Projeto barramento 10_08_2015_GRUPO1 corrig

SAVE OFFLINE

INSTITUTO FEDERAL DA BAHIA - IFBA DIRETORIA DE ENSINO – DEN COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA AMBIENTAL – CEAMB

AVALIAÇÃO DE OBRAS HIDRÁULICAS (II UNIDADE) GRUPO 1 ALUNOS(AS)____________________________________________________________DATA:______________ Informações gerais Data de entrega: até dia 25/08/2015 Entregar preferencialmente na forma digital (email: [email protected]) O trabalho dever ter todos os memoriais de cálculo no Excel (curva permanência, vazão específica, dimensionamento reservatório, bacias de dissipação, etc.) Informações adicionais para o projeto, além daquelas listadas abaixo, ficam por conta do projetista. Os casos omissos, necessários e não listados abaixo poderão ser redefinidos e/ou corrigidos. DADOS GERAIS PARA O PROJETO 1) Dimensionar um barramento de terra para abastecimento de um pequeno povoado localizado no município de Anagé-BA (latitude: 14º 36``44” S e longitudade: 41º 08`08” W). Sabe-se que a população do povoado é de 800 habitantes, o consumo per capta (cota per capita) é de 100 L/dia. Abaixo são dadas as informações complementares definidas quando do cálculo do projeto hidráulico da rede de distribuição de água. Dados: ● qm = vazão de distribuição em marcha ou vazão específica do conduto na hora de maior consumo (L/s); ● N= número de pessoas a serem abastecidas (população do projeto); ● q= cota per capta (L/dia). Os valores variam normalmente entre 200 e 300 L/dia ● k1= coeficiente relativo ao dia de maior consumo (k1= 1,25 a 1,5). Adotar k1= 1,3; ● k2= coeficiente relativo à hora de maior consumo (k2= 1,5 é o valor comum). Adotar k2= 1,4; ● L = comprimento total da rede de distribuição de água. Adotar 7000 m; ● Q = qm* L = vazão de bombeamento (L/s).

qm 

n  k1  k 2  q 86400  L

A bacia apresenta o formato e hidrografia da Figura 1 abaixo.

Figura 1. Bacia de contribuição para o barramento

1

INSTITUTO FEDERAL DA BAHIA - IFBA DIRETORIA DE ENSINO – DEN COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA AMBIENTAL – CEAMB

Figura 2. Curvas de nível da área de contribuição equidistantes de 1 metro

Figura 3. Perfil longitudinal da bacia de acumulação

2

INSTITUTO FEDERAL DA BAHIA - IFBA DIRETORIA DE ENSINO – DEN COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA AMBIENTAL – CEAMB

INFORMAÇÕES DE PROJETO

- Área de contribuição da bacia: 1600 ha (16 Km2). - comprimento do curso de água até o eixo da barragem: 7000 m - Declividade média do talvegue: 7% - As letras S1, S2, S3...S11, representam as cotas das curvas de nível da bacia de acumulação. Sendo S1=881, S2=882 ; S3= 883; S4= 884; S5= 885; S6= 886; S7= 887; S8=888; S9= 889; S10=890; S11=891 - Área entre as curvas de níveis, em m2: S1=50, S2=340 ; S3= 790; S4= 1300; S5= 3900; S6= 6700; S7= 11200; S8=17805; S9= 25500; S10=33200; S11=52500. Tabela 1. Rendimento específico ou vazão específica (L s-1 Km-2) médio mensal do Rio Catolé Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out

Nov

Dez

- A vazão específica (L s-1 Km-2) é dada como a vazão média mensal dividida pela área de contribuição da bacia, e deve ser calculada com base na série história dos dados de vazão apresentados abaixo. - O nível de água normal (útil) não deve ultrapassar a cota S10= 890 m. - Solo e topografia: a analise textural (granulométrica) apresentou solo com 50% de areia, 20% de silte e 30% de argila (Figura 4 abaixo). Caso o solo seja classificado como argiloso não é preciso construir o núcleo. Do contrário o solo é heterogêneo e precisa construir o núcleo. - Vegetação da bacia: pastagem 50%; culturas permanentes 1%; capoeiras e matas 17%; culturas diversas 20% e reflorestamento (eucalipto) 12%. - O órgão ambiental permite outorgar (retirar do curso de água) apenas 30% da vazão Q90%. Para obter a vazão Q90% precisa gerar a curva de permanência do rio. Os dados da série histórica de vazão estão disponíveis no site da ANA, mas também estão disponíveis abaixo. - Considere que a critério para regularização de vazão adotado na Bahia é: ● Qregularização (Qr) = 70% da Q90% + Qnecessária no projeto – 30% da Q90% Observação: entende como 70% da Q90% a vazão a ser assegurada no curso de água, somada com a vazão Q necessária no projeto - A curva IDF (intensidade-duração-frequência) deve ser obtida pelo programa PLUVIO 2.1. Baixar no site do Departamento de Engenharia Agrícola da UFV, Grupo de Recursos Hídricos (link: http://www.gprh.ufv.br/?area=softwares). Vocês precisam obter os parâmetros da curva IDF pelo Pluvio, software que, dentre outras coisas, permite obter parâmetros da curva IDF para várias localidades do Brasil, inclusive Vitória da Conquista-Ba. A curva I-D-F é representada pela equação:

K .TR a im  td  b c - A crista da barragem deve ter largura suficiente para o tráfego de veículos. - Considere para projeto tempo de retorno de 50 anos; - A crista da barragem deve ter largura suficiente para o tráfego de veículos. - Considere para projeto tempo de retorno de 50 anos; - Observação1: caso o volume útil acumulado implique em uma barragem superior a 15 metros de altura, adotar o volume equivalente a altura máxima de 15 metros para a barragem. Do contrário, caso o volume útil calculado não seja suficiente, projetar para a máxima condição possível, embora não atenda a condição de projeto. Demais casos omissos, ficam por conta do projetista. - Observação2: Mesmo que não haja déficit no balanço do reservatório, construir o barramento para a cota de S10.

3

INSTITUTO FEDERAL DA BAHIA - IFBA DIRETORIA DE ENSINO – DEN COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA AMBIENTAL – CEAMB

- Dados para dimensionamento do extravasor: - Comprimento do canal extravasor: 70 metros - Declividade: adotar aquela que não causa erosão no canal - A altura de lâmina de água no canal extravasor: a ser calculada - Considere canal extravasor retangular, n= 0,018 - Considere que o vertedor é de parede espessa PEDE-SE: 1) Tempo de concentração da bacia; 2) Traçar a curva de permanência do rio principal, indicando graficamente a vazão Q90% 3) Calcular a área inundada, ou seja, a área do espelho d’água gerado pela barragem; 4) Volume de água armazenada (nível normal) 5) Cota do nível de água (normal) e diagrama cota x área x volume acumulado (gráfico cota x volume acumulado). Apresentar tabela contendo as informações: área, volume, volume acumulado e volume útil. 6) Volume do aterro compactado; 7) Comprimento do eixo da barragem, altura da barragem, largura da crista, inclinação dos taludes de montante e jusante, largura da base, Folga da barragem, etc. Desenhe o perfil transversal do maciço com as dimensões calculadas; 8) Dimensionar o núcleo da barragem, caso necessário. Definir a classificação textural do solo empregado com base no triângulo de classificação de solo; 9) Calcule a vazão de projeto e dimensione o extravasor da barragem; 10) Dimensione o desarenador desta barragem e a tomada de água, caso necessário; 11) Dimensione uma estrutura dissipadora de energia do tipo bacias de dissipação padronizada USBR (tipo I, tipo II, tipo III e tipo IV), a que for mais adequada. As bacias devem ter largura entre 8 e 12 metros de largura. 12) Dimensione uma estrutura dissipadora de energia do tipo impacto (Brandley-Peterka), desenvolvido pelo USBR, caso seja o mais adequado. 13) Dimensione uma estrutura dissipadora de energia do tipo ressalto hidráulico; 14) Adotar para projeto a estrutura dissipadora de energia mais adequada dentre os itens 11, 12 e 13. Justifique a escolha da estrutura dissipadora a ser adotada no projeto. 15) Desenhe a planta baixa do barramento (perfil transversal do maciço com as dimensões do barramento, desenho com as dimensões do dissapador de energia adotado, desenho com as dimensões do monte, desarenador e/ou tomada de água. Veja exemplo de desenhos nas Figuras 1, 2 e 3 abaixo. Tabela – Velocidades limites recomendadas, em função do material das paredes do canal Tipo de canal Velocidade (m/s) Canal em areia muito fina 0,20 a 0,30 Canal em areia grossa pouco compactada 0,30 a 0,50 Canal em terreno arenoso comum 0,60 a 0,080 Canal em terreno silico-arenoso 0,70 a 0,80 Canal em terreno argiloso compactado 0,80 a 1,20 Canal gramado 1,00 a 1,50 Canal em rocha 2,00 a 4,00 Canal em concreto 4,00 a 10,00

