COBA
ID
21
M A R Ç O
2 0 0 6
Aproveitamentos Hidroeléctricos de Rebordelo e de Bouçoais-Sonim no Rio Rabaçal. Parte I - Projecto
Rebordelo and Bouçoais-Sonim Hydro Power Projects. Part I - Design
Acácio Santo, Engº. Civil, Director do Serviço de Estruturas, COBA, Lisboa, Portugal;
Civil Eng., Director Structures Dept., COBA, Lisboa, Portugal
Fernando Gomes, Engº. Civil, Director de Divisão, Mota-Engil Engenharia, Porto, Portugal;
Civil Eng., Director of Division, Mota-Engil Engenharia, Porto, Portugal
José Vieira Garcia, Engº. Civil, Chefe da Fiscalização, ENERSIS, Lisboa, Portugal;
Civil Engineer, Resident Engineer, ENERSIS, Lisboa, Portugal
António Lopes Batista, Engº. Civil, Investigador Principal, Departamento de Barragens de Betão, LNEC, Lisboa, Portugal;
Civil Engineer, Senior Researcher, Concrete Dam Dept., LNEC, Lisboa, Portugal
Seminário “Barragens, Tecnologia, Segurança e Interacção com a Sociedade”, 27-29 Outubro 2005, Lisboa, Portugal
Seminar “Dams, Technology, Safety and Interaction with Society”, 27-29 October 2005, Lisboa, Portugal
Na comunicação referem-se os aspectos relevantes do projecto,
construção e observação das obras que integram os aproveitamentos hidroeléctricos de Rebordelo e de Bouçoais-Sonim, recentemente construídos no rio Rabaçal. Nesta primeira parte descrevem-se as
características principais das diferentes estruturas, os condicionamentos
de projecto (topográficos, geotécnicos, hidráulicos, estruturais, ambientais e construtivos) e os critérios que presidiram à
escolha das soluções. Na segunda parte faz-se uma descrição das
fases significativas da construção e dos sistemas de observação
instalados nas barragens.
A articulação das actividades de projecto com a construção das
obras resultou num conjunto harmonioso de estruturas que aliam à
satisfação das exigências funcionais e de segurança uma notável
integração ambiental.
In this paper a description is made of the most relevant aspects
associated with design, construction and monitoring of works that
are part of the Rebordelo and Bouçoais-Sonim hydropower projects, recently constructed in the Rabaçal river, a sub-affluent of the
international Douro river. In this first part the major characteristics of
the different structures, the design constraints (topographic,
geotechnical, hydraulic, structural, environmental and constructive) and the criteria that based the choice of solutions are described.
In the second part, the significant phases of construction and the
monitoring systems installed on dams are referenced.
The articulation between the design and construction activities
resulted in a harmonious structural whole that combine the functional and safety requirements with an outstanding environmental
integration.
Aproveitamentos Hidroeléctricos de Rebordelo e de Bouçoais-Sonim no Rio Rabaçal. Parte II - Construção e Observação
Rebordelo and Bouçoais-Sonim Hydro Power Projects. Part II - Construction and Monitoring
In this second part, the significant phases of construction (excavations, concreting and foundations treatment) and of the installed
monitoring systems are referenced.
The execution of works lasted two years, with no significant
unexpected situations, except in the excavations of the BouçoiasSonim dam valley bottom that had to reach a level about 14 m below
the foreseen in the Basic Design.
The monitoring systems installed in the dams, that enabled the
dam behaviour monitoring and the safety control were tested and
calibrated during the first fillings controlled in the reservoir, carried
by the end of February 2005.
I
Nesta segunda parte faz-se, para as duas barragens, uma descrição das fases significativas da construção (escavações, betonagem
e tratamento das fundações) e dos sistemas de observação instalados.
A construção das obras decorreu em cerca de 2 anos, sem imprevistos de monta, excepto nas escavações no fundo do vale da
barragem de Bouçoais-Sonim, que tiveram que atingir uma cota
cerca de 14 m abaixo do previsto no projecto base.
Os sistemas de observação instalados nas barragens, que permitem a observação do comportamento e o controlo da segurança,
foram testados e calibrados durante os primeiros enchimentos
controlados das albufeiras, realizados no final de Fevereiro de 2005.
ISO
9
00
Barragem de Rebordelo
Rebordelo Dam
1
COBA
ID
Importância das Barragens nas Cheias e nas Secas
Importance of Dams on Floods and Droughts
Ricardo Oliveira, Geólogo de Engenharia, Presidente da COBA, Professor U.N.L;
Engineering Geologist, Chairman COBA, Professor New University of Lisbon
J. Cruz Morais, Engº. Civil, Director Estudos e Desenvolvimento; Civil Eng., Director Studies and Development
Seminário “Barragens, Tecnologia, Segurança e Interacção com a Sociedade”, 27-29 Outubro 2005, Lisboa, Portugal
Seminar “Dams, Technology, Safety and Interaction with Society”, 27-29 October 2005, Lisboa, Portugal
Faz-se o enquadramento das Cheias e das Secas no âmbito dos
Desastres Naturais que afectam a Humanidade e uma referência à Década
Internacional para a Redução dos Desastres Nacionais (1990-2000)
organizada pelas Nações Unidas, na perspectiva dos desenvolvimentos
alcançados na previsão de cheias e secas.
São apresentadas considerações sobre a previsão de Cheias e de Secas
e faz-se referência à contribuição das barragens para o controlo de Cheias
e mitigação dos efeitos das secas, com recurso a alguns exemplos
portugueses.
Finalmente, citam-se os exemplos das barragens de Medeo, no
Kazakistão e das Três Gargantas, na China, no controlo de cheias
catastróficas que, desde há milénios, afectam as respectivas regiões.
This paper briefly looks at Floods and Droughts within the Natural
Disasters that affect Mankind and makes a reference to the UN International Decade for Natural Disaster Reduction (1990-2000), in view of
some developments concerning forecast of floods and droughts.
Some comments are thus made on floods and droughts forecasting
and the contribution of dams for flood control and mitigation of drought
effects, based on some Portuguese cases.
Finally, the role of Medeo dam (Kazakhstan) and Three Gorge Dam
(China) on the catastrophic flood control that affects the respective
regions for millenniums are analysed.
Barragem de Medeo
Medeo Dam
Barragem das Três Gargantas
Three Gorge Dam
Modelação Estocástica da Procura para a Rega
Irrigation Demand Stochastic Modelling
Maria João Calejo, Engª. Agrónoma, Núcleo de Agronomia; Agronomist, Agronomy Division
J.L. Teixeira, Engº. Agrónomo, Professor Associado, ISA-UTL; Agronomist, Associate Professor, ISA-UTL
Paulo Matias, Professor Associado, ISA-UTL; Agronomist, Associate Professor, ISA-UTL
L. S. Pereira, Engº. Agrónomo, Professor, ISA-UTL; Agronomist, Professor, ISA-UTL
8º. Congresso da Água, 13-17 Março 2006, Figueira da Foz, Portugal
8th Water Congress, 13-17 March 2006, Figueira da Foz, Portugal
O conhecimento da procura para a rega é fundamental no projecto e na
gestão dos sistemas colectivos de regadio. Com o objectivo de estudar a
estrutura da procura horária nas redes em pressão operando a pedido foi
conduzido um estudo nas redes de rega do Lucefecit e da Vigia. Os
hidrogramas da procura observados constituem séries cronológicas,
consequentemente as observações não são independentes e a sucessão
no tempo é um aspecto fundamental a ser tomado em consideração. Foi
assumido que a procura para rega pode ser representada por um modelo
aditivo com as componentes tendência, sazonalidade e errática ou
aleatória. O estudo duma série cronólogica requer a identificação e
decomposição da série nas suas diferentes componentes. A sazonalidade
da série foi analisada quanto à média e à variância e a metodologia de Box
e Jenkins foi utilizada na identificação, estimação e avaliação do modelo
ARMA. O caso do sistema de rega do Lucefecit é apresentado. Os dados
mostram que o hidrograma da procura pode apresentar diferenças nas
suas componentes (tendência, sazonalidade e errática) de um ano para
outro. A componente aleatória da procura pode ser representada através
de um modelo autoregressivo de ordem 1 ou 2. A comparação do
hidrograma observado com os hidrogramas gerados a partir do modelo
autoregressivo com reposição da sazonalidade mostra que a modelação
da componente errática é fundamental na estimativa dos caudais horários
máximos e mínimos pedidos.
