Desvio_Simplicio

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UHE Simplício 
Desvio do rio 
Heloisa Teixeira Firmo 
hfirmo@poli.ufrj.br 
 
2562-7991 
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UHE Simplício – Desvio do Rio 
Primeira fase 
 etapa 1 - pré ensecadeira 
 etapa 2 - ensecadeira A 
 
Segunda fase 
 ensecadeiras C e D 
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UHE Simplício – Desvio do Rio 
Otávio Galdino – Projeto Final de curso 
 
II - CARACTERIZAÇÃO FISIOGRÁFICA DA BACIA DO RIO PARAÍBA DO SUL 
II.1 - LOCALIZAÇÃO 
II.2 - ÁREA DE DRENAGEM 
II.3 - FORMA DA BACIA 
II.4 - DECLIVIDADE DA REDE HIDROGRÁFICA 
II.5 - DENSIDADE DE DRENAGEM 
II.6 - USO E OCUPAÇÃO DO SOLO 
II.7 - VEGETAÇÃO 
II.8 - OROGRAFIA 
II.9 - GERAL 
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III - CARACTERÍSTICAS GERAIS DO APROVEITAMENTO 
III.1 - AHE SIMPLÍCIO – QUEDA ÚNICA 
III.2 - CARACTERÍSTICAS DA BARRAGEM DE ANTA 
III.3 - SEQuÊNCIA CONSTRUTIVA DA BARRAGEM DE ANTA 
IV - DADOS BÁSICOS 
IV.1 - DADOS FLUVIOMÉTRICOS 
IV.2 - BASE TOPOGRÁFICA 
IV.3 - BATIMETRIA 
IV.4 - SEÇÕES TRANSVERSAIS 
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V - ESTUDOS BÁSICOS 
V.1 - CURVAS-CHAVE 
V.2 - ESTUDO DE VAZÕES EXTREMAS 
VI - DESVIO DE 1ª FASE DO RIO PARAÍBA DO SUL 
VI.1 - ETAPA 1 
VI.1.1 - MODELAGEM MATEMÁTICA 
a) Rodada nº 1 
b) Rodada nº 2 
c) Rodada nº 3 
VI.1.2 - ORÇAMENTO 
VI.2 - ETAPA 2 
VI.2.3 - MODELAGEM MATEMÁTICA 
VI.2.4 - ORÇAMENTO 
VII - CONCLUSÕES/RECOMENDAÇÕES 
VIII - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
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BARRAGEM EM CCR 
VERTEDOURO 
TOMADA D`ÁGUA 
CANAL DE FUGA 
CANAL DE 
RESTITUIÇÃO 
BACIA DE 
DISSIPAÇÃO 
CASA DE 
FORÇA 
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Sequência construtiva da barragem de Anta 
 
A primeira fase do desvio terá duração de dois anos e a área 
ensecada estará junto à ombreira direita, onde serão 
construídas as estruturas da casa de força, tomada d’água e 
vertedouro com comportas. 
Além disso, serão executadas as escavações do canal de fuga 
da casa de força e do canal de restituição do vertedouro. 
O rio Paraíba do Sul será desviado, primeiramente, através de 
uma pré-ensecadeira longitudinal, quando serão executadas 
as escavações mencionadas. 
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Sequência construtiva da barragem de Anta 
A construção da pré-ensecadeira longitudinal será iniciada com o 
lançamento de um cordão de enrocamento até a El. 236,00 m, 
aproximadamente. Tal cordão visa possibilitar o lançamento do 
material terroso no lado da área a ser ensecada, permitindo, assim, 
o esgotamento da mesma e a complementação da ensecadeira 
com material compactado. 
A escavação dos canais de fuga da casa de força e de restituição do 
vertedouro será executada no período de estiagem, mais 
especificamente nos meses de Maio e Junho. A cota de 
coroamento da pré-ensecadeira, portanto, será determinada para 
assegurar uma borda livre de 0,5m na ocorrência da maior cheia 
no período de estiagem (Maio à Outubro) com recorrência de 10 
anos 
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Primeira fase 
 etapa 1 - pré ensecadeira 
 escavações canal de fuga e restituição do vertedouro 
 TR 10 anos (estiagem) 
 borda livre – 0,5 m 
 etapa 2 ensecadeira A 
 casa de força, vertedouro, tomada d’água 
 TR 50 anos 
 borda livre 1,0 m 
 
Segunda fase 
 ensecadeiras A e B 
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Tabela - 1: Resultado da Distribuição de Gumbel 
 
Período Completo Mai - Out 
Risco (%) TR (anos) 
Q (m³/s) Q (m³/s) 
50.0 2 1839.12 533.32 
42.9 2.33 1972.86 582.38 
20.0 5 2553.88 795.53 
10.0 10 3027.11 969.14 
6.7 15 3294.10 1067.09 
5.0 20 3481.04 1135.67 
4.0 25 3625.03 1188.50 
2.0 50 4068.61 1351.23 
1.0 100 4508.91 1512.76 
0.2 500 5526.38 1886.03 
0.1 1000 5963.80 2046.50 
0.0 10000 7416.13 2579.30 
 
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Sequência construtiva da barragem de Anta 
 
Após a conclusão das escavações, dar-se-á início a 
construção das estruturas de concreto da barragem de 
Anta; com duração de 2 anos. Essa parte da obra exige que 
o risco de galgamento da ensecadeira seja reduzido. Por 
essa razão, uma parcela da pré-ensecadeira longitudinal 
será alteada, visando conter uma cheia com recorrência de 
50 anos para o período hidrológico completo, garantindo 
uma borda livre de 1,00m. O restante será removido. Esse 
alteamento será denominado Ensecadeira A, e será a 
estrutura definitiva da primeira fase do desvio do rio 
Paraíba do Sul. 
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Sequência construtiva da barragem de Anta 
 
Vazão de projeto: a Ensecadeira A foi projetada para permitir a 
concretagem da casa de força e do vertedouro, localizados na 
margem direita de onde originariamente escoa o rio Paraíba do 
Sul. Essa fase da obra terá duração de dois anos, por isso a 
vazão de projeto foi calculada a partir do período hidrológico 
completo (Out-Set). Além disso, por tratar-se de um 
procedimento mais complexo do que a escavação, o risco de a 
Ensecadeira A ser galgada deve ser menor. Portanto, enquanto o 
risco da pré-ensecadeira ser galgada era de 10% (TR 10 anos), 
o risco adotado para a Ensecadeira A foi de 2% (TR 50 anos). A 
vazão de projeto da Ensecadeira A, portanto, é de 4.068,61 m³/s. 
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Sequência construtiva da barragem de Anta 
Finalizadas as escavações e a construção das estruturas 
mencionadas, a Ensecadeira A será removida e então se dará 
início a segunda fase do desvio do rio Paraíba do Sul. Nessa 
etapa serão construídas as Ensecadeiras B e C, que desviarão o 
rio através dos três vãos do vertedouro. Dessa forma, será 
ensecada a região do leito e da margem esquerda do rio, 
permitindo a conclusão da construção da barragem de Anta. 
Como pode ser visto na figura a seguir, a Ensecadeira B será 
erguida a montante do eixo da barragem, e efetivamente 
desviará o fluxo do rio para o vertedouro. A Ensecadeira C, 
localizada a jusante do eixo da barragem, terá a função de 
impedir que a vazão restituída ao leito natural do rio inunde o 
canteiro de obras. 
As Ensecadeiras B e C serão constituídas de um cordão de enrocamento 
na face em contato com o fluxo de água e material terroso. 
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IV - DADOS BÁSICOS 
IV.1 - DADOS FLUVIOMÉTRICOS 
IV.2 - BASE TOPOGRÁFICA 
IV.3 - BATIMETRIA 
IV.4 - SEÇÕES TRANSVERSAIS 
 
 
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Curva-Chave do Posto Fluviométrico 
Anta C 
Q = 2.72 x (NA - 228.969)2.87 
Curva-Chave do Posto Fluviométrico 
Anta D 
Q = 7.31 x (NA – 229.776)2.57 
Curva-Chave do Posto Fluviométrico 
Anta E 
Q = 12.69 x (NA – 230.25)2.46 
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Galgamento 
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Tabela - 1: Alternativa nº2 
Pré-Ensecadeira Canal Hidráulico 
Cota de Coroamento Cota de Fundo Dimensões 
Montante Jusante 
Diâmetro dos 
Blocos (m) Montante Jusante Largura Extensão 
238.50 237.50 0.30 231.50 230.50 25.00 450.00 
 
Tabela - 1: Alternativa nº3 
Pré-Ensecadeira Canal Hidráulico 
Cota de Coroamento Cota de Fundo Dimensões 
Montante Jusante 
Diâmetro dos 
Blocos (m) Montante Jusante Largura (média) Extensão 
237.50 237.50 0.20 231.00 231.00 55.00 450.00 
 
 
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Tabela - 1: Custo de Construção da Pré-Ensecadeira 
 
MATERIAL VOLUME 
PREÇO 
UNITÁRIO 
(R$/m³) 
PREÇO 
TOTAL 
Solo Lançado 74568.93 3.50 260 991.25 
Enrocamento Fino Lançado 18328.99 5.00 91 644.94 
AL
T. 
Nº
 2 
Enrocamento Lançado ( Dmáx. = 
80cm; D50 = 50cm; Dmín. = 40cm ) 115667.68 5.00 578 338.42 
 930 974.61 
Solo Lançado 70601.02 3.50 247 103.59 
Enrocamento Fino Lançado 17353.68 5.00 86 768.40 
AL
T. 
Nº
 3 
Enrocamento Lançado ( Dmáx. = 
80cm; D50 = 50cm; Dmín. = 40cm ) 109512.875.00 547 564.33 
 881 436.32 
 
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Tabela - 1: Custo da Construção do Canal Hidráulico 
 
ESCAVAÇÃO VOLUME 
PREÇO 
UNITÁRIO 
(R$/m³) 
PREÇO TOTAL 
Solo 33 790.50 8.50 287 219.26 ALT
. 
Nº 2
 
Rocha 49 732.84 35.00 1 740 649.31 
 2 027 868.56 
Solo 36 342.07 8.50 308 907.61 ALT
. 
Nº 3
 
Rocha 95 975.26 35.00 3 359 134.23 
 3 668 041.84 
 
Somando os gastos com o aterro da pré-ensecadeira e com as escavações 
em solo e rocha para ambas as alternativas tem-se o custo total para cada uma delas: 
Aternativa nº2: R$ 2.958.843,18 
Alternativa nº3: R$ 4.549.478,16 
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Como pode ser observado no gráfico representativo dos perfis da 
linha energética e da Ensecadeira A, contidos na figura 28, a 
borda-livre resultante superou demasiadamente o valor 
recomendado pela ELETROBRÁS. Isso se deve ao fato de o 
estrangulamento antes observado para a pré-ensecadeira 
longitudinal (seção 9) ter sido amenizado com a retirada de sua 
parcela de jusante, melhorando os aspectos hidráulicos do desvio. 
Uma segunda possibilidade foi testada: Ensecadeira A com cota de 
coroamente na El.: 244,00 m. 
Para essa alternativa ocorreu um rebaixamento da elevação da linha 
energética. Essa ocorrência se deve à diminuição da saia da 
Ensecadeira A, e o consequente aumento a área molhada. 
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Tabela - 1: Custo de Construção da Ensecadeira A 
MATERIAL VOLUME 
PREÇO 
UNITÁRIO 
(R$/m³) 
PREÇO TOTAL 
(R$) 
Areia Fina (Filtro Compactado) 8 913.61 63.29 564 142.29 
Solo Compactado 135 582.79 6.25 847 392.43 
Enrocamento Fino Compactado 4 120.54 8.60 35 436.66 
Enrocamento de Proteção (Dmax=90cm; 
D50=60cm; Dmín=30cm) 
8 241.08 5.00 41 205.42 
Solo Lançado 27 330.27 3.50 95 655.94 
Enrocamento Fino Lançado 5 355.31 5.00 26 776.57 
Enrocamento Lançado (Dmáx.=80cm; D50=50cm; 
Dmín=40cm) 43 282.69 5.00 
216 413.46 
 
Ensecadeira A R$ 1 827 022.79 
Pré -Ensecadeira Longitudinal R$ 2 958 843.18 
Canal Hidráulico de Desvio R$ 930 974.61 
 
Total do Empreendimento R$ 5 716 840.58