Projecto e Dimensionamento de Pequena Barragem (2013_grupo II)

Curso de Engenharia Hidráulica

Cadeira de Projecto de Barragem 4º Ano

Projecto e Dimensionamento de Pequena Barragem

DISCENTES: 





DOCENTES: Fernando Transval



Novais Soca Vasco Govene

Songo Novembro de 2013

o

Eng Ezequiel Carvalho


Cadeira de Projecto de Barragem

4º Ano

Projecto e Dimensionamento de pequena Barragem

DISCENTES: 








o



Pretende-se com este trabalho: Projectar e Dimensionar uma pequena Barragem, Que poderá ser construido na sub-bacia 1 do riacho Guto, Com objectivo de abastecer água para a irrigação de hortas e a Promoção da piscicultura de peixe tilápia ( pende) pende) ao longo do riacho.



Cadeira de Projecto de Barragem

4º Ano

Projecto e Dimensionamento de pequena Barragem

DISCENTES: 








o



Pretende-se com este trabalho: Projectar e Dimensionar uma pequena Barragem, Que poderá ser construido na sub-bacia 1 do riacho Guto, Com objectivo de abastecer água para a irrigação de hortas e a Promoção da piscicultura de peixe tilápia ( pende) pende) ao longo do riacho.



2013

“ É inútil mandar exércitos contra ideias.”

Georges Brandes. “Bom mesmo é ir à luta com determinação, Abraçar a vida e viver com paixão, Perder com classe e vencer com ousadia, o usadia, Pois o triunfo pertence a quem se atreve... E a vida é muito para ser insignificante” . Charles Chaplin.

“O saber sem acção é como uma árvore sem frutos ”.

Joseph Kimhi. Fernando Transval; Novais Soca & Vasco Govene

i


2013

DEDICATÓRIA Este trabalho é especialmente dedicado a todos os colegas do curso de Engenharia hidráulica, que directa ou indirectamente deram o seu contributo, para elaboração deste projecto. Dedicomos também este trabalho aos nossos docentes Engo. EZEQUIEL CARVALHO e

FABIÃO NHAMPOSSA sempre nos mostraram que o estudo e a realização de um sonho são primordiais na vida de qualquer pessoa.

Fernando Transval; Novais Soca & Vasco Govene

ii


2013

AGRADECIMENTOS Em primeiro lugar desejamos expressar os nossos sinceros agradecimentos: À DEUS, pelo dom da vida e por nos conduzir em todos os dias da nossa vida; Ao docente desta cadeira Engo. Ezequiel Carvalho, pelos conhecimentos transmitidos e pela oportunidade de realização deste projecto. Ao Técnico Topógrafo Zeca Sargento e ao Engo. Fabião Nhampossa, ambos funcionários da empresa HCB, por nos terem fornecido as cartas topográficas, que ajudaram muito na realização do projecto. O nosso muito obrigado.


iii


2013

RESUMO: O presente trabalho constitui uma continuação do trabalho Avaliação do Local Para a Construção de uma Represa, realizado no âmbito de aprendizagem na cadeira de Obras e Maquinas Hidráulicas. Este trabalho académico, tem como objectivo muito claro, que consiste em projectar e dimensionar uma represa no local anteriormente escolhido (no projecto de Avaliação do Local Para a Construção de uma Represa). A represa tem como finalidade primária o abastecimento de água para a irrigação das hortas existentes no vale e secundária de promoção da piscicultura do peixe tilápia ( pende). O trabalho estará dividido em duas partes, parte teórica e a parte prática: 

Parte teórica, cujo objectivo é descrever todos os aspectos relevantes em relação ao próprio projecto. Tendo em conta que é uma continuação do projecto anterior referenciado a cima, também serão aqui abordados alguns aspectos que nele não constaram, mas que deviam;



Parte prática com objectivo de dimensionamento e verificação da estabilidade da barragem.

Palavras-chaves: Barragem de terra, dimensionamento, capacidade de armazenamento, verificação de estabilidade, represa, Carta topográfica.


iv


2013

LISTA DE ABREVIATURAS CC – Cota do coroamento; ICOLD – International Committee on Large Dams (Comissão Internacional de Grandes Barragens); I-D-F – intensidade-duração-frequência da precipitação; HCB – Hidroeléctrica de Cahora-bassa; NPA – nível de pleno armazenamento; NMC – nível de máxima cheia; PVC – cloreto de polivinil;


v


Índice

2013

pág.

DEDICATÓRIA ................................................................................................................................................ ii AGRADECIMENTOS ...................................................................................................................................... iii RESUMO: ...................................................................................................................................................... iv LISTA DE ABREVIATURAS............................................................................................................................... v Índice de figuras ........................................................................................................................................... ix Índice de tabelas ........................................................................................................................................... x PARTE TEÓRICA ............................................................................................................................................. 1 1

Introdução ............................................................................................................................................. 1

2

Objectivos do projecto .......................................................................................................................... 1

3

2.1

Objectivo geral .............................................................................................................................. 1

2.2

Objectivos específicos ................................................................................................................... 2

Metodologia .......................................................................................................................................... 2 3.1

Método de Abordagem................................................................................................................. 2

3.2

Procedimentos metodológicos ..................................................................................................... 2

3.2.1 4

Pesquisa bibliográfica e documental .................................................................................... 2

Técnicas e Instrumentos de Colecta de dados ...................................................................................... 2 4.1

Observação ................................................................................................................................... 2

4.1.1

Observação indirecta ............................................................................................................ 3

4.1.2

Observação directa ............................................................................................................... 3

5

Localização Geográfica do projecto, superfície e População................................................................ 3

6

Caracterização Topográfica ................................................................................................................... 5

7

Caracterização Geológica ...................................................................................................................... 6

8

Vegetação ............................................................................................................................................. 6

9

Solos ...................................................................................................................................................... 7

10

Meio ambiente .................................................................................................................................. 7

11

Clima e Hidrografia ........................................................................................................................... 8

Parte prática .................................................................................................................................................. 9 12

Dimensionamento ............................................................................................................................. 9


vi


12.1

2013

Escolha do local ........................................................................................................................... 10

12.1.1

Vantagens do local escolhido .............................................................................................. 11

12.1.2

Desvantagens ...................................................................................................................... 12

12.2

Levantamento planialtimétrico ................................................................................................... 12

12.3

Capacidade da albufeira.............................................................................................................. 13

12.3.1

Área ocupada pela albufeira ............................................................................................... 13

12.3.2

Volume da água á armazenar ............................................................................................. 14

12.4

Altura da barragem ..................................................................................................................... 15

12.5

Largura do coroamento (crista) .................................................................................................. 18

12.6

Dimensionamento de filtros e drenos ........................................................................................ 18

12.6.1

Cálculo do caudal infiltrado pelo corpo da barragem......................................................... 18

12.6.2

Material para filtros e drenos ............................................................................................. 20

12.6.3

Verificação: ......................................................................................................................... 20

12.6.4

Dimensionamento da secção do filtro ................................................................................ 21

12.6.5

Dimensionamento do dreno ............................................................................................... 22

12.6.6

Capacidade do dreno .......................................................................................................... 22

12.6.7

Determinação do caudal infiltrado pela fundação da barragem........................................ 22

12.6.8

Determinação do caudal drenado (caudal total ) ................................................................ 22

12.6.9

Secção total do dreno ......................................................................................................... 22

12.7

Cálculo do volume de terra ......................................................................................................... 23

12.7.1

Camaras de empréstimo ..................................................................................................... 24

12.8

Verificação de estabilidade dos taludes ..................................................................................... 24

12.9

Descarregador ............................................................................................................................. 25

12.10

Delimitação da bacia de contribuição; .................................................................................... 26

12.10.1

Coeficiente de escoamento ............................................................................................ 28

12.10.2

Tempo de concentração ................................................................................................. 31

12.10.3

Intensidade de precipitação............................................................................................ 31

12.10.4

Caudal de projecto .......................................................................................................... 32

