo de ascenseo

IbS - Ie = tempo de base

ab= vazao de base do CUJSO d'agua

QE max = vazao maxima que entra no

reservat6rio (pica da enchente afluenle)

Os max " vazao maxima que sai do

reservat6r io ap6s 0 amortecimento

SDAEE



4 2 1 Capitulo 2H id ra ulk a d e C an ais,

T r av es si as e Ba rr ame n to s

Figura 21. C urva co ta -vo lu me d e res e rva t6 r io fo rm ad o po r u m pe qu en o ba rra me nto . 0 n fve l no rm a l fo i a do ta do

ig ua l a o d a s ole ira liv re d o v erte do r d e s up erffc ie . 0 n fv e l m a x im o ma x i m o r um (N .A.maxmax) r es u lt a d o am o r te c im e n -

to d a che ia d e pro je to pe lo re se rva t6 r io e d a ca pa cid ad e hidraul ica d o v erte d or d e s up erffc ie .

cota

h,

h ,

crista da barra em

__ L _

I

I

I

I

I

I

I

I

I

barraqern

v, V, volume

N.A. rnax .max . > n lve l d'aqua ma x i m om a x i m o r um

V R:= V 2 - V , = vo lum e de am o rte c im en to d e che la

Figura 22. R ep re se nta ca o tr ia ng ula r d e u m h id ro gra m a d e e nc he nte .

vazao (Q)

V E = volume do hidrograma que entra no reservat6rio:

corresponde ao valor da area do trianqulo ACB

C

QEm ' x

®

A

to t,

B

tb tempo (t)

to = zero (considerado)

ta = tempo de ascensao, No Metodo Racional ta = t, (tempo de concentracao da bacia)

tb = tempo de base

tb - t, = tempo de recessao

SDAEE





Figura 23. R ep re se nta ca o tr ia ngu la r d os h id ro gra m as d e u m a che ia pa ss an do po r u m re se rv at6 r io : 0 qu e e ntra

n o re se rv at6 r io (a flu en te ), d efin id o pe lo s s egm e nto s AC e C B , e 0 q ue s ai d o re se rv at6 r io (e flu en te ), d efin id o p elo s

s egm e nto s A D e D E. H ip6 te se a do ta da : n o in fc io d a a flu en cia d a che ia , 0 n fv el d 'a qu a n o re se rv at6 r io e nco ntra -s e n a

m e sm a co ta d a so le ira d o v erte do r.

vazao (Q)

Q E m',x- ----- ------

E

t,

QE = vazao de enchente que entra no reservator!o (hidrograma ACS)

Q s = vazao que sal do rese rvat6rio palo extravasor (hidrograma ADE )

D a a na lis e d os d o is h id ro gra m as d e e nche nte d a F igu ra 23 , te m -s e:

• in s ta nte in ic ia l: to = z e ro ( co n s id e r ad o )

• h id ro gra m a a flu en te d efin id o pe lo s s egm e nto s d e re ta AC (a sc en d en te ) e CB ( des -

cen de nte ); v a lo r m ax im o da va za o d e en chen te qu e e ntra n o re se rv a t6 r io , O E m a x '

o co rre nd o n o in sta nte tc

• h id ro gra m a e flu en te d efin id o pe lo s s egm e nto s d e re ta AD (a s ce n d en te ) e DE ( des -

cen de n te ); v a lo r m ax im o da vaza o qu e sa i pe lo ve rte rd o r, Q, m a x ' o co rre nd o n o

in sta n te ts

• v o lum e to ta l qu e e n tra n o re se rv a t6 r io , VE, no pe rfo do to a tb , com va lo r igua l a o

vo lum e to ta l qu e sa i pe lo ve rte do r (V 5) n o pe rfo do to a tb 5: V E = V 5

• v o lum e to ta l d a e nche n te co rre spo nd en do ao va lo r d a a re a do tria nqu lo fo rm ado

pe lo e ixo d o te m po e pe lo s s egm e nto s a sce nd en te e d es ce nd en te (A C e CB o u AD

e DE ).

