hidrÁulica aplicada iimnvalente/2005-1sem/ha2/bak/ha2-acetatos-aproveitament... · seixos –...

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1IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho

HIDRHIDRÁÁULICA APLICADA IIULICA APLICADA II

PARTE IIPARTE II

APROVEITAMENTOS HIDRAPROVEITAMENTOS HIDRÁÁULICOSULICOS


SUMSUMÁÁRIORIO


1.1. GeneralidadesGeneralidades

2.2. Aproveitamentos hidroelAproveitamentos hidroelééctricosctricos

2.12.1 ConstituiConstituiççãoão

2.22.2 BarragensBarragens

2.32.3 DescarregadoresDescarregadores

2.42.4 Descargas de fundo e tomada de Descargas de fundo e tomada de ááguagua

2.52.5 Câmaras de cargaCâmaras de carga

2.62.6 Bacias de dissipaBacias de dissipaççãoão

3.3. Aproveitamentos hidroagrAproveitamentos hidroagríícolascolas

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1. GENERALIDADES1. GENERALIDADES


1. GENERALIDADES1. GENERALIDADESTipos de aproveitamentosTipos de aproveitamentos

HidroelHidroelééctricoctrico

AbastecimentoAbastecimento HidroagrHidroagríícolacola

Fins mFins múúltiplosltiplos

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1. GENERALIDADES1. GENERALIDADESTipos de aproveitamentosTipos de aproveitamentos

HidroelHidroelééctricoctrico

AbastecimentoAbastecimento HidroagrHidroagríícolacola

Fins mFins múúltiplosltiplos

Barragens portuguesas

35%

14%34%

17%Hidroeléctrica

Abastecimento

Fins múltiplos

Hidroagrícola


2. APROVEITAMENTOS HIDROEL2. APROVEITAMENTOS HIDROELÉÉCTRICOSCTRICOS ConstituiConstituiççãoão

Obra de retenObra de retenççãoão

ÓÓrgãos de rgãos de seguranseguranççaa

RestituiRestituiççãoão

CentralCentral

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ÓÓrgãos de rgãos de seguranseguranççaa

Descarga de Descarga de fundofundo

Obra de retenObra de retenççãoão



Tomada de Tomada de ááguagua

CentralCentral

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PtPt, subesta, subestaçção e ão e parque de linhasparque de linhas



EclusaEclusa de de naveganavegaççãoão

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Condutas Condutas forforççadasadas

Circuito hidrCircuito hidrááulicoulico

Canal de Canal de derivaderivaçção e ão e

câmara de cargacâmara de carga



ChaminChaminéé de equilde equilííbriobrio

Circuito hidrCircuito hidrááulicoulico

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2. APROVEITAMENTOS HIDROEL2. APROVEITAMENTOS HIDROELÉÉCTRICOSCTRICOS BarragensBarragens

CritCritéérios para a classificarios para a classificaçção de barragens:ão de barragens:

- importância,

- finalidade principal,

- materiais e tipos de estrutura



Comissão Internacional das Grandes Barragens classifica como graComissão Internacional das Grandes Barragens classifica como grande nde barragem: barragem:

-- uma barragem com mais de 15 m de altura contada desde o ponto muma barragem com mais de 15 m de altura contada desde o ponto mais baixo ais baixo da fundada fundaçção atão atéé ao coroamento; ao coroamento;

-- uma barragem com altura entre 10 e 15 m, desde que se verifiqueuma barragem com altura entre 10 e 15 m, desde que se verifique uma das uma das seguintes condiseguintes condiçções: ões:

-- o desenvolvimento do coroamento o desenvolvimento do coroamento éé superior a 150 m;superior a 150 m;

-- o volume armazenado o volume armazenado éé maior ou igual a um milhão de mmaior ou igual a um milhão de m33; ;

-- o caudal de ponta cheia o caudal de ponta cheia éé superior a de 2000 msuperior a de 2000 m33/s; /s;

-- existem problemas especiais de fundaexistem problemas especiais de fundaçção;ão;

-- a barragem a barragem éé de projecto não convencionalde projecto não convencional


- Importância – pequenas ou grandes barragens

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- Finalidade principal

Criar albufeirasCriar albufeiras DerivaDerivaççãoão DetenDetenççãoão Fins mFins múúltiplosltiplos




- Materiais e tipos de estrutura

BetãoBetão AterroAterro

AbAbóóbadabada GravidadeGravidade ContrafortesContrafortes TerraTerra EnrocamentoEnrocamento

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BetãoBetão

GravidadeGravidade





BetãoBetão

AbAbóóbadabada

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BetãoBetão

AbAbóóbadabada





BetãoBetão

Arco Arco -- gravidadegravidade

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Material e tipo de estruturaBarragens portuguesas

47%

30%

14%5% 4% Enrocamento

Gravidade

Arco

Arco Gravidade

Outros



Condicionantes da selecCondicionantes da selecçção do tipo de barragensão do tipo de barragens

- Topografia

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- Condições geológicas e geotécnicas

Rocha sã Rocha sã -- Poucas limitaPoucas limitaçções oferecem para qualquer tipo de barragem. No entanto, ões oferecem para qualquer tipo de barragem. No entanto, éénecessnecessáária a remoria a remoçção da rocha decomposta, sendo frequente em grandes barragens atião da rocha decomposta, sendo frequente em grandes barragens atingirngir--se uma profundidade de escavase uma profundidade de escavaçção de 10 m. ão de 10 m.

