Engenheiro Plinio Tomaz SCS TR-55 TR-55 Publicado em 1976 45ha a 65 km2 Duração da chuva: 24h Bom para determinar a vazão de pico Não é muito usado no Brasil Hietograma de chuva: Tipo I, IA, II e III TR-5 Qp = Qu . A . Q. Fp Sendo: Qp = vazão de pico (m3/s) Qu = pico de descarga unitário (m3/s/cm / km2) A = área da bacia (km2) Q = runoff ou seja o escoamento superficial ou chuva excedente de uma chuva de 24h (cm) Fp = fator adimensional de ajustamento devido a poças d’água FATOR DE AJUSTE DEVIDO A POÇAS DE ÁGUA NOTA: PARA 0,2% TEMOS FP=0,97 Porcentagem da água de chuva que fica em poças d’água ou em brejos (%) Fp 0 0,2 1,0 3,0 5,0* 1,00 0,97 0,87 0,75 0,72 TR-55 O pico de descarga unitário Qu log (Qu ) = C0 + C1 . log tc + C2 . (log tc )2 - 2,366 Sendo: C0 ,C1 e C2 obtidos da Tabela tc = tempo de concentração (h), sendo que 0,1h tc 10h VALORES DE CO, C1, C2 CONFORME TIPO DE CHUVA (+USADO TIPO II) Tipo de chuva conforme SCS (Estados Unidos) I IA II III Ia/ P C0 C1 C2 0,10 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 2,30550 2,23537 2,18219 2,10624 2,00303 1,87733 1,76312 1,67889 -0,51429 -0,50387 -0,48488 -0,45695 -0,40769 -0,32274 -0,15644 -0,06930 -0,11750 -0,08929 -0,06589 -0,02835 0,01983 0,05754 0,00453 0,0 0,10 0,20 0,25 0,30 0,50 2,03250 1,91978 1,83842 1,72657 1,63417 -0,31583 -0,28215 -0,25543 -0,19826 -0,09100 -0,13748 -0,07020 -0,02597 0,02633 0,0 0,10 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 2,55323 2,46532 2,41896 2,36409 2,29238 2,20282 -0,61512 -0,62257 -0,61594 -0,59857 -0,57005 -0,51599 -0,16403 -0,11657 -0,08820 -0,05621 -0,02281 -0,01259 0,10 0,30 0,35 0,40 0,45 2,47317 2,39628 2,35477 2,30726 2,24876 -0,51848 -0,51202 -0,49735 -0,46541 -0,41314 -0,17083 -0,13245 -0,11985 -0,11094 -0,11508 CN COMPOSTO = CN W McCuen CNw= CNp . (1 – f) + f.98 CNw= número da curva composto CNp= número da curva da área permeável. DAEE São Paulo adota CNp= 60 para qualquer caso. f= fração impermeável da área da bacia em estudo Regra: usar Tabela do número CN e caso não encontre use o CN composto, não esquecendo os tipos de solo do SCS: Tipos: A,B,C e D McCuen, 1998 cita como exemplo, Pastagem, Terrenos baldios, espaços abertos, campos de golfe, cemitérios, boas condições. Solo tipo A: CN= 39 Solo tipo B: CN= 61 Solo tipo C: CN= 74 Solo tipo C: CN= 80 TIPOS DE SOLO DO SCS PARA USO DO NUMERO CN Grupo do solo Capacidade minima de infiltração (mm/h) Média (mm/h) A 7,62 a 11.43 9,53 B 3,81 a 7,62 5,72 C 1,27 a 3,81 2.54 D 0 a 1,27 0,64 TABELA DO NÚMERO CN Grupo do Solo Superfície do solo Uso do solo Solo lavrado Com sulcos retilíneos Em fileiras retas A 77 70 Plantações regulares Em curvas de nível Terraceado em nível Em fileiras retas 67 64 64 77 76 76 83 84 84 87 88 88 Plantações de cereais Em curvas de nível Terraceado em nível Em fileiras retas 62 60 62 74 71 75 82 79 83 85 82 87 Em curvas de nível Terraceado em nível Pobres Normais Boas 60 57 68 49 39 72 70 79 69 61 81 78 86 79 74 84 89 89 94 80 Pobres, em curvas de nível Normais, em curvas de nível Boas, em curva de nível 47 25 6 67 59 35 81 75 70 88 83 79 Normais Esparsas, de baixa transpiração Normais Densas, de alta transpiração 30 45 36 25 58 66 60 55 71 77 73 70 78 83 79 77 Normais Más De superfície dura 56 72 74 75 82 84 86 87 90 91 89 92 Muito esparsas, baixa transpiração Esparsas Densas, alta transpiração Normais 56 46 26 36 75 68 52 60 86 78 62 70 91 84 69 76 Plantações de legumes ou cultivados Pastagens Campos permanentes Chácaras Estradas de terra Florestas B 86 80 C 91 87 D 94 90 10 INSTRUÇÃO DPO 2/2007 DAEE 11 Exemplo Achar o número da curva CN para area em São Paulo com área impermeável de 55%. CNp= 74 F= 0,55 CNw= CNp . (1 – f) + f.98 CNw= 74 x (1 –0,55) + 0,55x98 =87 CHUVAS INTENSAS Forma de Keifer e Chu da equação da intensidade máxima de chuva I= K . Tr a ( t + b) c I= intensidade de chuva (mm/h) Tr= período de retorno (anos) t= tempo de duração da chuva (min) K, a, b, c:coeficientes obtidos de estudos locais ou usando o programa Pluvio 2.1 da Universidade de Viçosa Minas Gerais. CHUVAS INTENSAS Exemplo: São Paulo Achar precipitação maxima em 24h para periodo de retorno de 25 anos. Equação de Paulo Sampaio Wilken K=1747,9 a=0,181 b= 15 c=0,89 I= K . Tr a ( t + b) c T= 24h = 24 x 60min= 1440min I= 1747,9x 25 0.181 /( 1440 + 15) 0,89 I= 4,70 mm/h Para 24 horas: 4,70 x24= 115 mm EXEMPLO: TR-55 Exemplo: bacia com 2,22km2, 0,2% poças, CN=81, tc= 15min=0,25h. Local: São Paulo S= 25400/CN- 254= 25400/87 -254=38mm Tr=25anos D=24h achamos para P=115mm ( P- 0,2S ) 2 Q= ------------------------- ( P+0,9S ) EXEMPLO: TR-55 ( 115- 0,2. 