vertedouros -...
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Vertedouros
• São estruturas empregadas para evitar que o nível de água
máximo do reservatório seja ultrapassado;
• Leva-se em consideração em seus projetos: aspectos
topográficos e geológicos dos sítios;
• Em geral, as estruturas dos vertedouros compreendem cinco
elementos distintos: canal de entrada, estrutura de controle,
calha de descarga, dissipador de energia e canal de restituição
do escoamento à calha do rio.
Vertedouros
Vertedouro da UHE Tucuruí. Vista lateral dacasa de força para o vertedouro, com abarragem de enrocamento e terra ao fundo.Fonte: Revista Eletronorte (1998).
http://www.comunitexto.com.br/projeto-de-usina-hidreletrica-localizacao-do-vertedouro/#.VxKZ8jArK1s
http://cidadedetucurui.com/inicio/usina_hidreletrica_tucurui/VERTEDOURO/vertedouro.htm
UHE Tucuruí, vertedouro em salto de esqui
VertedourosUHE Balbina, vertedouro e bacia de dissipação em ressalto
Usina aos poucos se transforma em opção turística, atraindo pessoas de várias partes do Estado e doPaíshttp://acritica.uol.com.br/amazonia/Amazonas-Manaus-Amazonia-Hidreletrica-atracao-turistica-interior-Amazonas_0_481152109.html
VertedourosUHE Itaipu, vertedouro na ombreira direita, em calha (chute spillway) e salto de esqui
As três calhas do vertedouro de Itaipu foram abertas neste domingo (22) por volta das 10h (Foto: Patrícia Iunovich / Itaipu Binacional / Divulgação)http://g1.globo.com/pr/oeste-sudoeste/noticia/2015/11/apos-quatro-anos-vertedouro-de-itaipu-volta-abrir-todas-comportas.html
VertedourosUHE Monjolinho, vertedouro lateral (side spillway) na margem direita,sem controle de comportas, com comprimento de 210 m
http://www.comunitexto.com.br/projeto-de-usina-hidreletrica-localizacao-do-vertedouro/#.VxEvOjArK1s
VertedourosVertedouros laterais em túnel dabarragem Hoover operando
Vista superior de jusante dabarragem Hoover, rio Colorado(Arizona/Nevada, EUA)
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:HooverDamFrontWater.jpg?uselang=pt-br
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hoover_dam_from_air.jpg
Vertedouros
Vista lateral da UHE Karakaya. Vertedouro emsalto de esqui
Fonte: United States Department of Agriculture (2005) http://www.fas.usda.gov/remote/mideast_pecad/gap/
UHE Karakaya – Turquia
http://www.brasilturquia.com.br/energia-285.html
Tipos de VertedourosPodem ser:
• incorporados ao corpo do barramento principal - laterais (side channel
spillways);
• estruturas separadas (isoladas) do barramento - posicionadas nas
ombreiras.
Podem ser:
• de superfície, livres ou controlados por comportas, que permitem o
rebaixamento do nível do reservatório até a sua crista;
• de fundo, controlados por comportas, que permitem o esvaziamento total
ou parcial do reservatório.
Tipos de VertedourosTêm seções típicas variadas:
• seções com paramento de montante vertical e paramento de jusante inclinado
em perfil Creager, sobre o qual o escoamento flui; após o perfil Creager, pode-
se ter uma bacia de dissipação, uma calha (chute spillway) com um salto de
esqui ao final. Muitas vezes é empregado em degraus (stepped spillways), sem
controle de comportas;
• seções de crista arredondada com jato em queda livre, ou em orifício com salto
de esqui (ou jatos cruzados), nos casos das barragens em arco em vales
estreitos;
• seções em poço (shaft) tipo tulipa (morning glory spillway);
• seções em orifício (de fundo), em conduto (sob uma barragem) ou em túnel.
Dimensionamento da Estrutura do Vertedouro
• Para barragens com alturas maiores que 30 m ou cujo colapso envolva
risco de perdas de vidas humanas, a vazão de projeto dos órgãos
extravasores será a máxima provável;
• Para barragens de altura inferior a 30 m ou com reservatório com volume
menor que 50.000.000 m3, e não havendo risco de perdas de vidas
humanas, a vazão de projeto será definida por meio de uma análise de risco,
respeitada a recorrência mínima de mil anos.
