Manual de Drenagem Urbana

Rio de Janeiro

2008

Engenheiro Francisco José

d

´

Almeida Diogo

Engenheiro José Carlos

Sciammarella

MANUAL DE

PAVIMENTAÇÃO

URBANA

Drenagem:

Manual de Projetos

Volume II

Associação Brasileira

de Pavimentação

AUTOR

Engenheiro Francisco José d’Almeida Diogo

Professor do IME e Engenheiro do CENTRAN CO-AUTOR

Engenheiro José Carlos Sciammarella

Professor do CEFET/RJ e Consultor/Projetista de drenagem urbana, de rodovias e ferrovias

REVISORES

Engenheiro Jorge Henrique Ribeiro

Engenheiro Civil e de Segurança do Trabalho/Consultor e Perito Judicial/Sócio da ABPv

Professora Laura Maria Goretti da Motta

COPPE-UFRJ

Ficha Catalográfica: Centro de Documentação do CENTRAN

Diretoria da ABPv

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE PAVIMENTAÇÃO

TRIÊNIO 2008/2010

PRESIDENTE

Engo _{Eduardo Alberto Ricci}

VICE-PRESIDENTE

Cel Engo _{Paulo Roberto Dias Morales}

DIRETOR ADMINISTRATIVO

Engo _{João Menescal Fabrício}

DIRETORA TÉCNICA

Enga _{Laura Maria Goretti da Motta}

DIRETOR FINANCEIRO

Engo _{Atahualpa Schmitz da Silva Prego}

DIRETORA DE DIVULGAÇÃO

Arqta _{Georgina Libório Azevedo}

CONSELHO FISCAL

SÓCIO COLETIVO Fundação-DER/RJ

Engo _{Marcos Balaguer}

Concresolo – RJ

Engo _{Marcio B. de Amorim}

SÓCIO INDIVIDUAL

Enga _{Luciana Nogueira de Castro – RJ}

Engo _{Salomão Pinto – RJ}

D591 Diogo, Francisco José d’Almeida.

Drenagem: manual de projetos / Francisco José d’Almeida Diogo; Co-autoria de José Carlos Sciammarella. – Rio de Janei-ro: Associação Brasileira de Pavimentação, 2008.

160 p. : il., tab. ; 29 cm (Manual de pavimentação; v. 2)

Inclui bibliografia. ISBN 978-85-88353-02-2

1. Drenagem – Gestão e projetos. 2. Hidrologia superficial. 3. Engenharia sanitária. I. Título. II. Sciammarella, José Carlos.

CDD 625.734

COMISSÃO DE PAVIMENTAÇÃO URBANA – CPU

Coordenador: Engo _{Fernando Augusto Júnior}

Engo _{Clodoaldo Pereira Andrade}

Engo _{Francisco José d’Almeida Diogo}

Engo _{Heitor Roberto Giampaglia}

Engo _{Henrique Apolinário Rody}

Engo _{Jorge Henrique Ribeiro}

Engo _{José Carlos Sciammarella}

Engo _{José Pedro dos Santos Vieira Costa}

A Associação Brasileira de Pavimentação – ABPv, por intermédio da Comissão de Pavimentação Urbana, em cumprimento de diretri-zes da diretoria para o período de 2008/2010, tendo por objetivo a revisão e atualização dos volumes que compõem o Manual de Pavi-mentação Urbana, vem apresentar a todos profissionais atuantes nas fases de projeto, construção, manutenção e fiscalização de obras de sistemas viários urbanos o volume de “Drenagem – Ma-nual de Projetos”.

Cabe destacar que o conteúdo técnico deste compêndio é fruto de pesquisa detalhada da bibliografia específica, bem como de al-guns procedimentos técnicos de projeto adotados por diversas prefeituras municipais.

Desse modo, este volume foi desenvolvido por sócios da ABPv, pro-fissionais atuantes na área de drenagem urbana, que colabora-ram voluntariamente com esse importante projeto de nossa asso-ciação, com vistas à divulgação da boa técnica de engenharia apli-cada na prática da pavimentação dos sistemas viários municipais. Solicita-se aos usuários que colaborem no permanente aper-feiçoamento do seu conteúdo, enviando críticas e sugestões a [email protected] ou por correio para: Rua Miguel Couto, 105 sobre-loja, Centro, Rio de Janeiro, CEP: 20070-030 – http://www.abpv.org.br.

A Drenagem de Vias Urbanas, como apresentada no Manual de Projetos volume II, tornar-se-á instrumento de valor inestimável na execução de pavimentos urbanos adequados e dentro da boa técnica.

O assunto é primordial para o sucesso e durabilidade dos revestimen-tos, para a rodagem segura dos veículos automotores e para o deslomento com conforto e segurança dos pedestres. Uma das principais ca-racterísticas apresentada pelo conteúdo do manual é a sua abrangência, que ultrapassou seu propósito inicial.

O manual cumpre exemplarmente os objetivos propostos pela ABPv, que é servir a seus associados e trazer benefícios aos construtores de pavi-mentos em vias e logradouros das cidades. Esta publicação inicia a con-cretização da primeira revisão dos Manuais de Pavimentação Urbana, idealizada pelo saudoso engenheiro químico Jorge Eduardo Salathé, que vem sendo levada a cabo pela Comissão de Pavimentação Urbana – CPU. Agradecemos ao autor, co-autor, revisores, patrocinadores, membros da CPU e a todos aqueles que contribuíram de maneira inestimável na idealização, elaboração, correção e distribuição deste Manual de Dre-nagem, resultante de esforços e dedicação que não temos como com-pensar. Todo empenho aqui impresso é instrumento desencadeador de aprimoramento técnico, desenvolvimento sustentável e de melhorias sociais, que serão suscitados com a aplicação do seu conteúdo de ex-trema qualidade. Os resultados serão compensadores para a sociedade.

Diretoria da ABPv

Agradecimento

Lista de figuras 8

Lista de tabelas 11

Lista de abreviaturas e símbolos 13

1 Introdução

2 Fundamentos da drenagem urbana

2.1 Drenagem urbana sustentável 18

2.2 Princípios da drenagem urbana moderna 18

2.3 Medidas de controle de inundação 19

2.4 Drenagem urbana e saneamento 20

2.5 Drenagem urbana e plano diretor 20

2.6 Concepção geral de dimensionamento 23

2.7 Macrodrenagem 24 2.8 Microdrenagem 25

3 Fases de projeto

3.4 Projeto Básico de Drenagem (relatório final) 31

3.5 Projeto Executivo de Drenagem 38

3.6 Apresentação do “As Built” – como construído 38

4 Cálculo da vazão de projeto

4.1 Tempo de recorrência ou período de retorno 41

4.2 Duração da chuva 42

Sumário

6

4.3 Chuva de projeto – intensidade 44

4.4 Delimitação da bacia e sub-bacias 46

4.5 Coeficiente de deflúvio ou escoamento superficial ou de run off 48

4.6 Cálculo da vazão de projeto 49

5. Canais

6. Sarjetas

7. Bocas-de-lobo

8. Galerias

9. Reservatórios

10. Outros dispositivos

Anexos

A – Valores referenciais para projetos de logradouros e loteamentos 141

B – Elaboração dos desenhos 142

C – Parâmetros para cálculo de precipitação, segundo Otto Pfafstetter 146

D – Glossário 149 E – Marcos legais 154 F – Tabelas úteis 157

Bibliografia

7

Figura 2.1 – Esquema de uma estrutura de plano diretor de drenagem urbana Figura 2.2 – Exemplo de um mapa do plano diretor para a Bacia do Rio Aricanduva Figura 2.3 – Microdrenagem tradicional

Figura 3.1 – Fluxograma das Fases do Projeto

Figura 4.1 – Curva-chave de um rio

Figura 4.2 – Fluxograma para levantar a descarga de projeto Figura 4.3 – Levantamento de fluxo nas ruas

Figura 4.4 – Divisão de áreas de contribuição para as ruas Figura 4.5 – Demarcação das bacias de cada PV

Figura 4.6 – Dimensões da área de drenagem de uma sarjeta

Figura 4.7 – Representação da parcela excedente e infiltrada da chuva Figura 4.8 – Curva Pefetiva em função de P para diversas bacias

Figura 4.9 – Constância de tempo de base Figura 4.10 – Proporcionalidade das descargas Figura 4.11 – Aditividade das descargas

Figura 4.12 – Construção do Hidrograma Unitário Triangular (HUT) adimensional

Figura 4.13 – Conformação e composição dos HUT no hidrograma total de escoamento superficial da bacia

Figura 5.1 – Canal ou conduto livre em (a, b e c) e forçado em (d)

Figura 5.2 – Mudança de regime nos canais com escoamento permanente Figura 5.3 – Seção molhada e perímetro molhado de um conduto

