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ESTADO DE MATO GROSSO

SECRETARIA DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO

CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

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Aula 6 – PROJETO DE UMA PEQUENA BARRAGEM

Profª Camila Regina Eberle

|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.

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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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CLASSIFICAÇÃO DE PEQUENAS BARRAGENS DE TERRA

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:

SIMPLES

de corpo homogêneo

de corpo heterogêneo

COM NÚCLEO OU DIAFRAGMA

central

externo

misto

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BARRAGENS SIMPLES

Barragem de terra simples com corpo homogêneo

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BARRAGENS SIMPLES

Barragem de terra simples com corpo heterogêneo

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BARRAGENS COM NÚCLEO OU DIAFRAGMA

Barragem de terra simples com núcleo central

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Barragem de terra simples com núcleo externo

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Barragem de terra simples com núcleo misto

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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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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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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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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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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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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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ESCOLHA DO LOCAL


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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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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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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

Tabela 1. Módulo da bacia usado na determinação do volume anual


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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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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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PERFIL DA BARRAGEM

Em se tratando de material homogêneo de boa qualidade, podem ser adotadas as

dimensões mostradas na figura a seguir:

c

H 2:1 3:1

b1 b2

b

f

Hl

Hn


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PERFIL DA BARRAGEM



c

H 2:1 3:1

b1 b2

b

f

Hl

Hn

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


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PERFIL DA BARRAGEM



Altura (H) 4,0 6,0 8,0 10,0 ≥12,0

Largura (c) 3,0 3,5 4,0 5,0 6,0

Tabela 2. Largura da crista (c) em função da altura da barragem (H).


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PERFIL DA BARRAGEM



c

H 2:1 3:1

b1 b2

b

f

Hl

Hn

O talude de montante deve ser menos inclinado que o da jusante para permitir

maior estabilidade ao aterro.


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PERFIL DA BARRAGEM



c

H 2:1 3:1

b1 b2

b

f

Hl

Hn

Adota-se como mínimo o valor de 0,50 a 1,00m, geralmente usado para pequenas barragens.


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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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