Aula III - Barragens

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Componentes das Barragens
Profª Izabela M. Barbosa
Alguns Componentes das barragens:
Vertedores
Descarregadores de barragens
Reservatórios 
Bacias de dissipação
Vertedores
Função do vertedor na barragem
Os descarregadores ou vertedores-extravasores são estruturas hidráulicas destinadas a descarregar as águas excedentes dos reservatórios
São, portanto, órgãos de segurança das barragens
Foto barragem e vertedor
Extravasor incorporado no corpo da barragem
Fotos
Vertedor sem comporta 
Vertedor com comporta
Vertedor Creager
Conceitos Básicos - vertedores
Dimensionamento de vertedores são feitos a partir de hidrogramas afluentes a reservatórios e análise numérica da propagação de ondas de cheia.
Propagação da onda de cheia define o volume de acumulação do reservatório e NAmax
A partir deste nível determina-se a carga para a vazão de projeto
Vertedores com perfis projetados
Os vertedores extravasores são essencialmente grandes vertedores retangulares, projetados com geometria tal que promova o perfeito assentamento da lâmina vertente sobre a soleira do vertedor.
Objetivo: prevenir o aparecimento de pressões negativas que podem causar erosão do concreto
Desenho da soleira
P
h
A soleira segue a forma da lâmina vertente que sai de um vertedor retangular de parede delgada.
Vertedores com perfis projetados
Perfil padrão para um descarregador de paramento (face) de montante vertical.
y
x
hd
EQUAÇÃO DO VERTEDOR
H = NA – Cota da crista do extravasor
2
H
g
H
L
Q
×
×
×
×
×
=
m
VELOCIDADE NA SAÍDA
LARGURA EFETIVA
Reservatórios
Reservatórios
A partir das estimativas pluviométricas, é possível determinar o chamado VOLUME ÚTIL de um reservatório.
Os volumes que compõem uma barragem podem ser classificados em diferentes tipos.
A soma de todos eles, permite o cálculo final da altura da barragem.
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS
Níveis d’água característicos:
Nível d’água mínimo operacional (NAmin): cota mínima necessária para operação do reservatório.
Nível d’água máximo operacional (NAmax.normal): cota máxima permitida para operação do reservatório. 
Em geral, coincide com a cota da crista do vertedouro (soleira livre) ou borda superior das comportas.
Bacias de dissipação
Bacias de dissipação
	Estruturas com a função de prevenir erosão no pé de um vertedor. 
	Dissipam parte da energia cinética do líquido que escoa pelo vertedor.
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Tipos de bacia de dissipação
	desenvolvidos pelo U.S. Bureau of Reclamation:
Tipo I 
Tipo II 
Tipo III – com blocos de queda, blocos de amortecimento e soleira contínua
Tipo IV – com blocos defletores e soleira terminal
Bacia Tipo I
Quedas > 60 m
Q > 45 m3/s.m
Sem dispositivos 
especiais
Bacia tipo I
Bacia tipo II
Quedas < 60 m
Q < 45 m3/s.m
Fr> 4,5
L = 4,3 y2
Com blocos de queda e soleira dentada
Tipo III Bacia de dissipação
Tipo IV Dissipação em degraus
Tipo IV Dissipação em degraus
Cota de fundo da bacia de dissipação 
A cota de fundo da bacia de dissipação é um parâmetro importante para que o ressalto se forme ao pé do vertedor.
A determinação dessa cota pode ser feita através de uma maneira adimensional, como descrito por Porto (1986).
Exercício 01
 
Dimensionar uma bacia de dissipação por ressalto hidráulico para um vertedor de soleira livre com largura de 100 m e cota da crista 539,50 m. Sabe-se que para a vazão de projeto de 14.000 m³/s, o nível d’água correspondente no reservatório é 558,50 m. 
O leito do rio está na cota 500 m e a curva-chave de jusante para a vazão de projeto indica NA na cota 522,00 m. 
Dimensione a bacia de dissipação usando o modelo Ven Te Chow adaptado pelo Prof. Uehara (DAEE) usada em pequenas obras hidráulicas no estado de São Paulo. 
Sendo a vazão de pico de 4 m3/s e D = 5 m. 
A largura do canal a montante é B = 2,5 m e D é a distância do fundo da bacia de dissipação até a metade da altura H (H =0,8 m) sobre o vertedor. 
Exercício 02