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Dimensionamento de albufeirasDimensionamento de albufeiras
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PgPg. 7. 7 1515 andand
3535 -- 4141
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Nos termos do Regulamento de SeguranRegulamento de Segurana de Barragensa de Barragens, RSB (Decreto-Lei344/2007, de 15 de Outubro) a barragembarragem inclui a albufeiraalbufeira (... barragem: conjunto formadopela estrutura de reteno, sua fundao, zona vizinha a jusante, rgos de segurana e explorao
e albufeira ...).
CLASSIFICACLASSIFICAO DAS BARRAGENSO DAS BARRAGENS Quanto ao material (beto, aterro ... terra, enrocamento). Quanto finalidade (rega, abastecimento urbano ou industrial, produo de
energia, defesa/controlo de cheias, armazenamento de rejeitados de exploraesmineiras, controlo da eroso, fins ecolgicos, fins recreativos, navegao,aquacultura, recarga de aquferos, controlo da poluio, controlo da propagao de
mars) ... fim nico ou fins mltiplos. Quanto capacidade de regularizao (interanual, anual, anual com inverso
estival ... fio-de-gua sem qualquer capacidade de regularizao ou com alguma
capacidade de regularizao). Quanto s dimenses (Comisso Internacional das Grandes Barragens, ICOLD ...
grande barragem ... mais de 15 m de altura total ou com altura entre 10 e 15 m desdeque capacidade da albufeira > 1 hm3; desenvolvimento do coroamento > 500 m; o
caudal de ponta da cheia de dimensionamento > 2000 m3/s; caractersticas poucohabituais)
Quanto aos danos potenciais associados onda de inundao no vale ajusante (nos termos do novo RSB).
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Volume armazenado (m3)
Cota
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 10 20 30 40 50 60Tempo (h)
1(tc=10 h)1(3tc=30h)3(600min)
6(300min)9(200min)12(150min)15(120min)30(60min)
Caudal (m 3/s)
VolumesVolumes afluentesafluentes((incluindoincluindo ondasondas dede cheiascheias))
VolumesVolumes utilizadosutilizados
EvaporaEvaporaoo DescargaDescarga dede cheiascheias
InfiltraInfiltraoo
SedimentosSedimentos
rea inundada (m2)
Cota
CaracterCaractersticassticas dada albufeiraalbufeira::curvascurvas de volumesde volumes
armazenadosarmazenados e dee de reasreasinundadasinundadas
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Nvel mnimo de explorao, NmE
NNvelvel dede mmximaxima cheiacheia,, NMCNMC (maximum flood level)(maximum flood level)
NNvelvel dede plenopleno armazenamentoarmazenamento,, NPANPA (full water level)(full water level)
CotaCota dodo coroamentocoroamento (dam crest level)(dam crest level)
Capacidade til, C
(Volume(Volume parapara amortecimentoamortecimento dede cheiascheias))
VolumeVolume mortomorto,, VmVm(3(3))
NNveisveis caractercaractersticossticos
VolumesVolumes caractercaractersticossticos
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Capacidade til, C
(Volume para amortecimento de cheias)(Volume para amortecimento de cheias)
Volume morto,Volume morto, VmVm
AA capacidadecapacidade tiltil destinadestina--sese operaoperao efectiva dao efectiva daalbufeira, de modo a satisfazer as utilizaalbufeira, de modo a satisfazer as utilizaes que lhe forames que lhe foram
afectas de acordo com asafectas de acordo com as prioridadesprioridades e ase as garantiasgarantiassubjacente a tais utilizasubjacente a tais utilizaes (es (The useful capacity intends toThe useful capacity intends to
satisfy the water uses that have been allocated to the reservoirsatisfy the water uses that have been allocated to the reservoir
according to the priorities and guaranties underlying such usesaccording to the priorities and guaranties underlying such uses).).
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0
250
500
750
1000
1250
1500
1750
1 5 9 13 17 Ano
Volume mensal acumulado (hm3)
Diagrama deDiagrama de RipplRippl ou tou tcnica da curva de volumes acumuladoscnica da curva de volumes acumuladosmmtodo emptodo empricorico
Obteno da curva de volumes mensais afluentes acumulados. No pressuposto de reservatrio cheio no incio de cada perodo com
disponibilidades hdricas inferiores ao consumo, marcao dos segmentos de rectarepresentativos dos consumos acumulados (segmentos apoiados em pontosextremos de tangncia).
Volume de armazenamento
maior diferena entre trechos dacurva dos volumes acumulados eos segmentos de recta
representativos dos consumosacumulados.
Segmento de recta representativo do consumomensal acumulado (consumo uniforme)
Volume mensal
afluente acumulado
Tangentes curva dos volumesacumulados com declive igual
ao pedido mensal
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Diagrama deDiagrama de RipplRippl (m(mtodotodo empiricoempirico))
0
250
500
750
1000
1250
1500
1750
1 5 9 13 17 Ano
Volume mensal acumulado (hm3)
Segmento de recta representativo do consumomensal acumulado (consumo uniforme)
Volume mensalafluente acumulado
Tangentes curva com decliveigual ao pedido mensal
RegularizaRegularizaoointer anualinter anual
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RegularizaRegularizaooanualanual
(ano cr(ano crtico)tico)
(Reproduzida de Patra, 2001)
Diagrama deDiagrama de RipplRippl (m(mtodotodo empiricoempirico))
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MMtodo dos picos sequenciaistodo dos picos sequenciaismmtodo emptodo empricorico
Tendo por base uma amostra de N anos de escoamentos e de pedidos
mensais, representando Vi os volumes mensais afluente albufeirae Di, os volumes pedidos mensalmente:
Clculo das diferenas mensais entre Vi e Di, Vi-Di
Representao grfica da curva representativa dos valores acumulados das
anteriores diferenas, (Vi-Di) .
Na curva assim obtida localizao de dois picos consecutivos P1 (mximolocal) e P2>P1, bem como do mnimo (mnimo local) , T1, entre tais picos.
Clculo de P1-T1.
Recomeo do processo a partir de P2 com pesquisa de P3 e de T2 e clculode P2-T2.
A capacidade da albufeira dada pela maior valor da diferena Pi-Ti C=max (Pi-Ti).
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Picos sequenciais (mPicos sequenciais (mtodo emptodo emprico)rico)
-200
-100
0
100
200
300
400
500
0 50 100 150 200
Ms
(Vi-Di)
Max
P1 P2
P3
P4
P5
T1
T2
T3
T4
Capacidade de regularizaCapacidade de regularizao C =o C = maxmax ((PiPi--TiTi))
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-200
-100
0
100
200
300
400
500
0 50 100 150 200
Ms
(Vi-Di)
-200
0
200
400
600
800
1000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
Ms
(Vi-Di)
P5
P1
P4
P2
T1
T2
T3T4P3
P6 P7
P8
P9
P10
T5
T6
T7
T8 T9
C =C = maxmax ((PiPi--TiTi))
MMtodo dos picos sequenciaistodo dos picos sequenciais
De acordo com Santos, 1987, devem ser considerados dois ciclos.
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PressupostosPressupostos As sequncias futuras de escoamentos no conduziro a situaes mais
desfavorveis ( maiores capacidades ) do que as detectadas com basenas amostras disponveis de escoamentos ( amostras suficientementelongas para serem representativas homogeneidade das sries de escoamentos
o futuro ser estatisticamente igual ao passado!!!).
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PressupostosPressupostos As sequncias futuras de escoamentos no conduziro a situaes mais
desfavorveis ( maiores capacidades ) do que as detectadas com basenas amostras disponveis de escoamentos ( amostras suficientementelongas para serem representativas homogeneidade das sries de escoamentos
o futuro ser estatisticamente igual ao passado!!!).
LimitaLimita
eses
Mtodo de carcter emprico, no atendendo natureza intrinsecamenteestocstica do processo de armazenamento de gua em reservatrios.
A capacidade til a que conduz pressupe a satisfao integral dopedido no se adequa a introduzir expeditamente o conceito degarantia.
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PressupostosPressupostos As sequncias futuras de escoamentos no conduziro a situaes mais
desfavorveis ( maiores capacidades ) do que as detectadas com basenas amostras disponveis de escoamentos ( amostras suficientementelongas para serem representativas homogeneidade das sries de escoamentos
o futuro ser estatisticamente igual ao passado!!!).
LimitaLimita
eses
Mtodo de carcter emprico, no atendendo natureza intrinsecamenteestocstica do processo de armazenamento de gua em reservatrios.
A capacidade til a que conduz pressupe a satisfao integral dopedido no se adequa a introduzir expeditamente o conceito degarantia.
VantagemVantagem Mtodo intuitivo e de grande simplicidade, podendo ser utilizado a nvel
de dimensionamento preliminar.
A utilizao de amostras atende implicitamente sazonalidadehidrolgica.
O mtodo no necessita que se considere que a albufeira cheia no inciodo perodo crtico.
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Estudo regional de volumes deEstudo regional de volumes de gua garantidos por albufeirasgua garantidos por albufeiras
Garantia de 85%. Curvas representativas das relaes obtidas entre regularizaes especficas dealbufeiras, C/V, e alturas dos escoamentos anuais mdios, H, para diferentes graus de utilizao dos
escoamentos anuais mdios, Vf/V e pontos utilizados na sua obteno.V/C
V/f
VH
0
25
50
75
100
125
150
0 500 1000 1500 2000
90%
80%
60%50%
40%
20%
Regularizao especfica (%)
Altura do escoamento anual mdio (mm)
Garantia G=85%Grau de utilizao do escoamento anual mdio
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Estudo regional de volumes deEstudo regional de volumes de gua garantidos por albufeirasgua garantidos por albufeiras
H
V
C====
0
100
200
300
0 500 1000 1500 2000
Garantia G=90%
Regularizao especfica (%)
Altura do escoamento anual mdio (mm)
0
50
100
150
0 500 1000 1500 2000
Regularizao especfica
Garantia G=80%
Altura do escoamento anual mdio (mm)
0
100
200
300
0 500 1000 1500 2000
Garantia G=95%
Regularizao especfica (%)
Altura do escoamento anual mdio (mm)
20% 40%
50% 60%
80% 90%
Grau de utilizao do
escoamento anual m dio (%)
com base apenas nacom base apenas na altura do escoamento anual maltura do escoamento anual mdiodio, avalia, avaliaoopreliminar dapreliminar da capacidadecapacidade necessnecessria para satisfazer umria para satisfazer um
dadodado pedido uniformepedido uniforme com uma dadacom uma dada garantiagarantia