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.

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;

INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS: ESCOLHA DO LOCAL

  • 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

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.

INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS: ESCOLHA DO LOCAL

INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS: ESCOLHA DO LOCAL

  • 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: 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%);

INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS: BACIA DE ACUMULAÇÃO

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).

INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS: BACIA DE ACUMULAÇÃO

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.

INVESTIGAÇÕES PRÉVIAS: VOLUME DE ÁGUA ARMAZENADO

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).

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.

Representação dos taludes recomendados

Justificativa da inclinação do talude

VOLUME DE TERRA EMPREGADO NA CONSTRUÇÃO DA BARRAGEM

  • 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

VOLUME DE TERRA EMPREGADO NA CONSTRUÇÃO DA BARRAGEM

  • 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

VOLUME DE TERRA EMPREGADO NA CONSTRUÇÃO DA BARRAGEM

  • 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

VOLUME DE TERRA EMPREGADO NA CONSTRUÇÃO DA BARRAGEM

  • 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

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).

ASPECTOS CONSTRUTIVOS: LIMPEZA DO TERRENO SOB O MACIÇO

ASPECTOS CONSTRUTIVOS: LIMPEZA DO TERRENO SOB O MACIÇO

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.

ASPECTOS CONSTRUTIVOS: NÚCLEO CENTRAL

  • 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: RECOMENDAÇÕES

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.

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

CONTROLE DO NÍVEL DA ÁGUA: CAIXA DE NÍVEL TIPO MONGE

CONTROLE DO NÍVEL DA ÁGUA: CAIXA DE NÍVEL TIPO MONGE

CONTROLE DO NÍVEL DA ÁGUA: CAIXA DE NÍVEL TIPO MONGE

CONTROLE DO NÍVEL DA ÁGUA: CAIXA DE NÍVEL TIPO MONGE

CONTROLE DO NÍVEL DA ÁGUA: CAIXA DE NÍVEL TIPO MONGE

CONTROLE DO NÍVEL DA ÁGUA: CAIXA DE NÍVEL TIPO MONGE

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)

ASPECTOS CONSTRUTIVOS: EXTRAVASOR

ASPECTOS CONSTRUTIVOS: EXTRAVASOR

Enrocamento:

  • 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

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