Descrição

1.0 Cálculo de Bacias de Detenção (PISCINÕES)

Veja nessa página quais as principais características do Cálculo de Bacias de Detenção.

As bacias de detenção são estruturas que visam o amortecimento e retenção momentânea das ondas de cheia.

Usualmente são feitas em posições estratégicas na bacia hidrográfica, de modo a sanar problemas pontuais de enchentes.

Alem disso, elas podem ser feitas sem revestimento interno, ou seja, utilizando-se da própria topografia para a reservação da água, ou, por outro lado, podem ser feitas de estruturas de revestimento como por exemplo as estruturas de concreto armado.

Quer se aprofundar um pouco mais? Veja esse artigo nosso publicado recentemente no simpósio brasileiro de recursos hídricos, da Associação Brasileira de Recursos Hídricos.

Impacto das alterações pluviométricas no reservatório de detenção do Pacaembu-SP: Avaliação da segurança hídrica quanto ao risco de cheias

2.0 Quais são os princípios que regem o Cálculo de Bacias de Detenção?

O correto dimensionamento de uma bacia de detenção deve passar obrigatoriamente por algumas etapas de projeto.

a) Levantamento de dados

Aqui inclui dados que interferem nos modelos hidrológicos e hidráulicos.

Por exemplo, parâmetros da IDF, restrições construtivas, área de drenagem da bacia e seu uso e ocupação, tempo de concentração da bacia, duração crítica de projeto, e etc.

b) Definição do modelo hidrológico

Dentro do modelo hidrológico, é preciso estabelecer ao menos 3 modelos:

•  Distribuição temporal da chuva,
•  Separação do escoamento e o
•  Transformação de chuva em vazão.

c) Definição do modelo hidráulico de propagação de vazão

É necessário estabelecer o sistema de equações, por diferenças finitas, que regem a propagação de vazão no reservatório assumindo hipóteses como intervalos de discretização constantes.

3.0 Modelo Hidrológico

3.1 Modelo de distribuição temporal da chuva

A planilha conta com dois modelos de distribuição temporal, sendo estes definidos pelo usuário no processo de entrada de dados:

3.1.1 Modelo de Huff 1o quartil

3.1.2 Modelo de Blocos Alternados

Já para as perdas por abstrações e infiltração (separação do escoamento), a planilha conta com outros dois modelos

3.1.3 Modelo de Horton

3.1.4 Modelo do SCS-CN

Por fim, ainda dentro do escopo do modelo hidrológico, a planilha trabalha com o seguinte método para a transformação de chuva efetiva em vazão:

3.1.5 Método de Santa Barbara Urban Hydrograph (SBUH)

3.1.6 – Modelo SCS do Hidrograma Unitário

4.0 Modelo Hidráulico

A planilha trabalha com curvas cota-área e cota-descarga dos dispositivos hidráulicos que compõe o sistema de regulação de vazão do reservatório.

É possível trabalhar com orifícios retangulares e circulares.

No caso de vertedores, é possível trabalhar com retangulares, circulares e triangulares. Além disso, as quantidades de orifícios e vertedores podem ser alteradas na planilha.

O método de cálculo é o método PULS.

O método de PULS resolve a equação de balanço de massa conhecendo uma curva auxiliar que fornece informações sobre o volume de água armazenado versus a vazão de saída.

Essa curva, também chamada de tabela auxiliar, é obtida sabendo-se as leis que regem o escoamento nos dispositivos extravasores – orifícios, vertedores e etc.

Em outras palavras, quando se rearranja a equação de balanço de massa separando termos conhecidos e desconhecidos em lados opostos da equação, é possível, sabendo-se as condições do atual passo de tempo t, estimar as condições do tempo t + 1.

Quer saber mais detalhes e ir para um próximo nível na simulação numérica de reservatórios? Veja esse nosso artigo:

Amortecimento de Cheias em Reservatórios

Tenho duas coisas para você.

A primeira são dois vídeos mostrando como aplicar a planilha e como ela é prática e a segunda é um exemplo resolvido para você analisar os resultados.

https://www.youtube.com/watch?v=hIHWG_Lav_E&feature=emb_logo

https://www.youtube.com/watch?time_continue=8&v=a17UF_3ruEA&feature=emb_logo

Confira um Exemplo de cálculo de bacias de detenção

Dimensione uma bacia de detenção para os seguintes critérios de projeto

Dados do modelo hidrológico

• Área de drenagem = $10~km^2$
• Tempo de concentração = 45 minutos
• Chuva distribuída em blocos alternados
• Tempo de retorno de 25 anos
• Porcentagem impermeável diretamente conectada = 8%
• Modelo chuva-vazão – Método Santa Barbara Urban Hydrograph
• Duração da chuva de 2 horas = 120 min
• Modelo de infiltração de SCS-CN
• IDF (K = 875,185; a = 0.1909; b = 10; c = 0.7419)
• CN = 65
• Time-step = 15 minutos (todos os cálculos serão feitos de 15 em 15 minutos)

Dados do modelo hidráulico

• Área do reservatório = 0.5% da Área do reservatório = 5ha (será adotada a mesma área por simplicidade)
• Número de vertedores = 1
• Tipo de vertedor retangular
• Cota da soleira do vertedor = 96 m
• Comprimento efetivo da soleira do vertedor = 2 m
• Coeficiente de descarga = 1.83
• Cota de fundo do orifício de descarga = 94 m
• Número de orifícios = 1
• Coeficiente de descarga do orifício = 0.61
• Tipo de orifício circular
• Diâmetro = 0.8 m
• Efetuar os cálculos até 420 min
• Altura inicial no reservatório = 0 m
• Vazão máxima efluente = 20 m3/s
• Cota máxima do reservatório = 98 m

Resultados do projeto de um exemplo de Cálculo de Bacias de Detenção

Modelo Hidrológico

Modelo Hidráulico

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