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Poço de infiltração, Exercícios de Hidrologia

No arquivo acima é descrito o procedimento para dimensionar um poço de infiltração, um sistema alternativo para microdrenagem.

Tipologia: Exercícios

2021

Compartilhado em 11/05/2021

Laura1008
Laura1008 🇧🇷

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EQUAÇÃO IDF BELO HORIZONTE -MG
Parâmetros da IDF
a 1447.9
b 0.1 Fonte: Programa Plúvio (UFV)
c 20
d 0.84
T(anos) 2 5 10
Duração (t) em minutos
10 89.137 14.856 97.691 16.282
20 70.002 23.334 76.719 25.573
30 58.037 29.019 63.606 31.803
60 39.106 39.106 42.859 42.859
120 24.440 48.879 26.785 53.570
180 18.112 54.337 19.850 59.551
240 14.530 58.120 15.924 63.697
Intensidade (mm/h) - 2
anos P(D/T) - 2
anos Intensidade(mm/h) - 5
anos P(D/T) - 5
anos
𝑖=(1447,9.𝑇^0,1)/ (𝑡+20) ^0,84
𝑖=(𝑎 𝑇^𝑏)/
(𝑡+𝑐) ^𝑑
0 50 100 150 200 250 300
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
Curva PDF
Column B P(D/T) - 2 anos P(D/T) - 5 anos
P(D/T) - 10 anos P(D/T) - 50 anos
Duração (minutos)
Precipitação (mm)
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EQUAÇÃO IDF BELO HORIZONTE -MG

Parâmetros da IDF

a 1447.

b 0.1 Fonte: Programa Plúvio (UFV)

c 20

d 0.

T(anos) 2 5 10

Duração (t) em minutos

Intensidade (mm/h) - 2

anos

P(D/T) - 2

anos

Intensidade(mm/h) - 5

anos

P(D/T) - 5

anos

𝑖=(1447,9.𝑇^0,1)/ 〖 (𝑡+20) 〗 ^0,84𝑖=(𝑎 𝑇^𝑏)/

〖 (𝑡+𝑐) 〗 ^𝑑

Curva PDF

Column B P(D/T) - 2 anos P(D/T) - 5 anos

P(D/T) - 10 anos P(D/T) - 50 anos

Duração (minutos)

Precipitação (mm)

i (mm/h) intensidade

T(anos) Período de retorno

t(minutos) duração

Intensidade(mm/h) -

10 anos

P(D/T) - 10

anos

Intensidade(mm/h) -

50 anos

P(D/T) - 50

anos

=(𝑎 𝑇^𝑏)/

(𝑡+𝑐) 〗 ^𝑑

𝑇=[(𝑖 〖 (𝑡+𝑐) 〗 ^𝑑)/𝑎]^(1/𝑏)

Curva IDF

Intensidade (mm/h) - 2 anos Intensidade(mm/h) - 5 anos Intensidade(mm/h) - 10 anos

Intensidade(mm/h) - 50 anos Duração (minutos)

Intensidade (mm/h)

Dimensionamento poço de infiltração

Passo 1 - Calcular a altura precipitada a partir da equação IDF da cidade de projeto ( no caso Belo Horizonte - MG ) para diferentes durações

Parâmetros da IDF Duração (t) em minutos^ T(anos)^2 EQUAÇÃO IDF BELO HORIZONTE -MG a b 1447.900.10 1020 89.13770.002 14.85623.334 Eq. BH: Programa Plúvio (UFV) c d 20.000.84 3060 58.03739.106 29.01939. 120180 24.44018.112 48.87954. i (mm/h) T(anos) Período de retornointensidade 240 14.530 58. t(minutos) duração

Passo 2 - Inserir os dados de entrada em uma planilha. Obs.: Para obter o coeficiente de seguraça do poço, utiliza-se o fluxograma abaixo

Área (m²)^ Tabela 1 360. Profundidade (m)^ k(m/s)^ 0.0000282. Coef. de segurança (poço) 0.551. Área de contribuição (m²) Tr (anos) 198.002.

Passo 3 - Calcular a área de Infiltração para os diversos diâmetros dos anéis de concreto e a vazão de infiltração utilizando as equações abaixo

Diâmetro (m) 1.00 (^) Ainf (m²) 7.85 (^) Qinf (m³/s) 0. 1.50 2.00 11.7815.71 0.000330. 2.50 3.00 19.6323.56 0.000550.

Passo 4 - Calcular a vazão de infiltração por unidade de área

Diâmetro (m) 1.00 (^) qs(m/s) 0.0000011 (^) qs(mm/min) 0.066640 1 m 1,000 mm 198.00 m² 1.502.00^ 0.00000170.0000022^ 0.0999600.133280^ 60 s^ 1 min 2.50 3.00 0.00000280.0000033 0.1666000.199920 1m/s 60.000 (mm/min)

Passo 5 – Calcular a diferença máxima de chuva no poço, que corresponde à altura de chuva menos a altura infiltrada para cada diâmetro do poço

Duração (min) 10 Intensidade (mm/h)89.137 P (mm)14.856 Alt. inf (mm)0.666398 DH (mm)14.19 V (m³)2. 1530 78.31158.037 19.57829.019 0.9995981.999195 18.5827.02 3.685. 12060 39.10624.440^ 39.10648.879^ 3.9983917.996781^ 35.1140.88^ 6.958. 240360 14.53010.564 58.12063.383 15.99356323.990344 42.1339.39 8.347. Duração (min) 10 Intensidade (mm/h)89.137 P (mm)14.856 Alt. inf (mm)0.999598 DH (mm)13.86 V (m³)2. 1530 78.31158.037 19.57829.019 1.4993962.998793 18.0826.02 3.585. 12060 39.10624.440^ 39.10648.879^ 11.9951725.997586^ 33.1136.88^ 6.567. 240360 14.53010.564 58.12063.383 (^) 23.99034435.985516 34.1327.40 6.765. Duração (min) 10 Intensidade (mm/h)89.137 P (mm)14.856 Alt. inf (mm)1.332797 DH (mm)13.52 V (m³)2. 1530 78.31158.037 19.57829.019 1.9991953.998391 17.5825.02 3.484. 12060 39.10624.440^ 39.10648.879^ 15.9935637.996781^ 31.1132.89^ 6.166. 240360 14.53010.564 58.12063.383 31.98712547.980688 26.1315.40 5.173. Duração (min) 10 Intensidade (mm/h)89.137 P (mm)14.856 Alt. inf (mm)1.665996 DH (mm)13.19 V (m³)2. 1530 78.31158.037 19.57829.019 2.4989944.997988 17.0824.02 3.384. 12060 39.10624.440^ 39.10648.879^ 19.9919539.995977^ 29.1128.89^ 5.765. 240360 14.53010.564 58.12063.383 (^) 39.98390759.975860 18.143.41 3.590. Duração (min) 10 Intensidade (mm/h)89.137 P (mm)14.856 Alt. inf (mm)1.999195 DH (mm)12.86 V (m³)2. 1530 78.31158.037 19.57829.019 2.9987935.997586 16.5823.02 3.284. 12060 39.10624.440^ 39.10648.879^ 11.99517223.990344^ 27.1124.89^ 5.374. 240360 14.53010.564 58.12063.383 47.98068871.971032 10.14-8.59 (^) -1.702. Volume contribuição de água Diâmetro (m) 1.00 (^) DH máx (mm) 42.13 (^) Va (m³) (^) 8.34 Vd(m³) 1.96 Volume geométrico do poço 1.50 2.00 36.8832.89 7.306.51 4.427.85 Regra para escolha 2.50 3.00 29.1127.11 5.765.37 12.2717.67 Va (m³) < Vd (m³) Diâmetro (m) 1.00 (^) Df (horas) 15.85 (^) Dv (horas) 10.54 Regra para escolha 1.50 2.00 10.577.93 6.154.11 Df < 24h 2.50 3.00 6.345.28 2.912.