The knowledge of irrigation demand is fundamental for the design and
management of collective irrigation systems. With the purpose of
studying the structure of the hourly demand in a pressurized irrigation
network operating on-demand, a study on the Lucefecit and Vigia
irrigation systems has been conducted. The observed demand hydrographs are time series, consequently the observations are not independent and the succession in time is a key factor to be taken into account. It
has been assumed that the irrigation demand can be represented by an
additional model with the components tendency, seasonality and
random. The study of a time series requires the identification and
decomposition of the series into their different components. The seasonality component has been analysed concerning the average and the
variability. The identification, estimation and evaluation of ARMA model
has been based on the Box and Jenkins methodology. In this paper the
case study of Lucefecit irrigation system is presented. The data show
that the demand hydrograph can present differences in their components (tendency, seasonality and random) from one year to the other.
The random component of the irrigation demand can be simulated by an
autoregressive model of order 1 or 2. The comparison of the observed
hydrograph with hydrographs generated from the autoregressive
models with reposition of the seasonality shows that the modelling of
random component is essential for the correct estimation of the maximum and minimum hourly flows withdrawn by the farmers.
COBA
ID
Modelação de uma Rede de Rega em Pressão assumindo que o Caudal nas Bocas de Rega é constante e conhecido
Pressurized Irrigation Network Modelling: A Flow Driven Analysis Approach
Maria João Calejo, Engª. Agrónoma, Núcleo de Agronomia; Agronomist, Agronomy Division
N. Lamaddalena, Engº. Civil, Professor, IAMB, Itália; Civil Engineer, Professor, IAMB, Italy
L. S. Pereira, Engº. Agrónomo, Professor, ISA-UTL; Agronomist, Professor ISA-UTL
2005 EFITA/WCCA - Congresso sobre Tecnologia de Informação em Agricultura, 25-28 Julho, Vila Real, Portugal;
2005 EFITA/WCCA Joint Congress on IT in Agriculture, 25-28 July, Vila Real, Portugal
O funcionamento das redes de rega em pressão operando a pedido é
caracterizado por vários regimes de caudais, sendo cada regime definido
pela configuração dos hidrantes em funcionamento simultâneo. Os modelos ICARE e AKLA fazem a análise do sistema de rega tendo em conta
esses regimes de caudal e assumindo que o caudal em cada um dos
hidrantes é constante e conhecido. O modelo ICARE faz a análise ao nível
do sistema enquanto o modelo AKLA a análise hidráulica é realizada ao
nível do hidrante. Estes dois modelos foram utilizados para modelar o
funcionamento hidráulico da rede de rega do Lucefecit. Os indicadores
diferença relativa de pressão e fiabilidade foram calculados ao nível dos
hidrantes. Os resultados dos dois modelos mostram que a modelação do
sistema com o modelo ICARE deve ser complementada com uma análise
ao nível do hidrante. Com base apenas nos resultados do modelo ICARE, o
desempenho da rede de rega do Lucefecit é muito mau, com quase todas
as configurações a registarem hidrantes com défice de pressão. Contudo,
a análise dos indicadores diferença relativa de pressão e fiabilidade calculados a partir do modelo AKLA mostram que o desempenho da rede é
bastante aceitável, verificando-se que o número de hidrantes que funcionam com uma pressão abaixo da mínima exigida é muito reduzido.
Pressurized irrigation systems operating on-demand are characterized
by several flow regimes. Each flow regime is defined by the configuration of
hydrants operating simultaneously. The ICARE and AKLA models perform
the performance analysis of irrigation system taking into account such flow
regimes. The analysis performed by ICARE model is at system level, while
AKLA performs the hydraulic analysis at the hydrant level. The hydraulics of
the Lucefecit network was modelled with the steady flow ICARE and AKLA
models. The relative pressure deficit and the reliability indicators were
computed at the hydrants level. The results of both models show that the
analysis with ICARE model should be complemented with one analysis at
the hydrant level. Looking just for the analysis with ICARE, the performance
of Lucefecit irrigation network is quite bad with all configurations falling at
the unsatisfied status but results of AKLA show an acceptable performance
of the network with few hydrants operating below the minimum pressure
required.