Seixos Seixos –– FundaFundaçções de seixos, se compactas, são adequadas para barragens de ateões de seixos, se compactas, são adequadas para barragens de aterro (terra rro (terra ou enrocamento) e barragens de gravidade de pequena altura. Precou enrocamento) e barragens de gravidade de pequena altura. Precauauçções têm de ser ões têm de ser tomadas relativamente tomadas relativamente àà erosão interna.erosão interna.

SiltesSiltes e areias finas e areias finas -- FormaFormaçções de ões de siltessiltes e areias finas podem ser usadas para barragens de e areias finas podem ser usadas para barragens de gravidade de pequena altura e barragens de terra, podendo pôr prgravidade de pequena altura e barragens de terra, podendo pôr problemas nas de oblemas nas de enrocamento. As preocupaenrocamento. As preocupaçções principais são os assentamentos, a percolaões principais são os assentamentos, a percolaçção excessiva, a ão excessiva, a erosão interna da fundaerosão interna da fundaçção e, no caso de areias pouco compactas em zonas são e, no caso de areias pouco compactas em zonas síísmicas, a smicas, a liquefacliquefacçção. ão.




- Condições geológicas e geotécnicas

Argilas Argilas -- FundaFundaçções de argila permitem a adopões de argila permitem a adopçção de barragens de terra, mas requerem ão de barragens de terra, mas requerem tratamento especial. Dando lugar a considertratamento especial. Dando lugar a considerááveis assentamentos, especialmente se a argila veis assentamentos, especialmente se a argila éé não consolidada e contnão consolidada e contéém elevada percentagem de humidade, não são adequadas para m elevada percentagem de humidade, não são adequadas para suportar barragens de betão, nem de enrocamento. suportar barragens de betão, nem de enrocamento.

Para ilustrar como o tipo de barragem influi na tensão mPara ilustrar como o tipo de barragem influi na tensão mááxima transmitida xima transmitida àà fundafundaçção ão THOMAS 1979 indica os valores dessa tensão para barragens de 100THOMAS 1979 indica os valores dessa tensão para barragens de 100 m de altura: m de altura:

-- Barragem de gravidade: 3 a 4 Barragem de gravidade: 3 a 4 MPaMPa;;

-- Barragem de contrafortes: 5 a 7 Barragem de contrafortes: 5 a 7 MPaMPa;;

-- BarragemBarragem--ababóóbadabada: 7 a 10 : 7 a 10 MPaMPa..

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- Materiais disponíveis no local

Os materiais necessOs materiais necessáários para a construrios para a construçção de barragens que deverão estar disponão de barragens que deverão estar disponííveis no veis no local ou relativamente prlocal ou relativamente próóximo são: ximo são:

-- Solos para aterros, Solos para aterros,

-- Rocha para Rocha para enrocamentosenrocamentos e protece protecçções (ões (riprapriprap),),

-- Agregados para betão (areia, seixo e britas). Agregados para betão (areia, seixo e britas).

A distância de transporte de solos ou de A distância de transporte de solos ou de enrocamentosenrocamentos para barragens de aterro pode ter para barragens de aterro pode ter importância decisiva na escolha do tipo de barragem. importância decisiva na escolha do tipo de barragem.




- Evacuador de cheias. Caudal de dimensionamento e localização

O evacuador de cheias pode representar uma parcela importante doO evacuador de cheias pode representar uma parcela importante do custo da barragem e custo da barragem e obras acessobras acessóórias. rias.

Não podem aceitarNão podem aceitar--se assentamentos diferenciais do evacuador de cheias que ponham se assentamentos diferenciais do evacuador de cheias que ponham em em perigo a obra. perigo a obra.

Nalguns casos, a possibilidade de incorporar numa barragem de beNalguns casos, a possibilidade de incorporar numa barragem de betão o evacuador de tão o evacuador de cheias (e outras obras acesscheias (e outras obras acessóórias) pode aconselhar esse tipo de barragem. rias) pode aconselhar esse tipo de barragem.

Evacuadores de cheias com a estrutura sobre aterros de barragensEvacuadores de cheias com a estrutura sobre aterros de barragens de terra ou de de terra ou de enrocamento são de evitar, sendo senrocamento são de evitar, sendo sóó admissadmissííveis excepcionalmente em barragens de muito veis excepcionalmente em barragens de muito pequena altura. pequena altura.

As soluAs soluçções de evacuadores de cheias compatões de evacuadores de cheias compatííveis com barragens de aterro são as de canal veis com barragens de aterro são as de canal a ca cééu aberto, nos encontros ou em portelas laterais, ou de evacuadoru aberto, nos encontros ou em portelas laterais, ou de evacuadores em poes em poçço.o.

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Barragens de gravidadeBarragens de gravidade

- Introdução

MauriceMaurice LevyLevy, (1895) : em qualquer ponto do paramento de montante de uma bar, (1895) : em qualquer ponto do paramento de montante de uma barragem de ragem de gravidade a tensão de compressão (não entrando em conta com a gravidade a tensão de compressão (não entrando em conta com a subpressãosubpressão) deve ser ) deve ser superior superior àà pressão hidrostpressão hidrostáática nesse ponto. tica nesse ponto.

Esta condiEsta condiçção ão éé equivalente equivalente àà de se não verificarem tracde se não verificarem tracçções em qualquer ponto do paramento ões em qualquer ponto do paramento de montante, quando se tem em conta a de montante, quando se tem em conta a subpressãosubpressão como solicitacomo solicitaçção.ão.




- Solicitações

As solicitaAs solicitaçções a que se pode encontrar submetida uma barragem de gravidade ões a que se pode encontrar submetida uma barragem de gravidade dividemdividem--se em se em dois grupos:dois grupos:

-- As que são directamente calculAs que são directamente calculááveis pelas leis da hidrostveis pelas leis da hidrostáática e hidrodinâmica e pelo tica e hidrodinâmica e pelo conhecimento dos pesos volconhecimento dos pesos volúúmicos dos materiais; micos dos materiais;

-- As que dependem das disposiAs que dependem das disposiçções construtivas da barragem e da localizaões construtivas da barragem e da localizaçção da barragem; ão da barragem;

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- Solicitações

No primeiro grupo, hNo primeiro grupo, háá a considerar;a considerar;

•• ForForçças horizontais e verticais acima da fundaas horizontais e verticais acima da fundaçção devidas ão devidas àà áágua; gua;

•• Peso prPeso próóprio do equipamento instalado;prio do equipamento instalado;

•• ForForçças de reacas de reacçção verticais e horizontais na fundaão verticais e horizontais na fundaçção.ão.




- Solicitações

No primeiro grupo, hNo primeiro grupo, háá a considerar;a considerar;•• ForForçças de as de subpressãosubpressão na fundana fundaçção;ão;•• Impulsos devidos aos sedimentos depositados na albufeira;Impulsos devidos aos sedimentos depositados na albufeira;•• ForForçças devidas ao gelo;as devidas ao gelo;•• ForForçças sas síísmicas;smicas;•• ForForçças devidas a cheias catastras devidas a cheias catastróóficas (eventualmente, ficas (eventualmente, galgamentogalgamento de barragem).de barragem).

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- Estabilidade

Definidas as solicitaDefinidas as solicitaçções actuantes numa barragem de gravidade, para diferentes situaões actuantes numa barragem de gravidade, para diferentes situaçções, ões, tornatorna--se necessse necessáário determinar as tensões e os deslocamentos em qualquer ponto drio determinar as tensões e os deslocamentos em qualquer ponto da estrutura a estrutura e analisar a estabilidade da barragem em relae analisar a estabilidade da barragem em relaçção ao derrube e ao deslizamento. ão ao derrube e ao deslizamento.




- Estabilidade

-- ReacReacçção da fundaão da fundaççãoão

-- DerrubamentoDerrubamento

-- DeslizamentoDeslizamento

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- Juntas de contracção e de betonagem

Se o desenvolvimento de uma barragem gravidade de betão exceder Se o desenvolvimento de uma barragem gravidade de betão exceder significativamente 15 m (o significativamente 15 m (o que serque seráá habitual), habitual), éé necessnecessáário dividir a estrutura por juntas transversais para atender rio dividir a estrutura por juntas transversais para atender ààretracretracçção do betão (juntas de contracão do betão (juntas de contracçção)ão)


SUMSUMÁÁRIORIO


1.1. GeneralidadesGeneralidades

2.2. Aproveitamentos hidroelAproveitamentos hidroelééctricosctricos

2.12.1 ConstituiConstituiççãoão

2.22.2 Barragens Barragens -- gravidadegravidade

2.32.3 DescarregadoresDescarregadores

2.42.4 Descargas de fundo e tomada de Descargas de fundo e tomada de ááguagua

2.52.5 Câmaras de cargaCâmaras de carga

2.62.6 Bacias de dissipaBacias de dissipaççãoão

3.3. Aproveitamentos hidroagrAproveitamentos hidroagríícolascolas

hidrÁulica aplicada iimnvalente/2005-1sem/ha2/bak/ha2-acetatos-aproveitament... · seixos –...

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