Capacidade de vazão de uma soleira vertente não controlada
Q = descarga total (m3/s);
C0 = coeficiente de vazão variável;
L = comprimento efetivo da crista (m);
H = carga hidráulica (m).
A capacidade de descarga do vertedouro depende da carga de energia sobre
a crista (ht), do comprimento efetivo da crista (L) e do coeficiente de vazão
Determinação do comprimento líquido da crista vertente (L’)
L = comprimento efetivo da crista (m);
N = número de pilares;
Kp = coeficiente de contração dos pilares;
Ka = coeficiente de contração dos muros extremos do vertedouro;
H0 = carga de projeto (m).
Fatores que influenciam o coeficiente de vazão C0
• A profundidade do canal de entrada
Coeficientes de descarga × relação P/H0 - Fonte: Lysne (2003)-Projeto de usinas hidrelétricas passo a passo, 7 Vertedouros| Geraldo Magela Pereira,http://ebooks.ofitexto.com.br/epubreader/projeto-de-usinas-hidreltricas
Fatores que influenciam o coeficiente de vazão C0
• Cargas diferentes da carga de projeto
Correção do coeficiente de descarga para outras cargas além da carga de projeto (H0) -Fonte: Lysne (2003).-Projeto de usinas hidrelétricas passo a passo, 7 Vertedouros| Geraldo Magela Pereira,http://ebooks.ofitexto.com.br/epubreader/projeto-de-usinas-hidreltricas
Fatores que influenciam o coeficiente de vazão C0
• Inclinação do paramento de montante
Coeficiente de descarga para ogiva com paramento de montante inclinado Fonte: Lysne(2003) - Projeto de usinas hidrelétricas passo a passo, 7 Vertedouros| Geraldo MagelaPereira,http://ebooks.ofitexto.com.br/epubreader/projeto-de-usinas-hidreltricas
Fatores que influenciam o coeficiente de vazão C0
• Interferência da elevação da laje de jusante e da submergência a jusante
Correção do coeficiente de descarga em função dos efeitos de jusante (cota da bacia esubmergência) - Fonte: USBR (1974) e Schreiber (1977) - Projeto de usinashidrelétricas passo a passo, 7 Vertedouros| Geraldo Magela Pereirahttp://ebooks.ofitexto.com.br/epubreader/projeto-de-usinas-hidreltricas
Dimensionamento do vertedouro da UHE Tucuruí
• Evolução dos estudos estatísticos de cheias ao longo do projeto - Tabela
• Estudos para a definição da Precipitação Máxima Provável (PMP) -
determinação da Vazão Máxima Provável (VMP)
Projeto de usinas hidrelétricas passo a passo, 7 Vertedouros| Geraldo MagelaPereira,http://ebooks.ofitexto.com.br/epubreader/projeto-de-usinas-hidreltricas
Dimensionamento do vertedouro da UHE Tucuruí
Modelo Reduzido do Conjunto das Obras da UHE Tucuruí. Observar Vertedouro Operando e Alcance do Jato.
(Novo Norte News, Ano III, No 71, fev./2000)
Dimensionamento do vertedouro da UHE Tucuruí
Registrado na memória técnica da usina
• Dimensionamento hidráulico do vertedouro para a descarga Q = 100.000 m3/s;
• Carga de projeto H0 = 22 m;
• NA máximo normal do reservatório na elevação: 74,00 m.;
• Altura da crista na elevação 52,00 m;
• P/H0 = 2,36, um coeficiente de vazão C0 = 2,18 e largura total vertente
necessária L ~ 445 m;
• Adotou-se no projeto uma largura total de 460 m, ou seja, um vertedouro com
23 comportas de 20 m de largura.
Dimensionamento do vertedouro da UHE Tucuruí
Registrado na memória técnica da usina
• Dimensionamento hidráulico do vertedouro para a descarga Q = 110.000 m3/s;
• Carga de projeto H0 = 22 m;
• NA máximo normal do reservatório na elevação: 75,30 m.;
• Altura da crista na elevação 52,00 m;
• P/H0 = 2,36, um coeficiente de vazão C0 = 2,18 e largura total vertente
necessária L ~ 445 m;
• Adotou-se no projeto uma largura total de 460 m, ou seja, um vertedouro com
23 comportas de 21,22m de altura por 20 m de largura.
