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Unidade i

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Unidade i

  1. 1. CENTRO DE TECNOLOGIA DA UFPB DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA DA CONSTRUÇÃO CIVIL CURSO DE BARRAGENS UNIDADE I CONSIDERAÇÕES BÁSICAS SOBRE O BARRAMENTO
  2. 2. 1 ÍNDICE DA UNIDADE I 1.1 – DADOS GERAIS .1 – CONCEITO DE BARRAGEM .2 – INFORMAÇÕES HISTÓRICAS .3 – FINALIDADES DO BARRAMENTO .4 – NECESSIDADE DO BARRAMENTO 1.2 – CLASSIFICAÇÃO DAS BARRAGENS .1 - CONSIDERAÇÕES GERAIS .2 – BARRAGENS DE TERRA .3 - BARRAGENS DE ENROCAMENTO .4 – BARRAGENS DE CONCRETO .5 – CONCEITUAÇÕES DA COMISSÃO BRASILEIRA DE BARRAGENS 1.3 – ELEMENTOS DO SISTEMA DE BARRAMENTO .1 – CONSIDERAÇÕES .2 – BACIA HIDROGRÁFICA .3 – BACIA HIDRÁULICA .4 – BARRAGEM PROPRIAMENTE DITA .5 – OBRAS COMPLEMENTARES 1.4 – FATORES PREDETERMINANTES DE DADO TIPO DE BARRAGEM .1 - CONSIDERAÇÕES .2 – CONDIÇÕES TOPOGRÁFICAS .3 – CONDIÇÕES GEOLÓGICAS .4 – MATERIAIS DISPONÍVEIS .5 – CARACTERÍSTICAS DO VERTEDOR 1.5 – DIRETRIZES PARA O PROJETO DE BARRAMENTO .1 – CONSIDERAÇÕES SOBRE O PROJETO .2 – INVESTIGAÇÕES NECESSÁRIAS AO PROJETO .3 – ASPECTOS FÍSICOS INVESTIGADOS .4 – ELEMENTOS GERAIS DO PROJETO .5 – FORMULAÇÃO DO PROJETO 1.6 – NOTAS SOBRE BARRAGENS BRASILEIRAS .1 – TIPOS MAIS USADOS .2 – FINALIDADES PRINCIPAIS .3 – MAIORES BARRAGENS BRASILEIRAS .4 – DADOS GERAIS SOBRE BARRAGENS EM OPERAÇÃO 1 1 4 6 7 8 11 13 21 24 24 25 29 32 34 34 35 37 37 38 39 39 40 41 43 44 44 45
  3. 3. 1 Unidade I - Considerações Básicas Sobre o Barramento 1.1 - Dados Gerais 1 - Conceito de Barragem Denomina-se barragem ao elemento estrutural construído transversalmente ao curso d’água, com o objetivo principal de reter ou represar as águas do mesmo, a fim de atender necessidades específicas. Essas estruturas são obtidas através de deposição ordenada e racional de materiais diversos constituindo aterros flexíveis (terrosos e rochosos) ou muros rígidos (alvenaria argamassa, concreto simples, concreto armado, etc). 2 - Informações Históricas A primeira barragem da qual se tem conhecimento foi construída na antiga Caldeia, no Rio Tigres, provavelmente a 4.500 anos a C. e com base numa inscrição feita em placa de argila, teria sido de terra, com núcleo de madeira. Também há registros de uma barragem construída no Rio Nilo, perto de Menfis, há 4.000 anos aC. Esta teria sido de alvenaria de pedra e se supõe, com altura inferior a 15 metros e comprimento em torno de 450 metros. Foi no Egito, segundo os registros, que se construiu mais barragens na era anterior Cristã. Na nossa era, o grande percursor, principalmente de estruturas de terra, foi a Índia. Tem-se informações de um grande número de barragens também de terra, construída pelos Romanos, destinadas à abastecimento público. Em seguida cita-se os Espanhóis e Árabes (durante a dominação à Espanha) como grandes construtores de obras de barramento, incluindo-se diversas em alvenaria de pedras argamassada. Os ingleses, no Egito, construíram muitas destas obras, e entre outras,a famosa barragem de Assuam, no Rio Nilo. Também se destacaram como grandes construtores os Franceses, Alemães e Russos. Finalmente, os Estados Unidos, a partir do século XVIII aceleraram e desenvolveram processos construtivos, inclusive introduzindo a estrutura de enrocamento e dando forte impulso as barragens de concreto. Em resumo, considerando grandes obras (altura igual ou superior a 15 metros), até 1970, estavam em operação, em todo o mundo, 78.000 barragens de diversos tipos e, em processo de construção, 1.200 outras. A título de ilustração cita-se as 10 maiores barragens realizadas até 1978, acrescendo-se tipos de estrutura altura em metros e países proprietários. (Q 1.1) Q I - I MAIORES BARRAGENS DO MUNDO Nome da Barragem Tipo da Estrutura Altura Pais Prop. Nurek Terra 317 Rússia Grand Dixense Gravidade 285 Suíça Inguri Arco 272 Rússia Vajont Arco 262 Itália Mica Terra 242 Canadá Sayany Arco 242 Rússia Mauvoisin Arco 237 Suíça Oroville Terra 236 Est.Unidos Chivor Enrocamento 230 Colômbia Blakar Gravidade 226 Índia
  4. 4. 2 Em termos nacionais, a construção de barragens de maior importância teve início no presente século exceção feita a Barragem de Marmelos concluída em 1883 nas proximidades de Juiz de Fora - MG. Essa obra foi realizada com materiais terrosos e destinava-se a abastecimento. Em 1901 foi concluída a Barragem Edgard de Souza em São Paulo, objetivando a geração de energia. Esta barragem foi construída em concreto conforme planta da figura 1.1. Em 1955 ela foi alteada para aumento de produção. Barragem Tiete Vertedouro Rio Usina Geradora Figura I.1 - Planta esquema´tica da Barragem Edgard de Souza no Rio Tiete Ainda nos primeiros anos do presente século, incentivado pelo programa de implantação de reservatório para combate às secas, foram concluídas as Barragens Cedro I (1906) e Acaraú Mirim (1907) ambas no Ceará. A partir daí, muitas barragens começaram a ser projetadas no Brasil, destacando-se entre outras as Barragens de Três Marias (1957) no Rio São Francisco - MG, e Furnas (1958) no alto do Rio Grande, ambas, para regularização e geração de energia. Considerando-se a ordem cronológica de alturas seguidamente maiores, relaciona-se as primeiras Barragens Brasileiras (ver Q.1.2). Em fase de construção, implanta-se o sistema ITAPU cujos parâmetros principais são: Altura máxima da barragem 176 m Comprimento Total 1.500 m Volume da Estrutura 11.500.000 m3 Volume de Armazenamento 29x109 m3 Produção Prevista para Geradores 12.600MW
  5. 5. 3 _____________________________________________________________________ 1.2 - Maiores Barragens (em ordem cronológica) Nome da Barragem Ano de Construção Altura em Metros Rio das Pedras 1909 32 Ituparanga 1914 38 Pedras 1926 51 Mal. Mascarenhas de Morais 1956 72 Três Marias 1960 75 Furnas 1962 127 Rio Verde 1979 150 São Félix (em final de obras) 160 Rio de Terra Paraná Barragem de Gravidade Barragem Vertedouro Força Casa de Figura I.2 - Planta Baixa da Barragem de ITAIPU - Iguaçu - Paraná Enrocamento Barragem de de Terra Barragem Em termos relacionais particularmente no Estado da Paraíba foram construídas muitas barragens geralmente para abastecimento público. Os principais projetos, enumerados na ordem cronológica, de maiores alturas, são:
  6. 6. 4 1.3 - Barragens do Estado da Paraíba Nome da Barragem Localização Tipo de Est. Ano de Const. Alt. Bodocongó Campina Grande Terra 1917 15 Cedro II Princesa Isabel Terra 1918 15 Macapá Princesa Isabel Terra 1923 16 Pilões Antenor Navarro Terra 1933 17 Soledade Soledade Terra 1933 20 Eng. Ávidos Cajazeiras Enrocamento 1936 47 Estevão Marinho Curemas Terra 1943 50 Mãe D'Água Curemas Gravidade 1956 50 Boqueirão da Cabaceiras Boqueirão Terra 1956 56 Irrigacao, piscicultura e controle de cheias Figura I.3 - Barragem Engenheiro Ávido - Cajazeiras - PB VertedouroMacico de Enrocamento Rio Piranhas A título de ilustração cita-se as atuais maiores barragens brasileiras em volume d’água represada, altura e comprimento da crista são respectivamente Sobradinho (Rio São Francisco) com 31 bilhões de m3 , São Félix (Rio Tocantins) com 160 metros e Itumbiara (Rio Paraíba) com 6. 776 quilômetros. 3 - Finalidades do Barramento Tendo em vista que a construção da barragem objetiva reter ou represar as águas de um curso natural a fim a fim de atender uma ou mais necessidades do homem, considera-se como finalidades de barramento, a utilização final do sistema barragem-reservatório de acumulação. As primeiras são:
  7. 7. 5 a) Abastecimento público e/ou industrial. Requerido para fornecer uma dada vazão média diária a comunidades e parques industriais, a partir de estimativas de consumo. b) Geração de energia Mecânica e Elétrica. A partir da necessidade de elevar água ou movimentar turbinas e geradores quer pelo fornecimento de uma vazão constante quer pelo aumento da lâmina hidráulica natural do curso d’água. c) Regularização da vazão de um rio. A partir da necessidade da manutenção de uma certa lâmina média principalmente para atender a navegação fluvial e vazão mínima para despejos industriais. d) Defesa contra inundações. Requerido para redução do transbordamento dos rios por ocasião de grandes enchentes, a partir do aumento verificado na base da onde de cheia (ver fig. 1.4). Fig. 1.4 – Atenuação da onda de cheia e) Desvio do curso d’água. Necessário nas construções de barragens em rios perenes, projetos de irrigação, aproveitamento de estações de tratamento, etc. f) Recepção de resíduos. Para o caso de atendimento a afluentes de esgoto e/ou despejos industriais. g) Controle de assoreamento. Necessário em obras auxiliares e projetos maiores, implantados em regiões de altos índices de arrasto sólido. h) Recreação. Para atender programas de lazer, clubes aquáticos, etc.
  8. 8. 6 Móvel Comporta Abastecimento e defesa contra inundaçőes. Figura 1.5 - Barragem Tapacurá - Recife - PE. Vertedouro de gravidade Barragem RioTapacurá de terra Barragem 4- Necessidade do Barramento Em todos os casos analisados, o sistema deverá fornecer uma dada vazão de demanda ou de captação, manter uma lâmina à jusante ou na secção de operação e/ou oferecer em dado volume armazenável. Caso a lâmina do curso d’água e/ou sua vazão natural não atendam os parâmetros requeridos faz-se necessário o barramento. No gráfico da figura 1.6, pode-se visualizar esse problema, considerado QC uma dada vazão necessária de utilização e manutenção de uma lâmina pré-fixada e comparando-a as vazões máxima (Q máx) e mínima (Qmin) no hidrograma do rio. Q Figura I.6 - Hidrograma de um Rio Perene Qmáx I Qmín II III Qc Qméd t Observando-se a Fig: 1.6 pode-se verificar: a - Se QC < Qmin o curso d’água atende a demanda, em condições naturais. Nesse caso, basicamente, é desnecessário o barramento. b - Se QC > Qmin, durante parte do tempo haverá déficit no fornecimento sendo então necessário o barramento. Ocorre ainda a necessidade de barramento no caso de QC < Qmin, se requeira uma lâmina mais elevada para atendimento a cota mínima de tomadas d’água, desvios para irrigação em mudança do curso natural. c - Se QC > Qméd, o barramento não resolve o problema.
  9. 9. 7 1.2 - Classificação das Barragens 1 - Considerações Gerais Para fins didáticos costuma-se classificar as barragens em três grupos abrangentes, a partir de elementos característicos ou de utilização. A seguir enumera- se cada um destes grupos e suas divisões principais: a - Primeira: Quanto a destinação final: a1 - Barragem de Armazenamento: Destinada a reter as águas no período de cheia para utilizá-las no período de estiagem. São empregadas para sistemas de abastecimento, geração de energia e projetos de irrigação. a2 - Barragem de Derivação: Construída para proporcionar a necessária elevação da lâmina d’água, objetivando desviar o curso d’água, atender os canais de irrigação e fornecer cota hidráulica adequada a determinados problemas. a3 - Barragem de Regularização: Construída para retardar a passagem das ondas de cheia, armazenando os excessos correspondentes ao período de enchentes de forma a evitar o transbordamento da calha fluvial a jusante e permitir a manutenção de uma dada vazão controlada ou regularizada, principalmente para melhorar a navegação fluvial. b - Segundo: Quanto a posição relativa do nível vertente: b1 - Barragens vertedoras ou submersíveis: projetada para descarregar as águas excedentes, por sobre o corpo da estrutura que dessa forma deve ser de materiais resistentes a erosão. b2 - Barragens não vertedoras ou insubmersíveis: Projetadas com uma elevação adicional no corpo da estrutura, em relação ao nível máximo de água represada de forma a evitar o transbordamento da água excedente por sobre esse corpo. Essa particularidade permite o emprego de materiais granulares, coesivos ou não, desde que devidamente protegida dos efeitos erosivos da água represada ou das águas pluviais. Figura I.7 - Exemplos de Barragens do 2° Grupo Tapacurá (Recife - PE) Barragem não vertedora Itajaí Oeste (Taió - SC) Barragem Vertedora NA Em geral aproveita-se as particularidades características destas barragens numa única estrutura com o trecho submersível servindo de vertedor. Dessa maneira
  10. 10. 8 tem-se uma estrutura mista, podendo inclusive ser a parte insubmersível em enrocamento, terra ou associações concreto/ enrocamento e concreto/ terra (Ex. Barragem ITUMBIARA - Itumbiara - MG, fig. 1.8) BarragemBarragem Vertedouro de Terra figura I.8 - Barragem de Itambiara (Itumbiara - MG) de Terra de Gravidade Barragem RioParanaiba c - Terceiro: Quantos aos materiais predominantes no maciço (processo de classificação mais geral e significativo pois leva em conta os materiais que formam a estrutura principal): c1 - Barragens de terra c2 - Barragens de enrocamento c3 - Barragens de concreto Devido a importância e propriedade deste processo de classificação analisa-se cada tipo isoladamente a fim de detalhar as sub-divisões do mesmo. Assim tem-se: 2 - Barragem de Terra Construídas predominantemente com materiais terrosos (solos, pedregulhos, e matações) fato que possibilita o aproveitamento desses elementos em seu estado natural além de formar uma estrutura capaz de acomodar-se às solicitações de base, o que as torna de uso possível para qualquer tipo de fundação. As barragens de terra se subdividem em diversos tipos com relação aos processos construtivos e deposição dos materiais granulares. Os mais comuns são: c 1.1 - Barragem de Aterro Compactado: Cujo corpo ou maciço é obtido pela deposição dos materiais granulares em camadas de espessura definida e compactadas individualmente de acordo com condições pré-estabelecidas. Este tipo pode ainda ser dividido em: 1 - Aterro Homogêneo: Caracterizada pela predominância de um único material de constituição do aterro (fig: 1.9)
  11. 11. 9 (b) Itutinga (Rio Grande - MG) NA (a) (a) Arroio Duro (Rio Arroio - RS); Figura I.9 - Barragem de aterro Homogêneo LEde proteção Enrocamento de pé Dreno (b) Dreno de pé Enrocamento NA de proteção LE 2 - Aterro Homogêneo Modificado: Caracterizado pela ocorrência de trechos constituídos de materiais de granulometria grossa (pedregulho, areia e brita) convenientemente dispostos, formando o sistema de drenagem interna da barragem como mostram as figuras 1.10 (a) e (b) que objetiva reduzir a faixa saturada do maciço (baixar a linha freática) e dirigir adequadamente o fluxo d’água percolado. Enrocamento de proteção do talude NA Dreno vertical Dreno de pé (a) Terreno Natural (b) Enrocamento de proteção do talude horizontal (Rip-rap) LE Enrocamento de proteção Filtro de Transição Dreno Interno figura I.10 - Barragens de Aterro Homogêneo Modificado (a) Terzaghi (Rio Vigário - RJ); (b) Xavantes (Rio Paranapanema - SP) 3 - Barragens Zoneadas ou Zonadas: Construídas com materiais de diversas granulometrias, dispostos em secções longitudinais bem definidas. Os materiais mais
  12. 12. 10 finos são dispostos na parte central do maciço, constituindo o elemento de impermeabilização (núcleo) e os de granulometria mais grossa, dispostos deste núcleo para as laterais (taludes) formando transições denominadas abas ou espaldares (fig: 1.11 (a) e (b). NA Aterro Misto (a) LE RIP RAP Enrocamento Núcleo Argiloso Filtro de Transição Tapete Drenante Dreno de Pé Aterro Misto EnrocamentoAterro Misto Aterro Misto (b) figura I.11 - Barragens Zonadas: (a) SOBRADINHO (Rio São Francisco - Juazeiro - BA) NA Enrocamento Transições Areia Grossa e Cascalho Enrocamento NA (a) ITAJAI SUL (Rio Itajai Sul - Ituporanga - SC) LE Devido as naturais condições de reforço a estabilidade do núcleo argiloso e melhor posicionamento da linha freática as barragens zonadas estão sendo preferidas nos novos projetos. Além disso o aproveitamento de todos os materiais que geralmente ocorrem nas escavações e nas jazidas será praticamente total. Evidentemente essa afirmativa esta ligada à disponibilidade dos elementos aqui referidos e fundamentalmente, a escassez de material impermeável nas proximidades do sitio da barragem. C 1.2 - Barragem de Aterro Hidráulico: Caracterizada pela condução e deposição dos materiais granulares no corpo da estrutura, através de correntes líquidas dirigidas por tubulações convenientemente dispostas no sentido longitudinal da barragem. Essa prática permite a seleção natural do material granular depositando-se os finos no núcleo e gradativamente os de maior granulometria nas laterais da secção. Esse processo tem como inconveniência a geração de elevadas tensões neutras no núcleo e após o desastre da Barragem de Fort Peck nos Estados Unidos, escorregamento do talude de jusante na fase de construção, caiu em desuso.
  13. 13. 11 Perfil Final do Projeto Aterro Prévio (permeável) Material Depositado pela Corrente Aterro Prévio Granulação Fina Média GrossaNA Figura I.12 - Construção do Aterro Hidráulico c 1.3 - Barragem de Aterro Semi-Hidráulico O processo construtivo envolve a compactação mecânica das abas a medida que o núcleo de aterro hidráulico se desenvolve. Finalizando o tópico sobre Barragens de Terra, observa-se que esse tipo não apresenta nenhuma resistência ao transbordamento requerendo sangradouros construídos fora do corpo estrutural. Além disso, são susceptíveis à erosões pluviais e ação de animais cavadores o que lhes impõe permanentes cuidados quanto a manutenção e conservação. 3 - Barragens de Enrocamento São maciços constituídos de fragmentos rochosos de tamanhos diversos, convenientemente dispostos, que dão estabilidade a uma cortina impermeável que pode ser metálica, de concreto, de plástico ou de solo argiloso compactado. Essas barragens necessitam de fundações resistentes a fim de evitar recalques excessivos que danifiquem o elemento de vedação. Da mesma forma que as barragens de terra, este tipo não permite o transbordamento das águas represadas, carecendo, portanto de sangradouro instalado fora do corpo estrutural. A subdivisão das barragens de enrocamento se caracteriza pelo posicionamento do sistema de vedação, da forma seguinte: c2.1 - Barragem de Enrocamento de Face Impermeável Nesta a cortina impermeável, de aço, concreto armado, ou asfalto, se apóia a montante do maciço de fragmentos rochosos conforme mostra a fig: 1.13
  14. 14. 12 Figura I.13 - Barragem Foz do Areia (Rio Iguaçu - Bituruna) NA Transição Compactada (30 cm) Enrocamento Compactado (cam. 10m) N. Terreno N. do Firme Parede de Amarração e Vedação (conc. armado) Placa de concreto armado (cort. imperm.) LE 2.2 – Barragem de Enrocamento de Núcleo Impermeável Ocorrem duas variações para o tipo acima referido: 1 - Núcleo Vertical: Caracterizado pelo posicionamento da cortina de vedação segundo a normal à base da estrutura, protegida convenientemente por filtros de transição que evitam a migração de finos para o meio estrutural como se observa na fig: 1.14. NA LE Transições enrocamento Enrocamento Prévio (ensecadeira) Figura I.14 - Barragem Itaúba (Rio Jacuí - Júlio de Castilhos/RS) enrocamento Núcleo Argiloso (vertical) 2 - Núcleo Inclinado: Caracterizado pelo posicionamento da cortina, a montante da linha do eixo em posição oblíqua à base, como mostra a fig: 1.15
  15. 15. 13 NA Transições Núcleo Argiloso (inclinado) EnrocamentoEnrocamento Figura I.15 - Barragem FURNAS (Rio Grande - Alpinópolis - MG) 4 - Barragens de Concreto Metodologias construtivas Historicamente, as técnicas para construção de barragens de concreto podem ser agrupadas em cinco alternativas básicas, ao longo de seu desenvolvimento:  Pedra argamassada  Concreto ciclópico  Concreto convencional em blocos  Concreto convencional em camada estendida  Concreto compactado com rolo – CCR As duas primeiras alternativas de metodologias construtivas (pedra argamassada e concreto ciclópico) estão, com raras exceções, ultrapassadas e abandonadas. As demais opções são atuais e a decisão por uma delas depende de fatores que envolvem:  Concepção estrutural  Dimensão da estrutura  Custos comparativos Deve ficar entendido que, para algumas estruturas, ou parte delas, como por exemplo nas casas de força e no vertedouro, o uso de concretos e de métodos convencionais é um imperativo. As metodologias que são discutidas a seguir levam em consideração a possibilidade de poderem ser concorrentes entre si e também com barragens de terra ou enrocamento. Metodologia convencional Não há uma definição para esta metodologia clássica de construção de barragens, que teve início no final do século XIX, tendo recebido grande desenvolvimento tecnológico na década de 1930 com a construção da barragem de Hoover, no rio Colorado (EUA). De uma forma simples e objetiva pode-se resumir a tecnologia convencional de construção de barragens como:  Uso de concreto convencional, com trabalhabilidade e consistência adequadas para se amoldar às formas e envolver embutidos mediante o emprego de vibradores de imersão.
  16. 16. 14  Uso de caçambas, caminhões, correias transportadoras, cabos aéreos, bombas etc. para o transporte do concreto até seu ponto final (bloco). Lançamento com camada estendida A tradicional tecnologia de lançamento do concreto massa convencional, feito em blocos de dimensões definidas e altura de camadas limitadas, passou a ser objeto de investigações e busca de alternativas a partir do final da década de 1950. Com o aumento do número e das dimensões das barragens em construção, os objetivos básicos desta metodologia eram:  diminuir a área de fôrma  aumentar a velocidade dos lançamentos  diminuir a mão-de-obra e aumentar mecanização  diminuir as juntas de contração  aumentar a competitividade com barragens de concreto, com barragens de terra e enrocamento Barragem de CCR – Concreto Compactado com Rolo Embora haja informações de que esta tecnologia tenha sido aplicada em bases de pavimentos ainda no final do século XIX, nos Estados Unidos e Canadá, considera- se que a tecnologia da camada estendida aplicada em Alpe-Gera, no inicio dos anos 60, seja a precursora direta do CCR para barragens. Em 1962, na barragem de Shimen, em Formosa, o núcleo de uma ensecadeira com 65,0 m de altura foi executado em CCR. Essa técnica foi então denominada Rolled Compacted Concrete – RCC. De fato, o grande o impulso para o desenvolvimento do uso do CCR na construção de barragens se deu nos Estados Unidos, no congresso de Asilomar em finais da década de 1960, cujo tema principal foi Rapid Construction of Concrete Dams. A partir deste congresso, e de um trabalho nele apresentado pelo prof. Jerome R. Raphael sob o título The Optimum Gravity Dam, é que se deu início ao desenvolvimento de estudos e aplicações do CCR, cujas etapas básicas internacionais foram:  Estados Unidos, 1972 e 1973 - Corps of Engineers, Execução de Maciços Experimentais e Ensaios de Laboratório.  Paquistão, 1974 - Obra de Tarbela. Aplicação de 2,6 milhões de m3 de CCR na reconstituição de rochas erodidas (pico de 18.000 m3/dia).  Japão, 1974 - Ministério das Construções inicia programa de pesquisas, incluindo CCR, objetivando reduzir custos e prazos na construção de barragens.  Japão, 1979 - Construção da barragem de Shimajigawa, com 170.000 m3 de CCR, batizado no Japão com o nome de Rolled Concrete for Dam – RCD.  Estados Unidos, 1984 - Projetada e construída a primeira barragem totalmente em CCR, chamada Willow Creek, com 52 m de altura, volume de CCR de 329.000 m3 e prazo de lançamento do concreto de 5 meses.
  17. 17. 15 No Brasil A experiência brasileira na aplicação do Concreto Compactado com Rolo (CCR) em barragens teve início em 1976, com a usina hidrelétrica de Itaipu, onde foi executado um piso da oficina mecânica da empreiteira, seguindo-se, na mesma obra, a construção de maciços experimentais, ensaios de laboratório e aplicação de CCR no preenchimento de alguns acessos às fundações da barragem. A primeira Barragem brasileira em CCR foi Saco de Nova Olinda, construída em 1986 na Paraíba. O Concreto Compactado com Rolo – CCR é uma metodologia construtiva relativamente nova, mas que, por seu baixo custo e velocidade de construção, tem se desenvolvido rapidamente, tanto em nível nacional quanto internacional, proporcionando barragens seguras, econômicas e duráveis. A produção do CCR é em geral feita em centrais dosadoras e misturadoras contínuas, resultando em uniformidade ao material produzido. O transporte é feito com caminhões basculantes ou correias transportadoras, e a compactação desse tipo de concreto é feita com rolos compactadores vibratórios lisos, de onde deriva o nome dessa tecnologia. Exemplos de Barragens em CCR: Fig. 1.16 - Compactação do concreto em Acauã Fig. 1.17 - Detalhe da face de jusante Fig. 1.18 - Vista da galeria – Acauã Fig. 1.19 - Belo Jardim – PE (vertedor) Barragem de Acauã - Características Finalidade: Abastecimento Proprietário SEMARH/PB Localização: Rio Paraíba Capacidade do Reservatório 247 x 106 m³ Construção: 1993 A 1995 Dimensões: altura e comprimento 79 m ; 375 m
  18. 18. 16 Volume do Concreto CCR 674 (m3x103): Consumo de Aglomerante Cimento: 64 kg/m3 Pozolana 16 (kg/m3) Traço típico para CCR (80 MPa) Cimento: 70 a 80 kg/m3 Água : 110 litros AREIA + PÓ : 900 a 1000 kg BRITA # 2 : 1400 kg Vantagens da Barragem em CCR Concreto convencional Barragens de Terra ou Enrocamento Maior rapidez de construção (até 2 a 2,5 m/semana Menor tempo de construção (menores volumes 1:4 a 1:5) Largo uso de equipamentos convencionais (rolos, enchedeiras, etc) Menores dimensões das estruturas das tomadas d`água (perto da barragem) Menores impactos ao meio ambiente Pode ser vertedora Custos menores Pequenas obras de desvio do rio na construção - Menores impactos (menos materiais), menos tráfico de caminhões, menos poeiras e cicatrizes nas áreas de jazidas - Menores custos; - Pode ser galgada pelas águas durante a construção Fig. 1.20 -Barragens em Enrocamento - Xingó São construídas de concreto ciclópico, concreto simples ou concreto armado e subdividem-se quando a forma pela qual a estrutura resiste aos esforços oriundos do represamento (esforços hidrostáticos) e os transmite às fundações e/ou ombreiras ou pegões em:
  19. 19. 17 c3.1 - Barragem de Gravidade - Caracterizada pelo maciço constituído de blocos concretos ciclópico ou concreto simples, que resistem aos esforços hidrostáticos apenas pelo peso próprio da estrutura. E por essa razão denominada barragem de peso. A secção transversal é basicamente triangular ou trapezoidal sendo a face do talude de montanha vertical, inclinada para montante ou constituída de planos, como mostram as figuras 1.16 (a), (b) e (c ). NA (Rio Grande - Indiaporá - SP) (c) Barragem Água Vermelha NA (Rio Paranaíba - GO) (a) Barragem Cachoeira Dourada Galeria de Inspeçăo (Rio Paranapanema - SP) NA Galeria de Inspeçăo (b) Barragem Jurumirim Figura I.21 - Modelos de Barragens de Gravidade As barragens de gravidade apresentam, em planta, a linha de eixo retilínea ou ligeiramente curva (convexidade para montante). Esta última variação é usualmente denominada arco-gravidadade embora resista aos esforços hidrostáticos apenas pelo efeito do peso próprio. Devido a largura considerável da base destas barragens (em geral a relação base altura varia entre 0,6 à 1,2), o empuxo hidrostático, (sub-pressão hidrostática) atinge valores elevados, prejudiciais a estabilidade da estrutura. A barragem de gravidade requer fundações resistentes podendo operar como barragem vertedor no todo ou em parte. Além disso é muito empregada como trecho vertedor das estruturas de terra e enrocamento, em certas condições de projeto.
  20. 20. 18 Trecho em Terra Trecho em Conc. Gravidade RioParaná (a) Barragem ILHA SOLTEIRA - (Pereira Barreto/SP) Tipo: Misto - Terra e Concreto Gravidade (b) Vertedor - Perfil em Concreto tipo Gravidade NA Trecho em Terra Figura I.22 - Exemplo de Barragem Mista c.3.2 - Barragem de Contraforte: Constituída por placas (lajes) ou curvas (abóbodas) que recebem numa de suas faces os esforços das águas represadas, transferindo-os a pilares de forma triângular (contrafortes) que por sua vez, transmite- os às fundações. As barragens de contrafortes, comparadas às de gravidade requerem menor volume de concreto por metro linear (considerando-as de mesma altura). Entretanto, consomem mais cimento por m3 de concreto e necessitam de armadura. (a) Planta Baixa (b) Seçăo Transversal Figura I.23 - Barragem Lajes (Ribeirăo das Lajes - Piraí - RJ) Devido aos espaços livres entre os contrafortes, os esforços de sub-pressão são menores e além disso, esses espaços se prestem a instalação de aparelhos e tubulações. As barragens de contrafortes, de acordo com as ligações das lajes ou abóbodas aos pilares, são classificados como:  1 - Rígidas: Caracterizada pela construção de placas solidárias aos contrafortes.
  21. 21. 19  2 - Articuladas: Nas quais as lajes se apoiam nos contrafortes dos quais são independentes, conforme mostra a fig: 1.18 Barragem de Contraforte (a) Rígidas (b) Articuladas Figura I.24 - Detalhe da Articulação da Laje da As barragens articuladas possibilitam maior flexibilidade da estrutura como um todo, favorecendo sua adequação a fundações menos resistentes. C3.3 - Barragem de Arco: Caracterizada por apresentar em planta, seguimento longitudinal curvo (convexidade voltada para montante) e transmitir os esforços hidrostáticos aos encontros ou pegões. Devido a reduzida largura da base em relação as demais estruturas de concreto, esse tipo esta sujeito a menores esforços de subpressão. Entretanto, em face do efeito de arco os esforços de compressão nas ombreiras são elevadíssimos o que implica haver necessidade de implantá-las em vales estreitos, de encostas resistentes. A relação largura da base - altura estrutural nessas barragens chega a 0,1 o que as torna bastante esbeltas e econômicas em termos de consumo de concreto por metro linear (na direção longitudinal). Da mesma forma que as barragens de gravidade e contrafortes, estas também funcionam como estruturas submersíveis facilitando assim, o posicionamento de vertedor. As barragens de arco são pouco utilizadas no Brasil em razão da não ocorrência de vales adequados, em forma de “V” ou “U”, característicos de encostas resistentes. A fig: 1.19 mostra a barragem CAPOTE, primeira construída no Brasil (1958) do tipo arco de raio constante.
  22. 22. 20 Figura I.25 - Barragem CAPOTE As barragens de arco, a partir das características das curvaturas intra e extradorso, classificam-se em:  1 - Barragem de raio constante: Tipo definido por seguimentos horizontais que têm aproximadamente o mesmo raio de curvatura. Apresentam a face de montante geralmente vertical e adaptam-se bem a vales em forma de “U” (ver fig: 1.20)  Barragem de ângulo constantes: tipo definido por seguimentos horizontais curvos com, aproximadamente, mesmo ângulo central que resulta em raios de curvatura sucessivamente maiores, a partir da base. Essas estruturas são mais adequadas e vales em forma de “V” para os quais mantém o efeito de arco, nas diversas cotas (ver fig: 1.21) R c NA Figura I.26 - Barragem em Arco de Raio Constante
  23. 23. 21 B B NA Figura I.27 - Barragem em Arco de Ângulo Constante 5 - Conceituações da Comissão Brasileiras de Barragens Finalizando o tópico sobre “Tipos de Barragens”, seleciona-se, de acordo com a Comissão Técnica do Comitê Brasileiro de Grandes Barragens, as principais conceituações de estrutura de barramento, observados na leitura técnica. (Fonte: Revista Construção Pesada - 1976) 1 - Barragem Ambursem - Denominação antiga das barragens de contraforte de lajes planas. 2 - Barragem em Arco - Estruturas com curvaturas para montante que transmite a maior parte das cargas ou pressões para as ombreiras, ao invés da base da barragem. 3 - Barragem Arco Gravidade - Tipo de barragem de gravidade que apresenta o seguimento longitudinal ligeiramente arqueado. 4 - Barragem Móvel - Barragem provida de uma série de comportas, cujo objetivo é regularizar vazões ou níveis d’água a montante, sem caracterizar a formação do reservatório. 5 - Barragem Contraforte - Estrutura constituída de uma face (montante), impermeável apoiada a intervalos por uma série de suportes denominados contrafortes. 6 - Barragem de Peso Aliviada - Barragem de gravidade estrutura vazada tornando-se basicamente uma barragem de contrafortes independentes. 7 - Barragem de Concreto - Estrutura constituída de areia natural ou artificial e agregado graúdo, misturados com cimento portland ou similar. 8 - Barragem em Arco com Ângulo Constante - Tipo de barragem no qual cada seguimento horizontal tem aproximadamente o mesmo ângulo central resultando no mesmo raio de curvatura junto a base. 9 - Barragem em Arco com Raio Constante - Tipo caracterizado por seguimentos horizontais que tem aproximadamente o mesmo raio de curvatura. 10 - Barragem de Concreto Ciclópico - Tipo de gravidade constituída de pedra de mão ou maiores, transportadas com guindastes, argamassadas com concreto. 11 - Barragem de Derivação - Estrutura cuja principal função é desviar a água de um curso d’água para a tabulação, canal, túnel o ou outro curso d’água, possuindo acumulação nula ou desprezível. 12 - Barragem em Arco com Dupla Curvatura - Barragem em arco, esbelta, curvada no plano vertical. Sua secção transversal apresenta usualmente a parte
  24. 24. 22 superior projetada para jusante, enquanto a parte central se projeta para montante. É também denominada Barragem Abóboda. 13 - Barragem de Material Natural - Estrutura construída de materiais naturais escavados e colocados sem adição de quaisquer ligantes não inerentes ao próprio material natural. Tais materiais são normalmente obtidos junto ou perto do sítio da barragem e usualmente referidos pelo tipo: terra, enrocamento ou aterro hidráulico. 14 - Barragem de Laje Plana - Tipo de contraforte, na qual a face de montante é uma laje plana relativamente fina, de inclinação pronunciada e suportada a intervalos, por contrafortes. A laje é usualmente de concreto armado. 15 - Barragem de Gravidade - Tipo de barragem construída de concreto simples ou alvenaria de pedra argamassada, ou ambos, contando exclusivamente com o peso próprio para sua estabilidade. Tem secção transversal aproximadamente triangular, sendo a largura da base uma função da altura, a fim de garantir a estabilidade da estrutura, contra o tombamento, escorregamento e deformação das fundações. 16 - Barragem de Gravidade Aliviada - Tipo de barragem de gravidade com o interior vazado no sentido longitudinal. 17 - Barragem de Terra - Barragem construída de material argiloso compactado com secções homogêneas ou zoneadas e contendo mais de 50% de material terroso. 18 - Barragem de Terra de Secção Homogênea - Maciço construído só de material argiloso, mais ou menos uniforme, exceto drenos internos, tapetes drenantes e enrocamentos de proteção. 19 - Barragem de Alvenaria - Maciço construído de pedras, tijolos ou blocos, argamassados com cimento, cal ou tipos similares de ligantes para argamassas. 20 - Barragem de Arcos Múltiplos - Tipo contraforte, na qual a face de montante é constituída por uma série de arcos, apoiados nas extremidades, a contrafortes. 21 - Barragem de Abóbodas Múltiplas - Tipo contraforte, na qual a face da montante é formada por uma série de cascas ou abóbodas, esféricas ou de dupla curvatura. 22 - Barragem não Vertedora - Barragem ou secção de barragem projetada para não ser galgada pelas águas. 23 - Barragem Ogiva - Denominação americana das barragens vertedoras de secção transversal em forma de S ou ogiva. 24 - Barragem Pré-moldada - Barragem de concreto constituída principalmente de grandes blocos ou secções moldadas antes de serem transportadas para colocação no maciço. 25 - Barragem de Enrocamento - Estrutura constituída de enrocamento com núcleo impermeável e filtros tendo sua estabilidade dependente do enrocamento, lançado ou compactado, o qual deve representar mais de 50% do maciço. 26 - Barragem de Aterro Compactado - Maciço de terra ou rocha, no qual o material é colocado em camadas e compactado com o uso de equipamento apropriado. 27 - Barragem de Sela - Barragem auxiliar construída com qualquer tipo de material, numa zona baixa ou sela, na margem do reservatório. 28 - Barragem Cogumelo - Estrutura de contraforte, na qual as extremidades da placa de montante são alargadas para cobrir a distância entre os contrafortes. 29 - Barragem de Terra Zonada - Tipo de barragem de terra que é constituída, segundo sua secção transversal, de zonas de materiais selecionados de diferentes graus de porosidade, permeabilidade e densidade.
  25. 25. 23 30 - Barragem de Aterro Hidráulico - Maciço construído de argila, silte, areia, cascalho ou rocha, geralmente de material dragado, transportado para o local de aplicação por suspensão em água. 31 - Grande Barragem - Definida como estruturas de altura igual ou superior a 15 metros, medida do ponto mais baixo da fundação até o coroamento. Também se aplica a barragem entre 10 e 15 metros desde que satisfaçam pelo menos a uma das seguintes condições: a - Comprimento da crista superior a 500 m; b - Capacidade do reservatório superior a 100.000m3 ; c - Capacidade máxima do vertedor, superior a 2.000 m3 /s d - Barragens em fundações que apresentam problemas incomuns; e - Projetos não convencionais. RioSăoFrancisco Serra do Velho Eugęnio Dique D Barragem de Terra Serra da Batateira Dique C Eclusa Canal de Casa de Força Estrutural e Sistema Esvaziamento Canal de Navegaçăo Canal de Dique A Ilha da Cachoeira Serra do sobradinho Canal de Aduçăo Dique B Figura I.28 - Sistema Geral de Sobradinho
  26. 26. 24 1.3 - Elementos do Sistema de Barramento 1 - Considerações Neste tópico será detalhada a nomenclatura geral do sistema de barramento, sistema este constituídas da estrutura principal (a barragem propriamente dita), das obras secundárias (vertedouro, tomadas d’água, eclusa, etc.), da bacia de acumulação (bacia hidráulica) e da bacia de contribuição (bacia hidrográfica). A nomenclatura e principais conceitos foram organizados pelo Comitê Brasileiro de Grandes Barragens, tendo real importância básica na medida que normaliza, em termos nacionais, se denominações usuais na prática do barramento. para esse fim, serão considerados quatro sub-sistemas a seguir detalhados: 2 - Bacia Hidrográfica A bacia hidrográfica, bacia de drenagem ou de captação, relativa e uma dada secção do curso d’água, é formada pelos terrenos com caimento para aquela seção de tal forma que o escoamento superficial aflua a mesma. Conseqüentemente é a área superficial limitada pelo divisor de águas relativo a secção considerada.A fluentes Afluentes A Afluentes B Rio Principal Divisor de Águas Figura 1.29 - Bacia Hidrográfica relativa a seçăo AB Os principais elementos desses sub-sistemas são: 1 - Curso d’água - canal natural de escoamento das águas pluviais. 2 - Eixo do curso d’água - lugar geométrico dos pontos médios tomados na superfície das águas, segundo secções transversais levantadas na calha principal. 3 - Leito do curso d’água - parte do terreno natural que fica coberto pelas águas, por ocasião das cheias normais. 4 - Talvegue - lugar geométrico dos pontos de maior profundidade verificados no leito do curso d’água. 5 - Linha de cumiada (divisor de águas) - lugar dos pontos que separam bacia hidrográficas adjacentes.
  27. 27. 25 6 - Declividade da bacia - índice representativo do caimento médio da superfície coletora de águas pluviais. 7 - Declividade do curso d’água - índice representativo do caimento do caimento do talvegue. 8 - Perfil longitudinal do curso d’água - representação no plano cotado, do desenvolvimento do talvegue em relação a um dado nível de referência. a - corte da seçăo transversal (perfil litológico) Camada Impermeável Divisor Freático Superfície do TerrenoNatural Divisor Topográfico Talvegue Eixo do Curso D'água Cota no Talvegue b- perfil longitudinal e declividade do curso d'água d - declividade do trecho Dm - declividade média Perfil Longitudinal Comp. Talvegue d1 Dm d2 d3 Lençol Freático Fig. 1.30 - Elementos do curso d’água 3 - Bacia Hidráulica. A bacia hidráulica compreende a parte da área de drenagem que contém as águas represadas, isto é, a superfície inundada pelas águas do reservatório.
  28. 28. 26 Curvas de Nível Bacia Hidrográfica a - situaçăo na bacia hidrográfica Barragem Bacia Hidráulica Curso D'Água Divisor de Águas b - topografia básica Barragem Eixo da Barragem Básicas Figura I.31 - Bacia Hidráulica Os elementos principais desse sub-sistema são: 1 - Reservatório de acumulação - lago criado pela construção da barragem. Figura I.32 - Reservatório de Acumulaçăo 2 - Volume do reservatório - capacidade total do laço limitado pela bacia hidráulica, talude de montante da barragem e superfície máxima das águas acumuladas. 3 - Área do reservatório - área da superfície das águas correspondente ao nível máximo de armazenamento. 4 - Comprimento do reservatório - distância máxima medida sobre a área do reservatório, a partir da barragem, na direção do curso d’água principal. 5 - Margem do reservatório - faixa do terreno imediatamente a cima e ao longo do limite superior da bacia hidráulica.
  29. 29. 27 6 - Faixa de domínio do reservatório - área correspondente a bacia hidráulica e margem considerada pertencente ao sistema da reservação geralmente sujeito a desapropriações. 7 - Fetch - maior distância em linha reta, medida a partir da barragem, sobre a superfície das águas considerando o reservatório cheio. Barragem Reservatório Principal F1 F3 F2 Afluente Rio Reservatório Margem do Afluente Figura I.33 - Detalhe do Fetch 8 - Volumes característicos do reservatório - armazenamentos parciais ou volumes compreendidos entre superfícies determinadas do reservatório. São os seguintes: 8.1 - Volume morto ou de porão - parte do volume físico que objetiva compensar perdas da capacidade do reservatório, devido ao processo contínuo de assoreamento. 8.2 - Volume inativo - parte do volume físico, mantido como reserva de operação e somente utilizado em situações eventuais. 8.3 - Volume ativo ou volume útil - correspondente ao armazenamento necessário as utilizações requeridas pelo sistema como irrigação, abastecimento, geração de energia, etc. 8.4 - Volume de sobreelevação - Armazenamento eventual e variável mantido acima da superfície que contém a cota do vertedor. Corresponde ao excesso que será descarregado pelo sangradouro.
  30. 30. 28 Volume Útil Volume Inativo Volume de Porão Volume de Sobrelevação Figura I.34 - Volumes Característicos do Reservatório 9 - Níveis característicos do reservatório - elevações correspondentes a cotas bem definidas como cota superior do porão, cota do vertedor, etc. Os principais são: 9.1 - Nível máximo do reservatório - correspondente a elevação máxima das águas ou seja, a cota obtida pela cheia do projeto. (Inclui a sobreelevação). 9.2 - Nível normal do armazenamento - elevação correspondente a cota máxima de retenção ou seja, a cota do vertedor. 9.3 - Nível mínimo de operação - menor nível de rebaixamento no qual são mantidas as condições de operação. Nporão Nmáx Nmín Nnormal Figura I.35 - Níveis característicos do reservatório
  31. 31. 29 4 - Barragem Propriamente Dita Como já foi definido, compreende a estrutura artificial de barramento, geradora de represamento e/ou elevação do nível das águas de um rio. Pode-se considerar como elementos básicos da barragem, 1) a fundação - constituída pelo terreno que suporta diretamente essa estrutura e 2) o maciço estrutural ou corpo da barragem, cujos planos limites recebem denominações próprias (Fig.1.30) Em termos conceituais, os elementos citados na fig. 1.29 seguem listados: 1 - Fundação - camada da superfície que suporta diretamente a estrutura. 2 - Base - parte inferior da barragem que fica diretamente em contato com a fundação. 3 - Corpo ou maciço - elemento estrutural do barramento limitado pelas superfícies externas (paramentos e crista) e pela fundação. 4 - Crista - superfície superior da estrutura, não incluindo muros de proteção ou corrimões. 5 - Paramento - superfície de limitação do maciço a montante (paramento ou talude de montante) e a jusante (paramento ou talude de jusante). 6 - Pé - encontro com a superfície superior da fundação, do talude de montante (pé de montante) e do talude de jusante, (pé de jusante). Complementando os elementos pertencentes a estrutura de barramento, de acordo com a Comissão Brasileira do Comitê de Grandes Barragens, seguem-se: 7 - Núcleo Impermeável - trecho do maciço de uma barragem de terra zoneada ou de enrocamento, constituído de materiais granulares de baixa permeabilidade, objetivando limitar a percolação. 8 - Parede de vedação (septo ou muro de vedação) - muro esbelto rígido ou deformável de concreto de estaca prancha ou outro material colocado sob a barragem e penetrando na fundação ,para reduzir a limites aceitáveis a quantidade de água de percolação da mesma. 9 - Diagrama (revestimento de vedação) - zona impermeável de pequena espessura, executada com materiais diversos como concreto, concreto asfáltico, solo cimento, aço, cobre, plástico, etc., freqüentemente construída sobre o talude de montante, em barragens de terra ou de enrocamento. 10 - Trincheira de vedação (cut-off) - trincheira escavada abaixo do nível geral da base de uma barragem, para ligar a zona impermeável da mesma, à camada impermeável mais profunda, na fundação.
  32. 32. 30 11 - Cortina de Injeção - zona da fundação tornada impermeável, através de injeções de cimento, produtos químicos ou materiais correlatos, executados a partir de furos realizados na fundação. 12 - Dreno de Pé - camada drenante colocada no pé do talude de jusante, para coletar a água percolada pelo maciço. 13 - Filtro - zona do maciço, constituída de material granular adjacente aos drenos (zonas de transição) com a finalidade de evitar a migração de material fino para o sistema drenante. 14 - Tapete de Drenagem - camada de material permeável destinada a coletar as águas que percolam através da barragem ou sua fundação e colocada a jusante do núcleo impermeável e/ou entre a base (parte da jusante) e a fundação. 15 - Tapete de Montante - camada de material de permeabilidade baixa, geralmente horizontal, estendendo-se para a montante e objetivando aumentar o caminho de percolação sob a barragem. 16 - Enrocamento de Proteção (Riprap) - camada de grandes pedras, blocos premoldados ou outro material, colocada nos taludes da barragem, para protegê-los da ação das ondas e erosão pluvial. 17 - Proteção do Talude - revestimento superior do talude, objetivando proteger as faces da ação das ondas e/ou da erosão pluvial. Pode ser de concreto, concreto asfáltico,empedramento (rip rap) cobertura vegetal, etc. 18 - Borda Livre - distância vertical entre o nível do coroamento da barragem e cada um dos níveis característicos do armazenamento. Daí os termos, borda livre mínima até a cota correspondente a máxima cheia e borda livre normal até a cota correspondente a crista do vertedor. 19 - Borda Livre Molhada - trecho de borda livre, correspondente a sobreelevação das águas. 20 - Parapeito - estruturas das extremidades do coroamento, para a proteção de pedestres e veículos ou função ornamental. 21 - Muro de Proteção contra ondas - parapeito da borda de montante - em geral mais alto e de estrutura fechada. 22 - Galeria - acesso ou túnel dentro do maciço, para permitir inspeções, injeções e posicionamento de tubos e drenos. 23 - Altura Estrutural da barragem - distância total tomada na vertical entre o ponto mais baixo da superfície da fundação e a crista da barragem.
  33. 33. 31 24 - Altura Hidráulica da Barragem - altura referida a capacidade de acumulação medida desde a cota do talvegue, no pé da barragem, até o nível normal de armazenamento. 25 - Altura da Trincheira de Vedação - distância entre a parte mais baixa da base e o fundo da trincheira. 26 - Eixo de Barragem - plano vertical ou superfície curva de referência entre as ombreiras, em relação ao qual a barragem é projetada e locada. 27 - Largura da Base - largura máxima de projeto de uma barragem, na sua base, medida horizontalmente entre as faces de montante e jusante, medida perpendicularmente ao eixo. 28 - Largura da Crista – Largura da parte superior da barragem, definida pela distância horizontal entre as faces de montante e jusante, medida perpendicularmente ao eixo. 29 - Comprimento da Crista - distância entre as extremidades da barragem, medida no coroamento. Inclui-se o vertedor tomada d’água e, eventualmente eclusa, desde que formem uma estrutura contínua com a barragem. 30 - Secção Transversal - representação gráfica da secção reta da barragem. São usuais a secção transversal máxima, correspondente a maior altura estrutural (geralmente no eixo do curso d’água) e a secção transversal média (média das secções transversais) tal que o produto pelo comprimento da crista resulta no volume do maciço. 31 - Banqueta ou Berma - patamar inserido no talude para alargamento da barragem, construção de calhes de drenagem e/ou correção de instabilidade.
  34. 34. 32 5 - Obras Complementares Este subsistema compreende as estruturas de complementação do conjunto de barragem - reservatório. As principais são: d.1 - VERTEDOURO - estrutura destinada a descarregar o volume excedente do reservatório. Seus principais elementos são: 1 - Canal de Entrada - trecho de calha ligando o reservatório ao vertedor. 2 - Soleira do Vertedor - parte superior da estrutura vertedora, construída na cota correspondente ao nível máximo de armazenamento. 3 - Canal de Saída - canal inclinado, usualmente separado da barragem, para conduzir o excesso de volume d’água do reservatório para a calha do rio, a jusante da barragem. 4 - Muro Guia - Muro construído na face do talude de jusante de uma estrutura vertedora, a fim de formar os limites laterais do vertedor ou calha. 5 - Calha do vertedor - canal natural ou artificial, utilizado para o escoamento na estrutura vertedora. 6 - Bacia de dissipação - bacia, canal, reservatório natural ou artificial, formado a jusante da barragem principal, normalmente por meio de uma estrutura
  35. 35. 33 submersa ou pequena barragem auxiliar, objetivando proteger o leito do rio contra a erosão provocada pela descarga do vertedor. 7 - Capacidade do Vertedor - vazão máxima que é possível descarregar pela estrutura vertedora. d.2 - ENSECADEIRA - estrutura temporária isolando ou protegendo parte ou toda área de construção a fim de que esta possa ser executada a seco. d.3 - ECLUSA - estrutura constituída principalmente de um canal controlado por compotas, no qual o nível d’água pode ser elevado ou rebaixado para possibilitar embarcações, transporem a estrutura da barragem ou circundarem a mesma. d.4. - CASA DE FORÇA - estrutura construída para permitir a instalação de turbinas geradores e equipamentos elétricos mecânicos e de transição. d.5 - CONDUTO FORÇADO - conduto ou túnel para dirigir as águas do reservatório às turbinas de uma usina hidroelétrica. d. 6. - TOMADA D’ÁGUA - estrutura na face da montante da barragem ou reservatório, destinado a dirigir a água para um conduto, túnel ou canal. d.7. - COMPORTA - dispositivo mecânico para controlar vazões em vertedores, tomadas d’água e dispositivos de descarga.
  36. 36. 34 d.8. - GRADE - estrutura de tela ou barras, colocadas na entrada de condutos forçados ou dispositivos de descarga da barragem, para impedir a entrada de troncos, madeiras ou detritos flutuantes no reservatório. d.9 - VERTEDOR AUXILIAR - vertedor adicional projetado para operar em intervalos não freqüentes, durante cheias extraordinárias e sob condições de emergência. É também denominado vertedor de emergências. Fig. 1.40 - Obras Complementares barragem CACONDE (Rio Pardo - Caconde - SP) d.10 - BOTAFORA - local escolhido para depositar os refugos da construção e eventualmente participar do conjunto estrutural. 1.4 - Fatores Predeterminantes De Dado Tipo De Barragem. 1 - Considerações A escolha do melhor ou mais adequado tipo de barragem para determinado sítio, requer uma análise cuidadosa das características de cada, correlacionando-as às condições físicas do sítio, destinação do barramento, fatores econômicos, de segurança e políticos. Fundamentalmente, o custo total das várias opções permitirá ao projetista, recomendar o tipo que melhor atende a dada situação. Entre os fatores predeterminantes desta escolha, os quais devem ser analisados sem conjunto, destacam-se: 2 - Condições Topográficas Dita o tipo que melhor se adapta às características superficiais do sítio. Vales estreitos sugerem barragens submersíveis (concreto), enquanto vales largos, característicos de regiões erodíveis, sugerem, barragens insubmersíveis (terra e enrocamento). A topografia permitirá analisar o posicionamento do vertedor que, em geral, pesará fortemente no custo da obra.
  37. 37. 35 Fig. 1.41. - Características Topográficas do Boqueirão. 3 - Condições Geológicas Das Fundações E Ombreiras: As principais características físicas do Boqueirão, resistência e estanqueidade, dependem das condições geológicas e espessura dos estratos subjacentes que irão suportar a barragem, além da inclinação e permeabilidade desses estratos e relação dos mesmos com camadas vizinhas. Em rápida análise, destacam-se os seguintes tipos geológicos de fundação: b1 - FUNDAÇÃO EM ROCHA: é o tipo ideal para qualquer barragem, devido a elevada resistência e possibilidade de controlar a erosão e a percolação (no caso de ocorrerem alterações estruturais da rocha). b2 - FUNDAÇÃO EM AREIA GROSSA OU CASCALHO: permite boa compactação e estabilidade, sendo a levada impermeabilidade, o fator que requererá tratamento especial. Em geral esta fundação se presta para barragens de terra, enrocamento e eventualmente, gravidade.
  38. 38. 36 Fig. 1.42 - Situações Geológicas do Boqueirão b3 - FUNDAÇÃO EM AREIA FINA OU SILITE: requer cuidados especiais com relação a assentamentos excessivos e permeabilidade. Esses extratos são propícios a formação de erosão regressiva (piping) devendo por isso operar a gradientes bastante inferiores ao gradiente crítico. Pela possibilidade de migração dos finos para o maciço permeável, essa fundação necessita de proteção adequada (filtros de transição). b4 - FUNDAÇÃO EM ARGILA: favorece grandes assentamentos no caso de argila não consolidada e por essa razão, requer estudos especiais para determinar as características de consolidação e resistência. Nesse tipo, não se adaptam as barragens de concreto e enrocamento. b5 - FUNDAÇÕES NÃO HOMOGÊNEAS: caracterizadas pela ocorrência de extratos não homogêneos. Necessitam uniformização e convenientemente tratadas, atendem as barragens de terra, enrocamento, contrafortes e pequenas barragens de gravidade.
  39. 39. 37 Fig.1.43 - Situações Geológicas de Boqueirão. 4- Materiais Disponíveis A ocorrência de materiais adequados a cada tipo de barragens, localizados o mais próximo do sítio, constituirá o mais importante fator de redução de custos e, portanto, pesará fortemente na escolha de tipo da barragem. Os principais materiais utilizados são: c1 - solo para aterros, valas e núcleo impermeável; c2 - areia e cascalho para filtros e espaldares; c3 - rocha para drenos e enrocamentos; c4 - agregado (areia e brita) para concreto, drenos, etc. c5 - aglomerantes para cortinas de vedação e concretos em geral. Deve-se observar que a redução dos gastos com transporte, principalmente dos materiais necessários em maior quantidade, minimizará o custo das obras e por isso a escolha deve ser fortemente condicionada a existência destes materiais, junto ao local de implantação da barragem. 5 - Características Do Vertedor O vertedor é um elemento importante do sistema de barramento. Frequentemente suas dimensões e restrições ao local de implantação, serão fatores decisivos na escolha do tipo da barragem. A capacidade do vertedor é a função da vazão máxima que ocorrerá na secção da barragem (para dado período de recorrência) e pode levar a obra de tal porte que sua estrutura se torna mais onerosa que a própria barragem, colocando-a, em termos de escolha, na dependência do vertedor. No caso do vertedor necessitar de grandes escavações em materiais adequados a estrutura do barramento, o aproveitamento destes materiais já seria uma orientação para escolha da barragem, de forma a aproveitá-los. Outras vezes, recorre-se a
  40. 40. 38 estruturas mistas de concreto – terra - enrocamento, constituindo-se a parte de concreto, na estrutura vertedora e os seguimentos, de enrocamento e/ou terra. Ainda com relação a vertedor, as condições topográficas poderão permitir essa estrutura pouco onerosa, caso ocorram os acidentes superficiais descritos na figura 1.43, os quais, em geral, levam à oposições de barragens insubmersíveis (terra ou enrocamento). Para gargantas estreitas, de vertentes íngremes, sem posição topográfica para o vertedor as opções serão barragens de concreto, provavelmente arco ou gravidade. LE (barragem) sangradouro fora do corpo da barragem principal Garganta secundária Garganta natural armazenamento Limite do LE (vetedouro) Figura I.44 - Topografia adequada ao posicionamento do 1.5 - Diretrizes do Projeto de Barragens 1 - Considerações Sobre o Projeto O projeto para construção de uma barragem requer uma análise detalhada das necessidades a atender, alternativas de atendimento e justificativa de custos, através de considerações ordenadas, constituintes de um plano geral, desde a idéia inicial, avaliação dos meios disponíveis e alternativas possíveis, até a decisão final de execução e operação.
  41. 41. 39 A elaboração do projeto requer portanto uma metodologia de trabalho apropriada, tendo em vista o grande número de fatores a serem levados em consideração e o vulto dos orçamentos envolvidos. Em resumo é preciso analisar a viabilidade do projeto em termos de: a - atendimento a uma necessidade social ou econômica. b - adequacidade do citado atendimento; c - obtenção de benefícios que justifiquem os custos do projeto. 2 - Investigações Necessárias ao Projeto Não há regra fixa para determinar a extensão das investigações necessárias ao projeto de uma barragem. O projeto é geralmente injustificável se o custo das investigações alcança valores muito elevados, próximo aos da obra construída. Entretanto, quando a redução dos custos se faz a partir da eliminação de parte das investigações necessárias, geralmente ocorrem gastos imprevistos na fase de construção e operação que aumentam consideravelmente os custos totais e atrasam o desenvolvimento dos trabalhos. As investigações para o projeto constituem basicamente três etapas. 1 - ETAPA DE RECONHECIMENTO - na qual observa-se dados gerais e estudos sucintos dos possíveis locais se implantação da obra calcados em fotografias aéreas, restituições expeditas e mapas geológicos. Essa etapa permite fundamentar o prosseguimento das investigações ou encerrá-las. 2 - ETAPA DE VIABILIDADE - na qual os trabalhos técnicos deverão ter o nível de detalhamento suficiente para permitir a elaboração de planos e programas gerais de obras, fixando-se as seqüência prioritárias (plano diretor) e a elaboração de estimativas de custo cuja confiabilidade possibilite o comprometimento de recursos financeiros. 3 - ETAPAS DE ESPECIFICAÇÕES - na qual podem ser montadas em conjunto de relatórios e desenhos que apresentam e justifiquem as soluções técnicas selecionadas na etapa de viabilidade, com o dimensionamentos que permitam fundamentar as análises estruturais, detalhamentos, especificações e cronogramas de execução. Alguns projetos mais simples poderão dispensar a etapa de especificações por não trazer maiores esclarecimentos básicos à etapa de viabilidade. Entretanto, os mais complexos poderão necessitar de investigações extensas, principalmente com relação as fundações e fatores hidrológicos. 3- Aspectos Físicos Investigados Em todas as etapas, em maior ou menor escala se necessitará inúmeros elementos em formas de plantas, fotografias aéreas, registros climáticos, informações hidrológicas e geológicas regionais, censos estatísticos, rendimento de cultivos, estatísticas de mercado, produção utilização e consumo de energia, eventuais investigações anteriores, etc. Em resumo, a coleta de dados está ligada aos seguintes aspectos característicos do local. a - ASPECTOS ATMOSFÉRICOS: clima, meteorologia, pluviosidade, umidade do ar, etc. capazes de influenciar o projeto, em relação as contas de cheias, dias trabalháveis, umidade dos materiais, erosão de taludes, geração de ondas, inundação de jazidas, vulnerabilidade de drenos e filtros, transbordamentos de
  42. 42. 40 ensecadeiras ou mesmo da barragem em construção, tráfego dos equipamentos construtivos, etc. b - ASPECTOS TOPOGRÁFICOS: planta altimétrica, rede hidrográfica, dados batimétricos, dados aerofotogramétricos, etc., visando analisar os seguintes fatores, realmente importante para o projeto: b1 - declividade das ombreiras b2 - posicionamento das jazidas b3 - geometria longitudinal das encostas b4 - depressão do talvegue b5 - posição e forma do eixo da barragem com relação ao eixo do rio. b6 - acessos ao sítio e jazidas c - ASPECTOS GEOLÓGICOS: perfis geológicos do boqueirão e jazidas com detalhes descritivos, visando identificar: c1 - todos os horizontes de solos e rochas, suas origens, posições, espessura e distribuição geométrica. c2 - todas as características geomecânicas e hidráulicas dos materiais de cada horizonte: compressibilidade, resistência ao cisalhamento, permeabilidade, variação de níveis freáticos, etc. c3 - todas as estruturas rochosas: dobras falhas, xistosidades, fraturas, etc. d - ASPECTOS CONSTRUTIVOS: etapas de construção, prazos, transportes de materiais, densidade de equipamento nas praças de construção, estradas de acesso, escavações, etc. e - ASPECTOS ECOLÓGICOS: localização das jazidas, modificação da paisagem, despejos de lama e botaforas, perturbações da vida animal e vegetal, alterações climáticas, etc. Todos esses aspectos estão ligados a uma linha de procedimentos que leva a formalizar o desenvolvimento do projeto. Em síntese os procedimentos usuais são: 1 - Levantamentos topográficos: planialtimétrico e batimétrico. 2 - Investigações geológicas incluindo um plano de sondagem de acordo com a importância da obra e caráter das fundações. 3 - Investigações sobre materiais disponíveis. 4 - Levantamento hidrológico da bacia hidrográfica. 5 - Levantamento das utilidades públicas (rodovias, ferrovias, etc.) e particulares (propriedades, benfeitorias, etc.), que serão atingidas pelas águas represadas. 6 - Análise das disponibilidades físicas (condições locais, ocorrências de materiais e equipamentos, etc.), pessoal especializado e condições financeiras para atender os custos do projeto. 7 - Estudo sobre o assoreamento do reservatório 8- Atendimento às normas locais sobre uso da água e preservação do meio ambiente. 4 - Elementos Gerais Do Projeto a - DA BACIA HIDROGRÁFICA a1 - Planta da bacia hidrográfica e áreas circunvizinhas contendo: localização do projeto, obras existentes na bacia hidráulica proposta (rodovias, ferrovias e prédios públicos), propriedades públicas e particulares, etc.
  43. 43. 41 a2 - Dados hidrológicos: registros de vazões; runoff da bacia; informações sobre evaporação, infiltração e arrasto sólido; demandas previstas; elementos característicos da bacia e dos rios principais; direitos hidráulicos. a3 - Dados Climáticos: temperaturas e velocidade dos ventos; informações sobre precipitações (intensidade e freqüência). a4 - Dados geológicos: relatório organizado por um geólogo experiente; perfis e secções transversais dos estratos correspondentes as fundações e ombreiras da barragem, diques, canais do sangradouro, etc.; informações sobre níveis freáticos, presença de materiais prejudiciais e de depósitos salinos; localização de acidentes geológicos (falhas, fraturas, diques, etc.). b - DA BACIA HIDRÁULICA b1 - Planta contendo curvas de nível da área, localização dos referenciais de nível e posicionamento das obras e jazidas a serem utilizados; limites das propriedades e nome dos proprietários; possíveis cultivos e extensão dos mesmos; localização atual e proposta de obras públicas. b2 - Estimativa da vida provável do reservatório: caracterização da faixa de domínio; localização de tubulações e redes elétricas; limitações dos níveis característicos; curvas características da bacia hidráulica. c - DA BARRAGEM c1 - localização da estrutura de barramento: topografia do boqueirão e locais de implantação das obras complementares; localização de poços de sondagens e/ou de outras explorações realizadas; perfis geológicos do boqueirão e segmentos do sangradouro, tomadas, etc. c2 - Informações detalhadas sobre os perfis de sondagem: amostras deformadas e indeformadas das fundações e ombreiras; resultados de ensaios de campo e laboratório. c3 - Informações detalhadas sobre as jazidas a serem utilizadas na obra. c4 - Perfil e níveis de operação da barragem e sangradouro. 5 - Formulação Do Projeto A partir da etapa de reconhecimento se analisam as várias alternativas, para condicionar a aprovação do projeto mais adequado em termos econômicos, técnicos e de segurança. Todas as alternativas deverão chegar a custos totais, inclusive consideradas as obras complementares e os trabalhos de conservação e manutenção. A formulação dos planos é um processo contínuo de coordenação, análise e aplicações de todos os estudos específicos dirigidos e determinação do tamanho ótimo, atingimento das finalidades e obtenção dos máximos benefícios. Para isso, é necessário efetuar estudos comparativos de várias combinações de finalidades, tamanhos, tipos estruturais etc., de forma a alcançar os objetivos perseguidos. Chama-se atenção para não forçar soluções ou interpretação de dados em favor de um projeto, isto é, adotar soluções duvidosas ou mal alicerçadas, quer por uma incorreta análise dos dados, quer pela precariedade ou deficiência destes dados. Igualmente recomenda-se jamais transportar soluções uma vez que não existem dois
  44. 44. 42 boqueirões exatamente iguais. A viabilidade do projeto, deverá ser constatada unicamente pelos méritos dos procedimentos, condições e disponibilidades observadas através dos dados e análises imparciais. Em linhas gerais o projeto deve conter: a - Localização e finalidades: município, distância, estado, cidade mais próxima e acessos; atendimentos realizados pela obra e alternativas possíveis do uso das águas. b - Resumo do projeto: capacidade de armazenamento e do vertedor; cotas e volumes característicos; volume de escavações e aterros; custos específicos e totais. c - Dados do Projeto: características topográficas (escalas, intervalos de curvas de nível, número de pranchas etc.); relatório geológico; relatório hidrológico; desenvolvimento e valores fixados; secções transversais principais, perfil longitudinal; curvas características e dados gerais de utilização. d - Projeto de barragem: detalhes construtivos; cotas e dimensões dos elementos da estrutura; elementos de proteção e segurança; posicionamento das obras complementares. e - Projeto das obras complementares: curvas de descarga; localização e dimensões de cada obra complementar; plantas de detalhes construtivos. f - Especificações detalhadas: tipos de soluções e materiais empregados; possíveis soluções alternativas. g - Cronograma físico e financeiro: 6 - ROTEIRO DE UM PROJETO PARA ABASTECIMENTO a - MEMORIAL DESCRITIVO a1 - Consumo da cidade a2 - Abastecimento atual a3 - As alternativas de novos reservatórios a4 - Escolha da melhor alternativa b - DADOS GERAIS ANALISADOS b1 - Regime pluviométrico b2 - Regime evaporimétrico b3 - Rendimento da bacia hidrográfica b4 - Topografia geral b5 - Geologia do Boqueirão b6 - Curvas características da bacia hidráulica b7 - Determinação de capacidade do reservatório c - DIMENSIONAMENTO DA BARRAGEM c1 - Estudos geotécnicos c2 - Escolha do tipo de barragem c3 - Dimensionamento do maciço c4 - Verificação da estabilidade d - DIMENSIONAMENTO DO SANGRADOURO d1 - Cálculo da cheia do projeto d2 - Dimensões do vertedor d3 - Obras de Proteção
  45. 45. 43 e - ESPECIFICAÇÕES DAS OBRAS e1 - Barragem e2 - Sangradouro a3 - Tomada d’água f - ORÇAMENTO GERAL g - CRONOGRAMA FÍSICO-FINANCEIRO h - ANEXOS E DESENHOS h1 - Balanço hídrico h2 - Hidrograma e volume afluente h3 - Relatório das sondagens h4 - Freqüência das precipitações h5 - Plantas de localização, dimensões e detalhes 1.6 - Notas sobre Barragens Brasileiras 1-Tipos mais Usados A maioria das nossas barragens é de terra compactada, devido aos custos mais reduzidos que esse tipo proporciona. Muito freqüentemente, em vales abertos, são adotados arranjos em que os maciços de terra são intercalados por estruturas de concreto (tipo barragem-vertedor), ligados a estas, por muro-ala ou bloco de concreto gravidade, envolvidos pelos maciços de terra. A predominância das barragens de terra sobre as demais, é na razão 3:1, tendendo essa relação a aumentar ainda mais, face a preferência por esse tipo, nos projetos de execução. A título de informação cita-se os Estados Unidos, maior construtor de barragens do mundo, onde a relação barragens de terra-demais tipo é 100:1 Com relação as estruturas de concreto, usa-se mais correntemente as de gravidade. Poucas são as de arco e contraforte (9 e 12 respectivamente). Outros tipos mais raros são gravidades aliviadas (apenas Marechal Dutra no Rio Grande do Norte com 37 metros de altura); abóboda (apenas Funil no Rio de Janeiro com 85m); concreto protendido (apenas Ernerstina no Rio Grande do Sul com 15m). A ocorrência de barragens não muito altas, no Brasil, se deve aos vales pouco estreitos que freqüentemente têm se tornado locais de barramento além das camadas de solo e rochas decompostas que encobrem a rocha sã, em geral bastante espessas. Com relação à barragens de aterro hidráulico,igualmente é pouco o número construído por esse processo o que de certa forma, segue uma tendência mundial após o acidente de FORTE PECK, responsável pelo quase abandono desse procedimento construtivo. As barragens de enrocamento com impermeabilização de solo argiloso vêm se tornando mais freqüentes, tendo inclusive, igualado o número de alternativas do tipo concreto gravidade.
  46. 46. 44 2 - Finalidades Principais das Barragens Brasileiras Abastecimento, aproveitamento hidroelétrico e regularização, são os mais freqüentes objetivos de construção de barragens no Brasil, seguindo-se: controle de enchentes, irrigação e navegação (através de construção de eclusa). Recentemente, foram construídas ou propostas barragens para atender outros objetivos. PAMPULHA e PARANOÁ para recreação e paisagismo; ÁGUAS CLARAS para acumulação de resíduos de mineração; CANOAS para contenção de rejeitos de xistos, etc. O campo de aplicação das barragens mais importantes, entretanto, é a geração de energia elétrica. As principais já construídas para esse fim, são: PAULO AFONSO (6.774 MW); ILHA SOLTEIRA (3.200 MW); SÃO SIMÃO (2.680 MW); INTUMBIARA (2.080 MW). Em 1985, entrará em operação, o Sistema ITAIPU para 12.600 MW. 3- Maiores Barragens Brasileiras A seguir, apresentam-se quadros das cinco maiores barragens em termos de altura, comprimento de crista e volume de represamento, segundo a Comissão Brasileira do Comitê de Grandes Barragens. Quadro 1.1 - Barragens mais Altas do Brasil BARRAGEM TIPO LOCALIZAÇÃO ALTURA (m) Furnas Enrocamento MG 127 São Simão Terra GO 120 Itumbiara Terra GO 106 Itaúba Enrocamento RS 105 Paraitinga Terra SP 104 Quadro 1.2 - Barragens de Maior Comprimento de Crista BARRAGEM TIPO LOCALIZAÇÃO Comprimento da Crista (m) Itumbiara Terra GO 6.776 Ilha Solteira Enrocamento SP 6.190 Jupiá Terra SP 5.604 Boa Esperança Terra PI-MA 4.360 Paulo Afonso Gravidade BA 4.125 Quadro 1.3 - Barragens de Maior Volume de Represamento BARRAGEM TIPO LOCALIZAÇÃO VOLUME(106 m3 ) Sobradinho Terra BA 34.116 Furnas Enrocamento MG 22.952 Ilha Solteira Enrocamento SP 21.200
  47. 47. 45 Três Marias Terra MG 19.180 Itumbiara Terra GO 17.027 4- Dados Sobre Barragens em Operação a - Engenheiro Ávidos
  48. 48. 46 a1 - Finalidades: Irrigação, Piscicultura, Contenção de Cheias; Localização: Rio Piranhas, Município de Cajazeiras, Pb. a2 - Características: hidráulicos: Bacia Hidrográfica: 1.124 Km2 ; Bacia Hidráulica:28 Km2 ; Volume máximo: 225x106 m3 ; Precipitação média anual 860 mm; Coeficiente de defluvio: 9.2%. a3 - Barragem - Tipo: Enrocamento com cortina central de concreto armado; Comprimento da crista: 359,40; altura máxima sobre fundações 45 m; Volume do maciço: 810 m2 . a4 - Vertedouro: Soleira controlada por compotas radiais. Largura: 160,0 m; Lâmina máxima prevista 2,00 m; Vazão do projeto: 800 m3 /s. b - CUREMA - MÃE D’ÁGUA b1 - Finalidade: Regularização, Irrigação, Piscicultura; Localização: Rio Piancó, Município de Piancó - Pb. b2 - Características hidráulicas: Bacia hidrográfica: 6.840 km2 ; Bacia Hidráulica: 5.950 km2 ; volume máximo 720x106 m2 ; chuva média anual: 860 mm; coeficiente de defluvio: 9,2%. b3 - Barragens: Curema: Zoneada com cortina central de concreto armado; Comprimento da crista: 1.550m; Altura: 47m; Volume de maciço: 2.687.000 m3 ; Mãe D’Água: gravidade (submersível) em concreto ciclópico; Comprimento da crista: 175m; Volume do maciço; 95.100 m3 . b4 - Tomada de água: Galeria circular de concreto armado; Diâmetro 8m; Descarga máxima; 45m3 /s. b5 – Vertedouro auxiliar: Largura: 40m; Vazão máxima : 500 m3 /s.
  49. 49. 47 c - ITAJAÍ OESTE c1 - Finalidade: Defesa contra inundações. Localização: Situa-se no rio Itajaí Oeste, a 4 Km a montante da cidade de Taió (SC). c2 - Características hidráulicas; bacia hidrográfica 1.042 Km2 ; no mínimo normal 338 m; No máximo 362 m; volume total 110x106 m3 ; volume útil 110x106 m3 ; no mínimo de jusante 336 m c3 - barragem - Tipo: Concreto gravidade; comprimento da crista 422 m; altura máxima sobre fundações 25 m; elevação da crista 362 m; volume de concreto 94.000m3 . c4 - Estruturas de Concreto. Dispositivos de descarga. Tipo: Vertedores de superfície com lâmina livre; número de unidades 7. c5 - Descargas de fundo. Sete orifícios de 1.5 m de diâmetro com registros. Capacidade total dos dispositivos de descargas: 1.169 m3 /s.
  50. 50. 48 d - TAPACURÁ d1 - Finalidade: Abastecimento de água e defesa contra inundações. d2 - Localização: Situa-se no rio TAPACURÁ, afluente do Capibaribe, próximo à cidade de Recife (Pe). d3 - Reservatório: NA mínimo normal 84 m; NA máximo normal 104m; NA máximo 110m; volume total 170x106 m3 ; volume útil 167,6x106 m3 d4 - barragem principal - Tipo: Concreto Gravidade; comprimento da crista 390m; altura máxima sobre fundações 35m; elevação da crista 110m; volume de concreto 110.000m3 . d5 - Estrutura de concreto: Dispositivos de descarga; vertedouro de superfície com lâmina livre; número de unidades 5; capacidade de vazão 3.500m3 /s; comprimento das estruturas 30 cm. d6 - Descarga de fundo: Duas unidades com válvulas ovais, tipo gaveta, com diâmetro de 1m.
  51. 51. 49 e - MARIMBONDO e1 - Finalidade: Geração de energia e2 - Localização: Situa-se no rio GRANDE, a cerca de 70 Km ao norte de São José do Rio Preto (SP), na divisa dos Estados de São Paulo e Minas Gerais. e3 - Características hidráulicas: Bacia Hidrográfica 118.600 Km3 ; descarga mínima observada 10.200 m3 /s; NA mínima normal 442,30m; NA máximo 446,30 m;NA máximo 447,36 m; volume total 6.150x106 m3 ; NA mínimo de jusante 383,30 m; NA máximo de jusante 403 m. e4 - Barragem - Tipo: Terra; comprimento da crista 3.600 m; altura máxima sobre fundações 94m; elevação de crista 450,50 m; volume de terra e enrocamento 13.502.00 m3 ; volume de concreto 928.950 m3 . Barragem de terra: comprimento do maciço esquerdo 2.300m; comprimento do maciço direito 800 m. Estruturas de concreto. Dispositivo de descarga. Tipo: Vertedores de superfície controlados; número de unidades 9; capacidade total de vazão 21.400 m3 /s; comprimento das estruturas 15x18,50m. Tipo de comporta dos vertedores: Segmento; vazão por unidade 2.377 m3 /s.
  52. 52. 50 ECLUSA RIOSÃO ENSECADEIRA F - SOBRADINHO f1 - Finalidade: Geração de energia, acumulação, irrigação e navegação; f2 - Localização: situa-se no rio SÃO FRANCISCO, a 40 Km a montante da cidade de Juazeiro (BA). f3 - Características hidráulicas. Bacia hidrográfica 498.425 km2 ; descarga máxima observada 13.265 m3 /s; descarga regularizada 2.060 m3 /s; no mínimo normal 380,50m; no máximo normal 392,50 m; no máximo 393,50; volume total 34.100x106 m3 ; volume útil 28.800x106 m3 ; NA mínimo jusante 363,80 m; NA máximo normal de jusante 362,50 m; NA máximo de jusante 371,90 m. f4 - Barragem. Tipo: Mista-Terra e concreto gravidade; comprimento da crista 3.389 m; altura máxima sobre fundações 41 m; elevação da crista 397,50 m; volume de terra e enrocamento 13.200.000 m3 .Barragem de terra: Diques; comprimento do maciço esquerdo 2.900 m; comprimento do maciço direito 1.790 m. f5 - Estruturas de concreto. Dispositivos de descarga. Tipo: vertedores de crista controlados e vertedores submersos; número de unidades 4+12; capacidade total de vazão 22.825 m3 /s; comprimento das estruturas 4 de 13x13,75 e 12 de 7,50x9,80 m.
  53. 53. 51 f2 - Eclusa de navegação. Comprimento 188,50m; tempo de eclusada 16min; comprimento útil de câmara 120 m. g -SALTO GRANDE PLANTA GERAL PARDO g1 - Finalidade - Geração de energia. g2 - Localização: Situa-se no rio PARANAPANEMA, junto à cachoeira de Salto Grande, nos municípios de Salto Grande (SP) e Cambará (PR), destinado cerca de 6Km da foz do rio Pardo. g3 - Características hidráulicas. Bacia hidrográfica 38.765 Km2 ; descarga máxima observada 2.993 m3 /s; descarga regularizada 285 m3 /s; NA mínimo normal 381,17 m; NA máximo normal 385,17 m; NA máximo 386,17 m; volume total 48x106 m3 ; volume útil 33x106 m3 ; NA mínimo de jusante 364,87m; NA máximo normal de jusante 366,60 m; NA máximo de jusante 374,67 m. g4 - Barragem. Tipo: Contrafortes; comprimento da crista 1.009,29 m; altura máxima sobre fundações 24,50 m; elevação da crista 387,17 m. g5 - Estruturas de concreto. Dispositivos de descarga. Tipo: Vertedores de superfície controlados; número de unidades 8.
  54. 54. 52 Quadro 3.4 - Série Média Mensal de Vazões SIIHA - Sistema Integrado de Informações Hidro-climatológicas e Aplicativos Série de Defluvios Médios Geração Pelo MODHAC Ano JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ Ano 1935 1.7 16.8 114.5 108.6 8.7 6.9 5.1 2.2 0.0 0.0 0.0 0.0 264.5 1936 0.0 3.5 1.2 2.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 6.9 1937 0.0 9.0 3.6 14.7 6.5 3.8 1.8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 39.5 1938 0.0 0.0 16.0 6.4 4.9 2.6 0.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 30.4 1939 0.0 6.9 9.2 3.9 2.9 0.8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 23.8 1940 2.8 5.2 198.4 111.4 7.8 6.8 4.8 1.9 0.0 0.0 0.0 0.0 339.0 1941 0.0 5.7 22.0 9.2 5.7 3.4 1.3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 47.2 1942 0.0 0.7 0.0 2.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.9 1943 0.0 0.0 11.8 6.0 2.9 0.8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 21.4 1944 0.0 0.0 2.3 6.7 2.0 0.3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 13.7 1945 1.5 8.2 1.8 2.0 12.8 3.6 1.3 0.0 0.0 0.0 0.0 2.3 31.1 1946 0.0 0.0 0.0 0.1 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.5 0.0 2.4 1947 1.7 7.0 13.5 86.6 7.2 4.7 2.3 0.1 0.0 0.0 0.1 0.7 123.2 1948 0.0 0.0 11.5 5.7 3.8 1.7 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 22.8 1949 0.0 2.4 4.3 6.8 3.5 2.6 0.8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 22.1 1950 0.0 0.1 5.3 14.0 4.6 2.0 0.1 0.0 0.0 0.0 1.6 0.0 26.2 1951 0.0 0.0 0.0 3.8 1.3 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 5.3 1952 0.0 0.0 3.6 7.3 2.4 0.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.9 14.9 1953 0.0 0.0 3.3 1.1 0.3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 4.7 1954 2.8 3.7 6.0 8.4 4.1 2.4 0.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 27.9 1955 1.1 4.1 6.8 11.1 4.2 1.9 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 29.3 1956 0.0 15.4 7.2 4.3 3.9 1.4 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 32.3 1957 0.0 0.0 17.8 11.7 5.9 3.2 0.8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 39.3 1958 0.0 0.6 5.4 1.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 6.9 1959 0.0 7.6 7.7 4.8 3.2 1.6 0.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 25.1 1960 0.0 0.0 25.5 6.6 4.8 2.9 0.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 40.3 1961 4.0 12.1 89.5 10.1 6.7 4.1 1.7 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 128.0 1962 1.1 0.6 8.4 6.8 3.2 1.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 21.6 1963 20.9 8.8 109.5 7.4 6.7 4.0 2.0 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 159.2 1964 0.0 4.9 3.5 18.4 5.9 5.2 3.8 1.1 0.0 0.0 0.0 0.0 42.8 1965 0.0 0.0 9.3 20.2 7.1 5.7 4.5 1.6 0.0 0.0 0.0 0.0 48.8 1966 0.0 6.4 1.2 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 7.7 1967 1.3 8.7 15.9 97.2 159.8 5.8 3.3 0.6 0.0 0.0 0.0 0.0 292.5 1968 0.0 0.0 32.0 7.0 6.3 4.0 1.8 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 51.3 1969 1.1 0.1 0.7 14.3 3.0 1.7 0.3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 21.2 1970 3.5 1.8 12.9 2.4 1.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 21.8 1971 1.7 2.7 7.8 4.7 3.4 2.6 1.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 24.1 1972 6.2 1.3 7.5 2.2 1.5 0.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 6.0 25.2 1973 0.3 4.0 1.2 74.3 37.4 5.8 3.9 1.4 0.0 0.0 0.0 0.0 128.4 1974 4.7 9.3 108.0 242.5 8.0 5.8 3.8 0.9 0.0 0.0 0.0 0.0 383.1 1975 8.7 1.7 12.9 13.0 6.9 4.5 4.6 2.2 0.0 0.0 0.0 0.0 54.5 1976 0.0 8.6 35.9 5.3 3.4 0.9 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 54.1 1977 0.0 3.6 22.3 9.8 143.3 6.0 4.2 1.5 0.0 0.0 0.0 1.3 192.0 1978 4.3 20.0 79.9 6.1 9.4 4.7 2.9 0.9 0.0 0.0 0.0 0.0 128.2 1979 5.2 4.0 5.2 3.4 2.8 1.5 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 22.2 1980 4.2 15.6 15.8 4.7 2.5 0.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 43.3
  55. 55. 53 SIIHA - Sistema Integrado de Informações Hidro-climatológicas e Aplicativos Série de Refluvios Médios Geração Pelo MODHAC Valores Ano JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ Ano 1981 0.0 2.1 24.8 9.6 4.7 2.2 0.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 43.6 1982 2.1 0.1 9.2 7.7 3.0 0.8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 22.9 1983 0.0 4.8 0.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 5.1 1984 0.0 0.0 7.8 11.3 4.9 3.6 1.8 0.2 0.0 0.0 0.0 0.0 29.6 1985 15.9 54.9 224.2 272.0 101.9 6.2 5.2 2.6 0.1 0.0 0.0 0.0 683.0 1986 0.0 0.0 9.1 9.0 5.8 3.8 2.0 0.3 0.0 0.0 0.0 0.0 30.1 1987 0.0 0.0 13.4 3.9 2.8 0.7 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 20.7 1988 0.0 0.0 9.2 9.0 5.7 2.8 0.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 27.3 1989 0.0 0.0 4.9 23.2 30.9 6.3 4.2 1.6 0.0 0.0 0.0 7.9 79.0 Parâmetros Estatísticos Mês JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ Ano LM 1.8 5.0 25.1 24.4 12.4 2.6 1.3 0.3 0.0 0.0 0.1 0.4 73.4 S 3.80 2.44 45.90 52.80 30.92 2.14 1.69 0.69 0.02 0.5 0.30 1.36 118.5 8 CV 2.159 1.699 1.223 2.164 2.496 0.810 1.286 1.958 4.128 7.416 4.991 3.866 1.617 g 3.453 4.032 2.921 3.462 3.889 0.408 1.076 1.855 5.323 7.212 4.939 4.562 3.248 r1 0.557 9 0.696 6 0.735 8 0.424 5 0.485 6 0.933 1 0.922 8 0.701 1 0.049 9 0.000 0 0.008 9 0.000 0 - ro 0.000 0 0.000 0 0.000 0 0.008 3 0.000 0 0.000 0 0.146 0 0.094 1 0.000 0 0.000 0 0.000 0 0.000 0 0.000 0 LM = média S= desvio Cv = coeficiente de variação g = assimetria r1 = correlação ro = autocorrelação

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