A pa rtir d as ca ra cte rfs tica s qe om e tr ica s d os tr ia nqu lo s d a F ig ura 23 p od e-s e pro ce de r

a o segu in te d e se n vo lv im e n to : 0' E • tb

Volume total que entra : VE= A rea .6.A CB = max·

2

Volume total que sai :Vs =

C om o VE

= v., en t a o ,

A rea .6 .ACB = .6 .ADE

A rea .6.ADEOs max· tbs

2

SDAEE





C om o n a o s e c o nh e ce 0va lo r d e tb s ' u tiliz am - se a s p ro prie d ad es d os tr ia nq ulo s

pa ra a de te rrn ina ca o de Q s max'

P ela ig ua ld ad e d as a re as d os tr ia nqu lo s a cim a d em o ns tra da ,

Area ~ACB = ~ADE,

e s en do 0~ADB pa rte com po nen te d os dois,o u s eja ,

Area ~ACB = Area ~ACD + Area ~ADB = VE

Area ~ADE = Area ~DBE + Area ~ADB = V s'

c on clu i-s e q ue

Area ~ACD = Area ~DB E

o vo lum e d e rese rvacao ou d e am ortec im en to 1 3 (VR ) cor responde a a rea do

t r i anqu lo ACD:

VR

= Area ~ACD

C om o 0 vo l ume (Vs ' ) cor responden te a a rea do ~ADB e pa rte do vo lu me to ta lq ue e ntra , V E ' t em-se

VE= VR+ V s'

Po d e-s e , e n t a o, c a lc u la r 0 v alo r d e O s m a x p or m e io d os e le m en to s q eo rn etr ico s

d o tr ia n qu lo ACB.

D a hid ro log ia , te m-se os va lo re s de

tc = tem po d e co ncen tracao d a bacia

e

O E m a x = va za o da che ia de pro je to

Dete rmina-se ,tb = 3 tc

e

VE

= QEm ax . tb

2

P or m e io d a cu rv a co ta -v olu m e d o re se rv at6 rio , d ete rm in a-s e 0 vo lum e de re -

se rvacao (V R)' con fo rm e m os tra a Figu ra 21 : V R = V 2 - V 1 ' onde V 1 e 0 vo lu me acu -

m u la do n o re se rv at6rio p ara 0 n lve l d 'aqu a no rm a l (no caso , a co ta d a cris ta da so le ira

d o ve rte do r) e V 2' 0 vo lum e acum u lad o pa ra 0 n lv el m a xim o max imorum .

C om a igu ald ad e

VE= V

R

+ V

s'

de te rmina-se

VS'=VE-V R

e , c om

Vs' = Area ~ADB = QSm ax . t b

e po ss lve l ca lcu la r 2

Q 2 .Vs 'Smax = - - -

tb

13V olu me co mp re en did o e ntre 0 n fv e l d 'a qua no rm al (co ta d a cris ta do ve rtedo r) e 0 max imo max imo -

r um .

SDAEE





Dessa fo rm a, pe la a na lis e do am orte cim en to da o nd a d e che ia de p ro je to ao

p as sa r p elo re se rv at6 rio , u til iza nd o-s e a s irn plifica ca o d os h id ro gra m as tria ng ula re s

d a F igu ra 23 e 0 va lo r d o vo lum e d e re se rv a ca o (ou d e am orte c im en to de che ia )

d is po niv el, d ete rm in a-s e a v aza o m a xim a e flu en te , Q, max ' q ue d ev era s er v eicu la da

atraves d o v e rte d o r.

Dimensionamento do Vertedor de Superffcie

Ap6s a de te rm in a cao d o va lo r d e Qs

max ' com a e qu acao de d esca rga d o ve r-

t ed o r (1 2) v e rif ic a-s e 0 co mprim en to d e so le ira que se ra ne ce s sa r io pa ra ve icu la r a

v a za o m a xim a d e flu e nte :

Q = 4,43 IJ L H3/2

c om :

Q = Qs m ax (m3/s)

iJ = co efic ie nte d e d es ca rg a d o v erte do r [0 ,3 5, pa ra s ole ira e spe ss a e 0 ,4 5, p aras ole ira tipo C re age r, po r e xe rn plo ] (v er F ig ura 18 )

H = c arg a s o bre a s ole ira (m ); s im p lifica d am e n te , 0 va lo r d a d ife re n ca e ntre a

co ta d o n iv e l d 'a qu a m ax im o max imorum d o re se rv at6 r io e a co ta d a s ole ira

L = co m prim e nto d a s ole ira (m )

D a e qu a ca o a cim a , tira -s e 0 va lo r d e

L = QSmax

4,43 IJ H3/2

Bacias de Dissipa~ao de Energia

E ss as e stru tu ra s h id ra u lic as s ao p ro je ta d as a ju sa n te d e tre ch os d e c an a is , d u to s

o u ga le ria s co m d ecliv id ad es a ce ntu ad as o nd e a s a lta s v elo cid ad es o ca sio na m e ro sa o

e in sta bilid ad e n o e sco am e nto n o e nco ntro co m tre cho s d e m e no r d ec liv id ad e.

