Fluxo horizontal Fluxo Horizontal e radial b d

Fluxo horizontal

Fluxo Horizontal e radial b d

Camada equivalente (de) para transformar um fluxo horizontal e radial num fluxo horizontal equivalente

REGIME PERMANENTE Camada impermeável do solo é profunda Fluxo é Horizontal e Radial Drenos atingem a barreira ou a camada impermeável do solo é pouco profunda Eq. de Hooghoudt Com Correção Fluxo é Horizontal Eq. de Hooghoudt ou Eq. de Donan ou da Elipse TABELA O de pode ser obtido: Para drenos abertos 1) Calcular Espaçamento por tentativas: atribuir um valor para S, calcular de e recalcular S. Se S inicial for igual ao S recalculado: Ok Se não: outra tentativa 2) Calcular Espaçamento usando o método de Van Beers 3) Usar Gráficos da Soil Conservation Service

Cálculo do estrato equivalente para drenos tubulares: Rh: resistência horizontal Rr: resistência vertical

REGIME PERMANENTE c a b d S = espaçamento Camada impermeável

REGIME VARIÁVEL Fluxo é Horizontal e Radial Eq. de Glover-Dumm Fluxo é Horizontal Eq. de Glover-Dumm 1) Calcular Espaçamento por tentativas: atribuir um valor para S, calcular de recalcular S. Se S inicial for igual ao S recalculado: Ok Se não: outra tentativa 2) Calcular Espaçamento usando o método de Van Beers

REGIME VARIÁVEL h 0 a ht d S = espaçamento Camada impermeável

S: espaçamento entre drenos; K: condutividade hidráulica; a: distância entre o dreno e a superfície do solo; b: altura do lençol sobre os drenos na parte central de seu espaçamento; c: profundidade do lençol em relação à superfície do solo, na parte central do espaçamento; d: distância entre o dreno e a camada impermeável; α: porosidade drenável; de: espessura da camada equivalente; P: perímetro molhado; r 0: raio do dreno; h 0: altura inicial do lençol em relação sobre os drenos, logo após cessar a recarga; ht: altura final do lençol sobre os drenos após um rebaixamento no tempo t; t: tempo.

Dicas Importantes para drenagem subterrânea: Critério para saber qual o tipo de fluxo: Fluxo predominantemente horizontal d: distância entre o dreno e a camada impermeável; Fluxo horizontal e radial a: distância entre o dreno e a superfície do solo. A máxima recuperação do lençol acima dos drenos, na parte central de seu espaçamento, deve estar entre 0, 3 a 0, 5 m. 0, 3 m < b < 0, 5 m A profundidade do lençol freático será: c + b Comprimento máximo dos coletores é de 400 a 500 m. Isso limita o comprimento máximo dos drenos em cada área. Para drenos tubulares: Drenos de campo devem ser dispostos perpendicularmente ao fluxo subterrâneo quando a declividade do lençol freático > 1%. Se a declividade do lençol < 1%, drenos são dispostos paralelamente ao fluxo subterrâneo.

Dicas Importantes: Para drenos abertos (valetas): Drenos de campo devem ser dispostos transversalmente (ângulo x) ao fluxo subterrâneo quando a declividade do lençol freático > 3 por mil. Se a declividade do lençol ≤ 3 por mil, drenos são dispostos longitudinalmente ao fluxo subterrâneo. Drenos de campo devem ter desnível mínimo de 0, 2 %. É tolerada uma variação de 5% no espaçamento dos drenos, visando o ajuste do número de drenos em cada área. O comprimento efetivo do dreno pode ser menor que o comprimento real, pois o dreno tem uma capacidade adicional à sua montante. Não é conveniente adotar um diâmetro de dreno menor que 3” (75 mm). Nos EUA, o diâmetro mínimo é de 100 mm. É conveniente adotar seções parcialmente cheias ao invés de completamente cheia.

Dimensionamento de condutos circulares parcialmente cheios Seção de descarga A Área R Raio Hidráulico F 50 % 0, 393 D 2 0, 25 D 0, 156 60 % 0, 471 D 2 0, 277 D 0, 2 70 % 0, 550 D 2 0, 296 D 0, 244 80 % 0, 628 D 2 0, 304 D 0, 284 90 % 0, 707 D 2 0, 298 D 0, 315 95 % Vazão máxima 0, 746 D 2 0, 286 D 0, 324 100 % 0, 785 D 2 0, 25 D 0, 311 Equação de Manning: D: Diâmetro do dreno, m; Q: vazão do dreno, m 3/s; I: declividade do dreno, decimal; n: coeficiente de rugosidade de Manning; F: coeficiente dependente da seção de descarga

Uma área plana de 400 x 1. 200 m precisa ser drenada a fim de se aproveitar para cultivo anual. Investigações preliminares revelaram que o lençol freático se eleva no perfil pela recarga do solo devido às precipitações de verão. Foi observado que o seu nível máximo chegou a 40 cm da superfície, permanecendo em torno desse valor durante tempo prolongado. O solo tem porosidade drenável de 9% até a profundidade de 2, 1 m, onde apresenta uma camada de impedimento argilosa. A condutividade hidráulica média é de 4 cm/h. O sistema radicular efetivo da cultura exige 80 cm de solo insaturado e no período coincidente com a elevação máxima do lençol, a planta estará num estágio de crescimento que não tolera condições anaeróbias por mais de 3 dias sem prejuízo sério à produção. O rebaixamento e controle do lençol freático deverá portanto ser efetuado por um sistema de drenagem de alívio. Admitir que o regime é de recarga permanente. Trabalhar com seção parcialmente cheia de 50%. Os drenos de campo terão desnível mínimo e os coletores uma declividade de 0, 3%. Dimensionar todo o sistema com base na figura a seguir. Adote coeficiente de rugosidade de 0, 013 na equação de Manning.

Dimensionar todo o sistema com base na figura a seguir. 1. 200 m Direção do fluxo subterrâneo 400 m

Sistema de alívio: aplicado para rebaixar e controlar o lençol quando este é plano ou tem declividade menor que 1%. Os drenos de alívio seguem a direção do fluxo subterrâneo. Sistema de drenagem de intercepção: aplicado para interceptar o fluxo subterrâneo quando a declividade do lençol freático é maior que 1 %. Os drenos interceptores são dispostos perpendicularmente ao fluxo subterrâneo.

c LF 1 a b d S = espaçamento Camada impermeável

c = 0, 8 m LF 1 a = 1, 3 m b = 0, 5 m d = 0, 8 m S = espaçamento Camada impermeável Fluxo horizontal

Fluxo horizontal

Como o regime é permanente e o fluxo é predominantemente horizontal, usar a equação de Hooghoudt:

Disposição dos drenos no campo poderia ser: 1. 200 m 18 m

Número de drenos no campo: Drenos coletores: 4 drenos Drenos de campo para cada coletor: 600 m/18 m = 33 drenos N° total de drenos de campo: 33 x 4 = 132 drenos

Comprimento dos drenos coletores: 1200/2= 600 m Comprimento dos drenos de campo: ? Poderia ser 200 m, mas pode haver uma economia se considerar: S/2 L S/2 O dreno de campo tem uma capacidade adicional à sua montante. Ele drena um retângulo de dimensão

S/2 L S/2 O comprimento efetivo é menor! L = Comprimento dos drenos = 200 m – S/2 = 200 – 18/2 = 200 -9 = 191 m Além disso, o primeiro dreno deve ficar a 9 m da margem da parcela da área.

Capacidade de um dreno de alívio: Vazão de um dreno coletor: Vazão total (dreno principal):

Cálculo do diâmetro dos drenos de campo e dos drenos coletores Essa equação é válida para seção de 50%!!! Seção de 50%: altura de água até a metade da seção do dreno.

Diâmetro do dreno de campo: Q : 0, 0005 m 3/s n : 0, 013 I : 0, 2% = 0, 002 (declividade mínima, ver dicas) Ver as dicas! Não adotar diâmetro menor que 3”.

Dimensionamento de condutos circulares parcialmente cheios Diâmetro do dreno coletor: Q : 0, 017 m 3/s n : 0, 013 I : 0, 3% = 0, 003

Encontrar o espaçamento entre drenos laterais do exercício anterior, mas considerando a camada impermeável a 3 m da superfície do solo. Usar solução gráfica.

c = 0, 8 m LF 1 a = 1, 3 m b = 0, 5 m d = 1, 7 m S = espaçamento Camada impermeável Fluxo horizontal e radial

Fluxo horizontal e radial Considerar espessura da camada equivalente

Encontrar o espaçamento entre drenos laterais do exercício anterior, mas considerando a camada impermeável a 3 m da superfície do solo. Usando solução gráfica: Com o gráfico:

Encontrar o espaçamento entre drenos laterais do exercício anterior, mas considerando um regime variável. Usar solução de Van Beers. Adote diâmetro de 3” e seção de 50 %.

Encontrar o espaçamento entre drenos laterais do exercício anterior, mas considerando um regime variável. Deseja-se que o rebaixamento do lençol ocorra em 3 dias entre os níveis de 40 cm e 80 cm da superfície do solo. Usar solução de Van Beers. Adote diâmetro de 3” e seção de 50 %. Se o regime é variável: Usar equação apropriada que considere a oscilação do lençol freático. Eq. de Glover-Dumm Como o fluxo é ‘horizontal e radial’, considerar a espessura da camada equivalente.

0, 4 m h 0 = 0, 9 m c = 0, 8 m a= 1, 3 m ht = 0, 5 m d = 1, 7 m L. F. antes do rebaixament o

Encontrar o espaçamento entre drenos laterais do exercício anterior, mas considerando um regime variável. Usar solução de Van Beers. Adote diâmetro de 3” e seção de 50 %. Com seção de 50%: