ESTADO DE MATO GROSSO
SECRETARIA DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO
CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
PEQUENAS BARRAGENS DE TERRA
As barragens de terra apresentam um elevado número de finalidades, e é comum
justificar suas construções com base em uma ou mais finalidades.
• obtenção de energia elétrica;
• controle de cheias e regulação de vazões;
• navegação;
• abastecimento doméstico;
• bebedouro para animais;
• piscicultura;
• recreação, e outros.
Aula 6 – PROJETO DE UMA PEQUENA BARRAGEM
Profª Camila Regina Eberle
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|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
PEQUENAS BARRAGENS DE TERRA
Em virtude do aumento da produtividade agrícola, o aumento da quantidade de
proteína animal na dieta humana e o incentivo dos órgãos competentes, a
construção de pequenas barragens de terra nas propriedades agrícolas tem se
tornado cada vez mais comuns.
O número de barragens construídas nos últimos anos atingiu valores muitos
elevados, seja em grandes obras do Governo ou em pequenas construções pela
iniciativa privada.
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|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
CLASSIFICAÇÃO DE PEQUENAS BARRAGENS DE TERRA
SIMPLES
Baseando-se nas
características do material
disponível, nos métodos de
construção e na natureza da
fundação, as pequenas
barragens de terra podem ser
classificadas em:
COM NÚCLEO
OU DIAFRAGMA
de corpo
homogêneo
central
de corpo
heterogêneo
externo
misto
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|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
BARRAGENS SIMPLES
Barragem de terra simples com corpo homogêneo
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|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
BARRAGENS SIMPLES
Barragem de terra simples com corpo heterogêneo
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|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
BARRAGENS COM NÚCLEO OU DIAFRAGMA
Barragem de terra simples com núcleo central
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|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
BARRAGENS COM NÚCLEO OU DIAFRAGMA
Barragem de terra simples com núcleo externo
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|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
BARRAGENS COM NÚCLEO OU DIAFRAGMA
Barragem de terra simples com núcleo misto
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|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
PROJETO DE UMA PEQUENA BARRAGEM DE TERRA
Dentre os fatores que afetam o projeto de uma pequena barragem de terra, serão
discutidos nesta aula somente os mais importantes:
• Bacia de contribuição;
• Regime do corpo d’água;
• Escolha do local;
• Volume de água a armazenar e altura da barragem;
• Perfil da barragem.
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|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
BACIA DE CONTRIBUIÇÃO
É o conjunto de áreas com declividade tais que toda precipitação pluviométrica
tombada sobre elas é drenada para uma seção do curso de água.
Bacia de contribuição
Bacia de acumulação
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|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
REGIME DO CORPO D’ÁGUA
As chuvas tombadas sobre uma bacia seguem diferentes caminhos, constituindo
dessa maneira, diferentes tipos de escoamento:
• Escoamento superficial;
• Escoamento hipodérmico;
• Escoamento subterrâneo.
Quando a superfície do solo está muito seca, a água que cai aí infiltra totalmente,
exceto quando a chuva cai numa intensidade que ultrapassa a capacidade
máxima de infiltração do solo.
Importante: a infiltração de água no solo não cessa com o início do escoamento
superficial.
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|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
REGIME DO CORPO D’ÁGUA
Os cursos d’água são classificados em perenes, intermitentes e efêmeros.
• Perenes: as fontes ou nascentes mantém durante todo o ano, o curso d’água.
• Intermitentes: as fontes ou nascentes, neste caso, são insuficientes para manter
o curso de água durante o ano todo. O nível do lençol freático varia conforme a
estação climática.
• Efêmeros: o escoamento superficial, que ocorre durante ou imediatamente após
os períodos de precipitação, é que mantém estes cursos d’água. Cessado o
escoamento superficial, cessa também o curso d’água.
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|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
ESCOLHA DO LOCAL
Deve haver uma conjugação de ponderações, de maneira tal que o local
selecionado satisfaça, do melhor modo possível, à barragem, à represa e ao
ladrão (extravasor) gramado.
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|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
ESCOLHA DO LOCAL
As principais características do local para o assentamento de uma barragem, são:
• possuir solo estável;
• não apresentar afloramentos rochosos;
• ser um estreitamento ou garganta do curso d’água;
• possuir pequena declividade a montante;
• ter a montante mais espraiada possível;
• não possuir nascentes;
• não possuir estratificações salinas no leito da represa;
• possibilitar o uso da água por gravidade;
• estar próximo do ponto do solo a ser utilizado no aterro
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|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
ESCOLHA DO LOCAL
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|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
VOLUME DE ÁGUA A ARMAZENAR E ALTURA DA BARRAGEM
O volume de água a armazenar depende das necessidades a serem atendidas
com o volume acumulado.
Qualquer modificação posterior na barragem, visando aumentar a represa, ou
melhor, o volume de água acumulado, é muito difícil ou mesmo impossível de ser
executada.
As barragens podem ser executadas para reter toda a água que atravessa
determinada seção do corpo d’água ou para reter somente parte do volume que
ali passa.
• Reter toda a água: é usado quando a fonte abastecedora apresenta vazões
muito pequenas durante todo o ano, em geral acumula-se água durante a noite
para utilizar durante o dia;
• Reter parte do volume: é usado geralmente como reforço na hora de utilização
máxima do recurso hídrico
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|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
VOLUME DE ÁGUA A ARMAZENAR E ALTURA DA BARRAGEM
O volume de água que anualmente atravessa a seção de um rio pode ser
calculado usando-se as expressões:
V= a.AH
Ou
V= AH – Ah
V= volume anual (m³/ano);
A= área da bacia de contribuição (m²)
H= precipitação média anual (m)
h= evaporação média anual (m)
a= módulo da bacia (relação entre a água que anualmente atravessa determinada
seção de um rio e a tombada na bacia durante esse mesmo período)
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|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
VOLUME DE ÁGUA A ARMAZENAR E ALTURA DA BARRAGEM
Tabela 1. Módulo da bacia usado na determinação do volume anual
Natureza da bacia
Módulo (a)
Campos baixos
0,05 – 0,12
Planícies
0,12 – 0,15
Colinas
0,15 – 0,30
Montanhas com vegetação
0,30 – 0,40
Montanhas sem vegetação
0,30 – 0,50
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|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
VOLUME DE ÁGUA A ARMAZENAR E ALTURA DA BARRAGEM
Exemplo: Qual o volume anual, proveniente do escoamento superficial, que
atravessa a seção de um rio que drena uma bacia hidrográfica de 3km² de área,
constituída de colinas e situada numa região que apresenta precipitação média
anual de 1300mm?
Solução:
V= a.AH
V= 0,225 x 3.106 x 1300.10-3 = 877500 m³/ano
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|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
VOLUME DE ÁGUA A ARMAZENAR E ALTURA DA BARRAGEM
A altura da barragem resulta da soma das alturas da lâmina de água normal, da
lâmina de água dentro do ladrão gramado e da folga, que é a diferença de nível
entre a crista da barragem e o nível de água por ocasião de vazão máxima
provocada por enchentes.
H=Hn + Hl + f
H= altura da barragem (m)
Hn= altura da lâmina d’água normal (m)
Hl= altura da lâmina d’água dentro do ladrão gramado (m)
f= folga (m)
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|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
PERFIL DA BARRAGEM
Em se tratando de material homogêneo de boa qualidade, podem ser adotadas as
dimensões mostradas na figura a seguir:
c
f
Hl
3:1
H
2:1
Hn
b1
b2
b
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|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
PERFIL DA BARRAGEM
Em se tratando de material homogêneo de boa qualidade, podem ser adotadas as
dimensões mostradas na figura a seguir:
A largura da crista, c, nunca
deve ser inferior a 3m e
quanto mais larga, maior
será o volume do aterro e,
consequentemente, a
estabilidade da barragem
c
f
Hl
3:1
H
2:1
Hn
b1
b2
b
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|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
PERFIL DA BARRAGEM
Em se tratando de material homogêneo de boa qualidade, podem ser adotadas as
dimensões mostradas na figura a seguir:
Tabela 2. Largura da crista (c) em função da altura da barragem (H).
Altura (H)
4,0
6,0
8,0
10,0
≥12,0
Largura (c) 3,0
3,5
4,0
5,0
6,0
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|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
PERFIL DA BARRAGEM
Em se tratando de material homogêneo de boa qualidade, podem ser adotadas as
dimensões mostradas na figura a seguir:
O talude de montante deve
ser menos inclinado que o
da jusante para permitir
maior estabilidade ao
aterro.
c
f
Hl
3:1
H
2:1
Hn
b1
b2
b
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|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
PERFIL DA BARRAGEM
Em se tratando de material homogêneo de boa qualidade, podem ser adotadas as
dimensões mostradas na figura a seguir:
Adota-se como mínimo o
valor de 0,50 a 1,00m,
geralmente usado para
pequenas barragens.
c
f
Hl
3:1
H
2:1
Hn
b1
b2
b
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|Introdução | Classificação | Projeto de uma pequena barragem |
PERFIL DA BARRAGEM
Exemplo: Dimensionar uma barragem de terra com as seguintes características:
a) Altura da barragem igual a 8,50m;
b) Taludes de acordo com a figura apresentada anteriormente;
c) Largura da crista, de acordo com a tabela 2
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