A irn p la n ta ca o de um a ba rragem , po r e xem plo , c r ia um de sn iv e l e n tre a s su -

pe rfic ie s d o re se rv at6 r io e d o cu rso d 'a qu a n o tre cho d e ju sa nte . A s d es ca rga s atraves

d o ve rte do r te rn qu e u ltra pa ssa r e s se d esn iv e l pa ra re to rn a r a o le ito d o cu rso d ' aqu a

a ju san te . Se na o fo r u til iza d o um tre cho com fo rte in clin a ca o ou com d eg rau s , d e

m od o a ven ce r 0 d es niv el n um a cu rta d is ta nc ia , s era n ece ss ar io e ste nd er 0 ca na l d e

re st itu ica o d o v erte do r po r ce nte na s d e m e tro s, bu sca nd o u m pe rfil e m co nfo rm id ad e

com 0 r e le v o n a tu r a l.

B on s re su lta do s s ao o btid os co m a irn pla nta ca o d e u m a ca lha in clin ad a ("ra pi-

d o"), o u tre cho com de cliv id ad e ace ntu a da , n o fim do qua l 0 e s co am e n to a p re s e nta ra

v elo cid ad es e xtre m a m e nte a lta s, o u m u ita e ne rg ia in erc ia l. C om o a co nd ica o to rre n-

c ia l po de pro vo ca r e ro sao , po nd o em ris co a se qu ran ca da ba rragem , e necessa r i o

d is sipa r e ss a e ne rg ia . U m a d as fo rm a s e a tra v es d e u m re ss a lto h id ra u lic o, lo ca liza d o

n um a bac ia d e d is s ipa cao de e ne rg ia , re s titu in do -se a s a qu as pa ra ju sa nte do m od o

m a is tra n qu ilo p os siv el.

SDAEE





F _ _ V_

- J 9 Y

o fe no rn en o do re ssa lto h id ra ulico e pro vocad o pe la a gita ~ao ou o nd a e sta -

c io n ar ia fo rm ada pe la a lte ra cao bru sca da ve lo c id a de d o ca ud al, co m rn ud an ca do

re gim e d e e sc oa m e nto d e s up erc rit ic o (to rre n cia l) p ara s u bc rit ic o (flu v ia l).

Numero de Froude

o N urn ero d e F ro ud e (F ) e xp r im e a re la ca o e ntre a s fo rca s in erc ia is e a s fo rca s

g ra v it ac io n a is , r e pr e se n ta n d o 0 e fe ito d a g ra vid ad e s ob re 0 e sta do d o e sco am e nto :

o nd e v e a ve lo c id ad e m ed ia , ye a p ro fu n d id a de d o escoam en to ega ace le ra -

~ ao d a g ra v id a de .

o re gim e d e e sco am e nto e cla ss ifica do d e a co rd o co m 0 va lo r a s su m ido po r F ,

s endo :

F = 1 , re gim e c rlt ic o,

F < 1 , s ub crit ico o u flu via lF > 1 , s up erc rit ic o o u to rre n cia l

A s ba cia s d e d is s ipa ca o tra dic io na lm en te u til iza da s n os ba rra men to s sa o a s

d efin id as pe lo U . S . B ure au o f R ec la m atio n q ue , a p6s a re aliza ca o d e d iv ers os e ns aio s,

c la ss if ic ou -a s d e a co rd o c om 0 F e a ve lo c id ad e m ed ia d o e scoam en to em :

T ipo I 1,7 < F < 2 ,5

T ipo II F > 4,5 e V > 15 m /s

T ipo I II F >4 ,5 e V < 15 m /s

T ipo IV 2,5 < F < 4 ,5

A ga ran tia d a fo rm aca o d o re ssa lto h id ra u lico , d en tro d a ba cia de d is s ipa ca o

p ro je ta da , se ra m a io r qu an ta m a io r fo r F , re su lta nd o, a ss im , e m m e no re s co m prim e n-to s de bac ia d e d is s ipa cao pa ra u ma d ad a ba rra ge m.