Passo 8 - Escolha do diâmetro do poço considerando os dados obtidos nas etapas anteriores

Diâmetro (m) 1.00 (^) Ainf (m²) 7.85 (^) Qinf (m³/s) 0.00022 (^) qs(m/s) 0.0000011 (^) qs(mm/min) 0.066640 (^) DH máx (mm) 42.13 (^) Va (m³) (^) 8.34 Vd(m³) 1.96 (^) Df (horas) 15.85 (^) Dv (horas) 10. 1.50 2.00 11.7815.71 0.000330.00044 0.00000170.0000022 0.0999600.133280 36.8832.89 7.306.51 4.427.85 10.577.93 6.154. 2.50 3.00 19.6323.56 0.000550.00066 0.00000280.0000033 0.1666000.199920 29.1127.11 5.765.37 12.2717.67 6.345.28 2.912. Acadêmicos: Laura de Lima Peres e Lucas Henrique Gomes Este projeto apresenta o dimensionamento de um sistema de microdrenagem sustentável, conhecido como poço de infiltração, realizado para atender a demanda de uma residência localizada em Belo Horizonte. Para tanto, utilizou-se os dados pluviométricos da cidade de Belo Horizonte (equação IDF), considerando um período de retorno (Tr) de 2 anos. Nos cálculos considerou-se os dados contidos na Tabela 1, subsequente, onde foram colocados a área do terreno, a área de contribuição, a profundidade do poço, os coeficientes de segurança e o coeficiente de permeabilidade médio, informações escolhidas pelos autores ou fornecidas pela professora. O dimensionamento foi realizado com base na aula (disponível no moodle) e nas instruções da professora Lôide, contidas no material "Recomendações para dimensionamento de poços de infiltração". Intensidade (mm/ h) - 2 anos P(D/T) - 2 anos Coef. de segurança (% impermeável) OBS: LUOS de Dourados - MS, para uma edificação Considerando os parâmetros urbanísticos da localizada na área urbana AR-III contribuição^ Área de Obs. Deve-se encontrar a precipitação, que é a quantidade de chuva para um determinado tempo. Após isso, encontra-se a altura de água infiltrada, que é a vazão infiltrada dividida por esse mesmo período de tempo. Depois, calcula-se a diferença de altura de água, também dada em mm. Logo, obtêm-se os seguintes dados para os diâmetros de anéis de concreto em questão. Para o próximo passo serão utilizados os valores máximos de DH e V dessas planilhas Diâmetro: 1,0m Diâmetro: 1,5m Diâmetro: 2,0m Diâmetro: 2,5m Diâmetro: 3,0m

Passo 7 - Calcular o tempo de funcionamento do poço de infiltração (Df) e, também, seu tempo de esvaziamento (Dv)

O diâmetro de 2,0m foi escolhido por ser o que melhor atende as condições que um poço de infiltração precisa satisfazer para ser considerado eficiente. Para essas dimensões o poço terá uma

capacidade de armazenamento de 7,85m³, enquanto o volume máximo de chuva para a área (para esse diâmetro), calculado a partir da IDF, foi de 6,51m³. Além disso, é respeitada a condição de que

o tempo de funcionamento do poço seja menor que 24h (Df = 7,93h). Conclui-se que esse diâmetro

𝑖=(1447,9.𝑇^0,1)/ 〖 (𝑡+20) 〗 ^0,

𝑖 〖=(𝑎 𝑇^𝑏)/ (𝑡+𝑐) 〗 ^𝑑

20.00^ 30.

40.00^ 50.00^ 60.

70.00^ 80.00^ 90.

100.00^ Intensidade (mm/h) - 2 anos^ Curva IDF Duração (minutos) Intensidade (mm/h)

𝑃= 𝐷𝑢𝑟𝑎 ã𝑜 (𝑚𝑖𝑛 (𝑚𝑖𝑛ç )* 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 (𝑚𝑚 ℎ)/ )= (mm) Alt. Inf= 𝐷𝑢𝑟𝑎 ã𝑜 (𝑚𝑖𝑛 (𝑚𝑖𝑛ç )* qs vazão infiltrada (𝑚𝑚 ℎ)/ ) = (mm)

DH=P (𝑚𝑚) - qs vazão infiltrada (𝑚𝑚)= (mm)

V = DH (mm) * Á. Contribuição