barragens de terra

Barragens de TerraBarragens de Terra

BarragensBarragens

• IntroduçãoIntrodução

• ConceitoConceito

Barragens são estruturas construídas Barragens são estruturas construídas em vales , de preferência transversalmente, em vales , de preferência transversalmente, com o objetivo de proporcionar o com o objetivo de proporcionar o represamento de água.represamento de água.

BarragemBarragem

Barragens Barragens

As fontes mais comuns para a As fontes mais comuns para a obtenção de água para armazenamento obtenção de água para armazenamento são:são:

• Captação e acumulação de água de Captação e acumulação de água de chuvas;chuvas;

• Água de escorrimento subsuperficial;Água de escorrimento subsuperficial;

• Água de cursos superficiais.Água de cursos superficiais.

Barragens Barragens

• FinalidadesFinalidades1)1) Abastecimento de cidadesAbastecimento de cidades

2)2) Suprimento a irrigaçãoSuprimento a irrigação

3)3) Produção de energia elétricaProdução de energia elétrica

4)4) Controle de inundaçõesControle de inundações

5)5) Regularização de vazãoRegularização de vazão

6)6) NavegaçãoNavegação

7)7) Criação de peixesCriação de peixes

Tipos de BarragensTipos de BarragensAs barragens classificam-se de duas As barragens classificam-se de duas

maneiras, pelo tipo de construção e pelo tipo de maneiras, pelo tipo de construção e pelo tipo de material empregado.material empregado.

1)1) Tipo de construção:Tipo de construção:• Barragens de gravidadeBarragens de gravidade• Barragens em arcoBarragens em arco• Barragens de contraforteBarragens de contraforte2) Material empregado:2) Material empregado:• Barragens de terraBarragens de terra• Barragens de concretoBarragens de concreto• Barragens de pedra soltaBarragens de pedra solta• Barragens de madeiraBarragens de madeira• Barragens de açoBarragens de aço

Tipos de barragensTipos de barragens

BarragensBarragens

Barragem Billings-Pedras

Barragem Guarapiranga

BarragensBarragens

Barragem Pirapora Barragem Edgard de Souza

Barragens de TerraBarragens de TerraPodem ser classificadas considerando-se Podem ser classificadas considerando-se dois aspectos:dois aspectos:

1)1) Quanto ao tipo de seção:Quanto ao tipo de seção:• Barragens homogêneasBarragens homogêneas• Barragens zonadasBarragens zonadas2) Quanto ao método de construção:2) Quanto ao método de construção:• Barragem de terra compactadaBarragem de terra compactada• Barragem com aterros hidráulicosBarragem com aterros hidráulicos• Barragem com aterros semi-hidráulicosBarragem com aterros semi-hidráulicos

Elementos de uma barragemElementos de uma barragem• AterroAterroOs elementos do aterro são:Os elementos do aterro são:a)a) Maciço ou aterro - é a denominação dada a Maciço ou aterro - é a denominação dada a

própria estrutura da barragem.própria estrutura da barragem.b)b) Altura - distância compreendida entre a Altura - distância compreendida entre a

superfície natural do solo e a parte superior do superfície natural do solo e a parte superior do aterro.aterro.

c)c) Crista - denominação dada à superfície plana, Crista - denominação dada à superfície plana, horizontal e superior, considerada no sentido horizontal e superior, considerada no sentido transversal ao eixo da barragem.transversal ao eixo da barragem.

d)d) Coroamento - superfície plana, horizontal e Coroamento - superfície plana, horizontal e superior, considerada no sentido longitudinal superior, considerada no sentido longitudinal da barragem.da barragem.