Dimensionamento de uma Bacia de Dissipacao

As ba cia s d e fu nd o p la n o sao de a p lica cao m ais com um , pe l a fa c ilid a de de

co ns tru ca o e e fic ie nc ia q ua nd o b em p ro je ta da s.

C om a in te nca o d e a na lis ar e d es en vo lv er 0 pro je to de u ma e stru tu ra de lin h as

qeo rne tr ica s m a is s im ple s do que as bac ia s in d icad as pe lo U . S . B u rea u o f Re cla ma -

t io n, e d e m a is fa cil co ns tru ca o, e sco lhe u-se u m m o de lo a pre se nta do n a pu blica ca o

Open -Chann el H i dr a ul ic s (C H OW , 1959 , ite m 15 -9 - C on tro le d o re ssa lto p or m eio d e

s o le ir a s / 15-9 .C l .

o m ode lo fo i e n sa ia d o po r Fo rs te r e S k r in de , em 1950 , qu e a pa rtir d e d ad o s

e x pe rim e n ta is p ro d u zir am 0 qra fico d a F igu ra 24 .

A ba c ia tem fu nd o p la n o , s e cao re ta ngu la r e te rm in a em um degra u ou d es -

n lv el a sce nd en te , n a fo rm a d e pa re de v ertica l, qu e s e tra du ziu co m o "s ob re le va ca o

a bru pta " do le ito . P e lo s d ia gra ma s e e xp re s s6e s d a F igu ra 24 po de -se ve rifica r qu e

pa ra d ete rm in ar x e h (co mprim en to e pro fu n did ad e da bac ia ), e pre c is o co nhece r o s

v alo re s d e Y 3 ' v 1 e Y 1·

SDAEE





Fig u ra 24. B acia d e dissipacao de ene rg ia num ca na l re ta ngu la r, te rm in an do em sobre le va cao abrup ta do le ito .

D ia gra m a pa ra pro je to e v erifica ca o, P or Fo rs te r & S krin de - 1 95 0 (C H OW , 19 59 ).

h

I · x = S(h + y, )

9 ~y1/:/" ~

q ' 1 -/"» V",J'

~" ,./ '/

,, 'v : :V //~ /;'

_.;'~." /

,,'r-r- V" / / /

~ " " "'>V V / /~:imite inferior do

h<"alcance do experiment

" V//' V~

_L, - -, ' ./ / - - - -;""/V1 . -~~-~- Y 3 < v .

, , " ?1~- f,~1./

1- ' f ,~ C 5" , "

8

7

Y3 6

V,S

4

3

2

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Nurnero de Froude - F,

Relacoes experimentais entre F"y/y" e hly,

• L am in a d 'ag u a de Ju san te

A ba cia d e d iss ipa ca o e d im ens io nada pa ra a m axim a vazao que deve ra se r

v eicu la da pe lo ve rte do r qu an do o co rre a che ia d e pro je to : O s max '

a tre cho d e ju sa nte d o ca na l d e re stitu ica o (F igu ra 25 ), d e s eca o tra pe zo id al,

d e ve ra a pr es e nta r c ara cte rfs tic as fls ic as , c om o secao tra ns ve rs al e d e cliv id ad e, s em e -

Ihan te s a s do ca na l n a tu ra l d o cu rs o d 'a qua a ju san te d o ba rram en to , d e fo rm a a co n-

d uz ir a Q, max n as m es ma s co nd ico es d e flu xo (la m in a e v elo cid ad e) d o ca na l n atu ra l.

Um a vez e s tabe le cid a s a dec liv id a d e e a secao tra n s ve rsa l d o tre cho do cana l

d e re stitu ica o e ntre a ba cia d e d iss ipa ca o e 0 ca na l n atu ra l, u sa m -s e a s e qu aco es (6 ),

(7 ) e (8) pa ra a e s tim ativ a do va lo r d e Y3' que e a lam in a co rre sponde nte a vazao de

va lo r igua l a Q, max '

SDAEE





Figura 25. P erfil lo ng itu din al t ip ico , a do ta do n o p ro je to , pa ra a e stru tu ra d e v ertim e nto s upe rfic ia l qu e fa z a tra ns i-

~ a o e n tr e 0 re se rv at6 r io e o cu rs o d 'a qu a,

canal do vertedor

I se <; ao '

x

-baciaae-d' . canal deIS5lpa~ao __ '1 '______: re : ": :$ \ ' + 'i t: :: _u " ' l~a ;; - -~o --~ "I

