barragens 2009 - aula10

ARMAZENAMENTO DE ÁGUA EM REPRESAS

INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS• Escolha do local (características favoráveis para o local de construção do maciço de terra);

• Bacia de acumulação;• Volume de água armazenado;• Bacia de captação;• Estimativa do volume de terra, concreto ou pedra necessários à construção da barragem.

INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS: ESCOLHA DO LOCAL

OBSERVAÇÕES SOBRE O TERRENO DA FUNDAÇÃO:

1. O local escolhido deve possuir solo estável(não podem ocorrer deslizamentos ou grandes acomodações devido ao peso da terra acrescentada sobre o solo original);

2. Evitar a construção da barragem sobre nascentes,pois a pressão da água pode comprometer aestabilidade do aterro;3. Evitar locais com afloramentos rochosos;

Cortina (muro) deconcreto armado

INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS: ESCOLHA DO LOCAL

Rocha

INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS:ESCOLHA DO LOCAL

TIPO DE VALE - Deve serpreferencialmente um estreitamento ou garganta do vale por onde corre o curso d’água, para reduzir o volume de aterro necessário.


ESTREITAMENTO DO VALE (GARGANTA) ‏

MATERIAL DE EMPRÉSTIMO - O local deconstrução deve ser de fácil acesso e estar próximodo ponto de extração de terra usada no aterro.Sugere-se retirar terra do local onde será formado olago (aumentando sua capacidade) e também aproveitar a terra proveniente da escavação doextravasor.

COTA - Sempre que possível, o local deconstrução do reservatório deve estar situado em cota acima do local de utilização da água para permitir a condução de água por gravidade;


INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS: BACIA DE ACUMULAÇÃO (LOCAL ONDE SERÁ FORMADO O LAGO) ‏

É desejável que aárea a montante da barragem seja aberta(espraiada);

O terreno onde deverá ser formada arepresa deve possuir declividade pequena àmontante (recomenda-se 4 a 8%);

Cota 100

Cota 101

Cota 102

Cota 103

Eixo da barragem

INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS: BACIA DE ACUMULAÇÃO

Uma pequena declividade à montante proporciona maior capacidade de armazenamento, pois o lago terá maior comprimento.

D = 4 a 8%


Para estimar o volume de água que arepresa poderá armazenar, deve-se:1. Definir o local adequado para a construção da barragem;2. Realizar o levantamento planialtimétrico da bacia de acumulação (local onde será formadoo lago);3. Interpolar curvas de nível às cotas do terrenoe determinar a área interna a cada curva (com um planímetro, por exemplo).


Eixo da barragem

102101100

103104

Vol. total acumulado = V100 + V101 + V102 + V103

102

ÁREA 100 = 980 m2

ÁREA 101 = 1680 m2

ÁREA 102 = 2048 m2

ÁREA 103 = 2720 m2

INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS: VOLUME DE ÁGUA ARMAZENADO

Exemplo:Para estimar o volume de água armazenado até

a cota 103 (definida no exemplo do slide anterior),devemos primeiramente estimar o volume de água armazenado para cada metro de altura da lâmina deágua.

O volume Vn contido entre duas curvas de nível sucessivas (n e n-1) pode ser obtido multiplicando-se a média entre as áreas definidas por cada curvade nível (Sn e Sn-1) pela diferença de altura entre elas.

hSSVn nn *2

1 += −

INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS: VOLUME DE ÁGUA ARMAZENADO

Cota da Área definida Área média Diferença de Volumecurva pela curva (m2) (m2) Altura (m) armazenado (m3)99,5 0100 980 490 0,5 245101 1680 1330 1 1330102 2048 1864 1 1864103 2720 2384 1 2384

V. TOTAL 5823

INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS:BACIA DE CAPTAÇÃO

A bacia de captação de onde provem aágua deve, preferencialmente, ter coberturavegetal que minimize a presença de sedimentos em suspensão (proveniente de erosão laminar),para evitar o assoreamento rápido do lago.•Evitar áreas de captação cultivadas com culturas anuais;•Evitar locais com presença de sais ou minerais tóxicos e bacias de onde provenham água compoluentes (dejetos de animais ou esgoto).

CARACTERÍSTICAS DO MACIÇO DE TERRA

Taludes recomendados para a barragem de terra:

•3:1 a montante (lado em contato com a água);•2:1 a jusante (lado seco);•Largura mínima da crista= 2,5 m.

3:12:1

Representação dos taludes recomendados

2,5 m

jusante

Crista

1 montante

3:12:1

Fy

Fx

Justificativa da inclinação dotalude

A componente Fx tem intensidade menor que F

F

F

Recomenda-se acolocação de pedras sobre o o talude demontante para evitar que as ondas formadas no lago causem erosão notalude.http://www.dnr.state.wi.us/org/water/wm/dsfm/dams/gallery.html

ASPECTOS CONSTRUTIVOS: ENROCAMENTOASPECTOS CONSTRUTIVOS:

CONTROLE DO NÍVEL DA ÁGUA

Controle do nível da água na represa:Depois que a represa for construída, a

vazão de base do curso d’água deve serescoada por um dispositivo conhecido como caixa de nível, que mantém o nível da água na altura prevista e deixa passar o excesso por uma tubulação enterrada sob o maciço da barragem, chamada desarenador.

INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS:VAZÃO DE BASE

É prática comum construir um represamento temporário do córrego com escavadoras hidráulicas e fazer passar toda a água por um tubo para poder medir a vazão de base proveniente da bacia de captação.

Vazão do tubo = Vazão do riacho

A água do tubo será recolhida em um tamborde volume conhecido. Anota-se o tempo para que aágua escoada pelo tubo encha o tambor, em três repetições. A vazão será dada pela equação:

Q = Volume/Tempo médio

CONTROLE DO NÍVEL DA ÁGUA:CAIXA DE NÍVEL TIPO MONGE

DESARENADOR

MONGE

CONTROLE DO NÍVEL DA ÁGUA:CAIXA DE NÍVEL TIPO MONGE ASPECTOS CONSTRUTIVOS:

EXTRAVASORExtravasor:

Estrutura construída para escoar grandes vazões provenientes de precipitações degrande intensidade que aconteçam na baciade captação, sem causar erosão ou transbordamento.

Vazão escoada pelo extravasor:

Q = C.i.A/360 (fórmula racional) ‏

ASPECTOS CONSTRUTIVOS: EXTRAVASOR

POSIÇÃO DO EXTRAVASOR EM RELAÇÃO ÀBARRAGEM

ASPECTOS CONSTRUTIVOS: EXTRAVASOR

O EXTRAVASOR É DIMENSIONADO PARA DAR VAZÃO AO ESCOMENTO SUPERFICIAL QUE VEM DA BACIA DE CAPTAÇÃO

HIDROELETRICIDADE

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