Figura 5.4 – Ampliação da calha do Rio Tietê Figura 5.5 – Exemplos de canais gramados

Figura 6.1 – Seção recomendada no encontro calçada-sarjeta Figura 6.2 – A sarjeta e a passada do pedestre

Figura 6.3 – Seção econômica típica guia-pavimento Figura 6.4 – Seção de uma sarjeta triangular

Figura 6.5 – Seção composta de uma sarjeta triangular Figura 6.6 – Sarjetão

Figura 6.7 – Sarjeta tipo A

Lista de figuras

8

Figura 6.8 – Sarjeta tipo B Figura 6.9 – Sarjeta tipo C

Figura 6.10 – Gráfico: fatores de redução (F_R) de escoamento das sarjetas

Figura 7.1 – Boca-de-lobo simples (de ferro fundido cinzento) Figura 7.2 – Cortes de boca-de-lobo simples tipo A

Figura 7.3 – Posição da rede coletora na via Figura 7.4 – Principais tipos de bocas-de-lobo

Figura 7.5 – Configurações típicas de cruzamentos em sistemas de drenagem Figura 7.6 – Alguns parâmetros usados para cálculo

Figura 7.7 – Capacidade de esgotamento das bocas-de-lobo simples com depressão de 5cm, em pontos baixos das sarjetas

Figura 7.8 – Boca-de-lobo simples, em ponto intermediário da sarjeta

Figura 7.9 – Boca-de-lobo combinada correspondente ao gráfico da Figura 7.10 Figura 7.10 – Gráfico para obter a capacidade da boca-de-lobo da Figura 7.9

Figura 8.1 – Partes constitutivas de um sistema de galerias Figura 8.2 – Esquema de um corte transversal típico – sem escala Figura 8.3 – Determinação da declividade de um coletor

Figura 8.4 – Exemplo de recobrimento de uma galeria Figura 8.5 – Exemplo de PV com degrau

Figura 8.6 – Ligação de coletores de diâmetros diferentes Figura 8.7 – Ilustração da determinação da cota de fundo do PV Figura 8.8 – Medida do desnível (∆H) entre dois PVs

Figura 8.9 – Soluções para remanso em galerias

Figura 8.10 – Parametrização da seção molhada pelo ângulo “θ” Figura 8.11 – Dimensões características da seção retangular Figura 8.12 – Indicação de tirante d’água

Figura 9.1 – Piscinão AC1/ Vila Rosa (DAEE /SP)

Figura 9.2 – Tipos de reservatório: (a) percolação; (b) detenção e (c) retenção. Figura 9.3 – Reservatório de detenção

Figura 9.4 – Foto de reservatório de retenção Figura 9.5 – Esquema de um reservatório aberto Figura 9.6 – Esquema para dimensionar reservatórios

Figura 9.7 – Esquema para controle de saída em reservatórios

Figura 9.8 – Valores de coeficiente de descarga (C_d) para diferentes orifícios Figura 9.9 – Nomograma para orifício retangular com h < 4.a

Figura 9.10 – Nomograma para orifício circular com h < 4.a

Figura 9.11 – Volumes de detenção necessários para lotes com diferentes impermeabilizações Figura 9.12 – Exemplo de um reservatório subterrâneo retangular

9

Figura 9.13 – Exemplo de um reservatório subterrâneo cilíndrico Figura 9.14 – Microrreservatório poroso enterrado

Figura 9.15 – Bacia subterrânea Figura 9.16 – Bacia de detenção seca Figura 9.17 – Bacia de detenção alagada Figura 9.18 – Alagadiços

Figura 9.19 – Diferenças no amortecimento do hidrograma de enchente em função do grau de meandros em cursos d’água

Figura 9.20 – Posição relativa de dois materiais granulares Figura 9.21 – Figura com os elementos da Lei de Darcy Figura 9.22 – Granulometria de materiais e permeabilidade Figura 9.23 – Exemplo de pavimentos permeáveis

Figura 9.24 – Trincheira de infiltração e de retenção Figura 9.25 – Exemplo de trincheira de infiltração Figura 9.26 – Exemplo de trincheira de percolação Figura 9.27 – Foto de vala de infiltração

Figura 9.28 – Poço de infiltração

Figura 10.1 – Características de descida d’água Figura 10.2 – Fotos de descidas d’água.

Figura 10.3 – Seção transversal de dissipador contínuo Figura 10.4 – Foto de bacia de amortecimento

Figura 10.5 – Esquema para cálculo da bacia de amortecimento Figura 10.6 – Elementos do dissipador de energia

Figura 10.7 – Gráfico para obtenção do comprimento da bacia de amortecimento Figura 10.8 – Gráfico para levantamento de diâmetro equivalente

10

Tabela 2.1 – Informações necessárias para fazer um Plano Diretor de Drenagem

Tabela 2.2 – Diretrizes do Plano Diretor de Macrodrenagem da Bacia Hidrográfica do Alto Tietê, 1998

Tabela 3.1 – Lista de entidades fornecedoras de cartas ou imagens cartográficas Tabela 3.2 – Seqüência para anteprojeto de microdrenagem

Tabela 4.1 – Tempos de Recorrência para obras de drenagem Tabela 4.2 – Tempo de escoamento superficial

Tabela 4.3 – Exemplos de equações da chuva para algumas cidades brasileiras Tabela 4.4 – Valores de α (PFAFSTETTER, 1982)

Tabela 4.5 – Valores de β, a, b, c (PFAFSTETTER, 1982)

Tabela 4.6 – Valores de C para áreas com uso e/ou ocupação específicos

Tabela 4.7 – Valores de C para áreas restritas com uso e/ou ocupação específicos Tabela 4.8 – Valores de C em função de superfícies

Tabela 4.9 – Critério para escolha do método de cálculo da vazão Tabela 4.10 – Grupos Hidrológicos de Solos

Tabela 4.11 – Número de curva CN para diferentes condições do complexo hidrológico Tabela 4.12 – Condições de umidade antecedente do solo

Tabela 4.13 – Número de curva CN para área urbana

Tabela 5.1 – Seções transversais e profundidade crítica de canais

Tabela 5.2 – Caracterização do regime de escoamento pelo número de Froude

Tabela 5.3 – Um exemplo de tabela para avaliação hidráulica do tipo de seção de canal Tabela 5.4 – Valores do coeficiente de Manning (n) para vários tipos de canais

Tabela 5.5 – Coeficiente de rugosidade de Manning para canais retilíneos sem árvores ou arbustos Tabela 5.6 – Elementos de cálculo das profundidades normais de canais trapezoidais

Tabela 5.7 – Valores de “a” para cálculo da BL

Tabela 5.8 – Fatores intervenientes para o projeto de um canal Tabela 5.9 – Critérios para projeto de canais gramados

Tabela 5.10 – Controle de erosão

Tabela 5.11 – Recomendações sobre parâmetros de projeto de canais naturais Figura 5.12 – Inclinações recomendadas para taludes de canais escavados

Lista de tabelas

11

Tabela 6.1 – Valores de referência adotados para dimensionar sarjetas Tabela 6.2 – Valores da vazão específica (q), em l/s/m

Tabela 6.3 – Valores usuais para projetos de ruas e avenidas Tabela 6.4 – Coeficiente de rugosidade “n” de Manning Tabela 6.5 – Velocidades admissíveis para diferentes materiais Tabela 6.6 – Tipos de sarjetas e situação de emprego

Tabela 6.7 – Vazão e velocidade nas sarjetas2 _{em função da inclinação longitudinal da via}

Tabela 6.8 – Fatores de redução de escoamento das sarjetas

Tabela 6.9 – Comprimento útil ou comprimento máximo de utilização das sarjetas “A” – Lu (m) Faixa de alagamento W0 = 1,67 m

Tabela 6.10 – Comprimento Útil ou Comprimento Máximo de Utilização das Sarjetas “B” e “C” – Lu (m) Faixa de alagamento W0 = 1,67 m

Tabela 6.11– Comprimento Útil ou Comprimento Máximo de Utilização das Sarjetas – Lu (m) Faixa de alagamento W₀ = 2,17 m

Tabela 7.1 – Capacidade máxima de ramais

Tabela 7.2 – Capacidade (l / s) de BL em ponto baixo

Tabela 7.3 – Capacidade das BL para greide contínuo – Faixa de alagamento de 1,67m Tabela 7.4 – Capacidade das BL para greide contínuo – Faixa de alagamento de 2,17m Tabela 7.5 – Fatores de redução de escoamento para BL (F)

Tabela 8.1 – Medidas limites de seções de galerias Tabela 8.2 – Velocidades limites de galerias