12.10.5

Dimensões do canal ........................................................................................................ 33

12.11

Esvaziamento da represa ........................................................................................................ 35

12.11.1

Caudal à ser esvaziado .................................................................................................... 35


vii


12.11.2 12.12

2013

Diâmetro da conduta ...................................................................................................... 35

Protecção de taludes............................................................................................................... 35

12.12.1

Talude de montante........................................................................................................ 36

12.12.2

Talude de jusante ............................................................................................................ 38

12.13

Sismos ..................................................................................................................................... 38

12.14

Observação e controlo de segurança ...................................................................................... 39

12.14.1

Controlo de segurança durante o primeiro enchimento ................................................ 39

12.14.2

Controlo da segurança ambiental ................................................................................... 39

12.14.3

Planeamento de emergência .......................................................................................... 40

13

Conclusão e Recomendações .......................................................................................................... 40 13.1

Conclusão .................................................................................................................................... 40

13.2

Recomendações .......................................................................................................................... 40

14

Bibliografia ...................................................................................................................................... 41

Anexos ......................................................................................................................................................... 43 15

Anexo I: Precipitações (em mm) lidas na subestação da Hidroeléctrica de Cahora-Bassa em Songo 44

16

Anexo II: Curva granulométrica ...................................................................................................... 49


viii


2013

Índice de figuras Figura 1: Mapa da localização do projecto. ................................................................................... 5 Figura 2: Margem esquerda do local escolhido. ........................................................................... 10 Figura 3: Margem esquerda do local escolhido. ........................................................................... 11 Figura 4: Terreno plano do local escolhido. ................................................................................. 12 Figura 5: Curvas de nível do local e as suas respectivas cotas. .................................................... 13 Figura 6: Cursas de niveis subáreas criadas. ................................................................................. 14 Figura 7: Área inundada. .............................................................................................................. 15 Figura 8: Dimensão da albufeira. .................................................................................................. 16 Figura 9: Altura da barragem e a sobreelevação......................................................................... 17 Figura 10: Representação do perfil transversal da barragem...................................................... 18 Figura 11: Área da bacia de contribuição. .................................................................................... 26 Figura 12: Mapa coeficiente de escoamento para diferentes zonas do pais................................. 30 Figura 13: Dimensões do canal descarregador rectangular. ......................................................... 34 Figura 14: Rip rap com Pedras Arrumadas. .................................................................................. 37 Figura 15: Representação das dimensões da protecção em rip rap e sua disposição. ................... 37 Figura 16: Mapa de risco sísmico da região oriental de África (Midzi, V., et al, 1999). .............. 39 Figura 17: Curva granulométrica .................................................................................................. 49


ix


2013

Índice de tabelas Tabela 1: Valores de precipitação de cada ano hidrológico. .......................................................... 8 Tabela 2: Tabela de curva das áreas acumuladas........................................................................ 14 Tabela 3: Valores mínimos da folga. ............................................................................................ 16 Tabela 4: Valores da largura da crista........................................................................................... 18 Tabela 5: Curva granulométrica para cálculo de coeficiente de permeabilidade. ........................ 21 Tabela 6: Volume de terra. ............................................................................................................ 23 Tabela 7: Tabela de Coeficientes de escoamento superficial. ...................................................... 29 Tabela 8: Tabela para vários períodos de retorno. ........................................................................ 32 Tabela 9: Cálculo iterativo da largura do descarregador. ............................................................. 34 Tabela 10: Dimensionamento do rip rap. ...................................................................................... 36 Tabela 11: Ano Hidrológico 2007/2008 ....................................................................................... 44 Tabela 12: Ano Hidrológico 2008/2009 ....................................................................................... 45 Tabela 13: Ano Hidrológico 2009/2010. ...................................................................................... 46 Tabela 14: Ano Hidrológico 2010/2011. ...................................................................................... 47 Tabela 15: Ano Hidrológico 2011/2012. ...................................................................................... 48


x


2013

PARTE TEÓRICA 1 Introdução O presente projecto foi concebido para a implantação de uma barragem a ser construída em aterro, na província de Tete, no distrito de Cahora Bassa, na vila de Songo, com um comprimento de coroamento igual a 135 metros e a ocupar uma área de albufeira aproximadamente igual a 49 000 metros quadrados. A barragem situar-se-á em altitudes (cota) de 825 metros para o nível do terreno ( fundação), 830 metros para o NPA, 831 metros para o NMC e 833 para CC. Considerar-se-á nesse projecto uma pequena barragem (quando a altura do maciço, contada do nível do terreno à crista, seja menor ou igual a 15 metros) segundo ICOLD e o Bureau of Reclamation dos Estados Unidos. O clima da região do distrito de Cahora Bassa é predominantemente do tipo “Seco de Estepe

com Inverno Seco - BSw” (classificação de Köppen), modificado localmente pela altitude, com duas estações distintas, a estação chuvosa (muito curta) e a seca (muito longa). A precipitação média anual na estação mais próxima (Chicôa) é cerca de 635 mm, enquanto a evapotranspiração potencial média anual está na ordem dos 1.623 mm. [Fonte: Perfil do distrito de Cahora Bassa, província de Tete, edição 2005, página 2]. Não foram, por falta de equipamentos, feitos estudos ou ensaios para análise dos solos ou matérias a ser usados na barragem o que conduziu a escolha de materiais por dedução visual e através de conhecimentos obtidos durante a disciplina de Projecto de Barragens.

2 2.1

Objectivos do projecto Objectivo geral

Projectar e dimensionar uma represa que tem a finalidade primária o abastecimento de água para a irrigação das hortas existentes no vale e a finalidade secundária é a promoção da piscicultura do peixe tilápia ( pende). Fernando Transval; Novais Soca & Vasco Govene

1


2.2

2013

Objectivos específicos 





Descrição dos elementos da barragem; Dimensionamento dos elementos da barragem; Verificação de estabilidade da barragem.

3 Metodologia Tendo em vista que a ciência tem como objetivo a veracidade dos fatos, o que torna o conhecimento científico distinto dos demais é ele tem como característica fundamental a sua verificabilidade. No entanto, para que um conhecimento científico possa ser considerado científico, torna-se necessário identificar as operações mentais e técnicas que possibilitam a sua verificação, em outras palavras determinar o método que possibilitou chegar a esse conhecimento.

3.1

Método de Abordagem

Usou-se o Método dedutivo. O pensamento é dedutivo quando, a partir de enunciados mais gerais dispostos ordenadamente como premissas de um raciocínio, chega a uma conclusão particular ou menos geral (RUIZ, 2002, p. 138). Valendo-se dos conhecimentos adquiridos durante a formação no curso de Engenharia Hidráulica e de informações gerais acerca do Tema ( projecção e dimensionamento de uma barragem).

3.2

Procedimentos metodológicos

3.2.1 Pesquisa bibliográfica e documental Os autores fizeram recolha, selecção, leitura e interpretação de obras bibliográficas e relatórios que tratam de aspectos relevantes ao tema. Onde foram elaboradas fichas de resumo, de citação e de leitura, o que constituiu a base para a construção da parte teórica do trabalho.

4 4.1

Técnicas e Instrumentos de Colecta de dados Observação

A observação é uma técnica de coleta de dados que utiliza os sentidos na obtenção de determinados aspectos da realidade. Não consiste apenas em ver e ouvir, mas também em examinar fatos ou ferramentas que se deseja estudar. Fernando Transval; Novais Soca & Vasco Govene

2


2013

A utilização desta técnica obedecerá duas fases distintas. A primeira, a de observação indirecta e a segunda de observação directa.

4.1.1 Observação indirecta Com a observação indirecta, os autores, através de uma carta topográfica e fotografias aéreas da área em estudo, buscaram aspectos relevantes para o trabalho.

4.1.2 Observação directa Os autores deslocaram ao leito da sub-bacia 1 (um) do rio Guto onde fizeram observação in situ de alguns aspectos da morfologia e fisiologia. Também foram tiradas fotografias para posterior análise em relação aos aspectos relevantes ao tema.