4

INSTITUTO FEDERAL DA BAHIA - IFBA DIRETORIA DE ENSINO – DEN COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA AMBIENTAL – CEAMB

INFORMAÇÕES PARA PROJETO DADOS SERIE HISTORICA DE VAZÃO NA SEÇÃO DE CONSTRUÇÃO DO BARRAMENTO (ANEXO 1) 3

Date

Vazão (m /s)

Jan.90

26.7 21.9 15.2 13.3 13.3 14.8 14.5 21.2 16.5 20.0 16.8 34.9 22.6 11.9 15.4 14.1 20.1 14.2 18.9 18.6 16.4 14.1 46.0 25.7 41.7 54.6 22.4 17.4 17.1 23.8 22.3 21.2 22.9 17.6 30.9 49.4

Fev.90 Mar.90 Abr.90 Mai.90 Jun.90 Jul.90 Ago.90 Set.90 Out.90 Nov.90 Dez.90 Jan.91 Fev.91 Mar.91 Abr.91 Mai.91 Jun.91 Jul.91 Ago.91 Set.91 Out.91 Nov.91 Dez.91 Jan.92 Fev.92 Mar.92 Abr.92 Mai.92 Jun.92 Jul.92 Ago.92 Set.92 Out.92 Nov.92 Dez.92 Jan.93 Fev.93 Mar.93 Abr.93 Mai.93 Jun.93 Jul.93 Ago.93

31.3 19.7 13.6 12.3 18.7 18.4 15.5 14.4

5

INSTITUTO FEDERAL DA BAHIA - IFBA DIRETORIA DE ENSINO – DEN COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA AMBIENTAL – CEAMB

Set.93 Out.93 Nov.93 Dez.93 Jan.94 Fev.94 Mar.94 Abr.94 Mai.94 Jun.94 Jul.94 Ago.94 Set.94 Out.94 Nov.94 Dez.94 Jan.95 Fev.95 Mar.95 Abr.95 Mai.95 Jun.95 Jul.95 Ago.95 Set.95 Out.95 Nov.95 Dez.95 Jan.96 Fev.96 Mar.96 Abr.96 Mai.96 Jun.96 Jul.96 Ago.96 Set.96 Out.96 Nov.96 Dez.96 Jan.97 Fev.97 Mar.97 Abr.97 Mai.97 Jun.97 Jul.97 Ago.97 Set.97

11.2 11.3 9.5 14.1 10.9 8.3 28.7 22.7 20.0 14.5 18.3 15.9 13.3 10.8 9.8 10.1 11.2 12.2 10.7 24.6 13.7 12.6 20.7 14.1 13.3 8.3 10.9 17.9 13.2 7.8 6.3 7.6 7.4 7.8 7.1 7.6 7.5 6.9 9.8 7.4 6.5 10.4 60.6 34.4 19.3 13.3 12.6 10.2 8.3

6

INSTITUTO FEDERAL DA BAHIA - IFBA DIRETORIA DE ENSINO – DEN COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA AMBIENTAL – CEAMB

Out.97 Nov.97 Dez.97 Jan.98 Fev.98 Mar.98 Abr.98 Mai.98 Jun.98 Jul.98 Ago.98 Set.98 Out.98 Nov.98 Dez.98 Jan.99 Fev.99 Mar.99 Abr.99 Mai.99 Jun.99 Jul.99 Ago.99 Set.99 Out.99 Nov.99 Dez.99 Jan.00 Fev.00 Mar.00 Abr.00 Mai.00 Jun.00 Jul.00 Ago.00 Set.00 Out.00 Nov.00 Dez.00 Jan.01 Fev.01 Mar.01 Abr.01 Mai.01 Jun.01 Jul.01 Ago.01 Set.01 Out.01

