Paulo Matos Martins(*), ISEL
Carlos Almeida, ISEL
Marco Gonçalves, ISEL
Sérgio Oliveira, LNEC
Alexandra Carvalho, LNEC
Lisboa, 22 de junho de 2013
FERRAMENTAS SIG APLICADAS À SISMOLOGIA E AO CONTROLO DAS GRANDES BARRAGENS EM
PORTUGAL
FERRAMENTAS SIG APLICADAS À SISMOLOGIA E AO CONTROLO DAS GRANDES BARRAGENS EM PORTUGAL
I - Desenvolvimento de uma Plataforma SIG para apoio ao Estudo da Sismicidade em Portugal(Dissertação Marco Gonçalves)
II - Desenvolvimento de uma Plataforma SIG para apoio ao Controlo da Segurança das Grandes Barragens Portuguesas (Dissertação Carlos Almeida)
PARTE I - PLATAFORMA SIG PARA APOIO AO ESTUDO DA SISMICIDADE EM PORTUGAL
1. Enquadramento
2. SIG e os Fenómenos Sísmicos em Portugal Continental - ArcGis
3. Historicidade Sísmica
4. Intensidade Sísmica
5. Falhas Geológicas
6. Zonamento Sísmico segundo a NP – EN 1998 - 1
7. Rede Sísmica Nacional
8. Plataforma 2D - ArcMap
9. Plataforma 3D - ArcScene
10. Interligação ArcGis e Matlab
11. Conclusões e perspetivas futuras
• Facilidade de gestão de grandes quantidades de informação
• Gestão geográfica da informação
• Resposta em tempo real no apoio à tomada de decisão
• Aumento da eficiência
Importância dos Sistemas de Informação Geográfica no
estudo da Sismicidade em Portugal
Enquadramento
• Observar
• Compreender
• Pesquisar
• Interpretar
• Diagnosticar
• Visualizar
SIG e os Fenómenos Sísmicos
em Portugal Continental
SIG e os Fenómenos Sísmicos
em Portugal ContinentalFenómenos Sísmicos
• Danos Estruturais
• Escorregamento de Encostas
• Liquefação de Solos
• Interrupção de Linhas Vitais
Historicidade Sísmica
Localização Foco
(km)Magnitude Ano Mês Dia Hora Minutos
X (m) Y (m)
-210697,65 -293564,36 0 8,7175
511 1 9 40
-57851,94 -85081,31 0 6,0190
94 23 17 40
Intensidade Sísmica
Código Área Ocupada
(km²)
Perímetro
(km)Intensidade
9 1950,494 6,281 9
Falhas Geológicas
Falhas Geológicas
NomeProfundidade
Mínima
Profundidade
Máxima
Strike
Mínimo
Strike
Máximo
Dip
Mínimo
Dip
Máximo
Alqueva 1 17,5 272 282 30 60
Zonamento Sísmico segundo a NP – EN
1998 - 1Tipo 1
Concelho Distrito Perímetro (m) Área (m²) Zona agR
Faro Faro 100414,3 201592706,6 1,2 2,0
Zonamento Sísmico segundo a NP – EN
1998 - 1Tipo 2
Concelho Distrito Perímetro (m) Área (m²) Zona agR
Faro Faro 100414,3 201592706,6 2,3 1,7
Rede Sísmica Nacional
LocalizaçãoNome Distrito Localidade
X (m) Y (m) Cota (m)
11507,08 256235,81 1084 PGAV Viana do Castelo Gavieira
Plataforma 2D
Plataforma 3D
Interligação ArcGis e MatLab
Conclusões e Perspetivas Futuras
• Ferramenta com potencial
• Facilidade no acesso à informação
• Atualizar a informação já introduzida
• Introdução de nova informação de fenómenos sísmicos
• Criar modelos estruturais nos SIG´s
• Desenvolvimento de novos programas estruturais adaptados aos SIG´s
• Criação de um SIG com acesso ´aberto´
PARTE II - SIG PARA APOIO AO CONTROLO DA SEGURANÇA DAS GRANDES BARRAGENS PORTUGUESAS
1. Enquadramento
2. Barragens e SIG
3. Controlo de Segurança das Grandes Barragens
4. Segurança Hidráulico-Operacional
5. Segurança Ambiental
6. Segurança Estrutural
7. Plataforma 2D (ArcGIS – ArcMap, ArcGIS Explorer e ArcGIS Online)
8. Plataforma 3D (ArcGIS – ArcScene)
9. Conclusões e Perspetivas Futuras
Enquadramento
• Sistemas de Informação Geográfica (SIG)
• Acesso rápido a informação georreferenciada
• Monitorização do controlo de segurança
Importância na Engenharia Civil
Barragens e SIG
Barragens
• Aproveitamentos de fins múltiplos
• Comportamento das barragens em serviço
• Sinais de deterioração
SIG
• Recolher
• Organizar
• Gerir
• Analisar
• Distribuir
Barragens e SIG
Controlo de Segurança das Grandes Barragens
Segurança Hidráulico-Operacional
• Descarregadores de cheias
• Descargas de fundo
• Tomadas de água
Segurança Ambiental
• Bloqueio da migração de peixes
• Acumulação de sedimentos
• Alteração do habitat de animais e plantas
Segurança Estrutural
• Ações - pressão hidrostática, peso próprio, sismicidade, etc.
