Fluxo horizontal.

Apresentação em tema: "Fluxo horizontal."— Transcrição da apresentação:

1 Fluxo horizontal

2 Fluxo Horizontal e radial
b d

3

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

5 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

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

7 REGIME PERMANENTE c a b d Begin with a strong opening, relevant to the topic and your audience. Appeal to your audience’s interests. Your energy and attitude set the tone and provide momentum for the meeting. Facilitation is a process that helps people communicate and work together. Establish an open environment conducive to problem solving and change. S = espaçamento Camada impermeável 7

8 REGIME VARIÁVEL Fluxo é Horizontal e Radial 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

9 REGIME VARIÁVEL h0 a ht d Begin with a strong opening, relevant to the topic and your audience. Appeal to your audience’s interests. Your energy and attitude set the tone and provide momentum for the meeting. Facilitation is a process that helps people communicate and work together. Establish an open environment conducive to problem solving and change. S = espaçamento Camada impermeável 9

10 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; r0: raio do dreno; h0: 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.

11 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; a: distância entre o dreno e a superfície do solo. Fluxo horizontal e radial 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.

12 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.

13 Dimensionamento de condutos circulares parcialmente cheios
Seção de descarga A Área R Raio Hidráulico F 50 % 0,393 D2 0,25 D 0,156 60 % 0,471 D2 0,277 D 0,2 70 % 0,550 D2 0,296 D 0,244 80 % 0,628 D2 0,304 D 0,284 90 % 0,707 D2 0,298 D 0,315 95 % Vazão máxima 0,746 D2 0,286 D 0,324 100 % 0,785 D2 0,311 Equação de Manning: D: Diâmetro do dreno, m; Q: vazão do dreno, m3/s; I: declividade do dreno, decimal; n: coeficiente de rugosidade de Manning; F: coeficiente dependente da seção de descarga

14 Uma área plana de 400 x 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.

15 Direção do fluxo subterrâneo
Dimensionar todo o sistema com base na figura a seguir. 1.200 m Direção do fluxo subterrâneo 400 m

16 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.

17 LF1 c a b d Begin with a strong opening, relevant to the topic and your audience. Appeal to your audience’s interests. Your energy and attitude set the tone and provide momentum for the meeting. Facilitation is a process that helps people communicate and work together. Establish an open environment conducive to problem solving and change. S = espaçamento Camada impermeável 17

18 LF1 c = 0,8 m a = 1,3 m b = 0,5 m d = 0,8 m S = espaçamento Begin with a strong opening, relevant to the topic and your audience. Appeal to your audience’s interests. Your energy and attitude set the tone and provide momentum for the meeting. Facilitation is a process that helps people communicate and work together. Establish an open environment conducive to problem solving and change. Camada impermeável Fluxo horizontal 18

19 Fluxo horizontal

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

21 Disposição dos drenos no campo poderia ser:

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

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

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

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

26 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.

27 Diâmetro do dreno de campo:
Q : 0,0005 m3/s n : 0,013 I : 0,2% = 0,002 (declividade mínima, ver dicas) Ver as dicas! Não adotar diâmetro menor que 3”.

28 Dimensionamento de condutos circulares parcialmente cheios
Diâmetro do dreno coletor: Q : 0,017 m3/s n : 0,013 I : 0,3% = 0,003

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

30 LF1 c = 0,8 m a = 1,3 m b = 0,5 m d = 1,7m S = espaçamento Begin with a strong opening, relevant to the topic and your audience. Appeal to your audience’s interests. Your energy and attitude set the tone and provide momentum for the meeting. Facilitation is a process that helps people communicate and work together. Establish an open environment conducive to problem solving and change. Camada impermeável Fluxo horizontal e radial 30

31 Fluxo horizontal e radial
Considerar espessura da camada equivalente

32 Usando solução gráfica:
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:

33 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 %.

34 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.

35 L.F. antes do rebaixamento
c = 0,8 m h0 = 0,9 m a= 1,3 m ht = 0,5 m Begin with a strong opening, relevant to the topic and your audience. Appeal to your audience’s interests. Your energy and attitude set the tone and provide momentum for the meeting. Facilitation is a process that helps people communicate and work together. Establish an open environment conducive to problem solving and change. d = 1,7m 35

36 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%: