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Tema_2_2012h

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•controle de nível d’água e cheias 
•geração hidrelétrica 
•recreação e lazer 
•piscicultura e aquicultura 
•navegação 
UFRJ 
85 
Volume Morto 
Altura para evitar 
arraste de 
sedimentos na 
tomada d’água 
Submergência mínima da tomada d’agua 
Volume útil de 
regularização 
Compensação de perdas 
Controle de cheias (espera) 
Amortecimento de cheias 
Ondas, recalque e etc 
4. Cálculo do volume 
de um reservatório. 
 
UFRJ 
86 
•Métodos Simplificados - diagramas de massa (Rippl) 
 
•Métodos de Otimização (programação linear e 
dinâmica) 
 
•Métodos de Simulação 
 
4. Cálculo do volume 
de um reservatório. 
 
D
ia
g
ra
m
a
 d
e 
M
a
ss
a
s 
0
1 0 0 0 0
2 0 0 0 0
3 0 0 0 0
4 0 0 0 0
5 0 0 0 0
6 0 0 0 0
7 0 0 0 0
8 0 0 0 0
9 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0
1
9
7
0
1
9
8
0
1
9
9
0
2
0
0
0
A n o
V
o
lu
m
e
 (
h
m
³)
Q m e d = 1 2 6 3 9 m ³/s
UFRJ 
88 
Métodos de Simulação 
tttttt LEDQZZ 1
Balanço 
Hídrico 
P = Probabilidade de Falha 
4. Cálculo do volume 
de um reservatório. 
 
UFRJ 
89 
Série História de Vazões 
Afluentes 
0
50
100
150
200
250
300
350
400
1970 1980 1990 2000
An o
Q
 m
³/s
UFRJ 
90 
Método da Otimização 
•Maximizar a Função F=Qf 
 
•sujeito às restrições: Qf<Qdem 
 Vres>Vmin 
•Equação do balanço de massa: 
Vi+1=Vi-(Qaf-Qf).t 
4. Cálculo do volume 
de um reservatório. 
 
UFRJ 
91 
Perdas por Evaporação 
Evaporímetros  medição direta 
Transferência de massa 
Equações empíricas 
Balanço hídrico 
4. Cálculo do volume 
de um reservatório. 
 
UFRJ 
92 
Volume Morto 
O reservatório funciona como bacia de detenção de 
sedimentos 
 
As águas saem claras do reservatório 
4. Cálculo do volume 
de um reservatório. 
 
UFRJ 
93 
Tipos de depósito no reservatório 
Depósito de remanso 
Delta - depósito de margem – depósito de leito 
Depósito de várzea ou planície de inundação 
 
4. Cálculo do volume 
de um reservatório. 
 
Exemplos de depósitos 
UFRJ 
95 
Volume de Controle de Cheias 
Volume de Espera (conflito com geração e abastecimento) 
 
 
Volume de Amortecimento de Cheias (routing) 
4. Cálculo do volume 
de um reservatório. 
 
UFRJ 
96 
Rounting de Reservatórios 
Admite reservatório horizontal 
Translação instantânea da onda de cheia 
Equação da Continuidade 
 
 
 V V Qe Qs ti i   1 *
4. Cálculo do volume 
de um reservatório. 
 
Resultados 
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00
Tempo (h)
Va
zã
o 
(m
³/s
)
733.00
735.00
737.00
739.00
741.00
743.00
745.00
747.00
749.00
751.00
Qa (m³/s)
Qe (m³/s)
NA (m)
UFRJ 
98 
Otimização do Volume de Espera 
Geração x Controle de Cheia 
UFRJ 
99 
 4. Cálculo do volume de um reservatório: 
questões ambientais. 
 
http://www.amazonia.org.br/arquivos/26382.doc 
UFRJ 
100 
5. Critérios básicos de arranjos. 
Manual de inventário. 
 
Critérios básicos para arranjos: 
Nos vales mediamente encaixados, onde a relação entre o 
comprimento da crista do barramento e sua altura máxima 
for menor do que 10 e onde a rocha de fundação estiver 
próxima da superfície, a solução preferencial deve 
corresponder à barragem de terra ou enrocamento com o 
vertedouro e tomada de água encaixados nas ombreiras, 
adjacentes à barragem . 
 
 
10
H
L
Ensecadeira
Túnel de
desvio
Vertedouro
Barragem
Casa de força
Tomada
de água
Arranjo típico em vale medianamente encaixado: UHE Foz do Areia. 
Fonte: Manual Inventário ELB. 
UFRJ 
102 
Critérios básicos para arranjos: 
Nos vales menos encaixados: 
 o vertedouro e o circuito de geração devem ser 
implantados adjacentes um ao outro, concentrando as 
obras de concreto junto a uma das ombreiras. 
 o desvio, normalmente, é feito por adufas na 
estrutura do vertedouro, após uma primeira fase realizada 
mediante uma constrição do leito do rio. 
 o fechamento do vale é então completado por 
barragens de terra ou enrocamento, conforme a 
disponibilidade de materiais de construção, em um ou ambos 
os lados das estruturas de concreto. 
 
 
5. Critérios básicos de arranjos. 
Manual de inventário. 
 
Casa de Força
Barragem
Vertedouro
Canal de fuga
Eclusa
Barragem
Arranjo típico em vale aberto (UHE Tucuruí) 
Fonte: Manual Inventário ELB. 
 
UFRJ 
104 
Critérios básicos para arranjos: 
Nos vales estreitos em que, por razões topográficas ou 
geológicas, não for possível encaixar as estruturas do 
circuito de geração e do vertedouro nas ombreiras, ou então 
nos casos em que as obras da usina e do vertedouro abranjam 
mais de 80% da largura do vale na cota da crista do 
barramento, o fechamento deve ser completado com 
barragem de concreto tipo gravidade. 
Nos casos de vales muito encaixados, o desvio pode ser 
feito por meio de túneis e, numa segunda etapa, através do 
vertedouro, por meio de adufas. 
 
 
5. Critérios básicos de arranjos. 
Manual de inventário. 
 
Barragem 
Tomada de água 
Vertedouro 
Casa de 
força 
Arranjo típico em vale estreito: UHE Yoshida. 
Fonte: Manual Inventário ELB. 
UFRJ 
106 
Critérios básicos para arranjos: 
Os vertedouros devem ser, sempre que possível, de 
superfície, preferencialmente controlados por comportas 
tipo segmento. 
Normalmente, não devem ser considerados vertedouros de 
emergência no inventário — tipo fusível ou outros — visando 
reduzir a capacidade requerida dos órgãos de descarga de 
cheia. 
A utilização de vertedouros de fundo somente deve ser 
considerada se condicionamentos de jusante requererem 
descargas em condições que não possam ser atendidas pelo 
descarregador de superfície. 
 
5. Critérios básicos de arranjos. 
Manual de inventário. 
 
UFRJ 
107 
Critérios básicos para arranjos: 
O conjunto adução, casa de força e canal de fuga deve 
ser definido procurando-se reduzir o comprimento do 
circuito hidráulico como um todo, minimizando o trecho 
sujeito às pressões mais altas. 
Se as características topográficas e geológicas indicarem a 
possibilidade de estruturas total ou parcialmente 
subterrâneas, esta solução deve ser cotejada 
economicamente com a solução a céu aberto . 
Considerar hipótese de transposição de águas para outro 
rio (usina de derivação). 
 
5. Critérios básicos de arranjos. 
Manual de inventário. 
 
UFRJ 
108 
Coleta e análise de dados: 
 Cartografia: imagens de satélites, radar, fotografias aéreas, mapas e 
plantas, apoio geodésico e topográfico; 
 Hidrometeorologia e Sedimentologia: séries de descargas diárias 
líquidas e sólidas e dados meteorológicos — precipitação, vento, insolação, 
temperatura, etc. — das estações já existentes na bacia, com dados 
confiáveis e período de registro suficientemente longo , verificar estudos 
anteriores; 
 Geologia e Geotecnia condições de fundação e materiais naturais de 
construção a serem utilizados nos estudos dos sítios dos barramentos; 
 Meio Ambiente; 
 Outros Usos da água: verificar a compatibilidade e atualidade dos 
planos setoriais e integrados disponíveis, visando a elaboração de cenários 
para a utilização da água na bacia 
 
5. Critérios básicos de arranjos. 
Manual de inventário. 
 
UFRJ 
109 
A seguir... 
 Circuito hidráulico de geração. 
 
Um circuito hidráulico de geração pode ser composto das 
seguintes estruturas: 
 canal /conduto de adução; 
 tomada d’água; 
 conduto adutor; 
 chaminé de equilíbrio; 
 conduto ou túnel forçado; 
 casa de força; e 
 canal ou túnel de fuga.

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