Tabela 8.3 – Declividades recomendadas para galerias Tabela 8.4 – Limites para lâminas d’água

Tabela 8.5 – Valores mínimos de recobrimento Tabela 8.6 – Espaçamento máximo entre PV

Tabela 8.7 – Um modelo de tabela para cálculo de coletores de águas pluviais

Tabela 9.1 – Tipos de reservatórios e tempo de armazenamento Tabela 9.2 – Formas de reduzir o deflúvio superficial direto

Tabela 9.3 – Equações da curva de descarga de diferentes vertedores Tabela 9.4 – Tabela do algoritmo de cálculo de reservatórios

Tabela 9.5 – Situações locais impostas e solução pela Lei de Darcy Tabela 9.6 – Escala prática de permeabilidade de materiais

Tabela 9.7 – Coeficientes de condutividade hidráulica (k) Tabela 9.8 – Tipos de obras de controle na fonte

Tabela 10.1 – Determinação do tipo de bacia pelo número de Froude Tabela 10.2 – Expressões para cálculo de y’₂

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ABREVIATURAS

ABES – Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas

ABPv – Associação Brasileira de Pavimentação ANA – Agência Nacional de Águas

CEDAE – Companhia Estadual de Águas e Esgotos

CETESB – Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (SP) CONAMA – Conselho Nacional do Meio Ambiente

DAEE – Departamento de Águas e Energia Elétrica (SP)

DNIT – Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes HUT – Hidrograma Unitário Triangular

ISA – International Standards Association ISO – International Standards Organization LI – Licença de Instalação

LO – Licença de Operação LP – Licença Prévia PM – Prefeitura Municipal

SCS – Soil Conservation Service (Serviço de Conservação do Solo do Departamento de Recursos Naturais dos Estados Unidos)

SEMA – Secretaria Especial do Meio Ambiente

SEMADS – Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Desenvolvimento Sustentável (RJ) UFRJ – Universidade Federal do Rio de Janeiro

SÍMBOLOS

θ – ângulo em radianos A – área

a – profundidade de lote lindeiro A_H– seção ou área molhada b – base de canal

BL – boca-de-lobo BL – borda livre

Lista de abreviaturas e símbolos

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C – caimento

C – coeficiente de run-off Cd – coeficiente de descarga

C_E – cota de entrada

CF – cota do fundo do PV ou boca-de-lobo

C_T – cota de topo de PV ou boca-de-lobo

CN – Curver Number, número de curva de infiltração do solo d – duração da chuva

DBO – Demanda Bioquímica de Oxigênio d_e – diâmetro dos furos do tubo DN – diâmetro nominal (interno)

DU – duração de chuva unitária

E – energia específica F – largura de faixa da via F – número de Froude F’F’ – ferro fundido cinzento

Fa – infiltração após início do escoamento superficial direto

FR – fator de redução

g – aceleração da gravidade (9,81 m/s2₎

H – altura do coletor celular, altura de parede H – altura da abertura da boca-de-lobo hc – profundidade crítica

HUT – Hidrograma Unitário Triangular

HW – headwater depth – carga hidráulica na entrada de um duto em relação à geratriz inferior do mesmo.

i – declividade longitudinal, declividade de escoamento I – intensidade de precipitação

I_a – infiltração inicial

K – coeficiente de permeabilidade L_BL – largura da boca-de-lobo L – extensão do talvegue

LAG – tempo entre o centro de massa da chuva e o instante de pico Lu – comprimento útil ou crítico

n – coeficiente de rugosidade P – precipitação, altura de chuva PH – perímetro molhado

Pa – pressão atmosférica Pe – chuva excedente

PM – Prefeitura Municipal PV – poço de visita

Q – vazão de contribuição, descarga de projeto

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QP – descarga máxima, de pico

q – capacidade hidráulica qi – vazão específica

R_H – raio hidráulico

S – infiltração potencial máxima T – largura da superfície d’água TB – tempo de base

tc – tempo de concentração

ti – tempo de entrada

t_p – tempo de percurso

t_p – tempo de ponta ou de pico T_R – tempo de recorrência V – velocidade

V_c – velocidade crítica

y – altura da lâmina d’água, profundidade do fluxo, profundidade do escoamento z – inclinação de talude

∆H – desnível

15

1

Introdução

O crescimento populacional e a urbanização intensa dos últimos anos têm sofrido um impacto muito grande na ocupação do solo urbano. A própria pavimentação das ruas diminui a possibilida-de possibilida-de infiltração das águas das chuvas no solo e, ao mesmo tempo, popossibilida-de ser afetada pela presen-ça da água acumulada. A ocupação das encostas de morros e rios por habitações precárias produz erosão e assoreamento dos sistemas de drenagem naturais ou implantados. À medida que a cidade se urbaniza, ocorre o aumento das vazões máximas devido à impermeabilização e canaliza-ção bem como à producanaliza-ção de sedimentos. Portanto, a questão da drenagem urbana é um problema significativo para a qualidade de vida dos cidadãos como também da pavimentação.

O projeto da drenagem das vias permite a utilização adequada dos dispositivos de drenagem em projetos novos, construções já existentes ou em restaurações viárias. A implantação de um projeto de drenagem evita o acúmulo e a retenção da água na via, protegendo os pedestres, os veículos e o pavimento contra a ação prejudicial das águas que atingem as ruas, sob forma de chuva, infiltra-ções, torrentes, ou armazenada sob a forma de lençóis freáticos ou artesianos.

Um dos problemas de drenagem usual está ligado à drenagem do pavimento para remover as águas que se infiltraram nas camadas do pavimento ou nas suas interfaces e que podem ocasionar prejuízo à estrutura.

No caso urbano, as retiradas das águas precipitadas sobre a via e áreas adjacentes é a principal preocupação. Trata-se de um serviço público municipal, que envolve um elenco de soluções teóri-cas consagradas na Hidráulica, além de prátiteóri-cas de engenharia adotadas ao longo dos anos no cotidiano de diversas prefeituras municipais, com resultados positivos que garantem a eficiência das soluções implantadas, contribuindo assim para a boa técnica a ser considerada. Tal tecnologia é aqui apresentada com os critérios usuais adotados pelos projetistas de drenagem urbana, buscan-do-se a correção e objetividade de procedimentos.

Consideram-se como partes integrantes deste manual as normas, especificações, métodos, pa-dronizações, classificações, terminologias e simbologias estabelecidas pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) direta ou indiretamente relacionadas com a drenagem urbana. Este manual é composto por 10 capítulos. Neste capítulo de introdução é apresentado o manual. O capítulo 2 faz uma panorâmica da drenagem moderna. O capítulo 3 mostra o seqüenciamento

de um projeto, desde os levantamentos iniciais até o relatório final e o “as built”. O capítulo 4 trata da fase hidrológica do projeto, que busca a vazão que requererá o dimensionamento de um dispositivo de drenagem. O primeiro dispositivo de drenagem é apresentado no capítulo 5, que é dedicado a canais. A razão é que o dimensionamento da esmagadora maioria dos dispositivos é feita como conduto livre, ou seja: como um canal. Os capítulos 6, 7 e 8 tratam dos dispositivos da microdrenagem: sarjeta, boca-de-lobo e galeria. O capítulo 9 apresenta comentários sobre reser-vatórios, estruturas que vêm crescendo de importância nas grandes cidades. O Capítulo 10 trata de descidas d’água e dissipadores de energia.

Além desses capítulos, o manual oferece um rico material complementar nos anexos: um glossá-rio; medidas referenciais para ruas e lotes; a tabela completa dos parâmetros de cálculo de Otto Pfafstetter; convenções para desenhos; marcos legais, tabelas úteis e bibliografia. Num anexo deste manual são indicados os vínculos legais e normativos associados à drenagem, listadas todas as normas específicas da ABNT e do Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transpor-tes (DNIT), este último como subsídio complementar, em virtude de esse órgão dispor de um bem estruturado acervo com facilidade de consulta e obtenção de todo ele no site: http://www.dnit.gov.br.

17

18

MANUAL DE DRENAGEM URBANA

2.1 DRENAGEM URBANA SUSTENTÁVEL

Desenvolvimento sustentável é a preservação para gerações futuras de recursos auferidos pela geração atual. Ele é tratado em três esferas: econômica, social e ecológica e foi expresso por Pronk e Haq (1992) da seguinte forma:

a) O consumo atual não pode ser financiado de forma prolongada levando a uma dívida econô-mica que outros deverão pagar;

b) Deve haver suficiente inversão na educação e na saúde da população de hoje de maneira a não criar uma dívida social para as gerações futuras; e

c) Os recursos naturais devem ser utilizados de maneira a não criar dívidas ecológicas por sobre-explotação da capacidade de sustento e da capacidade produtiva da Terra.

A perspectiva da sustentabilidade associada à drenagem urbana introduz uma nova forma de direcionamento das ações, baseada no reconhecimento da complexidade das relações entre os ecossistemas naturais, o sistema urbano artificial e a sociedade.1

2.2 PRINCÍPIOS DA DRENAGEM URBANA MODERNA

Órgãos fiscalizadores e reguladores dos recursos hídricos e uso do solo, escolas de formação de técnicos, as três esferas do poder, principalmente a municipal, devem estar atentos aos seguintes princípios relacionados por Tucci e Genz (1995):

a) Não transferir impactos para jusante; b) Não ampliar cheias naturais;

c) Propor medidas de controle para o conjunto da bacia; d) Legislação e Planos de Drenagem para controle e orientação;

e) Constante atualização de planejamento por estudo de horizontes de expansão; f) Controle permanente do uso do solo e áreas de risco;

g) Competência técnico-administrativa dos órgãos públicos gestores; e

h) Educação ambiental qualificada para o poder público, população e meio técnico.

1_{Cesar Augusto Pompêo, Revista Brasileira de Recursos Hídricos. Porto Alegre, RS, 2000.}

2

Fundamentos

19

FUNDAMENTOS DA DRENAGEM URBANA

2.3 MEDIDAS DE CONTROLE DE INUNDAÇÃO

Antes de se pensar numa obra de drenagem na ocupação de uma área, nela já ocorre a macro-drenagem, formada pelos canais naturais de águas pluviais; desde os filetes iniciais; aos córregos, riachos e rios secundários de percurso; até o curso d’água principal ou lago receptor. Este conjun-to se insere na unidade de análise da macrodrenagem, a bacia hidrográfica.

As funções primárias de um curso d’água e de sua várzea associada são a coleta, armazenamento e veiculação das vazões de cheias. O não-entendimento dessa drenagem natural leva a população a invadir várzeas e leitos naturais de rios para depois configurar um grave problema ambiental e social, de segurança e de saúde pública, onde o homem declara que o rio “invadiu a sua casa”. Para o controle de inundações existe uma série de medidas que, para melhor entendimento, podem ser agrupadas em não-estruturais e estruturais, como a seguir são apresentadas.

2.3.1 Não-estruturais

São aquelas destinadas ao controle do uso e ocupação do solo (nas várzeas e nas bacias) ou à diminuição da vulnerabilidade dos ocupantes das áreas de risco aos efeitos das inundações. São medidas não-estruturais:

a) Preventivas (o poder público se antecipa ao problema)

i) correto zoneamento do município (regulamentando o uso do solo);

ii) escolha de locais para parques, áreas de recreação, lazer e contemplação junto a várzeas, mananciais, cursos e reservatórios naturais d’água (para receber inundações periódicas); iii) lei de parcelamento, ocupação e uso do solo (restrições às áreas inundadas – fixação de

cotas máximas de ocupação);

iv) políticas públicas de preservação de matas ciliares de cursos d’água e mananciais (favorecendo o amortecimento de enchentes e a capacidade da calha de um rio);

v) compra de áreas inundáveis

vi) restrição à expansão do serviço público; vii) controle de redes de água e esgoto; viii) programas de informação e educação; ix) sistemas de previsão e alarme; e x) seguro contra inundações. b) Corretivas

i) plano de reurbanização e recuperação de áreas deterioradas;

ii) desapropriação de áreas freqüentemente inundadas (relocações e deslocamentos de população); iii) construções à prova de inundações;

iv) ajustes de ocupação graduais; e v) ações de defesa civil.

2.3.2 Estruturais

São obras de engenharia que alteram o escoamento das águas. Estão direcionadas ou ao aumento da condutividade hidráulica ou à retenção temporária das águas seguida de uma liberação lenta para um sistema de canais ou galerias, da micro ou da macrodrenagem.

20

MANUAL DE DRENAGEM URBANA

2.4 DRENAGEM URBANA E SANEAMENTO

A drenagem urbana se insere no conjunto de ações, obras e serviços prioritários em programas de Saúde Pública, o que compreende também: abastecimento de água; esgotamento sanitário; coleta de resíduos sólidos; e controle da poluição, de vetores e roedores.2

Vale lembrar que esses processos estão intimamente relacionados, pois, a deficiência da rede de esgoto3 _{e da coleta de resíduos contribui para degradar a qualidade do abastecimento de água}

potável e possibilita a veiculação de moléstias. Uma coleta de lixo ineficiente, somada a um compor-tamento indisciplinado dos cidadãos, resulta em deteriorar ainda mais a qualidade da água, no entupimento de bueiros e galerias e na ocorrência de inundações.

2.5 DRENAGEM URBANA E PLANO DIRETOR

A drenagem urbana interfere fortemente no planejamento de um município ao abranger aspectos urbanísticos, sociais, econômicos, ambientais e de segurança de uma população, tais como: códigos de edificações; zoneamento; lei de parcelamento; ocupação e uso do solo (delimitação das áreas inundadas); plano de reurbanização e renovação de áreas deterioradas; desapropria-ção de áreas freqüentemente inundadas; políticas públicas de ocupadesapropria-ção do solo (que podem alterar a sua permeabilidade) e de preservação de matas ciliares de cursos d’água e mananciais (favorecendo o amortecimento de enchentes e a capacidade de escoamento da calha de um rio); construção de reservatórios para controle de cheias ou abastecimento d’água; escolha de local para parques e áreas de recreação e lazer (em condições de receber inundações periódicas); aproveitamento viário das margens de riachos canalizados; projeto de loteamentos; projeto de vias públicas; pavimentação de ruas, pistas e passeios; preservação de propriedades e encostas e segurança do trânsito; dentre outros.

Com toda essa abrangência, se esse sistema não for considerado desde o início do planejamento urbano e no seu desenvolvimento integrado, teremos um sistema de alto custo, porém, ineficiente. Com isso, as chuvas intensas poderão causar graves transtornos à população e implicar a destrui-ção de propriedades e vidas humanas.

2.5.1 Estruturação de um Plano Diretor de Drenagem

Um plano diretor de drenagem é elaborado com o plano diretor de desenvolvimento de áreas urbanas ou metropolitanas. Ele tem por objetivo criar os mecanismos de gestão da infra-estrutura urbana relacionada com o escoamento das águas pluviais e dos rios na área urbana (TUCCI, 2002). Para elaborá-lo são necessárias informações que estão relacionadas na Tabela 2.1 a seguir. Um plano diretor de drenagem tem, normalmente, como unidade de gestão a bacia hidrológica. Para realizá-lo é necessário empreender levantamentos e estudos institucionais, hidrológicos e de cadastramento (Figura 2.1).

2_{Plano Nacional de Saúde e Ambiente no Desenvolvimento Sustentável – 1995.}

21

FUNDAMENTOS DA DRENAGEM URBANA

Tabela 2.1 – Informações necessárias para fazer um Plano Diretor de Drenagem (TUCCI, 2002)

Legislação: Federal, Estadual e Municipal, sobre uso do solo, recursos hídricos, meio

ambiente, saneamento

Rede de drenagem, bacias e uso do solo

INSTITUCIONAL CADASTRO FÍSICO DADOS

HIDROLÓGICOS Precipitação, vazão, sedimentos e qualidade d’água ENTRADA Princípios, objetivos e estratégias Medidas estruturais da sub-bacia Plano de ações Estudos adicionais Educação Monitoramento Legislação municipal e atribuições Manual de drenagem Viabilidade econômico-financeira Medidas não estruturais: legislação e gestão Sub-divisão da cidade em macro-bacias Diagnóstico da drenagem da cidade

FUNDAMENTOS DESENVOLVIMENTO PRODUTOS PROGRAMAS

TIPO INFORMAÇÃO

rede pluvial

Cadastros bacias hidrográficas uso e tipo de solo das bacias

Plano de desenvolvimento urbano da cidade Planos Plano de saneamento ou esgotamento sanitário

Plano de controle dos resíduos sólidos Plano viário

Legislação municipal relacionada com o Plano Diretor Urbano e meio ambiente Aspectos Legislação estadual de recursos hídricos

institucionais Legislação federal

Gestão da drenagem do município precipitação

Dados vazão

hidrológicos sedimentos

qualidade da água do sistema de drenagem

a) Fundamentos

É realizado um diagnóstico da drenagem por macrobacias, e, de forma integrada a outros planos municipais, são estabelecidas estratégias balizadas por uma drenagem sustentável, pelos princí-pios da drenagem urbana moderna, pela legislação sobre uso do solo, meio ambiente e recursos Após esses levantamentos, o Plano se estrutura em quatro instâncias:

Figura 2.1 – Esquema de uma estrutura de plano Diretor de Drenagem Urbana (Adaptado de Silveira, 2002)

22

MANUAL DE DRENAGEM URBANA

hídricos e pelos objetivos do saneamento básico. Para que essas estratégias sejam efetivadas, o município estabelece seus princípios orientadores e as metas a alcançar.

b) Desenvolvimento

Definida a direção, são propostas as obras e serviços e realizados anteprojetos. São apresentadas propostas de legislação e de organização municipal voltada para a gestão da drenagem urbana. Os custos financeiros de implantação e manutenção de obras e da gestão municipal são estimados. É realizada a avaliação ambiental, econômica e social das medidas a serem adotadas para hori-zontes de 10 a 20 anos.

c) Produtos

As propostas positivas são consubstanciadas em um plano cuja melhor expressão são mapas, por bacia hidrográfica, assinalando os recursos hídricos, o uso do solo (atual e planejado), áreas de preservação, áreas inundáveis (várzeas), áreas de risco à população, locação dos sistemas de saneamento (atual e planejado), zonas especiais (com potencial de degradação ambiental, carên-cia socarên-cial etc.), obras previstas, pontes, estações de tratamento, áreas públicas, sistema viário, e o que mais importar para o planejamento e a gestão municipal da drenagem.

