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  • 1. 3. CAPTAÇÃO E ARMAZENAMENTO DE ÁGUA DETALHES CONSTRUTIVOS DE BARRAGENS DE TERRA
  • 2. 3.3.4. ARMAZENAMENTO DE ÁGUA EM REPRESAS
    • Abordaremos características construtivas das barragens de terra, ressaltando porém, que podem ser construídas estruturas de alvenaria ou de concreto.
    • 3.3.4.1. 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 necessário à construção da barragem.
  • 3. 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 a estabilidade do aterro;
  • 4.
    • 3. Evitar locais com afloramentos rochosos;
    • Quando a barragem está assentada sobre laje de pedra, o escoamento de água entre o aterro e a rocha pode comprometer a estabilidade devido ao deslizamento do aterro.
    • Em falta de um local melhor, construir uma cortina (muro) de concreto armado , formando uma barreira (núcleo central) que impeça a infiltração de água.
    INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS: ESCOLHA DO LOCAL
  • 5. INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS: ESCOLHA DO LOCAL Cortina (muro) de concreto armado Rocha
  • 6. INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS: ESCOLHA DO LOCAL
    • TIPO DE VALE - Deve ser preferencialmente um estreitamento ou garganta do vale por onde corre o curso d’água, para reduzir o volume de aterro necessário.
  • 7. INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS: ESCOLHA DO LOCAL ESTREITAMENTO DO VALE (GARGANTA)
  • 8.
    • MATERIAL DE EMPRÉSTIMO - O local de construção deve ser de fácil acesso e estar próximo do ponto de extração de terra usada no aterro. Sugere-se retirar terra do local onde será formado o lago (aumentando sua capacidade) e também aproveitar a terra proveniente da escavação do extravasor.
    • COTA - Sempre que possível, o local de construção do reservatório deve estar situado em cota acima do local de utilização da água para permitir a condução de água por gravidade;
    INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS: ESCOLHA DO LOCAL
  • 9. INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS: BACIA DE ACUMULAÇÃO (LOCAL ONDE SERÁ FORMADO O LAGO)
    • É desejável que a área a montante da barragem seja aberta (espraiada);
    • O terreno onde deverá ser formada a represa deve possuir declividade pequena à montante (recomenda-se 4 a 8%);
    Cota 100 Cota 101 Cota 102 Cota 103 Eixo da barragem
  • 10. 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%
  • 11. INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS: BACIA DE ACUMULAÇÃO
    • Para estimar o volume de água que a represa 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 formado o lago);
    • 3. Interpolar curvas de nível às cotas do terreno e determinar a área interna a cada curva (com um planímetro, por exemplo).
  • 12. INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS: BACIA DE ACUMULAÇÃO Eixo da barragem 102 Vol. total acumulado = V100 + V101 + V102 + V103 102 ÁREA 100 = 980 m2 ÁREA 101 = 1680 m2 ÁREA 102 = 2048 m2 ÁREA 103 = 2720 m2 101 100 103 104
  • 13. 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 de água.
    • 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 curva de nível (Sn e Sn-1) pela diferença de altura entre elas.
  • 14. INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS: VOLUME DE ÁGUA ARMAZENADO
  • 15. INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS: BACIA DE CAPTAÇÃO
    • A bacia de captação de onde provem a água deve, preferencialmente, ter cobertura vegetal 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 com poluentes (dejetos de animais ou esgoto).
  • 16. CARACTERÍSTICAS DO MACIÇO DE TERRA
    • Taludes recomendados para a barragem:
    • 3:1 a montante (lado em contato com a água);
    • 2:1 a jusante (lado seco);
    • Largura mínima da crista= 2,5 m.
  • 17. Representação dos taludes recomendados 3:1 2:1 2,5 m jusante Crista 1 montante
  • 18. Justificativa da inclinação do talude 3:1 2:1 Fy Fx A componente Fx tem intensidade menor que F F F
  • 19.
    • A estimativa do volume de terra necessário para a construção da barragem terá maior precisão se dividirmos o maciço de terra em pequenas figuras geométricas (trapézios) de volume conhecido:
    • Cada um deles representará o volume de terra entre duas curvas de nível consecutivas (1 m de desnível).
    • Tomemos como exemplo uma barragem que foi dividida em 11 trapézios, com alturas diferentes em função de sua posição. O trapézio número 1 está no centro da barragem e os demais à sua direita ou à sua esquerda, numerados de 2 a 11.
    VOLUME DE TERRA EMPREGADO NA CONSTRUÇÃO DA BARRAGEM
  • 20. VOLUME DE TERRA EMPREGADO NA CONSTRUÇÃO DA BARRAGEM VISTA FRONTAL DO MACIÇO DE TERRA DIVIDIDO EM FIGURAS GEOMÉTRICAS 1 2 3 4 5 6 8 11 10 7 105 101 102 103 104 100 99,5 9
  • 21. VOLUME DE TERRA EMPREGADO NA CONSTRUÇÃO DA BARRAGEM VISTA 3D DO MACIÇO DIVIDIDO EM FIGURAS GEOMÉTRICAS
  • 22. VOLUME DE TERRA EMPREGADO NA CONSTRUÇÃO DA BARRAGEM VISTA SUPERIOR DO MACIÇO DE TERRA DIVIDIDO EM FIGURAS GEOMÉTRICAS
  • 23.
    • O cálculo do volume de cada trapézio pode ser feito conhecendo-se apenas a altura h e a largura L de cada um deles, empregando a seguinte fórmula: 
    • Esta equação é válida apenas quando o talude de montante tem inclinação 3:1 , o de jusante 2:1 e a largura da crista for igual a 3 m .
    VOLUME DE TERRA EMPREGADO NA CONSTRUÇÃO DA BARRAGEM
  • 24. VOLUME DE TERRA EMPREGADO NA CONSTRUÇÃO DA BARRAGEM L Altura h e largura L do trapézio h
  • 25.
    • EXEMPLO:
    • Calcular o volume de terra necessário para a construção de uma barragem que deverá ter profundidade máxima de 4 m (lâmina d’ água).
    • Procedimento: calcular o volume de cada trapézio (com a altura adequada à sua posição) e depois somá-los.
    • Lembrar que acima do nível da água deve haver um folga de 1,0 m para evitar transbordamentos. Ou seja, a altura máxima do maciço de terra deverá ser de 5 m.
    VOLUME DE TERRA EMPREGADO NA CONSTRUÇÃO DA BARRAGEM
  • 26. VOLUME DE TERRA EMPREGADO NA CONSTRUÇÃO DA BARRAGEM
  • 27.
    • Observação:
    • A relação entre o volume de água acumulado no lago e o volume de terra empregado na construção deve ser no mínimo igual a 3:1.
    • No exemplo, 1.336,6 x 3 =
    • 4.009,8 metros cúbicos de água
    VOLUME DE TERRA EMPREGADO NA CONSTRUÇÃO DA BARRAGEM
  • 28. 3.3.4.2. ASPECTOS CONSTRUTIVOS
    • Limpeza do terreno sob o maciço
    • Retirar todo o material orgânico, bolsões de cascalho e areia que possam existir no local da construção da barragem por meio da construção de uma
    • trincheira
    • (escavação com largura em torno de 2,5 m e) (profundidade suficiente para alcançar solo firme).
  • 29. ASPECTOS CONSTRUTIVOS: LIMPEZA DO TERRENO SOB O MACIÇO TRINCHEIRA TALUDE DE MONTANTE TALUDE DE JUSANTE NÚCLEO 3 2 1
  • 30. ASPECTOS CONSTRUTIVOS: LIMPEZA DO TERRENO SOB O MACIÇO 10 Área escavada Perfil original
  • 31. ASPECTOS CONSTRUTIVOS: NÚCLEO CENTRAL
    • O solo utilizado para a construção do maciço deve apresentar teor de argila adequado (entre 35% e 60%);
    • Depositar o solo em camadas de aproximadamente 25 cm, umedecer e compactar cada uma delas com trator ou rolo compactador;
    • A umidade deve estar próxima do grau conhecido como “capacidade de campo” para permitir o maior adensamento possível.
  • 32.
    • Necessidade de núcleo central:
    • Quando o solo original não for de boa qualidade, deve ser construído um núcleo central no maciço com material granular adequado trazido de outro local, para evitar a infiltração de água pelo corpo da barragem;
    ASPECTOS CONSTRUTIVOS: NÚCLEO CENTRAL
  • 33. ASPECTOS CONSTRUTIVOS: RECOMENDAÇÕES Núcleo central + trincheira
  • 34. ASPECTOS 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 ser escoada 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.
  • 35. 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 tambor de volume conhecido. Anota-se o tempo para que a água escoada pelo tubo encha o tambor, em três repetições. A vazão será dada pela equação:
    • Q = Volume/Tempo médio
  • 36. CONTROLE DO NÍVEL DA ÁGUA: CAIXA DE NÍVEL TIPO MONGE DESARENADOR MONGE
  • 37. CONTROLE DO NÍVEL DA ÁGUA: CAIXA DE NÍVEL TIPO MONGE
  • 38. CONTROLE DO NÍVEL DA ÁGUA: CAIXA DE NÍVEL TIPO MONGE
  • 39. CONTROLE DO NÍVEL DA ÁGUA: CAIXA DE NÍVEL TIPO MONGE
  • 40. CONTROLE DO NÍVEL DA ÁGUA: CAIXA DE NÍVEL TIPO MONGE
  • 41. CONTROLE DO NÍVEL DA ÁGUA: CAIXA DE NÍVEL TIPO MONGE
  • 42. ASPECTOS CONSTRUTIVOS: EXTRAVASOR
    • Extravasor:
    • Estrutura construída para escoar grandes vazões provenientes de precipitações de grande intensidade que aconteçam na bacia de captação, sem causar erosão ou transbordamento.
    • Vazão escoada pelo extravasor:
    • Q = C.i.A/360 (fórmula racional)
  • 43. ASPECTOS CONSTRUTIVOS: EXTRAVASOR POSIÇÃO DO EXTRAVASOR EM RELAÇÃO À BARRAGEM
  • 44. ASPECTOS CONSTRUTIVOS: EXTRAVASOR O EXTRAVASOR É DIMENSIONADO PARA DAR VAZÃO AO ESCOMENTO SUPERFICIAL QUE VEM DA BACIA DE CAPTAÇÃO
  • 45.
    • Enrocamento:
    • Recomenda-se a colocação de pedras sobre o o talude de montante para evitar que as ondas formadas no lago causem erosão no talude.
    • http://www.dnr.state.wi.us/org/water/wm/dsfm/dams/gallery.html
    ASPECTOS CONSTRUTIVOS: ENROCAMENTO