Interferência da superfície de cobertura nas relações de velocidade e vazão para escoamentos pouco profundos

Abstract

Nowadays the urban drainage is changing from the concept of a rapid removal of rainwater to alternatives that aims to an integrated urban water resources management, which concerns basics of low impact drainage, also called Low Impact Development (LID). This new approach seeks the disconnection of drainages systems, aiming to minimizing the production, allowing the detention and retention of part of superficial flow. In this scope, the compensatory techniques are built mechanisms, backing up the mitigation of direct superficial flow. These techniques strive for retain and detain the surplus volumes, minimizing the flow velocities, the peak water flows and increasing the downstream traveling time of the flood waves. In urban areas, some of the direct superficial flow takes place on plain surfaces, with bad definition of geometry and with low depths flows. These flows, present a distinct behaviour from with good geometries definitions. In this context, this paper work aimed to evaluate the direct superficial flow with low water depths with different surfaces, looking to the relations with the generated flow. Therefore, experiments were leaded with several controlled flows on sand, grass and gravel surfaces. The velocity was measured using floating objects, tracer and calculations by the water depths. The results obtained by the floating objects and tracer methods were similar, but were very different when calculated by the wet area. All surfaces studied showed distinctive reasons between the flow and velocity, and the surface that had the best performance on reducing the flow velocities was the gravel channel

Atualmente, a drenagem urbana passa por uma mudança de paradigma do afastamento rápido das águas pluviais para alternativas visando a gestão integrada dos recursos hídricos urbanos, que envolvem conceitos da drenagem de baixo impacto, também chamada de Low Impact Development (LID). Essa nova abordagem busca a desconexão dos sistemas de drenagem, visando minimizar a geração, possibilitar a detenção e retenção de parte do escoamento superficial direto (ESD). Dentro desse escopo, as técnicas compensatórias são dispositivos construídos, auxiliares na mitigação do ESD. Estas técnicas visam reter e deter os volumes excedentes, minimizando as velocidades de escoamento, as vazões de pico e elevando o tempo de trânsito da onda de cheia até a jusante. Parte do ESD em áreas urbanas ocorre em superfícies planas, com geometria pouco definida e com escoamento em baixa lâmina. Tais escoamentos, apresentam comportamento distinto daqueles com seções geométricas bem definidas. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho foi avaliar o escoamento superficial direto pouco profundo com diferentes coberturas de superfícies, visando obter suas relações com a vazão gerada. Para tal, foram conduzidos experimentos em diferentes vazões controladas escoadas em superfícies de areia, grama e pedra. A velocidade foi medida usando técnicas de medição com auxílio de flutuador, de traçador e por meio da medição das lâminas de água no escoamento. Os resultados obtidos pelos métodos por flutuadores e por traçador se mostraram similares, porém se distanciaram pelo método de cálculo pela área. Todas as superfícies investigadas demonstraram relações distintas entre vazão e velocidade, sendo que a superfície com cobertura com pedras foi a que obteve melhor desempenho, quando avaliada na redução de velocidades de escoamento