Acidentes envolvendo barragens e vertedouros
Orós Dados
• Local: Rio Jaguaribe;
• H máximo: 54m;
• Capacidade do vertedouro: 5200 m3 /s;
• Volume do reservatório: 2,1 bilhões de m3.
Acidentes envolvendo barragens e vertedouros
• O galgamento da barragem ocorreu aos 17 min do dia 26 de março de
1960, com 400 m3 /s. A obra estava em final de construção e os túneis de
desvio não tiveram capacidade para evitá-lo.
• Foram inundadas as cidades de Aracati, Itaiçaba, Jaguaribe, Limoeiro e
Juazeiro, situadas a jusante. Atingiu aproximadamente 60% da população
do baixo Jaguaribe (170 mil habitantes).
Acidentes envolvendo barragens e vertedouros
http://cbdb.org.br/xxxsngb/download/trabalhos_temas/12-05/tarde/Erton%20Carvalho/CBDB-
RELATOR-ERTON-XXX-SNGB.pdf
Açudes de Orós - Ruptura
Acidentes envolvendo barragens e vertedouros
http://cbdb.org.br/xxxsngb/download/trabalhos_temas/12-05/tarde/Erton%20Carvalho/CBDB-RELATOR-
ERTON-XXX-SNGB.pdf
Açudes de Orós - Ruptura
Acidentes envolvendo barragens e vertedouros
http://cbdb.org.br/xxxsngb/download/trabalhos_temas/12-05/tarde/Erton%20Carvalho/CBDB-
RELATOR-ERTON-XXX-SNGB.pdf
Açudes de Orós - Ruptura
Acidentes envolvendo barragens e vertedouros
http://cbdb.org.br/xxxsngb/download/trabalhos_temas/12-05/tarde/Erton%20Carvalho/CBDB-
RELATOR-ERTON-XXX-SNGB.pdf
Açudes de Orós - Ruptura
Acidentes envolvendo barragens e vertedouros
http://cbdb.org.br/xxxsngb/download/trabalhos_temas/12-05/tarde/Erton%20Carvalho/CBDB-
RELATOR-ERTON-XXX-SNGB.pdf
Açudes de Orós – Reconstrução de Vertedouro
Operações em Vertedouros
• Eram operados até o início da década de 1970 por regras rígidas e
procedimentos burocráticos implementados de acordo com a cultura dos
proprietários (maioria empresas estatais).
• Em 1977: rupturas das barragens de EUCLIDES DA CUNHA e LIMOEIRO –
Rio Pardo/Bacia do rio Grande, impuseram a necessidade de desenvolver
estudos de previsão de cheias e o estabelecimento de regras operativas
para atender a segurança das barragens, dos bens e das comunidades
situadas a jusante.
UHE Euclides da Cunha
Dados da Barragem
• Local: Rio Pardo;
• H máxima: 56 m;
• Capacidade do vertedouro: 2040 m3/s;
• Capacidade da descarga de fundo: 300 m3/s;
• Potência Instalada: 94,8 MW;
• Volume da Barragem: 2,2 milhões de m3;
UHE Euclides da Cunha• Galgamento ocorreu na extremidade direita da crista da barragem que
estava 30 cm mais baixa.
• O transbordamento da barragem começou às 20:30 horas do dia 19/01 e a
ruptura às 03:30 horas do dia 20/01.
http://cbdb.org.br/xxxsngb/download/trabalhos_temas/12-05/tarde/Erton%20Carvalho/
CBDB-RELATOR-ERTON-XXX-SNGB.pdf
UHE Armando de Salles Oliveira (Limoeiro)
Dados da Barragem:
• • Local: Rio Pardo;
• • H máxima: 35 m;
• • Capacidade do vertedouro: 1800 m3/s
• • Potência Instalada: 28 MW
• • Volume da Barragem: 600.000 m3/s
• A ruptura da barragem Armando de Salles Oliveira que descarregava 1700
m3/s ocorreu às 04:00 horas do dia 20/01/1977.
http://cbdb.org.br/xxxsngb/download/trabalhos_temas/12-05/tarde/Erton%20Carvalho/
CBDB-RELATOR-ERTON-XXX-SNGB.pdf
Casos mais relevantes decorrentes do não
atendimento das regras operativas definidas em
modelo reduzido, manutenção e controle.
• Vertedouro da UHE Marimbondo;
• Vertedouro da UHE Salto Osório;
• Vertedouro Foz do Chapecó.
Vertedouro da UHE MarimbondoDados:
• Local: Rio Grande;
• H Máxima: 90m;
• Volume da barragem de Terra: 14 x 106m3;
• Volume de concreto: 1,2 x 106m3;
• Descarga de projeto do vertedouro: 21.400 m3/s
http://cbdb.org.br/xxxsngb/do
wnload/trabalhos_temas/12-
05/tarde/Erton%20Carvalho/
CBDB-RELATOR-ERTON-
XXX-SNGB.pdf
Danos decorrentes das operações assimétricas das comportas
http://cbdb.org.br/xxxsngb/downlo
ad/trabalhos_temas/1205/tarde/Ert
on%20Carvalho/CBDB-RELATOR-
ERTON-XXX-SNGB.pdf
Comporta do vertedouro da UHE Salto Osório
DADOS DA USINA / VERTEDOUROS
• Usina Hidrelétrica Salto Osório - Rio Iguaçu – Paraná;
• Capacidade Instalada: 1.078 MW;
• Início Operação Comercial: 1975;
• Tipo de Vertedouro: Controlado de superfície;
• Vertedouro 1: 5 comportas – Capacidade total 15.500 m³/s;
• Vertedouro 2: 4 comportas – Capacidade total 11.500 m³/s;
• Comportas tipo segmento: 20,77 x 15,30 m / 172 toneladas;
• Acionamento das comportas: por guincho mecânico;
• Supervisão e controle: local ou remoto.
Comporta do vertedouro da UHE Salto Osório
• Acidente ocorrido em 26.09.2011, quando defluía pelo vertedouro 2.200 m3/s.
http://cbdb.org.br/xxxsngb/downlo
ad/trabalhos_temas/1205/tarde/Ert
on%20Carvalho/CBDB/RELATOR-
ERTON-XXX-SNGB.pdf
Comporta do vertedouro da UHE Salto Osório
1. Não ocorreram alarmes de falhas no transdutor de posição ou sensores e a
sinalização do movimento da comporta foi interrompida. Pela lógica, a
sinalização teria permanecido ativa;
2. O desajuste no transdutor, manteve o comando de fechamento mesmo com a
comporta já fisicamente fechada;
3. O sensor fim de curso indutivo de fechamento falhou;
4. O motor permaneceu ligado, invertendo o sentido de enrolamento dos cabos
(d=40 mm) no tambor, no sentido contrário às ranhuras, ocorrendo a
sobreposição de camadas, provocando forte atrito entre o cabo e a chapa da
base, deformando-o até o seu rompimento.
UHE Foz do Chapecó
• Data: 28 e 29/06/2014
• Local: UHE Foz do Chapecó (Águas de Chapecó/SC)
• Fato: Entre 26 a 30/06/14 devido à quantidade de chuvas na região,
ocorreram grandes vazões (próximo a 30.000 m³/s) no Rio Uruguai, onde
está localizada a UHE Foz do Chapecó.
UHE Foz do Chapecó
Inspeção nas estruturas civis - constataram-se os seguintes danos:
• Margem direita: erosão no talude lateral da estrada de acesso à usina,
provocando interdição da via;
• Margem esquerda: erosão de estrada de acesso à área de jusante da
barragem;
• Erosão parcial do espigão (estrutura de proteção da barragem);
• Vertedouro: queda do muro intermediário do vertedouro.
UHE Foz do Chapecó
Visão geral do vertedouro durante a cheia
Fluxo de água erodindo o espigão
http://cbdb.org.br/xxxsngb/download/trabalhos_temas/1205/tarde/Erton%20Carvalho/
CBDB/RELATOR-ERTON-XXX-SNGB.pdf
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