Elementos de uma barragemElementos de uma barragem• AterroAterroOs elementos do aterro são:Os elementos do aterro são:e) Taludes - são as duas faces laterais e inclinadas e) Taludes - são as duas faces laterais e inclinadas

paralelas ao eixo do maciço. O talude montante é paralelas ao eixo do maciço. O talude montante é aquele que fica do lado da água. Enquanto que, o aquele que fica do lado da água. Enquanto que, o talude jusante fica do lado oposto da água.talude jusante fica do lado oposto da água.

f) Base - superfície inferior que acompanha o aterro f) Base - superfície inferior que acompanha o aterro em toda a sua extensão.em toda a sua extensão.

g) Pés de montante e jusante - são os pontos de g) Pés de montante e jusante - são os pontos de cotas mínimas dos taludes montante e jusante, cotas mínimas dos taludes montante e jusante, respectivamente.respectivamente.

h) Fundação - local onde se assenta a barragem.h) Fundação - local onde se assenta a barragem.i) Trincheira - escavação no terreno natural, i) Trincheira - escavação no terreno natural,

proveniente da retirada de materiais proveniente da retirada de materiais inconvenientes à obra.inconvenientes à obra.

Outros elementosOutros elementos a)a) Sangradouro - dispositivo que permite o Sangradouro - dispositivo que permite o

escoamento do excesso de água ou escoamento do excesso de água ou enxurrada durante e após a ocorrência de enxurrada durante e após a ocorrência de chuvas. Também denominado extravasor chuvas. Também denominado extravasor ou ladrão.ou ladrão.

b)b) Folga - espaço vertical compreendido entre Folga - espaço vertical compreendido entre o nível da água no reservatório e a parte o nível da água no reservatório e a parte superior do aterro (crista).superior do aterro (crista).

c)c) Lâmina d’ água - altura máxima de água Lâmina d’ água - altura máxima de água que passa pelo sangradouro por ocasião que passa pelo sangradouro por ocasião das cheias máximas.das cheias máximas.

d)d) Carga hidráulica - altura da água Carga hidráulica - altura da água compreendida entre o fundo do compreendida entre o fundo do reservatório e a superfície de água (nível reservatório e a superfície de água (nível da água).da água).

e)e) Espelho d’água - superfície da água Espelho d’água - superfície da água acumulada no reservatório.acumulada no reservatório.

Barragem com todos os elementosBarragem com todos os elementos

Normas para elaboração de um projetoNormas para elaboração de um projeto

• Altura Altura Na escolha da altura de uma barragem Na escolha da altura de uma barragem três são os fatores que podem ser três são os fatores que podem ser tomados como orientação:tomados como orientação:

a)a) O volume de água que se pretende O volume de água que se pretende armazenar para o consumo;armazenar para o consumo;

b)b) O nível que se deseja elevar a água para O nível que se deseja elevar a água para torná-la aproveitável por gravidade;torná-la aproveitável por gravidade;

c)c) A potência necessária para mover A potência necessária para mover turbinas de pequenas usinas ou moinhos turbinas de pequenas usinas ou moinhos movidos pela água.movidos pela água.

Normas para elaboração de um Normas para elaboração de um projetoprojeto

• Largura da crista : largura mínima de 3 metros.Largura da crista : largura mínima de 3 metros.

• Inclinação dos taludes: a inclinação do talude Inclinação dos taludes: a inclinação do talude refere-se a relação, que indica quantas vezes refere-se a relação, que indica quantas vezes sua projeção horizontal é maior que sua sua projeção horizontal é maior que sua projeção vertical.projeção vertical.

Os taludes devem possuir inclinações Os taludes devem possuir inclinações adequadas para dar a estabilidade necessária a adequadas para dar a estabilidade necessária a estrutura.estrutura.

Via de regra o talude montante possui menor Via de regra o talude montante possui menor inclinação que o de jusante.inclinação que o de jusante.

Tabelas e fórmulas empíricas que Tabelas e fórmulas empíricas que fornecem o valor da largura da cristafornecem o valor da largura da crista

Altura da barragem Altura da barragem (m)(m)

44 66 88 1010 1212

Largura da crista (m)Largura da crista (m) 33 3,53,5 44 55 66

35

H

c Hc .65,1

3.3,03 Hc 1.1,1 Hc

Inclinação dos taludes de barragens de terra (Fonte: Inclinação dos taludes de barragens de terra (Fonte: Manual de pequenas centrais hidrelétricas)Manual de pequenas centrais hidrelétricas)

