Bacia de Dissipação na Hidráulica Disciplina: Hidráulica Agrícola Docente: Genival Barros Discentes: Carlos André, ericks pires, maria jaynara , Nathália cordeiro.
Sumário Introdução ........................................................................................................................3 Estruturas de Dissipação ..................................................................................................5 Escolha da Estrutura de Dissipação ..................................................................................6 Tipos de Bacias .................................................................................................................7 Dissipadores de energia ...................................................................................................11 Problemas encontrados ...................................................................................................18 Exemplo ............................................................................................................................21
Introdução Bacia de dissipação são estruturas destinadas a reduzir a energia do escoamento na saída dos vertedouros e comportas com fluxos excessivamente rápidos. Estruturas que dissipam em seu interior grande parte da energia. Estruturas concebidas para dissipar em seu interior apenas parte da energia, e o restante será dissipada ao longo do leito a jusante. Estruturas projetadas para lançar o escoamento proveniente do vertedor.
Porque é necessário dissipar a energia dos escoamentos? Excesso de energia dos escoamentos; Obras onde ocorra a dissipação da energia; Restituição dos caudais feita em condições que se aproximam das naturais.
Estruturas de Dissipação Projetadas para permitir que o escoamento retorne ao curso d’água em condições original.
Escolha da Estrutura de Dissipação Eficiência hidráulica Custo Características geométricas da bacia: comprimento, largura e dimensões dos acessórios Cota da soleira da bacia de dissipação; Localização da secção de montante da bacia de dissipação.
Tipos de Bacias Tipo I: Livre sem bloco Devem ter as dimensões necessárias para confinar o ressalto formado para o caudal de dimensionamento, sem nenhuma estrutura adicional. Condições de utilização: Quedas superiores a 60 m Caudais por unidade de largura < 45 m³/s Geralmente não é uma estrutura prática devido ao seu comprimento excessivo (uma vez que não tem estruturas adicionais);
Bacia Tipo II: Com blocos de queda e soleira de saída dentada. Foi desenvolvida para utilização em descarregadores de grande queda e canais de grande largura; Condições de aplicação: Quedas superiores a 65 m e Caudais unitários > 45 m³/s Consegue reduzir-se para 70%, o comprimento, em relação ao de uma bacia simples, do tipo I;
Bacia Tipo III: Com blocos de queda, de amortecimento e soleira de saída. Desenvolvida para utilização em pequenos descarregadores e canais de pequena largura (bacias curtas a jusante de estruturas que transportem caudais relativamente baixos, com velocidades moderadas) Condições de aplicação: Caudais unitários < 18 m2 s-1 Velocidades moderadas, 15- 18 m s-1
Bacia Tipo IV: Com blocos de queda e soleira de saída Desenvolvida para canais, ou outro tipo de estrutura. Condições de aplicação: Adequadas para o ressalto oscilante, Quedas < 15 m
Dissipadores de energia Classificam-se em dissipadores contínuos e dissipadores localizados: Dissipadores contínuos: Visam a dissipação do deflúvio conduzido por uma canalização ao longo do terreno. Dissipadores localizados: Instalados no pé das descidas d’água nos aterros Na boca de jusante dos bueiros
Dissipadores com Lançamento de Jato Queda livre Alta queda e baixa vazão específica Barragens em concreto Rochas resistentes
Dissipador tipo salto esqui Estruturas Versátil Destaca-se por ser uma das estruturas mais econômicas Existência de condições hidráulicas para bom lançamento do jato
Tem como objetivo realizar a dissipação de energia longe da estrutura do vertedouro ou de construções adjacentes.
Outros Dissipadores Vertedor em degraus
Vertedor de rampa dentada
Dissipadores mais usuais
Problemas encontrados na ausência de dissipadores e bacias de dissipação Canal Concluído UHE Jaguar Sp Falta de pré-escavação e canal de restituição inexistente
Problemas encontrados quando o dissipador não foi adequadamente projetado Vertedor em Operação Erosão à jusante do vertedor UHE - Paulo Afonso IV
Problemas encontrados quando o dissipador não foi adequadamente projetado UHE - Paulo Afonso IV Erosão à jusante do vertedor Após execução do reparo
Exemplo de dimensionamento de uma bacia de dissipação a jusante da soleira em gabiões Q= Vazão B= Largura do vertedouro q= Vazão um unitária Fg = Cota da soleira Fb = Cota da bacia g= Gravidade 1 Passo (calcular o numero de queda) = __ _2² ___ 9,81 (3-1)³ D= 0,05096 adm 2 Passo (nível d´agua próximo a barragem) (Zv-1) = (3-1) x 0,05096 Zv = 2,0390 m 0,22
Exemplo de dimensionamento de uma bacia de dissipação a jusante da soleira em gabiões Q= Vazão B= Largura do vertedouro Q= Vazão um unitária Fg = Cota da soleira Fb = Cota da bacia G= Gravidade 3 Passo (ponto de impacto) 4 Passo (altura do ressalto hidráulico) (Z 2 -1) = 1.66 (3-1) x 0,05096 Z2= 2,4863 m 0,27 (Z 1 -1) = 0.54 (3-1) x 0,05096 0,425 Z1= 1,3048 m
Exemplo de dimensionamento de uma bacia de dissipação a jusante da soleira em gabiões Q= Vazão B= Largura do vertedouro Q= Vazão um unitária Fg = Cota da soleira Fb = Cota da bacia G= Gravidade 5 Passo (distância do impacto) 6 Passo (comprimento do ressalto) L 12 = 8,15236 m L g1 = 3,85008 m 7 Passo (comprimento da bacia de dissipação) L total = 12.0024 m
Referências Drenagem- Dissipadores de energia- Especificação de serviço. Disponível em: Microsoft Word - DNIT 022_2004_ES.doc Drenagem- Dissipadores de energia. Disponível em: DRENAGEM_DISSIPADORES_DE_ENERG.pdf (goinfra.go.gov.br) SCHREIBER, G. P. Usina Hidrelétricas. São Paulo: Edgar Bluncher , 1977. VISCHER, D. L. Introduction . In: VISCHER, D. L.; HAGER, W. H. (Ed.). Energy Dissipators . Lisse : A. A. Balkema ., 1995.