Modelação do Hidrograma da Procura duma Rede de Rega Colectiva Em Pressão
Modelling the Irrigation Demand Hydrograph in Pressurized System
Maria João Calejo, Engª. Agrónoma, Núcleo de Agronomia; Agronomist, Agronomy Division
J.L. Teixeira, Engº. Agrónomo, Professor Associado, ISA-UTL; Agronomist, Associate Professor, ISA-UTL
L. S. Pereira, Engº. Agrónomo, Professor, ISA-UTL; Agronomist, Professor, ISA-UTL
N. Lamaddalena, Engº. Civil, Professor, IAMB, Itália; Civil Engineer, Professor, IAMB, Italy
2005 EFITA/WCCA - Congresso sobre Tecnologia de Informação em Agricultura, 25-28 Julho, Vila Real, Portugal;
2005 EFITA/WCCA Joint Congress on IT in Agriculture, 25-28 July, Vila Real, Portugal
O modelo IRDEMAND foi desenvolvido para calcular o hidrograma de
procura horária no período de ponta duma rede de rega em pressão operando a pedido. Foi adoptada a seguinte metodologia: (1) simulação do
balanço hídrico do solo, através do modelo ISAREG para determinação
das datas de rega; (2) determinação da hora da abertura dos hidrantes
tomando em consideração a função densidade dos caudais médios horários pedidos ou um hidrograma da procura sintético; e (3) determinação do
hidrograma horários e dos respectivos regimes de caudal agregando ao
nível do sistema os pedidos à escala da parcela. O hidrograma sintético da
procura é gerado através de um processo estocástico autoregressivo.
O modelo IRDEMAND considera a aleatoriedade espacial das seguintes
variáveis: culturas, sistemas de rega na parcela, datas de sementeira,
eficiência de aplicação e dotação de rega. Este modelo foi aplicado à rede
do Lucefecit e testado por comparação dos caudais horários simulados
com os observados e através da análise dos volumes distribuídos para
rega. A metodologia seguida revelou-se adequada na caracterização da
procura.
The IRDEMAND model was developed to compute the hourly demand
hydrograph for peak periods in a pressurized irrigation network operating
on-demand. The following methodology was adopted in modeling: (1)
simulation of the soil water balance using the ISAREG model to compute
the irrigation dates; (2) estimation of the irrigation starting times for each
hydrant using the density probability function relative to the average hourly
discharges; and (3) computation of the flow hydrograph at the upstream end
of the system and the respective flow regimes by aggregating the demands
at the field scale to the system level. The demand hydrograph is generated
using an autoregressive stochastic method applied to the series of hourly
discharges measured during the peak demand period considering the
random component of the demand.
The IRDEMAND model takes into consideration the uncertainty relative to
crops, farm irrigation systems, seeding dates, application efficiencies and
irrigation depths. The model was applied and tested at the Lucefecit system
by comparing the simulated and observed hourly discharges, as well as
through the analysis of the irrigation delivered volumes.
COBA
ID
Avenida 5 de Outubro, 323 - 1649-011 LISBOA, Tel.: (351) 21 0125000, (351) 21 7925000, Fax: (351) 21 7970348, E-mail: [email protected] - www.coba.pt
Simulação da Rede de Rega para Dimensionamento dos Grupos de Velocidade Variável do Bloco 3 da Rede de Rega da Vigia
Modelling and Simulation of Pressurized Irrigation Network of Vigia-block 3 to Support the
Design of Variable Speed Pumping Station
Maria João Calejo, Engª. Agrónoma, Núcleo de Agronomia; Agronomist, Agronomy Division
Álvaro Colaço, Engº. Mecânico, Núcleo de Electromecânica; Mechanical Engineer, Electromechanical Division
I Congresso Nacional de Rega e Drenagem, 5-7 Dezembro, Beja, Portugal
I National Congress on Irrigation and Drainage, 5-7 December, Beja, Portugal
O Aproveitamento Hidroagrícola da Vigia foi construído no início da
década de 80 e trata-se da primeira rede de rega em pressão mas dimensionada para funcionar por rotação. As tomadas de água do bloco 3 apresentam défices de pressão importantes. Presentemente a COBA está a
desenvolver os estudos para a reabilitação e modernização da rede de
rega da Vigia. A rede de rega será substituída por uma nova rede que será
servida a montante por uma estação elevatória equipada com grupos
electrobomba de velocidade variável com regulação mano-debitimétrica.