• Velocidade e Lamina na Se~ao de Entrada

N o fin al d o "ra pid o ", n a e ntra da da bac ia (s e~ao 1), tem -se u ma se cao re ta n -

g ula r, d e ba se b., co m a re a m o lha da

Am1 = Y1 . b,P ela e qu aca o d a co nt in uid ad e (8 ), te m -s e:

Qsmax = v1 . Am1 = v1 . Y1 . b,

D e no m in a -s e v az ao e sp ed fica (q.) a va za o po r u nid ad e d e la rgu ra d o can al re ta ngu -

la r n a s eca o (1 ):

q _ Os max,_---b1

C om o o s va lo re s d e Qsmax e b, s ao co nh ec id os , d as e qu aco es a cim a te m -s e

q ,Y l =-

V l

o va lo r d e v1

e es tim ado po r m e io d a exp re ssao que fo rn e ce a ca rga cin etica

em um a se~a o de um escoam en to

Subs t i t u i ndo -se H e p e lo d e s nfv e l D , m o stra do n a F igu ra 2 5, d ete rm in a-s e a v elo cid ad e

v1n a e ntra da d a ba cia .

SDAEE





• Estimativa Preliminar da Profundidade da Bacia

Pa ra um a pr im eira apro xirn a cao da pro fu nd id ade da bacia (h) po r m eio do qra fico da

F igu ra 24, ad ota -s e u m va lo r in ic ia l pa ra D:

D = NA max max - co ta d o le ito d o can al de re stitu ica o

C om De com a equacao (16) ca lcu la -se

vFJ2g D

Em se gu id a ,

q1Y 1 =-

V1

C om a equacao (15) e com os va lo re s pre lim in a res de v1e Y l , de te rm i n a- se

r , _ _ V_l_-m;

Os va lo res F l e Y l' a ss im encon tra do s , e Y3' ja d ete rm in ad o a nte rio rm e nte , p er-m item de fin ir n o d iagram a da F igu ra 240 pon to (F1 ; y

31 V,) . Po r i n te rpo lacao , ca lcu-

la -se 0 va lo r d a re lacao h i Y1co rre spo nd en te a o po nto e nco ntra do , 0 qu e po ss ibilita

d e te rm in a r 0 va lo r d e h.

C om esse prim eiro va lo r e s tim ado pa ra h pode -se pro cede r, num a segunda

e tapa , a u ma ve rificaca o d as d im ens6e s he x.

• Verifica~ao do Dimensionamento

A p6s a e stim a tiv a p re lim in ar a nte iro r, e posslvel e sta be le ce r 0 d es niv el e ntre 0

N .A . m a x im o max imorum do rese rva t6 rio e 0 fundo da bac ia , com m elho r aproxim a-

~ao . Pa ra 0 n ovo cakulo de v1 de te rm in a -se 0 desn ive l D com a segu in te expressao( Fig u ra 2 5) :

D=1/2 H + Ns - NFb

onde :

N s = n ive l o u co ta da so le ira do ve rte do r

H = NAm ax m ax - Ns = ca rga sobre a so le ira do ve rte do r

N Am ax m ax = n lve l d 'a qu a m axim o max imorum d o re se rv at6r io (F igu ra 21 )

NFb

= nlvel ou co ta do fu ndo da bacia de dissipacao (u tiliza -s e 0 v alo r d e h es t imado

in ic ia lm e nte : NF b

= co ta do le ito d o cana l d e re s titu ica o - h)

C om 0 va lo r d e D , co rrig ido , u sando -se a s m esm as expre ss6es de scrita s nos ite n s

a nte rio re s, d ete rm in am -s e n ov as v alo re s d e v11 Y11 F 1 e Y

3/ Y

1.

v1 = J2g Dq1

Y 1 =V1

Fl __ V_l_-m;

SDAEE





• Dimensoes da Bacia de Dissipa~ao

C om 0 n ov o pa r d e v alo re s F1 e Y 3 / Y1,

e 0 u so d o qra fico d a F igu ra 24 , d ete r-

m in a -s e h / Y1e , c on se qlie n te m e n te , h .

o co m prim e nto d a ba cia d e d is sipa ca o e ca lcu la do pe la e xp re ss ao d efin id a n o

e xpe rim e nto : x = 5 ( Y3 + h ).

SDAEE

Documents

DAEE