São efetivadas leis municipais para dar suporte institucional às medidas contidas no Plano Diretor de Drenagem. O município adota ou adapta manual de projetos, álbum de padrões-tipo de dispo-sitivos de drenagem (desenhos) e especificações técnicas de materiais e serviços de órgão e municípios que dispõem desses e que melhor atendam às características locais ou desenvolve os seus próprios documentos. Com isso, passa a ter um padrão para a conformação dos logradouros públicos, para realizar licitações, tendo referência clara para fiscalizar e aceitar obras e serviços. d) Programas

Por fim, são estabelecidos programas de acompanhamento e aprimoramento do sistema implantado.

2.5.2 Exemplos de extratos de Planos Diretores: a) Leis introduzidas no município de São Paulo

i) Os estacionamentos em terrenos deverão ter 30% (trinta por cento) de sua área com piso drenante ou com área naturalmente permeável; e

ii) Lei das “piscininhas” (2002): obriga a execução de reservatório para as águas coletadas por coberturas e pavimentos nos lotes, edificados ou não, que tenham área impermeabi-lizada superior a 500m2_{. O volume de armazenamento do reservatório deve obedecer a}

equação seguinte:

V = 0,15 x A x I x d (2.1)

Onde:

V = volume do reservatório (m3_),

A = área impermeabilizada (m2_),

I = índice pluviométrico igual a 0,06m/h ou 60mm/h, d = tempo de duração da chuva igual a uma hora.

23

FUNDAMENTOS DA DRENAGEM URBANA

b) Rio Aricanduva

A Figura 2.2 mostra um exemplo de um mapa onde se indicam os reservatórios e elementos da bacia de um rio em sua parte urbana.

c) Exemplo do Plano Diretor de Macrodrenagem da Bacia Hidrográfica do Alto Tietê, 1998 As seguintes diretrizes foram consideradas em face da demanda de grande volume de obras de drenagem, aliada à escassez de recursos dentre outras de caráter institucional e legal:

1. Severa obediência às leis de ocupação e zoneamento urbanos;

– Manutenção e preservação de áreas que tenham grande potencial de riscos de erosão; 2. Controle rígido de desmatamentos;

3. Providências para minimizar o transporte de lixo e sedimentos;

– Disseminação do conceito de reservatórios de detenção que, além de reduzir picos de descarga, favorecendo o dimensionamento e os custos de obras de melhoria e projetos de canalização a jusante, ainda podem retardar a chegada dessas vazões aos cursos d´água receptores;

– Medidas não-estruturais e institucionais gerais visando à redução dos picos máximos de cheias; e

– Limitação das velocidades de escoamento, onde possível, em 2,0 m/s para futuros projetos de canalização dentro das sub-bacias integrantes do sistema de drenagem da Bacia do Alto Tietê.

2.6 CONCEPÇÃO GERAL DE DIMENSIONAMENTO

Sob uma perspectiva simples e objetiva, o cálculo da drenagem urbana compreende, basicamente, uma etapa hidrológica, para saber a quantidade de água a drenar – o deflúvio de projeto, e outra, hidráulica, de arranjo e dimensionamento do sistema que conduzirá essa água. Neste trabalho

24

MANUAL DE DRENAGEM URBANA

vai-se considerar desde a drenagem de cada rua e suas interconexões, que é a microdrenagem, até a sua continuação natural, os receptores d’água – canais e reservatórios de uma bacia, onde tudo isso se insere, que é a macrodrenagem. Basicamente, a primeira, em geral considerada para um período de retorno de 10 anos, visa evitar a interferência entre as enxurradas e o tráfego de pedestres e veículos, e a segunda, em geral considerada para um período de retorno de 25, 50 ou até 100 anos, objetiva prevenir riscos de prejuízos materiais e de perdas de vidas humanas.

2.7 MACRODRENAGEM

Uma obra de macrodrenagem é verificada para as chuvas mais intensas (precipitação com período de retorno da ordem de 25 a 50 anos), considerando-se os possíveis danos às propriedades e os riscos de perdas humanas.

1) Obras e serviços de macrodrenagem

As obras e serviços de macrodrenagem visam melhorar o escoamento para atenuar: a) inundações;

b) erosões; e c) assoreamentos.

Eles devem constar de Planos de Macrodrenagem e podem reduzir a necessidade de algumas tubulações subterrâneas da microdrenagem. São constituídos de:

a) grandes galerias;

b) canais naturais e artificiais;

c) dique de proteção para preservar região ribeirinha. Não se deve construir elevado, pois há risco de rompimento, com conseqüências negativas que são maiores do que as causadas pela sua ausência;

d) melhoria de canais e calhas de rios (retificação, alargamento, aprofundamento, dragagem, derrocamento, revestimento etc.);

e) manutenção de canais e bacias de detenção com remoção de sedimentos, lodos orgâni-cos, lixos, detritos urbanos e ervas daninhas;

f) adequação e manutenção de grandes reservatórios naturais em parques urbanos; g) construção de reservatórios de detenção e de retenção;

h) dispositivos de proteção à erosão (drenos sub-horizontais; muros de arrimo etc.); i) reposição de vegetação em áreas erodidas e nas várzeas (matas ciliares); e

j) cercas em vias marginais e faixas de servidão, para preservar obras de drenagem ou de preservação (galerias, bacias de detenção ou retenção, parques, áreas de preservação natural, bacias de retenção ou detenção etc.).

2) Projeto básico de macrodrenagem O projeto básico de macrodrenagem resulta em:

a) Relatório técnico: deve incluir descrição da bacia, situação atual e prospectiva, dados plu-viométricos disponíveis, estudos de hidrogramas, cálculo de vazões, critérios básicos de

25

FUNDAMENTOS DA DRENAGEM URBANA

engenharia utilizados, planos alternativos, aspectos ambientais e legais e recomendações. Deve apresentar memória que demonstre a capacidade do sistema de macrodrenagem. b) Quadros e desenhos: devem apresentar a planta geral do projeto e os perfis na escala 1:500 ou 1:1.000. Devem apresentar, também, as cotas do fundo do canal ou da galeria, os perfis aproximados da linha d’água, pontes e seções transversais típicas. Devem con-ter informações para orientar as desapropriações antes da construção.

2.8 MICRODRENAGEM

Uma obra de microdrenagem faz-se necessária para criar condições razoáveis de circulação de veículos e pedestres, por ocasião de ocorrência de chuvas freqüentes (precipitação com período de retorno de 2 a 10 anos). A microdrenagem urbana, ou o sistema inicial de drenagem, é constituída pelo sistema de condutos pluviais relacionados aos espaços dos loteamentos ou rede primária urbana. Um exemplo dos elementos da microdrenagem está mostrado na Figura 2.3.

Na microdrenagem, o escoamento natural não é bem definido, sendo determinado pela ocupação do solo. Inicia-se nos coletores prediais das edificações, prossegue no escoamento das sarjetas e sarjetões e entra em pequenos canais, nos bueiros ou nos sistemas de galerias.

Um sistema de galerias, por sua vez, compreende a parte subterrânea da microdrenagem iniciada na boca-de-lobo e contendo condutos de ligação; poços de visita; caixas de ligação; e ramais. Esses ele-mentos passam a ser apresentados nos próximos capítulos com informações de como dimensioná-los.