O dimensionamento da estação foi feito de modo a ajustar as curvas de
funcionamento dos grupos com velocidade variável à curva característica
indexada 0,90 da rede de rega. A comparação das curvas de funcionamento do sistema elevatório com grupos de velocidade variável com a de
grupos de velocidade fixa mostra que a opção por grupos de velocidade
variável permite reduzir em cerca de 18 % os custos anuais de energia.
A metodologia utilizada evidencia a importância da aplicação da noção de
múltiplos regimes, permitindo ao projectista avaliar o dimensionamento e
garantir que a solução encontrada é mais favorável do ponto de vista
técnico, económico e ambiental.
The irrigation network of Vigia was the first pressurized irrigation system
built in Portugal in the 80's. Actually, COBA is developing the studies for the
rehabilitation and modernization of this irrigation system. One of the main
problems is the pressure deficit in the area designated by block 3. For the
block 3 a new water distribution system served by an upstream pumping
station equipped with variable speed pumps will be built.
The pumping plant design was made matching the characteristic curves of
variable speed pumping station to the 90% indexed characteristic curve of
the network. The comparison between the characteristics curves of the
pumping system with variable speed groups and one equipped with fixed
speed groups show that the option for variable speed groups allows to
reduce in about 18 % the annual costs of energy.
The methodology used evidences the importance of the application of the
notion of several flow regimes to model the behaviour of one pressurized
irrigation station.
Distribuição em Alta Pressão vs. Distribuição em Baixa Pressão num Bloco de Rega do E. F. M. Alqueva (Monte Novo)
High Versus Low Pressurized Irrigation Systems in a Block Benefited by the Alqueva Multipurpose Project (Monte Novo)
Carlos Rita, Engº Agrícola, Núcleo Agronomia; Agricultural Engineer, Agronomy Division
António Capelo, Engº Agrónomo, Núcleo de Agronomia; Agronomist, Agronomy Division
I Congresso Nacional de Rega e Drenagem, 5-7 Dezembro, Beja, Portugal
I National Congress on Irrigation and Drainage, 5-7 December, Beja, Portugal
Apresentam-se dados relativos a sistemas de rega dimensionados para
modos de distribuição de água distintos - distribuição em alta pressão e
distribuição em baixa pressão – ao bloco de rega 1.1, associado ao Troço
de Ligação entre as albufeiras do Loureiro e de Monte Novo, parte do
Empreendimento de Fins Múltiplos de Alqueva.
Descrevem-se os pressupostos que estiveram na base da definição de
cada modo de distribuição de água, identificam-se as principais diferenças
e apresentam-se os resultados obtidos no dimensionamento dos vários
componentes da rede de distribuição secundária e das redes terciárias de
rega.
Estimam-se os custos de investimento, encargos de exploração e valor
actualizado líquido dos encargos com as infra-estruturas associadas a
cada uma das soluções alternativas para a distribuição de água e listam-se
vantagens e inconvenientes principais de cada uma das soluções.
This paper compares the low and high pressurized irrigation systems
designed to benefit the area block 1.1 that is part of the Canal linking the
Loureiro and Monte Novo Reservoirs of the Alqueva Multipurpose Project.
The assumptions that based the definition of each water distribution
method, major differences between them as well as the results achieved in
the design of the various components of the secondary and tertiary
irrigation networks are presented.
Estimation is made of the investment costs in infrastructures, the corresponding exploitation costs and of the updated net value of the infrastructures associated with each one of the alternative solutions for water distribution. Major advantages and disadvantages of each solution are indicated.