8.6 8.8 9.1 7.0 6.3 5.8 6.5 6.6 6.7 7.5 6.6 6.1 5.7 34.3 30.6 9.7 6.9 17.2 9.7 12.5 13.6 19.1 21.4 15.0 14.5 36.1 61.4 26.0 19.6 22.1 26.9 20.4 19.0 22.2 18.4 17.0 13.2 20.8 39.3 19.0 10.6 16.5 12.7 12.9 16.0 15.4 22.5 15.4 18.8

7

INSTITUTO FEDERAL DA BAHIA - IFBA DIRETORIA DE ENSINO – DEN COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA AMBIENTAL – CEAMB

Nov.01 Dez.01 Jan.02 Fev.02 Mar.02 Abr.02 Mai.02 Jun.02 Jul.02 Ago.02 Set.02 Out.02 Nov.02 Dez.02 Jan.03 Fev.03 Mar.03 Abr.03 Mai.03 Jun.03 Jul.03 Ago.03 Set.03 Out.03 Nov.03 Dez.03 Jan.04 Fev.04 Mar.04 Abr.04 Mai.04 Jun.04 Jul.04 Ago.04 Set.04 Out.04 Nov.04 Dez.04 Jan.05 Fev.05 Mar.05 Abr.05 Mai.05 Jun.05 Jul.05 Ago.05 Set.05 Out.05 Nov.05

9.8 11.0 39.4 35.5 16.3 13.8 14.0 17.1 19.6 18.3 17.5 13.3 14.5 19.1 19.2 10.6 8.7 10.9 14.1 14.6 15.6 19.3 16.1 11.9 11.1 7.1 11.5 18.9 56.2 18.0 18.1 21.6 21.7 15.2 11.7 12.0 21.2 14.6 11.5 30.3 13.5 15.8 28.8 30.9 20.2 20.7 16.5 13.6 16.4

8

INSTITUTO FEDERAL DA BAHIA - IFBA DIRETORIA DE ENSINO – DEN COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA AMBIENTAL – CEAMB

Dez.05 Jan.06 Fev.06 Mar.06 Abr.06 Mai.06 Jun.06 Jul.06 Ago.06 Set.06 Out.06 Nov.06 Dez.06 Jan.07 Fev.07 Mar.07 Abr.07 Mai.07 Jun.07 Jul.07 Ago.07 Set.07 Out.07 Nov.07 Dez.07 Jan.08 Fev.08 Mar.08 Abr.08 Mai.08 Jun.08 Jul.08 Ago.08 Set.08 Out.08 Nov.08 Dez.08 Jan.09 Fev.09 Mar.09 Abr.09 Mai.09 Jun.09 Jul.09 Ago.09 Set.09 Out.09 Nov.09 Dez.09

23.5

11.3 9.2 19.6 29.5 14.9 17.9 15.6 13.0 22.6 14.9 27.3 25.1 11.7 15.1 17.9 28.3 15.4 14.2 15.4 14.6 13.6 13.2 12.5 26.1 11.6 13.3 17.3 14.0 10.3 12.0 12.8 11.5 10.1 10.2 10.5 29.6 17.6 9.9 10.1 32.2 15.2 22.0 13.8 13.0 11.4 14.3 11.1 9.5

9

INSTITUTO FEDERAL DA BAHIA - IFBA DIRETORIA DE ENSINO – DEN COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA AMBIENTAL – CEAMB

Figura 1. Corte transversal do maciço com detalhes do dreno de pé.

10

INSTITUTO FEDERAL DA BAHIA - IFBA DIRETORIA DE ENSINO – DEN COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA AMBIENTAL – CEAMB

Figura 2. Corte transversal do maciço com detalhes do dreno de pé.

11

INSTITUTO FEDERAL DA BAHIA - IFBA DIRETORIA DE ENSINO – DEN COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA AMBIENTAL – CEAMB

Figura 3. Dissipador de energia (tipo escada) e vista aérea do local

12

INSTITUTO FEDERAL DA BAHIA - IFBA DIRETORIA DE ENSINO – DEN COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA AMBIENTAL – CEAMB

Figura 4. Triângulo de classificação textural de solos

13