4.1.2.1 Vantagem observação directa 

Permite a coleta de dados em situações de comunicação impossíveis;



Favorece a construção de hipóteses;



Possibilita que as informações sejam coletadas com calma;



Útil para descobrir aspectos novos de um problema.

4.1.2.2 Desvantagens observação directa 

A duração dos acontecimentos é variável dificultando a coleta de dados;



Se não forem bem organizados os registros podem depender apenas da memória do observador para serem resgatados, vindo a gerar grande interpretação subjetiva ou parcial do fenômeno estudado.



Possibilita o envolvimento emocional do pesquisador



Dificulta o seu uso em ambientes de pesquisa distantes geograficamente.

5 Localização Geográfica do projecto, superfície e População O distrito de Cahora Bassa localiza-se no Centro-Sul da pronvíncia de Tete, sendo limitado a Norte pelos Distritos de Marávia e Chiuta, a Este pelo Distrito de Changara, a Sul a República do Zimbabwe e a Oeste o Distrito de Mágoè. [Fonte: Perfil do distrito de Cahora Bassa, província de Tete, edição 2005, página 2].


3


2013

Com uma superfície de 8,712 Km2 e uma população recenseada em 1997 de 59,151 habitantes e estimada, à data de 1/1/2005, em 74.931 habitantes, o distrito de Cahora Bassa tem uma de nsidade populacional de 8,5 hab/Km2. [Fonte: Perfil do distrito de Cahora Bassa, província de Tete, edição 2005, página 2]. A relação de dependência económica potencial é de aproximadamente 1:1, isto é, por cada 10 crinanças ou anciões existem 10 pessoas em idade activa. [Fonte: Perfil do distrito de Cahora Bassa, província de Tete, edição 2005, página 2]. A população é jovem (48%, abaixo dos 15 anos de idade), maioritariamente femenina (taxa de masculinidade de 50%) e de matriz rural (taxa de urbanização de 21%). [Fonte: Perfil do distrito de Cahora Bassa, província de Tete, edição 2005, página 2].


4


2013

Figura 1: Mapa da localização do projecto.

Fonte: Perfil do distrito de Cahora Bassa, província de Tete, edição 2005, página 1.

6 Caracterização Topográfica O Planalto da Serra do Songo desenvolveu-se na direcção Leste-Oeste a uma altitude média de 900 metros. Rodeado a Sul, Este e Oeste por uma cintura de montes que atingem altitudes superiores a 100 metros, de vertentes frequentemente muito declivosas, desde rapidamente no seu bordo Norte para formar a garganta de Cahora Bassa. [Fonte: Perfil do distrito de Cahora Bassa, província de Tete, edição 2005, página 4]. O seu relevo é pouco uniforme e podemos distinguir uma zona central de relevo mais desenvolvido com afloramentos rochosos frequentes e uma zona envolvente de relevo Fernando Transval; Novais Soca & Vasco Govene

5


2013

irregularmente ondulado, com afloramentos rochosos mais localizados, por vezes importantes, que se prolonga pela vertente menos declivosa da cadeia de montanhas envolventes, formando, assim, pequenos planaltos secundários. [Fonte: Perfil do distrito de Cahora Bassa, província de Tete, edição 2005, página 4].

7 Caracterização Geológica Songo situa-se na região Sul-oriental de África e o principal sistema sismo-tectónico que atravessa o continente africano (rifts da África Oriental ) tem influenciado a evolução geológica desta parte do continente. Trata-se do maior sistema rift continental, ao qual estão associados geneticamente um conjunto numeroso de lagos natural, vulcanismo ultra-alcalino (nefelinitos, ijolitos e carbonatitos) e fluxos térmicos de média e alta-entalpia ( fumarolas sulfataras e nascentes terminais). As rochas com maior expressão local são as de tendência granítica, que incluem granitos com amplas características petrográficas, apresentando, frequentemente, disposições orientadas dos minerais, por vezes francamente gnaissica. Predominam os granitos egnaisses de tendência porfiroide e porfiroblástica constituídos, fundamentalmente por feldspato e quartzo, aquele, por vezes, em tom rosado. Ter-se-ão processado na região três fases tectónicas que terão dado origem a três sistemas distintos de feições estruturais, nomeadamente falhas, de diaclases e outros tipos de alinhamentos não caracterizados. [Fonte: Perfil do distrito de Cahora Bassa, província de Tete, edição 2005, página 4].

8 Vegetação Embora os recursos do planalto sejam limitados, a presença da população, cuja base económica é a agricultura e pecuária de subsistência, provocou a degradação do meio que se reflecte pela pobreza de cobertura vegetal existente e pelos sinais evidentes de erosão que se verificam em diversos locais, especialmente nos leitos e ribeiras e na zona central do planalto. Assim nas zonas baixas “tando” que se formam ao longo da margem esquerda do rio Guto, as

más condições de drenagem natural, determinam a formação de um estrado graminoso com poucas espécies arbustivas ou arbóreas. [Fonte: Perfil do distrito de Cahora Bassa, província de Tete, edição 2005, página 4]. Fernando Transval; Novais Soca & Vasco Govene

6


2013

9 Solos Os solos do planalto do Songo seguem, na sua formação, a lei geral dos solos tropicais em “catena”, diferenciando-se pela cor e textura segundo a topografia a partir do mesmo material

originário. Assim, localizam-se nas baixas solos cinzentos com horizontes “grey” ricos em matéria orgânica, húmidos, de textura ligeira e fraca estrutura, seguindo-se com o aumento de declive solos amarelos, laranja ou alaranjados e finalmente vermelhos, progressivamente com melhor textura e melhor estruturados. Os solos acinzentados de fraca aptidão agrícola ocorrem na zona plano-côncava do “tando” referenciado como consequência de uma má drenagem natural. Os restantes agrupamentos de solos estariam bem representados no planalto, embora condicionados pelo relevo, mas a ocorrência de um processo de degradação florística e edáfica mascarou a seriação definida, salientando numerosos afloramentos rochosos que inicialmente estariam cobertos por solo de melhor aptidão.

10 Meio ambiente A persistência de práticas culturais como queimadas, desflorestação, etc., são factores que de forma directa afectam a saúde ambiental do distrito. Isto aliado à característica dos solos que provocam erosão profunda quando da ocorrência de chuvas intensas, sobretudo nas zonas com declives acentuados, diminuindo progressivamente a chance de fixação de espécies vegetais até ao seu quase total desaparecimento. A elevada declividade do terreno, principalmente na região do Songo e Dzundza, não permite a retenção de grandes quantidades de água, conduzindo ao desenvolvimento de um coberto vegetal muito esparso, predominante arbustivo, de tipo savana, com algumas árvores de maior porte dispersas. Com a eclosão da guerra civil, houve uma maior concentração populacional na Vila do Songo e em Chitima, exercendo grande pressão sobre os recursos naturais que provocam problemas de desflorestação e consequente degradação dos solos através da erosão. A prática da agricultura em locais impróprios (encostas das montanhas) e o fluxo de pessoas nos dois centros urbanos (Songo e Chitima), à procura de emprego e refúgio no tempo da guerra ora Fernando Transval; Novais Soca & Vasco Govene

7


2013

finda, é mais outro peso ambiental, já hoje testemunhado com a proliferação de áreas de ocupação expontânea. [Fonte: Perfil do distrito de Cahora Bassa, província de Tete, edição 2005, página 6 ].

11 Clima e Hidrografia O clima da região do distrito de Cahora Bassa é predominantemente do tipo “Seco de Estepe

com Inverno Seco - BSw” (classificação de Köppen1 ), modificado localmente pela altitude, com duas estações distintas, a estação chuvosa (muito curta) e a seca (muito longa). A precipitação média anual na estação mais próxima (Chicôa) é cerca de 635 mm, enquanto a evapotranspiração potencial média anual está na ordem dos 1.623 mm. [Fonte: Perfil do distrito de Cahora Bassa, província de Tete, edição 2005, página 2]. De acordo com os dados de precipitações (em mm) diárias de 5 anos hidrológicos2 (2007/2008 a 2011/2012) lidas na subestação da Hidroeléctrica de Cahora-Bassa em Songo obtiveram-se os valores de precipitação de cada ano hidrológico presentes na tabela abaixo. Tabela 1: Valores de precipitação de cada ano hidrológico. MÊS/ANO 2007/2008 2008/2009 2009/2010 2010/2011 2011/2012 Out

2.8

0

0

0

0.6

Nov

60.4

18.8

50.9

21.1

65.4

Dez

266

267

208

377

40.1

Jan

490

239

112

316

160

Fev

21.8

68

369

30

81

Mar

56

142

102

90

43.7

Abr

0

28.3

49.2

7.7

68

Mai

1.5

4.5

9.4

0

0.8

1

A classificação climática de Köppen É o sistema de classificação global dos tipos climáticos mais utilizados em geografia, climatologia e ecologia. A classificação é baseada no pressuposto, com origem na fitos sociologia e na ecologia, de que a vegetação natural de cada grande região da Terra é essencialmente uma expressão do clima nela prevalecente. 2 Dados presentes nos anexos. Fernando Transval; Novais Soca & Vasco Govene

8


2013

Jun

6.8

0

3.4

0

6.5

Jul

8.8

16.6

5.8

9.5

0

Ago

7.8

0

11.3

0.1

0

Set

7.6

0

0

0

0

Max

490

267

369

377

160

Min

0

0

0

0

0

Med

77.46

65.35

76.75

70.95

38.84

Total

929.5

784.2

921

851.4

466.1

A rede de drenagem natural é constituída fundamentalmente pelo rio Guto, ribeira de carácter torrencial que atravessa o planalto no sentido NE-SW, recebendo as águas de seus tributários, três em cada margem. O sistema de drenagem apresenta nítidos sinais de terrencialidade com formação de leitos relativamente encaixados, frequentemente ravinados, onde os declives são mais acentuados. A linha de água principal, atingindo uma zona de menor declive forma um leito mal definido, permitindo a formação de depósitos coluviais.

Parte prática 12 Dimensionamento O dimensionamento de uma barragem de terra consiste em determinar as suas dimensões (aterro, vertedouro, tomada de água e desarenador ). Os passos a se seguir no dimensionamento de uma barragem são: 













Escolha do local; Levantamento plani-altimétrico; Volume de água armazenada; Altura da barragem; Largura da crista; Comprimento da projecção dos taludes; Cálculo do volume de terra;


9






2013

Vertedouro; Tomada de água.

12.1 Escolha do local A escolha do local é muito importante uma vez que a topografia influência na capacidade de acumulação, isto é, na capacidade de armazenamento da albufeira, que é o fator mais importante. A barragem devera ter o menor volume possivel em corpo e acumular o maior volume possivel em água. O local escolhido para a construção da barragem localiza-se próximo da rotunda “Sandawana”, na margem direita em direcção a Estação de Tratamento de Águas Residuais de Songo ( ETAR) entre as coordenadas: -15.6061,32.7561 e -15.605,32.7573 (Latitude, Longitude). As figuras abaixo ilustrão a margem esquerda e direita respectivamente do local escolhido . Figura 2: Margem esquerda do local escolhido.

Fonte: Os autores.


10


2013

Figura 3: Margem esquerda do local escolhido.

Fonte: Os autores.

12.1.1 Vantagens do local escolhido 









Apresenta uma secção estreita; Encontra-se distante da nascente; Apresenta maior número de contribuintes afluentes; Maior quantidade de água para o armazenamento; Facilidade de ligação entre os dois pontos equiparados (de mesma altura), que servirão de pontos de encastramento das encostas da barragem;











Facilidade de acesso ao local; Possibilita a extracção dos materiais de construção necessária ( solos, agregados); Situa-se a jusante dum vale aberto; Boas condições de fundação; Visualmente apresenta boas condições geológicas a montante.


11


2013

12.1.2 Desvantagens 





Possibilidade de desmoronamento das pedras do próprio monte; A Topografia do terreno é plana condicionando menor altura de água (ver figura abaixo); Havera necessidade de construção de diques ao lado da estrada (Avenida Armando Guebuza) para evitar inundação da mesma uma vez que ela encontra-se inferior em relação à barragem.

Figura 4: Terreno plano do local escolhido.

Fonte: Os autores.

12.2 Levantamento planialtimétrico O levantamento planialtimétrico ( planimétrico e altimétrico), foi feito com ajuda de uma carta topográfica, onde foram extraídas à partir desta, as curvas de nível e as suas respectivas cotas (ver figura abaixo).

O levantamento tem por objectivo um melhor conhecimento da área onde se vai construir a barragem. Normalmente utiliza-se o levantamento do eixo da barragem e de seções intermediárias transversais ao eixo, com levantamento de curvas de nível (normalmente de metro por metro) em toda a área a ser inundada pela represa.


12


2013

Figura 5: Curvas de nível do local e as suas respectivas cotas.

Fonte: Fotografia tirada sobre a carta topografica fornecida pelos funcionarios da HCB (Técnico

Topógrafo Zeca Sargento e ao Eng o. Fabião Nhampossa).

12.3 Capacidade da albufeira 12.3.1 Área ocupada pela albufeira Toda figura regular possui uma expressão matemática responsável pelo cálculo de sua área ( Por exemplo: Área do quadrado é igual à medida de um dos lados ao quadrado; área do triangulo é igual ao comprimento da sua base multiplicada pela sua altura dividida por dois), mas nos casos em que a figura possui um formato irregular, o cálculo da área de sua superfície ocorre de uma maneira especial. A maneira mais simples de cálculo de figura com formato irregular é criar dentro dessa figura irregular, figuras regulares e calcular o valor das sub áreias criadas, for fim faz-se o somatório dos resultados é ter-se-a de modo o valor da área deseja. O espaço entre duas cursa de niveis forma uma figura irregular. Para calcular o valor da área dessa figura irregular recorreu-se a criação de subáreas (Ver figura á seguir ). O desevolvimento Fernando Transval; Novais Soca & Vasco Govene

13


2013

de cálculo por esse metodo cai fora do âmbito desse trabalho e por essa razão so serão apresentados das áreas ja calculados (Ver tabela abaixo). Figura 6: Cursas de niveis subáreas criadas.


Topógrafo Zeca Sargento e ao Eng o. Fabião Nhampossa). Tabela 2: Tabela de curva das áreas acumuladas.

Curva(m) Area(m2) 825 3400 830 45600 835 100640 840 166250 Fonte: Os autores. n 0 1 2 3

12.3.2 Volume da água á armazenar O cálculo do volume acumulado pode ser obtido pela equação abaixo:

   )   (  


14


2013

Onde: V – volume acumulado (m3);

 Área da curva de nível de ordem 0 (m );  Área da curva de nível de ordem n (m ); –

2

–

2

h – diferença de cota entre duas curvas de nível (m).

A área de inundação (Ver na figura abaixo) possibilitará um volume máximo na altura de 5 m (h = 830m – 825m), isto é, envolverá as cotas de 825 e 830 e as áreas de 3400 e 45600 m2 respectivamente, sendo assim, o volume útil será dado por:

              Figura 7: Área

inundada.


Topógrafo Zeca Sargento e ao Eng o. Fabião Nhampossa).

12.4 Altura da barragem A altura da barragem depende do volume total de água a ser acumulado. Para determinação da

), a altura de água no

altura da barragem leva-se em consideração a altura normal de água (


15


2013



desgarregador de superficie ( ) e a folga total. A folga total é obtida com a soma do valor da tabela abaixo com a altura das possíveis ondas que poderão se formar.

       Tabela 3: Valores mínimos da folga.

Fonte: Prof. Dr. Rodrigo Otávio Rodrigues de Melo Souza - ICA/UFRA.

Onde:

 √  √ 

L – maior dimensão da albufeira a partir da barragem (Ver a figura abaixo). Figura 8: Dimensão da albufeira.


Topógrafo Zeca Sargento e ao Eng o. Fabião Nhampossa). Fernando Transval; Novais Soca & Vasco Govene

16


2013

     ; Assumindo que:          √  √  ; L = 430m = 0,430km  √ √   Da Tabela:

Folga = 0,75m

       

A barragem terá uma altura de 8 metros (Ver a figura abaixo). Figura 9: Altura da barragem e a sobreelevação.

Fonte: Os autores. Fernando Transval; Novais Soca & Vasco Govene

17


2013

12.5 Largura do coroamento (crista) A largura do coroamento deve ser sempre maior que 3 metros, uma vez que, normalmente, utiliza se o aterro como estrada. Na tabela a seguir apresenta-se uma sugestão de valores da crista em função da altura da barragem. Tabela 4: Valores da largura da crista.

Fonte: Prof. Dr. Rodrigo Otávio Rodrigues de Melo Souza - ICA/UFRA. Com base na tabela, para uma altura da barragem de 8 m, a largura da crista deve ser de 4 m (Ver a figura abaixo). Figura 10: Representação do perfil transversal da barragem.

Fonte: Os autores.

12.6 Dimensionamento de filtros e drenos 12.6.1 Cálculo do caudal infiltrado pelo corpo da barragem Na determinação do caudal infiltrado iremos usar o método dos tubos de fluxo, sendo este um método que apesar de não ser exacto ele nos pode dar uma estimativa aproximada para as barragens zonadas. O núcleo e composto pelo material com porosidade Fernando Transval; Novais Soca & Vasco Govene

 =1,0* ⁄ 18


Material de aterro com porosidade

 =6 =6 

2013

= ⁄

O material de aterro ocupa 65% da barragem toda, enquanto que o núcleo ocupa 35%.

 ) que representa uma

Com estes dados iremos determinar a permeabilidade equivalente

media ponderada da porosidade dos dois materiais que constituem a barragem, e considerar este material como um só.

               

                 

                Fernando Transval; Novais Soca & Vasco Govene

19


2013

                           12.6.2 Material para filtros e drenos Sendo o material de núcleo e de aterro argilas e siltes finos com 85% de material passado no

(diâmetro das partículas do filtro) <9( diâmetro das partículas da base) e também o    .

peneiro nº200, requerem um filtro com

12.6.3 Verificação: 

A percentagem com dimensões inferiores a 0,074mm do material de aterro (argila) é de 86,6%.



Percentagem do material retido no peneiro nº4 (4,76mm) <60%.



  

<9 4,8<9*0,6 4,8<5,4 (OK!)


20


2013

12.6.4 Dimensionamento da secção do filtro A tabela abaixo mostra a análize granulométrica do material utilizado para o filtro e que a curva granulométrica do mesmo encontra-se no anexo II. Tabela 5: Curva granulométrica para cálculo de coeficiente de permeabilidade.

Dimensão (mm) 9.5000 4.8000 4.000 2.200 1.8000 0.6000 0.5000 0.420 Total

n S K

%Passa 100 95.1 85 60.2 50 21 10 9.7

Wn

S`n(cm^-1)

4.9 10.1 24.8 10.2 29 11 0.3 9.7

Wn*Sn(cm^1)

8.89 13.69 20.23 30.15 57.74 109.54 130.93

f

43.54 138.30 501.60 307.54 1674.32 1204.99 39.28 3909.57

0.25 43.01 0.002253

Para o material escolhido para se usar no filtro, com o método granulométrico foi quantificado o valor de permeabilidade do solo K=0,002253.

         

         Fernando Transval; Novais Soca & Vasco Govene

21

1.1


2013

12.6.5 Dimensionamento do dreno O tapete drenante será colocado do vale, sendo dada a garantia da sua funcionalidade. O dreno é composto por 3 camadas, sendo as camadas superiores e a inferior, compostos pelo mesmo material ( siltes) e o material intermédio por cascalho. Em seguida são indicadas as 3 camadas que constituem o dreno:

 2. Camada intermédia (=0,008m/s); 3. Camada superior (  . 1. Camada inferior ( =0,0009m/s);

12.6.6 Capacidade do dreno 12.6.7 Determinação do caudal infiltrado pela fundação da barragem



O valor de permeabilidade do solo da fundação é K=2,4*

             

12.6.8 Determinação do caudal drenado ( caudal

)

total

O caudal total refere-se a soma do caudal que percola pelo corpo da barragem e o caudal infiltrado pela fundação da barragem.

         12.6.9 Secção total do dreno A inclinação do dreno é paralelo a superfície de contacto entre o corpo da barragem e a fundação (i=0,06 ).


22


2013

               ∑                    12.6.9.1 Disposição das camadas do filtro

     

12.7 Cálculo do volume de terra Com ajuda de uma planilha Excel, já conhecidas a largura e comprimento do coroamento ( Adoptado sob influência do complimento do vale igual a 135), a altura, as inclinações de montante e de jusante da barragem e do núcleo da barragem e as posições perfis máximas (esquerda e direita), fez-se o cálculo do volume de terra necessário para a barragem como ilustra a seguir ( fig.7 ). Tabela 6: Volume de terra. Largura do coroamento Altura Inclinação de montante (h:v) Inclinação de jusante (h:v)

4 8 2 2

m m 1 1

Largura do núcleo

3

m


23


7 0.29 0.29

m 1 1

135 7 6.25 1.875

m m 1 1

Posição perfil máximo á ME Posição perfil máximo á MD Área do núcleo Área aterro (s/núcleo)

15 50 35 125

m m m² m²

Volume do núcleo Volume do maciço Volume total

3587.5 12812.5 16400

m³ m³ m³

Altura do núcleo Inclinação de montante (h:v) Inclinação de jusante (h:v) Comprimento coroamento Largura do núcleo na base Inclinação média MD (h:v) Inclinação média ME (h:v)

2013

O volume do maciço corresponde à 12,812.5 m3, do núcleo à 3,587.5 m3 o que corresponde a um total de 16,400 m3.

12.7.1 Camaras de empréstimo Embora não ter sido analisado o material a ser usado na represa, mas, prevê-se usar uma parte do material encontrado no terreno, isto é, material encontrado no local da represa como rochas ( pedras) a ser usado na protecção de montante e areia fina a ser usada no corpo da barragem. Isso assumindo que o material la presente apresente boa qualidade para o aterro. Será usado como material de aterro (o corpo da barragem) areia de boa granulometria compactada, para o núcleo será usado argila mole.

12.8 Verificação de estabilidade dos taludes Conhecendo-se: 





A inclinação de talude de montante: 1:2 (v:h); A inclinação de talude de jusante: 1:2 (v:h); 3 O Ɣ ( peso volúmico do material do maciço de montante e jusante = 1,86g/m =

18,6Kn/m3) 

As pressões intersticiais devidas a compactação: ru = 0,1 ( Adoptado);


24




2013

Parâmetro de resistência ao corte:

ɸ = 460 (Areia de boa granulometria compactada- Tabela 165-tabela técnica para engenharia);

C = 6 kpa ( Adoptado).

       ß = Arctg (     - Do ábaco: ru = 0; Vem:

                  Do ábaco: ru = 0,25; Vem:                   Dai, o valor pretendido para ru = 0,1, obtém-se de:

                   12.9 Descarregador O descarregador é um dispositivo de segurança, que tem a finalidade de eliminar o excesso de água quando a vazão assumir valores que tornem perigosa a estabilidade da barragem ou impedir que o nível de água suba acima de uma certa cota. O descarregador deve ter capacidade suficiente para permitir o escoamento máximo que pode ocorrer na secção considerada. A vazão de dimensionamento deve ser igual à máxima vazão do curso de água, o que ocorre por ocasião das cheias.


25


2013

Os passos considerados para o dimensionamento do descarregador são: 

Delimitação da bacia de contribuição;



Determinação do coeficiente de escoamento superficial;







Com base no tempo de retorno e no tempo de concentração da bacia, a determinação da intensidade de precipitação; Pela fórmula racional, o cálculo da vazão máxima (caudal de projecto) de escoamento superficial; Determinação das dimensões do descarregador para a vazão máxima.

12.10 Delimitação da bacia de contribuição; Para o cálculo da bacia de contribuição foram considerados os pontos altos (mais próximos) em que a partir dos quais há probabilidade de água que desce destes pontos para encher o reservatório. Está ilustrado na figura abaixo. Figura 11: Área da bacia de contribuição.

   Fernando Transval; Novais Soca & Vasco Govene

26


2013

                                                           Fernando Transval; Novais Soca & Vasco Govene

27


2013

                                      12.10.1

Coeficiente de escoamento

O Coeficiente de escoamento é Fracção da chuva que escorre até atingir o fim da área, dado em função da topografia, cobertura e tipo de solo.


28


2013

Tabela 7: Tabela de Coeficientes de escoamento superficial.

Fonte: Prof. Dr. Rodrigo Otávio Rodrigues de Melo Souza - ICA/UFRA

            Com base no tempo de retorno e no tempo de concentração da bacia, determinar a intensidade de precipitação; De seguida é a presentado uma figura de um mapa com coeficiente de escoamento para diferentes zonas do pais.


29


2013

Figura 12: Mapa coeficiente de escoamento para diferentes zonas do pais.

Fonte: Projecto De Regulamento Dos Sistemas Públicos De Distribuição De Água E De Drenagem De Águas Residuais De Moçambique. Lisboa, Novembro de 2000. Fernando Transval; Novais Soca & Vasco Govene

30


12.10.2

2013

Tempo de concentração

Para o tempo de concentração, considerou-se o que maior comprimento que corresponde ao trecho “início do rio- local barragem” e através da carta topográfica refente a zona, extraiu-se

cotas correspondentes aos pontos considerados e desta maneira conhecer-se a inclinação entre os pontos considerados. Com ajuda da fórmula de kirpich (1964), calculou-se o tempo de concentração.

          12.10.3

Intensidade de precipitação

O cálculo da intensidade foi feito usando as curvas I-D-F. Os passos adoptados para o cálculo da intensidade de precipitação foram os seguintes: 

Localização da área de estudo no mapa e identificação da região pluviométrica.



Cálculo da intensidade da precipitação para a duração e período de retorno escolhidos com base nas curvas I-D-F de Maputo.



Afectação do valor obtido pelo coeficiente da zona factor multiplicativo correspondente à região pluviométrica em causa.

Expressão analítica das curvas I-D-F para Maputo:

Onde:

   

I - intensidade da precipitação (mm/h); a,b - parâmetros adimensionais (Ver tabela a seguir); t – duração (min).


31


2013

Tabela 8: Tabela para vários períodos de retorno.

Adoptou-se um período de retorno de 50 anos para a nossa barragem, então:

      Logo:

        

Afectando a intensidade pelo coeficiente de zona (Como referiu- se anteriormennte” Expressão analítica das curvas I-D- F para Maputo” , para regiões diferentes de Maputo o resultado devera sempre ser afecte um coeficiente), tem-se:

          12.10.4

Caudal de projecto

Para cálculo do caudal (vazão máxima de escoamento superficial ) de projecto usou-se a fórmula racional; Através da fórmula racional pode-se estimar a vazão em função de dados de precipitação. É o método mais utilizado, devido à facilidade de uso e também por falta de dados para o uso de outros métodos. Esta fórmula considera que a precipitação ocorre com a intensidade uniforme durante um período igual ou superior ao tempo de concentração e que seja também uniforme em toda a área da bacia. Devido a estas considerações, a fórmula racional só deve ser utilizada em áreas pequenas (menores que 60 ha).

    Fernando Transval; Novais Soca & Vasco Govene

32


2013

Onde:

Q – vazão máxima (m3 /s); C – Coeficiente de escoamento superficial; I – Intensidade máxima de chuva durante o tempo de concentração, capaz de ocorrer com a frequência do tempo de retorno desejado (5, 10, 25 anos), mm/h; A - Área da bacia (ha);

                   



O caudal de projecto é de 40m3/s.

12.10.5

Dimensões do canal

Para dimensionar o canal descarregador usou-se a fórmula de Manning:

    Onde: V – velocidade de escoamento (m/s); R – raio hidráulico do canal (m);

     b

h b

i – declive do canal (m/m);

  


33


2013

n – coeficiente de Manning.

       ()   (  )          



Seja h 1m

Fazendo Iteração, teremos: Tabela 9: Cálculo iterativo da largura do descarregador.





4,42

2,72

2,72

3,06

3,06

2,97

2,97

2,99

2,99

2,99

1

4,42

A dimensão da base obtida através iteração usando a fórmula de Manning é aproximadamente igual á 3m (b≈m). Figura 13: Dimensões do canal descarregador rectangular.


34


2013

12.11 Esvaziamento da represa Para o dimensionamento do desarrenador para esvaziamento da represa vai ser usado conduta de betão como material de, com coeficiente de Hazen Williams C=120 com um comprimento de 37 m, com um tempo de esvaziamento de 7 dias e a vazão normal do curso de água igual a 10 l/s e assumindo uma carga sobre o desarrenador de 2,5 m.c.a.

12.11.1

Onde:

12.11.2

Caudal à ser esvaziado

    

         Diâmetro da conduta

Para o dimensionamento do diâmetro da conduta, foi usada a fórmula de Hazen Williams.

   ( )           [  ( ) ]          [  (  ) ]

Para este caso, adopta-se que será usado uma conduta de diâmetro imediatamente inferior ao calculado que é de 200mm (diâmetro comercial ).

12.12 Protecção de taludes Os taludes de montante e de jusante por sofrerem acção de intempéries, notadamente decorrentes das Precipitações pluviométricas, bem como da acção das ondas formadas no reservatório, necessitam de uma protecção apropriada.


35


12.12.1

2013

Talude de montante

Em função dos materiais existentes numa dada região. Os Principais tipos de protecção são: 

Rip rap Lançado;



Rip rap Arrumado;



Solo-cimento;



Revestimento de betão;



Pedras rejuntadas.

O Tipo de protecção adoptada como solução para o projecto será o rip rap arrumado. Este é, segundo a tecnologia actual, o mais aconselhável tipo de protecção. O rip rap consiste de uma camada dimensionada de blocos de pedra, lançada sobre um filtro de uma ou mais camadas, de modo que este actue como zonas de transição granulométrica, Servindo como obstáculo à fuga dos materiais finos que constituem o maciço. A rocha a ser utilizada deverá possuir dureza suficiente para resistir à acção dos Factores climáticos. As pedras ou blocos utilizados na construção do rip rap devem ter, de preferência, o formato alongado, evitando-se, tanto quanto possível, os blocos de formato arredondado. Assim, as possibilidades de deslizamentos são menores. A espessura da camada e o tamanho dos blocos é função do fetch. O dimensionamento recomendado do rip rap é apresentado na Tabela 6.

12.12.1.1 Rip rap com Pedras Arrumadas Neste caso, as pedras são arrumadas, de modo a constituírem uma camada de blocos bem definida, preenchendo-se os vazios com pedras menores. A qualidade da pedra deve ser excelente. A espessura da camada pode ser a metade da dimensão recomendada no caso de rip rap lançado. Tabela 10: Dimensionamento do rip rap.


36


2013

Para o caso da barragem em dimensionamento utilizar-se-á para a protecção de montante o rip rap com pedras arrumadas em que pela inclinação de taludes de montante (2:1), a espessura da camada será de 1/2 m (0,5metros). Figura 14: Rip rap com Pedras Arrumadas.

Figura 15: Representação das dimensões da protecção em rip rap e sua disposição.


37


12.12.2

2013

Talude de jusante

A protecção do paramento de jusante é, em princípio, mais simples do que a do paramento de montante, uma vez que não há lugar à acção das ondas. No entanto, a protecção desta zona da barragem é, também, muito importante. No caso de barragens de terra, o paramento de jusante é uma zona com potenciais problemas de erosão e de ravinamentos. A protecção consiste em três aspectos: •

Proporcionar um adequado revestimento da superfície, através de enrocamento de protecção ou revestimento vegetal adequado;

•

Colocar banquetas, de forma a limitar a distância vertical entre pontos sem drenagem controlada;

•

Drenar as banquetas.

No que respeita ao enrocamento de protecção, apesar de não ser necessário nenhum dimensionamento em especial, é aconselhável que exista uma camada de transição entre este material e o solo do paramento. Esta camada será muito menos exigente que as do paramento de montante. Se for adoptado o revestimento vegetal, dever-se-á dar preferência as espécies locais de crescimento espontâneo, quando adequadas. Para o caso da barragem em dimensionamento utilizar-se-á para a protecção de taludes de jusante, vegetação adequada, por esta apresentar também um bom aspecto em termos de beleza. E nesse caso utilizar-se-á a vegetação em erva-daninha 3 como material de protecção.

12.13 Sismos As barragens são estruturas importantes e como as demais estruturas, estão sujeitas as acções sísmicas. Por esse motivo é necessário que o projecto contemple medidas concretas para fazer face a acção dos sismos. Esta questão é especialmente pertinente em barragens situadas em zonas sísmicas.

O caso de Cahora Bassa onde estará localizada a nossa barragem, o risco sísmico do local é moderado a baixo (Ver mapa abaixo). Razão pela qual ao não se considerou o sismo para o efeito de dimensionamento.

3

Uma planta é considerada erva daninha quando nasce espontaneamente em local e momento indesejado, podendo interferir negativamente na agricultura.


38


2013

Figura 16: Mapa de risco sísmico da região oriental de África (Midzi, V., et al, 1999).

12.14 Observação e controlo de segurança 12.14.1

Controlo de segurança durante o primeiro enchimento

Para controlo de segurança durante o primeiro enchimento da albufeira, fase mais crítica da vida da obra do ponto de vista do risco envolvido, será realizado com base num plano elaborado para o efeito e tem por objectivos: a) Evitar a ocorrência de acidentes e incidentes ou minimizar os seus efeitos; b) Assegurar que as obras e os equipamentos estão em condições de suportar as acções de serviço e que estes últimos funcionam adequadamente; c) Avaliar a eficácia do sistema de observação.

12.14.2

Controlo da segurança ambiental

O controlo da segurança ambiental será realizado pelo cumprimento das regras de exploração da barragem e tendo em conta, nomeadamente: a) A qualidade das águas;


39


2013

b) O assoreamento4 da albufeira e a evolução do leito a jusante; c) A alteração dos níveis freáticos; d) Aspectos ecológicos.

12.14.3Planeamento de emergência O planeamento de emergência de uma barragem tem por objectivo a protecção e salvaguarda da população, bens e ambiente, bem como a mitigação das consequências de um acidente em situações de emergência associadas a ondas de inundação. O planeamento de emergência compreende a avaliação dos danos potenciais e a definição dos procedimentos a adoptar pelos diferentes intervenientes e é constituído pelos planos de emergência interno e externo. No caso de existência de mais de uma barragem com incidência sobre um trecho comum do rio, os planos de emergência na parte relativa a esse trecho devem ser compatíveis entre si e considerar o cenário de acidente mais desfavorável para essas barragens.

13 Conclusão e Recomendações 13.1 Conclusão Com alternativa escolhida pode-se construir uma barragem com uma altura de 8 metros, considerando-se como uma pequena barragem e uma capacidade útil de 122,500.00 m3 de albufeira numa área de 49,000 m2 (4,9 ha).

13.2 Recomendações a)

Em caso de implantação do projecto, recomenda-se que se faça um estudo geológico, para que se conheçam devidamente as características do solo de fundação, visto que não foram feitos estudos comprovativos em relação a este critério.

b)

Recomenda-se também, que sejam feitos estudos do impacto ambiental, social e cultural antes do início do projecto de construção.

Assoreamento - é a obstrução, por sedimentos, areia ou detritos quaisquer, de um estuário, rio, baía, lago ou canal. 4


40


c)

2013

Manter uma vigilância apertada sobre a barragem em termos de inspecção visual, sobretudo no aterro na zona da tomada de água e das descargas de fundo.

d)

Manter as leituras diárias do equipamento de observação da obra e solicitar a um consultor ou laboratório especializado a interpretação regular desses dados.

e)

Em caso de se detectarem quaisquer situações anómalas, deve alertar e iniciar o abaixamento da cota da albufeira utilizando para o efeito o descarregador de cheias.

f)

Enquanto não se chegar época das chuvas, manter a albufeira até a cota do NPA.

g)

Assegurar que esta barragem esteja dotada de meios humanos, materiais e orçamento adequados para garantir a segurança da infra-estrutura e a sua exploração eficiente.

Seleccionar e treinar devidamente o pessoal técnico responsável pela segurança e exploração da barragem e fazer com que participe em acções de formação contínua nesse domínio, de forma a manter um elevado nível de prontidão operacional.

14 Bibliografia 

Prof. Dr. Souza, Rodrigo. RESUMO DAS AULAS. Agosto de 2010. [Online]. Disponível no site: http://www.portal.ufra.edu.br/attachments/803_resumo_geral_hidraulica.pdf [acedido em 20/10/2013 pelas 19:20];



Farinha, Brazão e Reis, Correia. Tabela Técnica. P.O.B. 1993;



Prof. Dr. Vaz, Carmo. Barragem de Terra;



Marcelino, João. Projecto Construção Exploração Pequenas Barragens Aterro. Laboratório Nacional de Engenharia Civil. 2008;



Atlas

Digital

das

Águas

de

Minas

[Online].

Disponível

no

site:

http://cpcs.sites.ufms.br/files/2012/10/Hidraulica_P3_BarragensDeTerra_MaterialCo mplementar-I.pdf [acedido em 20/10/2013 pelas 19:20]; 

Prof. Carvalho, Daniel. Fundamentos de Hidráulica. Novembro/2011. [Online]. Disponível no site: http://www.ufrrj.br/institutos/it/deng/daniel/Downloads/Material/Graduacao/IT%205 03/IT503%20cap%209%20-%202011s.pdf [acedido em 20/10/2013 pelas 19:20];


41




2013

Projecto De Regulamento Dos Sistemas Públicos De Distribuição De Água E De Drenagem De Águas Residuais De Moçambique. Lisboa, Novembro de 2000;



Carvalho, Ezequiel e Tembe, Ilídio. Observação Dinâmica Da Barragem De Cahora Bassa. Maputo, 2 Setembro 2008;



Hradilek, Peter. Manual de Irrigação. Brasília-DF. Dezembro de 2002; [Online]. Disponivel no site http://www.codevasf.gov.br/principal/publicacoes/publicacoesatuais/pdf/barragens.pdf [acedido em 20/10/2013 pelas 19:20];


42


2013

Anexos


43


2013

15 Anexo I: Precipitações (em mm) lidas na subestação da Hidroeléctrica de CahoraBassa em Songo Tabela 11: Ano Hidrológico 2007/2008 Dia/Mês

Out

Nov

Dez

Jan

Fev

Mar

Abr

Mai

Jun

Jul

Ago

Set

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.8 0.0 0.0 0.0 0.0

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 5.4 14.3 0.0 0.2 0.0 2.8 5.6 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 23.2 0.0 0.0 5.9 2.9

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.5 26.1 0.4 32.7 0.3 1.2 0.5 9.9 4.8 0.4 24.9 0 1.1 82.5 16.2 5.3 1.4 23.4 0.0 10.5 0.0 4.7 11.1 5.6 2.9 0.0

0.1 0.0 4.1 37.2 64.5 0.5 4.2 5.3 0.0 4.6 44.2 88.4 6.4 24.2 4.9 24 0.0 0.0 17.1 1.2 21.2 29.4 0.6 0.0 35.4 4.2 15.4 15.5 8.8 0.3 28.3

0.2 1.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 3.6 6.8 6.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 3.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

0.0 7.9 5.4 0.0 0.0 2.8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 24.5 13.0 2.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

1.1

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

4.7

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.2

2.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

5.6

0.0

7.6

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.8

1.2

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

1.5

0.0

0.0

7.8

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

Máx.

2.8 0

23.2 0

82.5 0

88.4 0

6.8 0

5.6 0

7.8 0

Mim.

0.0


24.5 0

0.0

0 0

1.5 0

4.7 0

7.6 0 44


Méd. Total

0.09 2.8

2.01 60.4

8.59 266

15.8 490

2013

0.75 21.8

1.81 56

0 0

0.05 1.5

0.23 6.8

0.28 8.8

0.25 7.8

0.25 7.6

Fev

Mar

Abr

Mai

Jun

Jul

Ago

Set

Tabela 12: Ano Hidrológico 2008/2009 Dia/Mês

Out

Nov

Dez

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

0.0

0.0

0.0

0.3

2.7

0.0

13.1

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

7.1

0.0

0.0

0.0

0.3

0.0

0.0

0.7

0.0

0.0

0.0

0.0

0.9

6.8

0.0

3.1

0.0

0.0

0.0

4.8

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

54.0

27.6

0.0

4.6

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

1.1

13.5

0.2

7.1

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

20.8

0.1

0.2

0.0

1.2

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

3.8

13.8

2.0

12.9

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

16.5

1.6

3.1

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.4

1.3

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.1

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

20.5

0.0

0.0

1.6

0.0

0.3

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

4.0

0.0

0.0

0.0

0.1

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

2.1

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

22.2

0.0

0.0

0.0

0.9

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.3

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

1.4

18.4

0.0

0.5

0.0

2.9

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

1.1

41.2

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

23.2

10.0

0.0

17.6

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.3

25.7

8.8

0.0

5.0

0.0

0.0

0.0

5.7

0.0

0.0

0.0

1.5

66.2

4.6

0.0

16.8

0.0

0.0

0.0

2.1

0.0

0.0

0.0

0.0

12.7

7.7

2.1

0.0

0.0

0.0

0.0

1.0

0.0

0.0

0.0

0.0

2.6

0.0

0.0

91.8

0.0

0.0

0.0

2.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

3.5

1.7

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

13.2

1.1

0.0

0.0

0.0

0.3

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

3.4

20.9

5.5

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

38.1

18.4

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

2.1

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

6.7

10.6

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

1.4

0.0

0.0

0.0

0.0

0.3

0.0

0.0

0.0

0.0

1.1

2.7

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

31

0.0

0.0

1.8

0.0

0.0

0.0

66.2

54

Máx.

0

13.2

Jan

27.6


91.8

0.0

13.1

2.9

0

5.7

0

0 45


0 0 0

Mim. Méd. Total

0 0.63 18.8

0 8.62 267

0 7.7 239

0 2.43 68

2013

0 4.56 142

0 0.94 28.3

0 0.15 4.5

0 0 0

0 0.54 16.6

0 0 0

0 0 0

Tabela 13: Ano Hidrológico 2009/2010. Dia/Mês

Out

Nov

Dez

Jan

Fev

Mar

Abr

Mai

Jun

Jul

Ago

Set

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

2.8

0.0

2.5

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.6

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

7.1

0.0

0.0

0.0

0.6

0.0

0.0

0.0

0.0

19.5

0.0

0.0

0.0

4.1

0.0

0.0

0.0

0.0

1.8

0.0

0.0

0.0

1.1

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

3.8

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

7.4

0.0

0.0

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 6.7 0.0 0.0 4.6 0.2 2.4 26.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 6.7

45.1 23.5 12.9 20.0 1.2 0.0 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.3 5.7 5.2 0.0 50.7 84.7 62.8 2.6 8.7

0.0

0.0

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 3.4 0.0 0.0 0.0 0.0 40.8 0.0 0.0 0.0 0.0 5.9 0.0 23.7 15.8 21.4

59.5

0.0

0.0 4.1 0.0 59.1 0.0 13.5 0.0 0.0 0.0 0.0 4.8 12.8 0.0 0.0 0.7 0.0 0.0 0.0 2.2 0.0 26.9 4.2 0.0 6.5 0.0 2.1 0.0 62.1 8.4 0.8 0.0

0.0

1.8

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.6

0.0

0.0

0.0

1.1

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

1.4

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.5

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

4.4

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

2.2

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

17.1

0.0

2.4

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

17.8

9.2

42.2

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

2.4

0.0

1.8

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

7.0

0.0

0.4

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.7

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

3.4

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

Máx. Mim.

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

0 0

26.5 0

62.1 0

40.8 0

84.7 0


0.0

59.5 0

2.3

42.2 0

4.4 0

3.4 0

4.1 0

7.4 0

0 0 46


0 0

Méd. Total

1.7 50.9

6.72 208

3.62 112

2013

13.2 369

3.28 102

1.64 49.2

0.3 9.4

0.11 3.4

0.19 5.8

0.36 11.3

0 0

Tabela 14: Ano Hidrológico 2010/2011. Dia/Mês

Out

Nov

Dez

Jan

Fev

Mar

Abr

Mai

Jun

Jul

Ago

Set

1

0

0

32.7

13.1

0

0

0

0

0

0

0

0

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6.5 13.8 0 0.4 0 0 0 0.4

0 0.5 12.8 0 56 54.1 71.5 77.5 5.6 0 17.5 10.4 3.4 0 0 0 0 0 0 9.5 0 3.2 0 8.9 2.1 2.7 0 0 8.9 0

0 0 0 0 0 0.5 1.2 0 6.7 0 20.2 2 22.8 36.1 0.5 29.1 28 22.9 23.2 26.1 19.4 0 0 19.6 3.7 3.1 29.7 2 1.9 3.7

0 11.9 0 0.4 0.5 0 0 0 0 6.9 9.6 0 0.7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 16.6 8.5 0.7 0 6.2 9.7 15.6 0 3.9 0 0 0 4.1 22.1 0 0 0 2.6 0 0 0

0 0 0 6.5 0.4 0.8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 7.9 1.6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.1 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

22.1

6.5

0

0

7.9

Máx.

0

13.8

77.5

36.1

11.9


0.1

0 47


Mim. Méd. Total

0 0 0

0 0.7 21.1

0 12.2 377

0 10.2 316

0 1.07 30

0 2.9 90

2013 0 0.26 7.7

0 0 0

0 0 0

0 0.31 9.5

0 0 0.1

0 0 0

Tabela 15: Ano Hidrológico 2011/2012.

Dia/Mês

Out

Nov

Dez

Jan

Fev

Mar

Abr

Mai

Jun

Jul

Ago

Set

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2.7 5.9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 7.4 0 0 0 43.7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4.1 0 0 0 0 0 0 8.4 0 0 1.8 0 0

0 0 0 0 0.4 0 0 0 0 0 0 0 0.6 3.7 10.9 2.8 2.9 14.4 0 0 0 0 0 0 3.1 0.9 0 0 0 0.4

16.6 5.8 2.4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9 28.2 0 0 4 8 16.8 2.3 4.1 8.6 1.5 0 9.3 0 43.2 0 0

0 0 0 17.5 0 0 13 0 0 1.3 0 3.8 0 15.4 8.9 0 19.8 0.7 0 0 0.6 0 0 0 0 0 0 0 0

1.2 0 0 0 0 0 25.1 3 2.2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4.8 0 0 0 1.4 0 2.3 0 0 0 2.4 0

19.5 37.6 2.4 0 0 0 0 0 0 0 0 2.4 0.4 2.8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2.9 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0.8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 6.2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

31

0

0

0

0

0

5.9 43.7 14.4 43.2 19.8 Fernando Transval; Novais Soca & Vasco Govene Máx.

1.3 25.1

0 37.6

0.8

6.2

0

0

0 48

Projecto e Dimensionamento de Pequena Barragem (2013_grupo II)

Recommend Documents