38 ) 2 Q= ---------------------------------- = 79mm =7,9cm ( 115+0,8.38 ) Portanto, a chuva excedente é 6,3cm. Como Ia= 0,2. S = 0,2 x 38 =7,6mm Ia/P = 7,6mm/115mm = 0,07 Adotamos para Ia/P =0,1 e então para a chuva Tipo II escolhida temos: C0 = 2,55323 C1 = -0,61512 C2 = -0,16403 tc=0,25h > 0,1h (hipótese de aplicação do método) EXEMPLO: TR-55 log (Qu ) = C0 + C1 . log tc + C2 . (log tc )2 - 2,366 log (Qu ) = 2,55323 - 0,61512 . log 0,25 -0,16403.(log 0,25 )2 - 2,366 log (Qu ) = 0,4981 e portanto Qu = 3,1477 (m3/s / cm / km2 ) Como admitimos 0,2% de poças d’água, da Tabela obtemos Fp=0,97 Qp = Qu . A . Q. Fp Qp =3,1477 . 2,22 . 7,9 . 0,97 = 53,5m3/s (Vazão de pico p/ Tr=25anos) Engenheiro Plinio Tomaz RESERVATÓRIOS DE DETENÇÃO SEGUNDO O TR-55 TEORIA SCS TR-55 Até 65km2 Chuva de duração de 24h Hietograma: Tipo I ,Ia, II e III São Paulo: adotar Tipo II (mais usado) Vazão de pré-desenvolvimento Vazão de pós-desenvolvimento CRITÉRIOS PARA PRE-DESENVOLVIMENTO Guo, 2006 apresentou vários critérios: 1. 1. Usar a vazão de pré-desenvolvimento 2. 2. Usar a vazão crítica de uma estrutura de drenagem a jusante, como galeria retangular existente com capacidade de 14m3/s na Av. Pacaembu. 3. 3. Usar critérios legais de vazões em L/sxha para determinado período de retorno. Por exemplo, 25 L/s x ha para Tr= 10anos. TEORIA Volume do reservatório ---------------------------------- = C0 + C1 . + C2 . 2 + C3. 3 volume de runoff Sendo: Volume do reservatório = (m3); volume de runoff = volume da chuva excedente (m3 ). É a altura da chuva multiplicada pela área da bacia nas unidades compatíveis; = Qpré-desenvolvimento/Qpós-dessenvolvimento Sendo: Qpós-dessenvolvimento = vazão de pico (m3/s) depois do desenvolvimento calculado pelo TR-55; Qpré-desenvolvimento = vazão de pico (m3/s) antes do desenvolvimento calculado pelo TR-55. C0, C1, C2 e C3 = coeficientes de análise de regressão da Tabela abaixo Tipo de chuva nos Estados Unidos I, IA II , III C0 C1 C2 C3 0,660 0,682 -1,76 -1,43 1,96 1,64 -0,730 -0,804 EXEMPLO ACHAR O VOLUME DO RESERVATORIO DE DETENÇÃO PELO TR-55 Seja uma bacia com 2,22km2 com 0,2% de poças d’água e que o número da curva estimado CN=81. O tempo de concentração é de 15min = 0,25h e que a chuva de 24horas é o Tipo II e que a precipitação para período de retorno de 25anos conforme Martinez e Magni,1999, na cidade de São Paulo, seja de 115mm. Usar a vazão critica de galeria retangular com capacidade máxima de 13m3/s. CONTINUAÇÃO DO EXEMPLO Exemplo Aplicação do TR-55 para o reservatório de detenção. Tr=25anos. Qpré = 13 m3/s (dado imposto no problema) Qpós = 53,5m3/s (calculado pelo TR-55) = 13/53,5 = 0,24 Volume do reservatório ---------------------------------- = C0 + C1 . + C2 . 2 + C3. 3 volume de runoff Volume do reservatório ------------------------------- = 0,682 - 1,43 . 0,24 + 1,64 0,242 -0,804. 0,243 =0,37 volume de runoff CONTINUAÇÃO DO EXEMPLO Para CN=87 > 40 o armazenamento S será: 25400 S= ------------- - 254 CN S= (25.400/87) – 254 = 38mm Como o valor P=115mm para chuva de 24h temos: ( P- 0,2S ) 2 Q= -------------------------( P+0,8S ) ( 115- 0,2. 38 ) 2 Q= ---------------------------------- = ( 115+08. 38 ) 79mm =7,9cm CONTINUAÇÃO DO EXEMPLO Chuva excedente Q = 7,9cm. Volume de runoff = (7,9cm/100) x 222ha x 10.000m2 = 175.380m3 Volume do reservatório = 0,37 x 175.380 = 64.891m3 Portanto, usando o método de TR-55 achamos que o volume estimado do piscinão é de 64.891m3.