CT = 98m CT = 99m CT = 100m CT = 97m CT = 96m CT = 95m PV.14 PV.13 PV.16 PV.2 PV.5 PV.17 PV.15 PV.18 PV.20 PV.22 PV.23 Vai ao receptor PV.21 PV.12 PV.11 PV.10 PV.19 PV.8 PV.9 PV.6 PV.7 PV.3 PV.1 PV.4

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MANUAL DE DRENAGEM URBANA

A Figura 3.1 resume as várias etapas a serem consideradas em um projeto de drenagem urbana, mostrando a seqüência dos passos a serem seguidos e as inter-relações entre as fases. Nos itens seguintes serão comentadas as atividades previstas no fluxograma.

3.1 LEVANTAMENTOS

A primeira atividade do projetista é o levantamento de dados de interesse para a área a ser drenada. Os itens seguintes apresentam a série de dados a serem pesquisados.

3.1.1 Levantamentos na prefeitura municipal Da Prefeitura local, o projetista deve procurar obter:

1) Diretrizes Básicas para Projetos de Drenagem Urbana ou Caderno de Encargos de Infra-Es-trutura Urbana ou outra forma de expressão das posturas do município onde ocorrerá a obra; 2) Planos Diretores do município;

3) Projetos existentes de redes de águas pluviais na área em estudo e adjacências (especial atenção ao projeto de greide de logradouros implantados ou não-implantados);

4) O cadastro ou previsão de localização, nos logradouros, de dutos de outras redes e siste-mas como: água potável, esgoto sanitário, eletricidade, gás, comunicações ou TV a cabo;

3

Fases de projeto

Início

Fim

Levantamentos Estudos preliminares

Anteprojeto Audiência pública Licença prévia – na prefeitura – bibliográficos – de campo micro macro – hidrológicos – uso do solo – vias

– dispositivos drenagem tipo

(representação local e de município a jusante) Aprovada? Sim Sim Não Não Mais

detalhes? Projeto básico Projeto Executivo

Licença Instalação Licença Operação

Execução e “As Built”

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FASES DO PROJETO

5) Características geológicas da bacia hidrográfica; 6) Informações geotécnicas da área e do lençol freático;

7) Informações sobre o nível d’água máximo verificado ou observado dos receptores de águas pluviais;

8) Pontos de locação de Referência de Nível (RN) oficial;

9) Existência de fábrica de pré-moldados de condutos no município e redondezas; e 10) Plantas e cartas topográficas e restituições aerofotogramétricas e fotografias aéreas:

a) na escala 1:500 ou 1:1.000, cadastral, com indicação dos arruamentos existentes e projetados. Se não for possível, utilizar documentos na escala 1:2.000, com curvas de nível a cada 1m ou 2m; ou ainda, 1:5.000, com curvas de nível a cada 5m. A possibilidade de escolha de escalas menores ou maiores é decorrente da maior ou menor movimentação do terreno, nessa ordem; e

b) na escala de 1:5.000 ou 1:10.000, para determinar a bacia contribuinte da área a ser drenada e as diferentes permeabilidades do terreno. Na impossibilidade, utilizar escala de 1:25.000.

Não se obtendo plantas ou mesmo para melhor instruir o estudo, dependendo da localização do projeto, existe a possibilidade de se conseguir cartas topográficas ou fotografias aéreas de outras fontes como as listadas na tabela 3.1.

Entidade

Produto Site

Sigla Nome

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia cartas, da escala

e Estatística 1:25.000 em diante http://www.ibge.gov.br DSG Diretoria do Serviço Geográfico cartas, da escala

do Exército Brasileiro 1:25.000 em diante http://www.dsg.eb.mil.br/ Emplasa Empresa Paulista de

Planejamento Metropolitano S.A. cartas topográficas http://www.emplasa.sp.gov.br IGC Instituto Geográfico cartas, da escala

e Cartográfico 1:2.000 em diante http://www.igc.sp.gov.br Internet (programa: Google Earth ) - imagens - http://earth.google.com www.engemap.com.br

www.ctgeo.com.br fotos

www.multispectral.com.br Empresas de aerofotogrametria aéreas/restituições

www.aerocarta.com.br aerofotogramétricas

www.engefoto.com www.maplanbrasil.com.br Tabela 3.1 – Lista de entidades fornecedoras de cartas ou imagens cartográficas

3.1.2 Levantamento bibliográfico de dados hidrológicos

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MANUAL DE DRENAGEM URBANA

1) Atlas climatológico;

2) Atlas e mapas pedológicos (tipos de solos locais);

3) Sistema de Classificação Climática de Wladimir Peter Köppen; 4) Dados pluviométricos da Agência Nacional de Águas (ANA); e

5) Identificar a existência de equação da chuva padrão local e das relações intensidade-duração-freqüência e de hietogramas típicos de distribuição temporal, para as precipitações históricas da região.

3.1.3 Levantamentos de campo

Estudadas as cartas, plantas e as posturas municipais, o projetista se dirige à área do projeto para a inspeção e outros levantamentos listados a seguir:

1) Topográficos: identificação no local de RN oficial; cotas de cruzamento de ruas; pontos notáveis; áreas inundáveis; cota da máxima cheia; locais de deságüe; pontos baixos; mudanças de declividade e de soleiras, se necessário;

2) Geotécnicos: natureza dos solos da bacia e ao longo das vias; nível do lençol freático, se possível no período de chuvas;

3) Condições da rede de águas pluviais a ser aproveitada (funcionamento, condições estruturais etc.);

4) Localização de áreas alagadiças;

5) Possibilidades de uso do material eventualmente a ser escavado; 6) Possíveis locais de bota-fora de material escavado;

7) Fontes de água natural (poços, nascentes ou bicas) usadas pela população; 8) Áreas inundáveis (entrevista com moradores locais);

9) Cota dos pontos mais baixos a drenar;

10) Localização dos receptores d’água apropriados (exutórios);

11) Condições e nível da máxima cheia dos receptores d’água (rio, lago etc.); 12) Antever a necessidade de evitar a reprodução de vetores;

13) Índice de ocupação urbana;

14) Ocupação e recobrimento do solo nas áreas não urbanizadas da bacia; 15) Características da cobertura vegetal;

16) Distâncias às zonas povoadas;

17) Aceitação da implantação da drenagem pela população;

18) Possíveis conseqüências ecológicas, com ou sem o sistema de drenagem;

19) Tipos e materiais disponíveis, no comércio local, para a construção do sistema de drenagem; e 20) Verificar a existência e possibilidade de uso de materiais alternativos (escória de alto-forno,

alvenaria etc.).

3.2 ESTUDOS PRELIMINARES

De posse dos levantamentos, as informações são transferidas para as cartas topográficas e registradas textualmente, para consolidar os seguintes dados:

29

FASES DO PROJETO

1) Vias

a) o sistema viário com indicação do tipo de cada via (expressa, principal, secundária ou local);

b) seção transversal das vias (pista e passeio); e c) tipos de pavimentos das vias;

2) Topográficos

a) definição ou adequação do alinhamento horizontal das vias; b) greide das vias; e

c) identificação das cotas de todos os pontos de cruzamento, de mudança de greide e de direção dos logradouros existentes na área, da cota máxima dos receptores, assim como de todos os pontos notáveis.

3) Prospecção geotécnica

a) identificação dos tipos de solos locais;

b) localização e disposição dos diferentes horizontes do subsolo; c) identificação do uso e ocupação do solo previsto para a área; e d) identificação do nível do lençol freático em diferentes épocas do ano.

4) Dispositivos de drenagem: projetos padrões com suas características (forma geométrica, materiais, dimensões etc.).

5) Hidrológicos – estudo e avaliação das informações pluviométricas, fluviométricas e de marés na região do projeto.

a) escolha do posto meteorológico de referência;

b) definição das características pluviométricas do posto na região de projeto (equação de chuvas do posto, curva de precipitação x duração x tempo de recorrência, intensidade x duração x tempo de recorrência etc.);

c) identificação da grande bacia natural em que se insere a área a ser drenada; d) determinação das características das bacias de contribuição (área da bacia,

comprimento e desnível do talvegue), com a apresentação de planta das bacias em escala adequada;

e) análise e uso, caso necessário, dos elementos fluviométricos (cotas dos níveis d’água, vazões e curva-chave);

f) análise e uso, caso necessário, dos dados de maré, buscando estabelecer a cota da maré de sizígia;

g) definição da metodologia de cálculo das vazões de projeto; e

h) determinação das vazões das bacias de contribuição para o projeto (descrição dos critérios utilizados e planilha de cálculo das vazões).

