Barragens Tipos, operacionalidade

e vulnerabilidades

1 - Descarregador sobre a Barragem

2 - Descarga livre no controlada por comportas

3 - Queda livre com dissipao de energia no leito (Almofada de

gua)

Barragem de abbada em beto(Bou Portugal)

1 - Descarregador sobre a Barragem

2 - Descarga controlada por comportas

3 - Queda guiada em canal com trampolim de sada.

Barragem de abbada em beto(Picote Portugal)

1 - Descarregador sobre a Barragem

2 - Descarga controlada por comportas

3 - Queda guiada e dispositivos de dissipao de energia

Barragem de Contrafortes em beto

(Miranda Portugal)

1 - Descarregador em Orficio sobre a barragem

2 - Descarga controlada por comportas

3 - Queda livre junto ao p da barragem e dispositivos de dissipao

de energia

4 Rocha de boa qualidade; lajes de beto armado ancoradas fundao;

almofada ou colcho de gua (aude a jusante)

Barragem de abbada em beto(Caniada Portugal)

4

1 - Descarregador em Poo inclinado

2 Galeria sob a barragem, construda a cu aberto na

fundao da barragem

Barragem de Abbada em beto

(Cabril Portugal)

Vantagem do poo?

Por vezes permitem a utilizao de parte das

galeiras de desvio

1 - Descarregador de cheias de superfcie;

2 Descarregador de cheias com dois orifcios de

fundo (necessariamente controlados por

comportas);

Barragem deAbbada em beto(Funcho Portugal)

Barragem deAbbada em beto

(Cahora Bassa Portugal)

1 - Descarregador de cheias com oito orificios de meio fundo;

2 Descarregador de cheias de superfcie;

1 - Canal Colector (descarregador lateral)

2 - Canal evacuador

3 - Bacia de Dissipao

1

2

3

1 Descarregador em Poo

2 - Canal evacuador

3 - Bacia de Dissipao

1

2

3

Barragem do Picote

1 Descarregador em Trampolim

2 Pormenor do bordo de saida (a) para fracturao do escomento (aumenta a rea de impacto e o

emulsionamento de ar);

3 Em funcionamento (b)

(a) (b)

Descarregadores de cheia. Classificao e principais caractersticas (adaptado de QUINTELA, 1990).

Descarregadores de cheia. Classificao e principais caractersticas (adaptado de QUINTELA, 1990).

Descarregador em degraus no Mxico sobre a barragem

Descarga Livre

Bacia de amortecimento

Descarregador em degraus sobre a barragem

Descarga Livre

Bacia de amortecimento

Canal de restituio convergente

Descarregador de superficie sobre a barragem no Mxico

Descarga Livre

Bacia de amortecimento?

Aude no Iro datado de 1650

123 m de comprimento

24 arcos

Descarregador em degraus de seco trapezoidal

Sobre a barragem

Descarga Livre

Canal de restituio?

Descarregador em degraus convergente Frana

Sobre a barragem?

Descarga Livre?

Canal de restituio

Descarregador WES Mxico

Sobre a barragem

Descarga Livre

Canal Evacuador

Trampolim de saida

Bacia de amortecimento?

Soleira descarregadora em Bico de Pato

Pilares de arejamento

Canal rectangular Evacuador?

Descarregador de cheias WES da barragem do Lucefecit

Dois vo equipados com comportas de segmento

Canal rectangular Evacuador?

Descarregador de cheias em Poo da barragem da paradela

Soleira Circular

Barragem de Paradela;

Descarregador de cheias em poo vertical com tnel a jusante;

Corte longitudinal.

Soluo para pequenas quedas (h a montante pequeno)

Bacia de amortecimento

Soleira contnua de sada da bacia

Soleira descarregadora em Labirinto (Mdulos trapezoidais)

Canal Convergente a montante

Pilares de arejamento da veia lquida

Barragem do Alvito

Canal Colector Lateral

Poo inclinado a jusante

Barragem de New Waddell

Descarregador Principal

Descarregador de emergncia (Dique Fusvel)

Comportas Fusvel do tipo Hydroplus (cria-se uma subpresso por debaixo da comporta que a desiquilibra

e a derruba para jusante)

Descarregador de Emergncia

Descarregadores de superficie Brazil

Descarregadores de superficie Barragem de Itaipu

Dissipador de canal, em degraus H =6.5 m (Australia, propsitos agrcolas e de controle da gua)

Finalidades

Os reservatrios podem ser construdos com o propsito de servir

os seguintes fins:

- Abastecimento urbano e agrcola

- Amortecimento e controle de cheias

- Produo hidroelctrica

- Recreio e lazer

- Piscicultura e aquicultura

- Navegao

- Reteno de sedimentos

Conceitos

Regularizao redistribuio do escoamento natural num dado perodo de

uma forma uniforme ou de acordo com um dado consumo. A regularizao

pode ser diria, semanal, mensal, anual e interanual, se as afluncias se

concentram sazonalmente e os consumos se localizam na poca seca, utiliza-

se a designao de inverso para caracterizar esta situao.

Regularizao especifca de uma albufeira, a relao entre p volume til

da albufeira e o escoamento anual mdio.

Grau de utilizao de um curso de gua, a relao entre o volume anual a

fornecer com uma dada garantia e o escoamento anual mdio ( sempre 1)

Caractersticas Fisicas

Nivel mnimo de explorao (N.M.E)

o nvel mnimo admitido para a explorao de uma albufeira, medido num

local determinado.

h = lmina mnima necessria entre o limite superior da estrutura de tomada

e o N.M.E para se evitar a formao de vrtices entrada da tomada de

gua.

Por exemplo:

Volume morto

Parte do volume total do reservatrio que no serve os fins de captao de

gua. Corresponde ao volume do reservatrio compreendido abaixo do

N.M.E.

OBS: Afluncia anual mdia de sedimentos a uma albufeira em Portugal de

50 m3/Km2/ano

O volume morto mantido no reservatrio por razes tcnicas tais como

de qualidade da gua, cota mnima para bombagem, acumulao de

sedimentos, etc.

Volume til

Volume morto

N.M.E.

Nvel de pleno armazenamento (N.P.A)

o nvel mais alto permitido normalmente numa albufeira (sem ter em conta

as sobreelevaes devidas a cheias).

Corresponde ao nvel de pleno armazenamento da albufeira e define o limite

superior do volume til do reservatrio. Coincide com a cota da crista do

descarregador de cheias.

Volume til

Volume morto

N.M.E.

N.P.A.

Volume compreendido entre o N.M.E e o N.P.A, efectivamente destinado

operao do reservatrio, ou seja, satisfao das necessidades em

gua.

Volume til

Clculo do volume til depende de:

Variabilidade dos escoamentos afluentes;

Caractersticas do consumo;

Garantia pretendida (maior garantia => maior volume til)

Volume til

Volume morto

N.M.E.

N.P.A.

Volume de cheia

Volume destinado ao amortecimento de ondas de cheia, o qual deve atender

s restries de vazo a jusante (capacidade de vazo do descarregador,

estabilidade/requisitos da infra-estrutura). varivel ao longo do perodo

hidrolgico.

definido entre o N.P.A (nvel de pleno armazenamento) e o N.M.C (nvel

de mxima cheia):

Volume til

Volume morto

N.M.E.

N.P.A. Volume de cheia

N.M.C.

Coroamento da barragem

Sobrelevao adicional ao N.M.C

- proteo contra ondas formadas pelo vento (wind setup, run up).

- free-board: folga adicional de forma a evitar o galgamento em

condies excepcionais.

Volume til

Volume morto

N.M.E.

N.P.A. Volume de cheia

N.M.C.Cota do coroamentoFolga

A segurana das barragens est intimamente ligada segurana dos

vales e esta segurana dos respectivos habitantes e dos valores

patrimoniais e naturais neles existentes.

A ocorrncia de intensas e inesperadas cheias constitui um dos

perigos maiores para os habitantes dos vales, um pesadelo que

naturalmente todos desejam esquecer.

Reconhece-se a impossibilidade de eliminao total do risco de

ocorrncia de acidentes ou incidentes em barragens. Deste modo,

torna-se indispensvel o controlo da segurana estrutural, hidrulica,

operacional e ambiental das mesmas (Regulamento de Segurana de

Barragens, Decreto-Lei n11/90, de 6 de janeiro, designado por R. S.

B.).

GESTO DO RISCO NOS VALES

Do ponto vista hidrulico a gesto do risco nos vales tem por objectivo

fundamental o controlo ou mitigao dos potenciais danos induzidos por

acidentes hidrogeolgicos naturais ou por acidentes e incidentes em

barragens. A gesto do risco compreende, do ponto de vista conceptual

duas partes diferentes:

- Avaliao do risco;

- mitigao do risco.

Avaliao do risco

A avaliao do risco inclui por seu turno os seguintes dois aspectos: 1)

caracterizao e identificao das zonas em perigo; 2) anlise do risco

associado.

No caso de cheias induzidas por acidentes em barragens, o perigo a

jusante est associado a quatro grandezas: o nvel mximo de gua

atingido, a rea submersa mxima, a taxa de subida do nvel de gua e

as velocidades extremas do escoamento. Este aspecto parcialmente

reconhecido pelo R.S.B. (Artigo 42) quando considera que as medidas

a prever tero em conta o estudo de ondas de inundao... que

incluir a determinao das alturas a atingir nas zonas inundveis e dos

respectivos tempos de chegada, constituindo o mapeamento dessas

zonas uma carta de riscos.

Os mapas de inundao constituem, assim, uma pea fundamental na

preparao de estratgias no mbito da gesto do risco nos vales. Os

mapas representaro as reas inundadas pelas cheias correspondentes a

cada cenrio e devero ter informaes adicionais que permitam uma

adequada caracterizao da respectiva seriedade, nomeadamente:

- tempos de chegada do caudal mximo e da cota mxima de gua;

- isolinhas de altura mxima de gua;

- isolinhas de velocidade mxima do escoamento;

- isolinhas dos valores mximos instantneos do produto altura de gua

pela velocidade de escoamento.

A representao desta informao em escala adequada actualmente feita

com base num sistema de informao geogrfica (S.I.G.). Estes mapas

devero ser periodicamente actualizados por forma a incluirem a ocupao

real do solo. A realizao destes mapas, com as incertezas prprias, pode

dar origem a delicadas questes relativas com a uma eventual perda de

valor econmico de propriedades face localizao das mesmas.

A anlise do risco envolve simultneamente a probabilidade de ocorrncia

do evento e as respectivas consequncias ou danos provocados pelo

mesmo. Os mapas de inundao permitiro uma primeira avaliao das

zonas potenciais atendendo ao tipo de ocupao do solo, incluindo a

densidade populacional.

Na avaliao dos danos provocados pelas cheias inesperadas os elementos

em risco (pessoas ou bens) h que ter em conta a respectiva

susceptibilidade. Esta depender da exposio fsica aos efeitos da cheia

(localizao nos mapas de inundao) e da vulnerabilidade a qual traduzir

a tolerncia fsica social e econmica ao acidente.

ATENO: O mapa de inundao no uma carta de riscos!!

Mitigao do risco

Face avaliao do risco e, em particular, anlise do risco efectuada para

os cenrios de rotura de barragem, a prxima etapa consiste na mitigao ou

atenuao do risco. A mitigao compreende a reduo do risco

propriamente dita e a resposta em caso de crise ou gesto de crise.

A reduo do risco baseia-se, fundamentalmente, em medidas estruturais

envolvem basicamente as medidas de planeamento e de ordenamento da

ocupao do solo tendo em conta a identificao das zonas em perigo. Uma

medida tpica consiste no zonamento do vale com limitaes de ocupao

permanente.

Um componente fundamental do dispositivo de segurana e do sistema de

gesto do risco nos vales a jusante de barragens o sistema de aviso e

alerta (SAA) s populaes. Este um dos meios de mitigao dos

potenciais danos resultantes de um acidente e, de um modo geral, da

vulnerabilidade humana nos vales em causa.

A definio de um SAA fivel e eficaz no fcil. H que ter em conta os

seguintes aspectos: previso/deteco de emergncias ou da possibilidade

de acidente a curto prazo, identificao da situao de prontido adequada;

processo de notificao da cadeia de deciso; procura de desencadeamento

do alarme e do aviso s populaes; definio de critrios de actuao de

proteco civil incluindo o processo de evacuao de populaes.

O sistema de aviso e alerta deve ser desencadeado com base nas

eventuais condies de perigo ou de emergncia da barragem e na

respectiva identificao operacional pelo responsvel da explorao e

segurana da mesma.

A zona abrangida pode estender-se a distncias relativamente longas e

incluir zonas densamente habitveis do tipo urbano ou zonas de habitao

dispersa. Prever um SAA aplicvel e eficaz poder exigir meios de

comunicao especiais e extraordinrios, incluindo a aplicao de novas

tecnologias de informao automatizadas de base colectiva ou personalizada

O suporte do SAA, de tipo fixo e exclusivo

(e. g. sirenes), de tipo mvel (e. g.

Helicpteros) ou de tipo colectivo (e. g.

meios de comunicao social e agentes de

segurana), vai influenciar o grau de

fiabilidade do mesmo a longo prazo. A

informao e a preparao do pblico e das

autoridades locais e regionais (exerccios

ou ensaios peridicos) so elementos a ter

em conta no plano de emergncia.

Vulnerabilidade nos vales a jusante de barragens

De uma forma simplificada define-se a vulnerabilidade humana numa

determinada rea do vale, da seguinte forma:

FV = FC.AE.OS.SI.CS.NP

FC- depende das caractersticas hidrodinmicas da cheia, correspondente

ao cenrio de rotura considerado, na zona em anlise.

AE-depende do tipo de sistema de aviso e alerta e da eficcia operacional

do mesmo, incluindo a antecipao do alarme e a periodicidade de treinos

e exerccios.

OS- ndice de ocupao do solo por actividades econmicas e zonas

habitacionais.

SI- susceptibilidade fsica das estruturas ao impacto das cheias.

CS- caractersticas sociolgicas das populaes em risco.

NP- nmero de pessoas expostas ao perigo.

Componente social na gesto do risco

Para alm da caracterizao sociolgica das populaes que habitem o vale

a jusante e que constituem elementos de risco face a cenrios de rotura ou

de acidente, h a considerar a interveno da psicologia social nas

diferentes fases do processo:

- Fase de projecto do empreendimento, na apresentao s populaes do

mesmo, incluindo a quantificao do risco acrescido face aos benefcios,

tendo por objectivo conseguir um risco aceite e partilhado.

- Fase de elaborao do plano de emergncia, nomeadamente do sistema de

aviso e alerta e de preparao da gesto em situaes de crise.

- Fase de explorao da barragem, no que se refere implementao de

incidentes e acidentes s populaes em risco e na resposta a situaes de

crise.

Existem razes tericas e vantagens prticas em decompor o plano de emergncia em:

- Plano de Emergncia Interno (PEI) cujo desenvolvimento da responsabilidade do dono da obra e est centrado na barragem; materializado por um documento, identificando o conjunto de procedimentos ou de aces para assegurar o controlo da segurana na barragem e a resposta eficaz a situaes de incidente ou de acidente que ponham em causa a segurana do vale a jusante;

Planeamento de Emergncia

- Plano de Emergncia Externo (PEE) cujo desenvolvimento da responsabilidade do Sistema de Proteco Civil e est centrado no controlo do risco no vale a jusante; materializado por um documento onde se identificam as aces que devem ser tomadas para assegurar o controlo da segurana no vale a jusante, tendo em vista uma rpida e adequada interveno das autoridades e da populao potencialmente afectada no caso da ocorrncia de um acidente na barragem; um documento vinculativo que determina as ligaes hierrquicas e funcionais dos principais intervenientes, fixando as respectivas misses e a coordenao dos meios materiais e recursos tcnicos e humanos necessrios para fazer face s consequncias de um acidente, obrigando ainda, definio de zonamentos de risco, de planos de evacuao e de exerccios peridicos.