• Propriedades dos materiais – módulo de elasticidade, resistência a compressão e à tração, etc.
• Respostas estruturais – deslocamentos, movimentos de junta, tensões, deformações, etc.
Na plataforma SIG desenvolvida foi introduzida informação útil para apoio a estudos
de:
Segurança Hidráulico-Operacional
Barragem Localização Tipo
Secção da
Conduta
Caudal Máximo
(m3/s)
Controlo a
Montante
Controlo a
Jusante
Dissipação de
Energia
AGUIEIRA Talvegue
Através da
barragem
2,50 x 1,80m 180 - Sim -
ALQUEVA
Incorporada na galeria
de derivação provisória
- d 3,00 m 160 - - Trampolim
CABRIL Talvegue
Através da
barragem
3,00 m 200 -
Válvula
dispersora
Jato oco e fossas de
erosão
PÓVOA Talvegue
Através da
barragem
- - Comporta Jato oco
Jato oco e fossas de
erosão
Descarregadores de Fundo. Informação introduzida na plataforma SIG.
Segurança Hidráulico-Operacional
Descarregadores de cheias. Informação introduzida na plataforma SIG.
Barragem Localização
Tipo de
Controlo
Tipo de
Descarregador
Cota da crista de
soleira (m)
Desenvolvimento da
soleira (m)
Comportas
Caudal máximo
descarregado (m3/s)
Dissipação de
Energia
AGUIEIRA
No corpo da
barragem
Controlado Sobre a barragem 111 2 x 9,5 = 19 - 2080 Trampolim
ALQUEVA
2 no corpo da
barragem e
encontros
Controlado
Soleira tipo Wes c/
canal a jusante
139 2 x 19 = 38 - 6300 Trampolim
CABRIL
Em ambas as
margens
Controlado
Poço vertical ou
inclinado
278 - 2 2200
Jato e fossas de
erosão
PÓVOA Margem esquerda Sem controlo Canal de encosta 309,85 - - 110 -
Segurança Hidráulico-Operacional
Centrais Hidroelétricas. Informação introduzida na plataforma SIG.
Barragem Tipo de Central
Nº de grupos
instalados
Tipo de Grupos
Potencia total
instalada (MW)
Energia produzida em
ano médio (GWh)
AGUIEIRA Pé de barragem 3 Francis-Turbinas Bombas 270 209,6
ALQUEVA
Pé de barragem c/
bombagem
2 Reversíveis Turbo/Francis 240 269
CABRIL Pé de barragem 2 Eixo Vertical 97 301
PÓVOA Céu aberto 2 Francis 0,74 1,6
Segurança Ambiental
Barragem Controlo de Espécies Funcionamento
ALTO CÁVADO Escadas de Peixes Sim
BELVER Eclusa Sim
COIMBRA Escadas de Peixes Sim
TOUVEDO Elevador de Peixes Sim
• Escadas de peixe
• Elevadores de peixes
• Eclusas
• Defletores
• Fendas Verticais
• Bypass Channels
• Turbinas Fish-Friendly
Segurança Estrutural
Barragem
Modelos
Matemáticos
Expansões Desenhos
Desenhos de
Observação em
Alçado
Desenhos de
Observação
em Planta e
Perfil
Fissuração
Expansão
do Betão
Deslocamentos
AGUIEIRA Sim Sim - - - - - -
ALQUEVA Sim - - - - - - -
CABRIL Sim Sim Link 1 Link 2 Link 3 Link 4 Link 5 Link 6
PICOTE Sim Sim - - - - - -
PÓVOA Sim - - - - - - -
DESLOCAMENTO OBSERVADO EM VÁRIAS ÉPOCAS
SEPARAÇÃO DOS EFEITOS DEVIDOS ÀS SOLICITAÇÕES PRINCIPAIS
Efeito elásticodo nível
Efeito da ondatérmica anual
Outros efeitos do tempo ( )
Observações
Mod. I.Q.
Nível daAlbufeira
J F M A M J J A S O N D
t
u
u
h
hu
tu
u
u = u + u + uh t
t
t
h
o
Efeito viscoelástico do nível ( )fu = u + ut f o
u
u
Mod. E.F.
Observações
Modelos I.Q.
Modelo E.F.
• Modelos Matemáticos
• Expansões
• Desenhos
• Fissuração
• Deslocamentos
Plataforma 2D (ArcGIS – ArcMap, ArcGIS Explorer e ArcGIS Online)
ArcMap ArcGIS Explorer
ArcGIS Online
Plataforma 3D (ArcGIS – ArcScene)
Conclusões e Perspetivas Futuras
• Proposta de uma metodologia inovadora
• Facilidade no acesso à informação
• Atualizar a informação já introduzida
• Introdução de nova informação acerca de novas barragens
• Desenvolvimento de mais modelos em 3D à escala
• Transpor os protótipos académicos em modelos de informação estáveis
• Alojar as plataformas em servidores
• A nível estrutural, melhorar a ligação entre os sistemas/modelos existentes do LNEC
• Tornar possível utilizar as plataformas em tempo real