3.3 ANTEPROJETO (CONCEPÇÃO, ESTUDO DE ALTERNATIVAS E DE VIABILIDADE)

Os passos seguintes devem ser considerados num anteprojeto de drenagem urbana: 1) Descrição da concepção do sistema;

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MANUAL DE DRENAGEM URBANA

a) da pluviometria:

i) definição dos tempos de recorrência;

ii) obtenção da chuva de projeto (precipitação e intensidade) com o uso de posto adequado à região; e

iii) elaboração de histogramas com número de dias de chuva médio mensal. b) Da vazão:

i) delimitação das áreas das bacias e sub-bacias;

ii) determinação da duração da chuva de projeto (tempo de concentração); iii) definição dos coeficientes de escoamento superficial;

iv) determinação da chuva de projeto para as bacias; e v) cálculo das vazões de projeto.

c) da curva chave do rio (cotas limnimétricas x vazão); d) definição da maré de sizígia.

3) Definição dos parâmetros de cálculo: velocidades limites de escoamento, declividades mais adequadas etc.;

4) Desenho do sistema de drenagem em planta e perfil: a) dispositivos existentes;

b) dispositivos propostos;

c) representação de galerias e canais;

d) locação de reservatórios de detenção e retenção, diques, bombas etc.; e e) linha demarcatória de calha de rios, alargamentos, retificações, leito maior etc. 5) Sobreposição a outros sistemas:

a) interligação com sistema de drenagem existente: verificação da capacidade hidráulica da rede a ser aproveitada e condições de funcionamento;

b) interferências com sistemas existentes: forma de contornar; e c) usos alternativos das soluções adotadas.

6) Pré-dimensionamento com a escolha do tipo de dispositivos a adotar, seções transversais, capacidades de reservatório e dimensões de diques;

7) Determinação dos quantitativos de serviços e orçamento preliminar das alternativas; 8) Relatório de inspeção local (com registro fotográfico) com avaliação:

a) técnica;

b) de custos (quantidades e dimensões das estruturas especiais: pontes, diques, estações de bombeamento etc.); e

c) identificação de restrições legais, ambientais e sociais. 9) Estudo de viabilidade.

A escolha da solução que melhor atenda ao programa de necessidades, sob os aspectos legal, técnico, econômico e ambiental, deve considerar os seguintes itens:

a) a relação custo – beneficio do empreendimento; b) compatibilização com os recursos disponíveis; e c) definição de métodos e prazos de execução.

31

FASES DO PROJETO

Depois de identificada a alternativa que proporciona o máximo de vantagens e benefícios ao menor custo, é realizada uma reunião entre projetistas, contratantes e população local e de jusante para validação da proposta. O relatório do anteprojeto é enviado ao Poder Público para Licença Prévia (LP), para aprovação da localização e concepção, atestando a viabilidade ambiental e estabelecimento de requisitos básicos e condicionantes a serem atendidos no projeto.

Na Tabela 3.2 está mostrada, de outra forma, uma seqüência de passos a serem realizados para se obter um anteprojeto adequado da microdrenagem urbana.

3.4 PROJETO BÁSICO DE DRENAGEM (RELATÓRIO FINAL)

O Projeto Básico é o documento técnico mais importante para a licitação de obras públicas. Pode ser conceituado como o conjunto de elementos que definem a obra, permitindo a quantificação dos materiais, equipamentos e serviços a serem utilizados e possibilitando a estimativa de seu custo e prazo de execução. O Projeto Básico deverá incluir (Lei 8.666/93, art. 6o_{, IX):}

1) Especificação técnica de materiais e serviços a serem utilizados; 2) Orçamento detalhado, inclusive com BDI; e

3) Licenciamento ambiental, caso exigido.

Tabela 3.2 – Seqüência para anteprojeto de microdrenagem

Seq. Atividade

1 Na carta topográfica ou restituições aerofotogramétricas ou fotografias aéreas, delimitar as bacias a serem drenadas.

2 Indicar o sentido de escoamento das águas pluviais ao longo de cada lado das vias. 3 Delimitar (linhas finas interpontilhadas) as áreas tributárias a cada ponto de captação. 4 Levantar as áreas de contribuição para cada ponto de captação.

5 Definir ou calcular os coeficientes de deflúvio (ou de escoamento superficial) em função das características de ocupação de cada área a ser drenada.

6 Calcular as vazões de projeto (deflúvios a escoar) que serão captadas pelas obras de drenagem. O procedimento deve ser realizado de montante para jusante.

7 Representar as bocas-de-lobo/caixas de ralo por pequenos retângulos, definir as posições das obras de montante para jusante, nos cruzamentos e onde a água possa empossar.

8 Representar ramais de ligação entre dispositivos de captação e poços de visita, de preferência dentro da caixa da via. Usar linha cheia para projeto e tracejada para dispositivos existentes. 9 Representar os poços de visita por pequenos círculos, locá-los em função dos dispositivos de

captação das águas e da disposição do arruamento.

10 Identificar as cotas do terreno e greide em cada poço de visita, bem como em pontos críticos do greide. 11 Numerar os poços de visita no sentido crescente das vazões, de montante para jusante, de forma

que cada um receba contribuição proveniente de outro de número menor. 12 Medir entre os centros dos poços de visita a extensão de cada trecho das galerias.

13 Realizar os cálculos de dimensionamento de cada trecho da galeria, determinando diâmetro, declividade, velocidade, cotas, etc.

32

MANUAL DE DRENAGEM URBANA

Nos Quadros 3.1 e 3.2 a seguir são mostrados alguns comentários relevantes extraídos das legislações vigentes que ressaltam preocupações legais nos projetos de drenagem urbana.

A materialização do Projeto Básico ocorre no documento denominado Relatório Final. Sua forma de apresentação consiste em volumes encadernados, um para cada tópico do projeto, à medida que os mesmos são desenvolvidos. Normalmente, esses tópicos são em número de cinco, estando os mesmos apresentados a seguir. Procurou-se expor uma estrutura completa que pudesse contemplar grandes empreendimentos e, a partir daí, possibilitar uma adequação à dimensão e especificidade de cada obra.

3.4.1 Relatório Técnico

O Relatório Técnico deve conter os seguintes itens: 1) Apresentação:

• citar a empresa ou departamento responsável pelo projeto, nome do município, órgão responsável, nome da obra, localização, extensão, nome do relatório final e a composição de sua estrutura.

LICENCIAMENTO AMBIENTAL

A Resolução Conama no _{237/1997 lista os empreendimentos que necessitam de licenciamento}

ambiental. Para obras civis, dentre outras cita:

– barragens, diques, canais para drenagem e retificação de curso d’água; e – abertura de barras, embocaduras e canais.

Independentemente da Resolução no _{237/1997, deverão ser licenciados empreendimentos que:}

– possuam potencial poluidor ou grau de utilização de recursos naturais muito elevados; – localizem-se em ou interfiram com unidade de conservação ou zona de amortecimento; e – sejam incompatíveis com zoneamento ecológico-econômico aprovado.

Quadro 3.1 – Extrato da Resolução Conama no _237/1997

ESTUDOS AMBIENTAIS

Paralelamente ao licenciamento ambiental, podem ser exigidos, pelo órgão governamental, a apresentação de estudos ambientais, como condição para concessão de licença.

Estão sujeitos a estudo ambiental, EIA e respectivo RIMA, em princípio, empreendimentos com significativo impacto ambiental. Eles estão listados na Resolução Conama no _{1/ 1986,}

art. 2o_{, dentre outros, o item VII :}

– VII – Obras hidráulicas para exploração de recursos hídricos, tais como: barragem para fins hidrelétricos, acima de 10MW, de saneamento ou de irrigação, abertura de canais para navegação, drenagem e irrigação, retificação de cursos d’água, abertura de barras e embocaduras, transposição de bacias, diques.

33

FASES DO PROJETO

2) Planta de situação da obra

3) Elementos da bacia hidrográfica: a) planta da bacia hidrográfica; b) Descrição da bacia hidrográfica:

i. características morfológicas da bacia;

ii. características de ocupação e de cobertura vegetal; iii. características geológicas e dos solos da bacia; e iv. avaliação das condições de permeabilidade da bacia.

c) Análise das características da bacia que repercutem no deflúvio superficial.

4) Descrição do escopo do projeto:

a) objetivo da obra: segurança, redução de inundações, tráfego de pessoas e veículos, etc; b) abrangência:

i) extensão atendida (bairros, áreas de risco, setor industrial, marginal etc.); e ii) nível da drenagem, micro ou macrodrenagem: superficial, galerias, canais etc.

5) Resumo das características do projeto básico:

a) descrição da concepção do sistema. Exposição do estudo realizado e a justificativa da solução adotada; e

b) meios empregados para levantar elementos existentes; citação dos dispositivos de drenagem projetados; projetos-padrão utilizados; critérios na determinação de suas capacidades; descrição dos tipos de materiais empregados; proteção da saia dos aterros e do deságüe dos dispositivos.