Material do Material do corpo da corpo da barragembarragem

Altura da barragemAltura da barragem

Até 5 metros Até 5 metros De 5,1 até 10 mDe 5,1 até 10 m

MontanteMontante JusanteJusante MontanteMontante JusanteJusante

Solos Solos argilososargilosos 2:12:1 1,75:11,75:1 2,75:12,75:1 2,25:12,25:1

Solos Solos arenososarenosos 2,25:12,25:1 2:12:1 3:13:1 2,25:12,25:1

Areias e Areias e CascalhosCascalhos 2,75:12,75:1 2,25:12,25:1 3:13:1 2,50:12,50:1

PedrasPedras 1,35:11,35:1 1,30:11,30:1 1,50:11,50:1 1,40:11,40:1

Inclinação dos taludes (GARCEZ,1962)Inclinação dos taludes (GARCEZ,1962)

Altura da Altura da barragembarragem

Inclinação dos Inclinação dos taludestaludes

Montante Montante JusanteJusante

Menos de Menos de 15m15m 2:12:1 1,50:11,50:1

De 15 a De 15 a 25m25m

2,50:12,50:1 2:12:1

Acima de Acima de 25m25m 3:13:1 2,50:12,50:1


• Base: a largura da base da seção Base: a largura da base da seção transversal da barragem é dimensionada a transversal da barragem é dimensionada a partir da relação entre a altura da barragem partir da relação entre a altura da barragem e as inclinações de seus taludes, somando-e as inclinações de seus taludes, somando-se a isto a largura da crista da barragem. se a isto a largura da crista da barragem. Calcula-se pela seguinte fórmula:Calcula-se pela seguinte fórmula:

Onde:Onde:m= inclinação do talude montantem= inclinação do talude montantej= inclinação do talude jusantej= inclinação do talude jusanteH= altura da barragem (m)H= altura da barragem (m)c= largura da crista da barragem(m)c= largura da crista da barragem(m)

cHjmbase .


• TrincheiraTrincheira

TrincheiraTrincheira

Altura da Altura da barragem barragem

(m)(m)B (m)B (m) b (m)b (m) H (m)H (m)

Até 5,0 mAté 5,0 m 3,03,0 1,51,5 0,50,5

6,06,0 3,03,0 1,51,5 0,60,6

7,07,0 3,03,0 1,51,5 0,70,7

8,08,0 3,23,2 1,61,6 0,80,8

9,09,0 3,63,6 1,81,8 0,90,9

10,010,0 4,04,0 2,02,0 1,01,0


• Folga: é o espaço compreendido entre o nível da Folga: é o espaço compreendido entre o nível da água armazenada no reservatório e a crista da água armazenada no reservatório e a crista da barragem, dando uma margem de segurança ao barragem, dando uma margem de segurança ao sangradouro.sangradouro.

Há dois tipos de folga:Há dois tipos de folga:

a)a) Folga normal = é aquela relativa ao nível normal Folga normal = é aquela relativa ao nível normal de retenção de água no reservatório.de retenção de água no reservatório.

b)b) Folga mínima = é a diferença entre a cota da Folga mínima = é a diferença entre a cota da crista e a cota atingida pela água correspondente crista e a cota atingida pela água correspondente ao nível máximo por ocasião de uma enxurrada ao nível máximo por ocasião de uma enxurrada máxima prevista em projeto.máxima prevista em projeto.

Valores de folga para a barragem (m)Valores de folga para a barragem (m)

ProfundidaProfundidade da água de da água

junto à junto à barragem barragem

(m)(m)

Extensão do espelho de água no Extensão do espelho de água no reservatório, na cota do nível de reservatório, na cota do nível de

água máximo – L (km)água máximo – L (km)

0,20,2 0,50,5 1,01,0 2,02,0 3,03,0 4,04,0 5,05,0

Até 6,0 mAté 6,0 m 0,70,755

0,80,8 0,850,85 0,950,95 1,051,05 1,11,155

1,21,255

6,1 – 9,0 m6,1 – 9,0 m 0,80,855

0,90,9 0,950,95 1,051,05 1,151,15 1,21,255

1,31,355

Normas para elaboração de um projetoNormas para elaboração de um projeto• Tomada de água: é um sistema utilizado para se Tomada de água: é um sistema utilizado para se

retirar água acumulada no reservatório, o que é retirar água acumulada no reservatório, o que é feito normalmente sob pressão.feito normalmente sob pressão.

