volume reservatorio
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Determinação do volume de um reservatório de barragem de terra.TRANSCRIPT
Determinação do Volume da Barragem
de Terra
Disciplina: Estruturas HidráulicasProfessora: Ana Rubia Bonilha
Cuiabá – MT2015
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSOFACULDADE DE ARQUITETURA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA
ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL
As barragens de terra apresentam diversas finalidades:• Obtenção de energia elétrica;• Controle de cheias e regularização de vazões;• Navegação;• Abastecimento doméstico;• Irrigação;• Criação de peixes;• Bebedouro para animais;• Recreação, dentre outras.
Figura 1 – Barragem de terra de Chavantes/SP (rio Paranapanema).
Barragens de terra
Alguns fatores que afetam o projeto de uma barragem de terra:
• Bacia de contribuição
Figura 2 – Representação de Bacias: A) de Contribuição e B) de acumulação.
Barragens de terra
Alguns fatores que afetam o projeto de uma barragem de terra:
• Regime do rio ou riacho
Figura 3– Representação das seções de cursos d’água: A) Perene, B) Intermitente, C) Efêmero.
Barragens de terra
Alguns fatores que afetam o projeto de uma barragem de terra:
• Escolha do local- Possuir solo estável;- Não apresentar afloramentos rochosos;- Ser um estreitamento ou uma garganta do curso d'água (reduz o volume de
aterro);- Possuir pequena declividade a montante;- Ter a montante mais espraiada possível;- Não possuir nascentes;- Possibilitar o uso de água por gravidade;- Estar próximo do ponto de extração da terra usada no aterro.
Figura 4 – Representação de um estreitamento de vale.
Barragens de terra
Localização da barragem
Figura 5 – Exemplo das curvas de nível da bacia de acumulação.
Passo 1: - Levantamento altimétrico (estudo das altitudes da bacia de acumulação); → Importante para visualizar o grau de declividade da bacia de acumulação;
Localização da barragem
• Obs: O terreno onde será formada a represa deve possuir declividade pequena à montante.
→ Uma pequena declividade à montante proporciona maior capacidade de armazenamento, pois o lago terá maior comprimento;
Figura 6 – Representação de reservatórios com diferentes declividades.
Localização da barragem
Figura 7 – Exemplo das curvas de nível da bacia de acumulação com as devidas informações.
Passo 2: - Locar o eixo da barragem;
- Cotar as curvas de nível.Devem estar equidistantes (5,0 m).
No exemplo foi utilizada uma equidistância de 3,0 metros.
Localização da barragem
Figura 8 – Exemplo de cartas topográficas.
☼Lembrando que:Depressã
o
Elevação
Perfil do local da barragem
Figura 9 – Exemplo de um perfil transversal da bacia de acumulação.
Passo 3: Com o auxílio do programa AutoCAD, construir o perfil transversal da bacia de acumulação.
Perfil do local da barragem
• Perfil transversal: representação , no plano vertical, das diferenças de nível, permitindo uma observação mais detalhada das mesmas.
→ Eles devem ser delineados num segmento de carta topográfica em linha reta, demarcando as cotas das curvas de nível e a extensão entre estas.
• A construção de um perfil transversal compreende as seguintes etapas:
1) Trace uma reta transversal ao eixo da barragem (a reta corresponde à seção transversal do perfil que pretende-se construir);
Figura 10 – Exemplo de uma reta transversal ao eixo da barragem.
Perfil do local da barragem
• A construção de um perfil transversal compreende as seguintes etapas:
2) Construa um eixo horizontal sobre o qual se vai construir o perfil, de modo que ele seja paralelo à linha reta que foi traçada nas curvas de nível;3)Trace um eixo vertical, que represente as cotas das curvas de nível;
Figura 11 – Eixos horizontal e vertical.
Perfil do local da barragem
• A construção de um perfil transversal compreende as seguintes etapas:
4) Projete sobre o eixo horizontal a intersecção de cada curva de nível com a linha reta, tendo em conta a cota de altitude correspondente;5) Recorrendo ao eixo vertical localiza-se e marca-se o valor de cada curva de nível projetada;
883,0
886,0
889,0
892,0
895,0
898,0
880,0Figura 12 – Projeção das cotas.
Perfil do local da barragem
Figura 13 – Exemplo de um perfil transversal da bacia de acumulação.
Equidistância entre as cotas.
• A construção de um perfil transversal compreende as seguintes etapas:
6) Depois de marcados, unem-se todos os pontos correspondentes às curvas de nível projetadas dando origem a um perfil topográfico.
Volume útil do reservatório
Quadro 1 – Exemplo dos cálculos da área e dos volumes do reservatório.
Passo 4: Preencher a planilha de cálculo para achar o volume útil do reservatório.
Volume útil do reservatório
Passo 4: Preencher a planilha de cálculo para achar o volume útil do reservatório.
• Cotas (m): Devem ser preenchidas de acordo com as cotas das curvas de nível.
• Área (km²): Calculadas com auxílio do programa AutoCAD.→ As áreas são acumulativas, visto o alagamento do reservatório.
Figura 14 – Exemplo do alagamento de um reservatório.
Volume útil do reservatório
Passo 4: Preencher a planilha de cálculo para achar o volume útil do reservatório.
• Altura (m): Corresponde à distância adotada entre as curvas de nível.
• Volume entre curvas de nível (Hm³):
=
= =
==
Exemplo:
Volume útil do reservatório
Passo 4: Preencher a planilha de cálculo para achar o volume útil do reservatório.
• Volume acumulado (Hm³): Como o volume se acumula, devido o alagamento do reservatório, somam-se os volumes até a cota determinada.
• Volume útil (Hm³): Este é o volume efetivamente destinado à operação do reservatório. Deve considerar, portanto, as perdas que ocorrem, como evaporação e infiltração no solo.
→ Considera-se como volume morto as três primeiras cotas.
𝑉 𝑢=𝑉 𝑎𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜+𝑉𝑚𝑜𝑟𝑡𝑜
Figura 16 – Representação do volume morto e volume útil.
Volume útil do reservatório
Passo 4: Preencher a planilha de cálculo para achar o volume útil do reservatório.
• Volume útil (Hm³): Este é o volume efetivamente destinado à operação do reservatório. Deve considerar, portanto, as perdas que ocorrem, como evaporação e infiltração no solo.
→ Considera-se como volume morto as três primeiras cotas.
𝑉 𝑢=𝑉𝑜𝑙+𝑉𝑚𝑜𝑟𝑡𝑜
Quadro 2 – Exemplo dos cálculo do volume útil do reservatório.
+
Relação Cota – Área - Volume
Figura 17 – Exemplo de um gráfico exibindo uma relação Cota – Área - Volume.
Passo 5: Construir um gráfico que expresse a relação cota-área-volume da bacia de acumulação.
880.0 883.0 886.0 889.0 892.0 895.0 898.0 901.0 904.0 907.0 910.00.000
5,000.000
10,000.000
15,000.000
20,000.000
25,000.000
30,000.000
35,000.000
40,000.000
Relação Cota - Área - Volume
Área (Km²) Volume (Hm³)
Cota (m)
Vol
ume
(Hm
³) -
Áre
a (K
m²)
Volume do reservatório
Conclusão: A bacia hidráulica de armazenamento identificada de acordo com as características topográficas da seção fluvial selecionada apresenta uma cota de 907,0 metros, um volume de acumulação de 120.635,55 Hm3 e uma área de espelho d’água de 13.607,9 km2 (1,36 ha).
→ A determinação do volume de armazenamento é necessária num reservatório para garantir uma determinada descarga máxima regularizada.
Referências BibliográficasARILSON, A. Detalhes construtivos de barragens de terra. Ipatinga, 2013.
Fundamentos de hidráulica (2006). Disponível em: http://www.ufrrj.br/institutos/it/deng/leonardo/downloads/APOSTILA/Apostila%20IT%20503/IT503%20cap%209.pdf
NAZAR, N. Projeto de barragens.
Topografia (2): Propriedades das curvas de nível e perfil topográfico. Disponível em: http://educacao.uol.com.br/disciplinas/geografia/topografia-2-propriedade-das-curvas-de-nivel-e-perfil-topografico.htm