6) Dados básicos:

a) planta da bacia hidrográfica (sub-bacia);

b) desenhos cadastrais da faixa de influência das obras; c) drenagem lateral;

d) interferências principais e utilidades públicas; e) condições previstas de desenvolvimento futuro;

f) cobertura vegetal e condições de ocupação da bacia atual e futura; g) características geológicas da bacia;

h) características geotécnicas e do lençol freático da faixa de implantação das obras; i) informações sobre chuvas intensas na área da bacia;

j) estudos anteriores;

k) obras existentes (condições estruturais, hidráulicas etc.); e

l) Planta do perfil longitudinal do(s) curso(s) principal(is) (com estaqueamento).

7) Estudos hidrológicos: a) critérios de projeto;

34

MANUAL DE DRENAGEM URBANA

b) chuvas de projeto: i) tempo de recorrência;

ii) duração da chuva de projeto (tempo de concentração); e iii) intensidade.

c) subdivisão da bacia em áreas hidrologicamente homogêneas; d) parâmetros morfológicos característicos das sub-bacias; e) cálculo de vazões máximas e/ou hidrogramas de cheias; e f) estudo de reservatórios de detenção ou de retenção. 8) Concepção de alternativas:

a) traçado em planta;

b) escolha dos condutos e seções transversais; e c) opções de arranjo em perfil longitudinal. 9) Projeto hidráulico:

a) critérios de projeto;

b) dimensionamento das obras de drenagem;

c) dimensionamento de seções transversais das obras de canalização; d) estabelecimento do perfil longitudinal final das obras;

e) características preliminares das singularidades e obras especiais; f) cálculo de linhas d’água;

g) análise hidráulica e estabelecimento da configuração final das singularidades e obras especiais; e

h) projeto hidráulico dos reservatórios de detenção ou retenção. 10) Metodologia de construção:

Deverá conter o resumo da técnica construtiva a empregar com a descrição dos tipos de equipamentos e materiais previstos, observando a coerência com com os quantitativos e os orçamentos dos serviços.

11) Especificações técnicas:

Todas as especificações técnicas devem ser apresentadas de maneira clara e objetiva, de forma a não trazer qualquer dúvida. Sempre que possível devem estar dentro das normas técnicas vigentes, ou, quando estas não existirem, serem realizadas de acordo com a boa técnica consagrada.

3.4.2 Projeto de Drenagem: quadros e desenhos

O relatório final de um projeto de drenagem deve conter um volume com as informações seguintes: 1) Quadro de quantidades;

2) Planta de situação da rede (escala adequada), se possível com indicação de trechos existentes e propostos;

3) Planta (escala 1:500) com a localização dos dispositivos que compõem o sistema de drenagem. Eventualmente, a escala poderá ser ajustada à necessidade do projeto;

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FASES DO PROJETO

4) Desenhos do perfil longitudinal, com greide, nas escalas vertical: 1:50 e horizontal: 1:500; 5) Desenho(s) de seções transversais típicas das vias (passeio, guia ou meio-fio, sarjeta

e pista);

6) Projetos – tipo dos dispositivos de drenagem;

7) Listagem de sarjetas e meios-fios (estaca inicial e final de localização, lado, tipo, extensão); 8) Listagem de bocas-de-lobo e caixas de ralo (estaca de localização, lado, tipo e cotas de topo

e fundo);

9) Listagem de poços de visita e caixas de passagem (estaca de localização, lado, tipo e cota de topo e fundo);

10) Listagem de descidas d’água e outros dispositivos (estaca de localização, lado, tipo e quantidade);

11) Desenho(s) com métodos construtivos e etapas de execução das obras: valas e seus escoramentos, drenagem de serviço, barragens para desvio de cursos d’água, bicas etc.; 12) Desenhos de estruturas e detalhes especiais; e

13) Planta do canteiro de obras.

3.4.3 Memória Descritiva – Justificativa

O item do relatório final do projeto de drenagem urbana, correspondente à memória justificativa, deve conter as seguintes informações:

1) Dos Estudos: a) topográfico:

i) citar referências metodológicas adotadas;

ii) material, equipamento e tipos usados na materialização e implantação da rede de marcos topográficos;

iii) aplicativos de informática utilizados; iv) sistemas de coordenadas adotados;

v) levantamentos plano – altimétricos cadastrais de obras existentes, redes de serviços públicos, acessos secundários e interferências; e

vi) coordenadas topográficas dos pontos notáveis. b) hidrológico:

i) caracterização climática, pluviométrica e geomorfológica da região do projeto; ii) classificação climática de Köppen, temperaturas médias anuais, precipitação média

anual com os meses de concentração e número de dias de chuva médio mensal; iii) fixação dos períodos de retorno (tempos de recorrência);

iv) definição do posto pluviométrico representativo, análise dos dados pluviométricos e definição das curvas “Intensidade – Duração – Freqüência”;

v) caracterização das bacias de contribuição, cartas topográficas/fotografias aéreas de referência, descrição do relevo, ocupação e cobertura vegetal da bacia e tipos de solos; vi) método de cálculo de vazão adotado; e

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MANUAL DE DRENAGEM URBANA

c) geológico:

i) geologia regional: ocorrências, tipos de materiais, cobertura sedimentar, aluviões, horizontes; e

ii) considerações práticas no trato do material (erosão, estabilidade etc.). d) geotécnico:

i) avaliar estrutura do pavimento (camadas) do pavimento existente; ii) avaliar nível do lençol freático;

iii) realizar ensaios de caracterização dos materiais onde será implantada a drenagem (limite de liquidez e de plasticidade, granulometria por peneiramento);

iv) realizar ensaios na areia a ser empregada na obra: granulometria por peneiramento, equivalente de areia e teor de matéria orgânica;

v) realizar ensaios nos agregados graúdos a empregar na obra: Abrasão “Los Angeles”, Índice de Forma e Durabilidade; e

vi) avaliar materiais alternativos, caso seja possível seu uso. e) de proteção ambiental:

i) breve histórico da área de projeto;

ii) objetivos e justificativas das melhorias implantadas;

iii) citar se as obras a executar estão de acordo com o Quadro de Quantidades; iv) áreas de influência direta:

– localização dos impactos causados pelas obras e atividades de operação e conservação do sistema (perdas devido ao assoreamento, erosões, áreas de empréstimo e bota-fora e travessias de corpos d’água); e

– indicar áreas protegidas legalmente, fontes de água usadas para abastecimento humano, desapropriações e segregação urbana.

2) Dos projetos: a) de drenagem:

i) descrição do sistema de drenagem, com informações sobres os dispositivos e suas características (forma geométrica, dimensões e revestimento). Citar onde os detalhes construtivos (projetos tipo) estão inseridos;

ii) descrição da metodologia de cálculo;

iii) apresentar planilhas, com verificação de velocidade d’água, com o comprimento crítico de sarjetas e meios-fios;

iv) dimensionamento das galerias: com definição das seções, declividades, velocidade de escoamento, degraus, verificação da interligação com sistema existente e outros elementos de projeto; e

v) cálculo da cota de máxima cheia de cursos d’água receptores e verificação da velocidade de escoamento.

b) de obras complementares:

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FASES DO PROJETO

c) ambiental:

i) medidas para controle de erosão;

ii) soluções para instabilidade de taludes e assoriamentos; iii) controle de poeira;

iv) preservação de águas superficiais e subterrâneas; v) medidas de proteção do solo;

vi) localização de bota-foras (não podem ser realizados em talvegues e próximos aos corpos d’água e drenagens naturais);

vii) localização de desmatamento e aproveitamento do material lenhoso (minimizar desmatamentos para a execução das atividades); e

viii) indicar procedimentos para coleta, disposição e destinação dos resíduos sólidos e efluentes do canteiro de obras e alojamentos.

3) Notas de Serviço dos dispositivos projetados e aproveitados

4) Mobilização e desmobilização:

• critérios: ponto de origem (município), equipamentos de grande porte e de pequeno porte, veículos leves e caminhões comuns.

3.4.4 Relatório de Avaliação Ambiental

O Relatório de Avaliação Ambiental deve conter os seguintes itens:

1) Apresentação:

• Empresa ou departamento responsável pelo projeto, nome do município, órgão responsável, nome da obra, localização, extensão, nome do relatório final e sua estrutura.

2) Planta de situação;

3) Objetivos do Projeto de Recuperação Ambiental; 4) Características, situação e localização da obra; 5) Diagnóstico ambiental: a) meio físico; b) meio biótico; e c) meio socioeconômico. 6) Passivos ambientais; 7) Impactos ambientais:

a) identificação dos impactos ambientais; b) impactos ambientais nas etapas da obra; e c) avaliação dos impactos ambientais.

8) Medidas mitigadoras (meios físico, biótico e socioeconômico); 9) Cronograma físico;

10) Quantitativos; e