A tomada de água consiste de uma tubulação, que A tomada de água consiste de uma tubulação, que pode ser de ferro, concreto ou outro material que pode ser de ferro, concreto ou outro material que ofereça características adequadas, e um ofereça características adequadas, e um dispositivo de fechamento, sendo este uma dispositivo de fechamento, sendo este uma comporta ou um registro.comporta ou um registro.

Os três tipos mais comuns são:Os três tipos mais comuns são:a)a) Uma tubulação que é colocada na parte inferior da Uma tubulação que é colocada na parte inferior da

barragem de maneira a retirar a água do fundo.barragem de maneira a retirar a água do fundo.b)b) Uma tubulação é colocada como no sistema Uma tubulação é colocada como no sistema

anterior, a retirada da água é feita com uma anterior, a retirada da água é feita com uma segunda tubulação articulada à primeira.segunda tubulação articulada à primeira.

c)c) O terceiro tipo, consiste no uso de um sifão por O terceiro tipo, consiste no uso de um sifão por cima da barragem.cima da barragem.

Escolha do localEscolha do local

Fatores de importância fundamental Fatores de importância fundamental no projeto e construção da barragemno projeto e construção da barragem::

• Topografia do localTopografia do local• Condições da fundaçãoCondições da fundação• Existência de uma fonte abastecedoraExistência de uma fonte abastecedora• Condições do solo do reservatórioCondições do solo do reservatório• Altura a elevarAltura a elevar• Salinidade de terrenos adjacentesSalinidade de terrenos adjacentes• Local para o sangradouroLocal para o sangradouro

Topografia do localTopografia do local• A construção do aterro deve recair onde haja A construção do aterro deve recair onde haja

um estreitamento local, fazendo com o que o um estreitamento local, fazendo com o que o comprimento da barragem seja o menor comprimento da barragem seja o menor possível.possível.

• O local deve permitir a elevação do nível até a O local deve permitir a elevação do nível até a cota desejada, no caso de se tratar de elevação cota desejada, no caso de se tratar de elevação de nível, pois do contrário, necessitaria recorrer de nível, pois do contrário, necessitaria recorrer ao bombeamento.ao bombeamento.

• A bacia de acumulação deve apresentar sempre A bacia de acumulação deve apresentar sempre que possível, um alargamento à montante, para que possível, um alargamento à montante, para permitir o armazenamento de um maior volume permitir o armazenamento de um maior volume de água (maior volume médio por metro de de água (maior volume médio por metro de altura e por metro de comprimento da altura e por metro de comprimento da barragem).barragem).

Condições de fundaçãoCondições de fundação• Sendo a fundação o local onde a estrutura Sendo a fundação o local onde a estrutura

será assentada e lhe proporcionará a será assentada e lhe proporcionará a estabilidade, é importante o conhecimento estabilidade, é importante o conhecimento do material de que é constituída, o que se do material de que é constituída, o que se consegue por amostragens locais.consegue por amostragens locais.

• Material de natureza plástica não oferece Material de natureza plástica não oferece condições para uma boa estabilidade.condições para uma boa estabilidade.

• Locais com afloramento de rocha não são Locais com afloramento de rocha não são muito indicados para barragens de terra, muito indicados para barragens de terra, porque a terra não dá boa liga à rochaporque a terra não dá boa liga à rocha..

Existência de uma fonte Existência de uma fonte abastecedoraabastecedora

• Uma das condições limitantes para a Uma das condições limitantes para a construção de uma obra de construção de uma obra de armazenamento, é a existência de uma armazenamento, é a existência de uma fonte abastecedora de água, porque dela fonte abastecedora de água, porque dela vai depender o volume a ser acumulado. vai depender o volume a ser acumulado. O conhecimento das vazões máximas e O conhecimento das vazões máximas e mínimas do curso d’água constitui uma mínimas do curso d’água constitui uma boa contribuição para o projetoboa contribuição para o projeto..

Condições do solo do Condições do solo do reservatórioreservatório

• O solo do fundo do reservatório não deve O solo do fundo do reservatório não deve ser muito permeável, pois, facilitaria uma ser muito permeável, pois, facilitaria uma maior infiltração prejudicando o volume a maior infiltração prejudicando o volume a ser acumulado. ser acumulado.

Altura a elevarAltura a elevar• A altura de uma barragem se determina A altura de uma barragem se determina

em função do volume a armazenar, ou da em função do volume a armazenar, ou da cota que se deve elevar.cota que se deve elevar.

Salinidade de terrenos adjacentesSalinidade de terrenos adjacentes

• Locais onde pode ocorrer acumulação de Locais onde pode ocorrer acumulação de sais ou outras substâncias solúveis em sais ou outras substâncias solúveis em água devem ser evitados.água devem ser evitados.

Local para o sangradouroLocal para o sangradouro• O sangradouro requer lugar adequado O sangradouro requer lugar adequado

para a sua construção, e o local escolhido para a sua construção, e o local escolhido deve oferecer condições favoráveis para deve oferecer condições favoráveis para isto.isto.

Levantamentos topográficosLevantamentos topográficos

Os levantamentos topográficos têm Os levantamentos topográficos têm por finalidade a coleta de dados para o por finalidade a coleta de dados para o projeto da barragem, quais sejam:projeto da barragem, quais sejam:

• Levantamento da bacia hidrográficaLevantamento da bacia hidrográfica

• Levantamento da seção transversalLevantamento da seção transversal

• Levantamento da bacia hidráulicaLevantamento da bacia hidráulica

Levantamento da seção transversalLevantamento da seção transversal• Possui a finalidade de fornecer meios para se Possui a finalidade de fornecer meios para se

projetar o maciço. projetar o maciço. • O estaqueamento deve ser feito no sentido O estaqueamento deve ser feito no sentido

transversal ao curso d’água. A distância entre transversal ao curso d’água. A distância entre as estacas deve variar de acordo com as as estacas deve variar de acordo com as uniformidade das encostas e não necessita ser uniformidade das encostas e não necessita ser constante.constante.

• Para se acompanhar a construção do aterro e a Para se acompanhar a construção do aterro e a determinação de seu nível, é necessário colocar determinação de seu nível, é necessário colocar no levantamento uma referência de nível (RN), no levantamento uma referência de nível (RN), podendo esta ser um piquete ou mesmo podendo esta ser um piquete ou mesmo alguma edificação que haja nas proximidades.alguma edificação que haja nas proximidades.

• Feito o levantamento da seção e cálculo da Feito o levantamento da seção e cálculo da caderneta, procede-se o desenho da seção e caderneta, procede-se o desenho da seção e projeto da barragem.projeto da barragem.

Levantamento da bacia hidráulicaLevantamento da bacia hidráulica

• Tem a finalidade de determinar o volume de água Tem a finalidade de determinar o volume de água a acumular. É feito através de várias curvas de a acumular. É feito através de várias curvas de nível da bacia de acumulação, espaçadas de uma nível da bacia de acumulação, espaçadas de uma altura h, essas curvas são obtidas por altura h, essas curvas são obtidas por levantamento direto no campo, através de mapa levantamento direto no campo, através de mapa topográfico do local.topográfico do local.

• Determinadas as curvas no mapa procede-se à Determinadas as curvas no mapa procede-se à medição da área de cada uma, sendo que o medição da área de cada uma, sendo que o volume compreendido entre o fundo e a primeira volume compreendido entre o fundo e a primeira curva é desprezado, ficando para possíveis curva é desprezado, ficando para possíveis deposições.deposições.

Levantamento da bacia hidráulicaLevantamento da bacia hidráulica

• Feita a determinação de todas as áreas, Feita a determinação de todas as áreas, procede-se o cálculo dos volumes parciais procede-se o cálculo dos volumes parciais e totais:e totais:

• Determinados todos os volumes parciais, Determinados todos os volumes parciais, obtem-se o volume total:obtem-se o volume total:

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barragens de terra

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