Os sedimentos transportados por cursos de água, quando depositados nos reservatórios, podem lhes causar danos, como redução do seu volume de água, prejuízos à navegação, danificação de turbinas e bloqueio de tomadas de água e comportas. Para que medidas preventivas possam ser tomadas nesse sentido, a capacidade de predizer taxas de sedimentação e sua distribuição não-uniforme em reservatórios é muito importante, ainda em sua fase de projeto. Este trabalho compreende a construção e o assoreamento de uma armadilha de sedimentos em laboratório, bem como a utilização de um programa computacional para reprodução numérica do assoreamento. A comparação satisfatória entre resultados experimentais e simulados, tanto para o padrão do escoamento no interior da armadilha quanto para a deposição de sedimentos, permitiu avaliar o programa MIKE 21C como ferramenta útil no estudo e na estimativa do assoreamento de reservatórios / Sediment transport in alluvial rivers may cause serious problems to reservoirs, such as decrease in storage volume, impairment of navigability, damage to hydropower turbines, and blockage of gates and intakes. The capacity of predicting sedimentation and its non-uniform distribution inside reservoirs is very important, still in their phase of planning and design. This work comprehends the construction of a sand trap in a laboratory and its experimental sedimentation, as well as the use of a computational program to reproduce numerically the experiment. The satisfactory comparison between experimental and numerical results, for the flow pattern inside the trap and for the sediment deposition, validated the program MIKE 21C as a useful tool in the study and prediction of reservoir sedimentation

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-02-23T14:12:41Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Wanderlubio Barbosa Gentil - 2015.pdf: 4515031 bytes, checksum: 78402e1eba98343039253c31f031e84e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-02-23T14:14:09Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Wanderlubio Barbosa Gentil - 2015.pdf: 4515031 bytes, checksum: 78402e1eba98343039253c31f031e84e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-23T14:14:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Wanderlubio Barbosa Gentil - 2015.pdf: 4515031 bytes, checksum: 78402e1eba98343039253c31f031e84e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-08-14 / The sedimentation in reservoir occurs due to the deposition of particles which are named sediments and are carried through the flow. It’s a process that will occur anyway, however it’s likely to be controlled. Whatever the purpose of the reservoir is, we can verify that the characteristics of the operation can be compromised over time, with its capacity of storage being partial or totally taken by sediments due to a series of variables. Due to these processes, the sedimentation in reservoirs is a very relevant subject given that Brazil is a country which has a strong dependency on the energy generated through hydropower and, therefore, has built several reservoirs. The construction of a dam can bring several socioeconomic and environmental impacts, among them the sedimentation, which appears as a problem that affects the volume and capacity of generating energy in reservoirs. The present research has as main objective the evaluation of some steps of the sedimentation process of Caçu’s Hydroelectric Power plant reservoir (Usina Hidrelétrica Caçu), where a study of silting behavior was developed relating the water speed to the suspended sediments and the bathymetry of the bottom. We were able to find that the places where there was the greatest sediments accumulation was in the section between the end of the zone classified as river and the beginning of the transition zone and that this accumulation occurred according to the speed alterations, when the water flux loses its strength and the sediments are deposited on the river bed. This study allowed us to verify, with the bathymetry, the changes in the silting and, with the mapping of the speed, the reservoir’s longitudinal compartmentalization as well as the most likely places of accumulation. / A sedimentação em reservatório acontece em função da deposição de partículas que são chamadas de sedimentos e que são carreadas por meio do escoamento. É um processo que vai ocorrer de qualquer forma; entretanto, é passível de ser controlado. Qualquer que seja a finalidade do reservatório verifica-se que as características de operação podem ser comprometidas ao longo do tempo, sendo sua capacidade de armazenamento parcial ou totalmente tomada por sedimentos em virtude de uma série de variáveis. Em função disso, a sedimentação em reservatórios é um assunto muito relevante, tendo em vista que o Brasil é um País que tem forte dependência na energia gerada por meio de hidroeletricidade e, portanto, com vários reservatórios construídos. A construção de uma barragem pode trazer vários impactos socioeconômicos e ambientais, dentre eles, a sedimentação, que aparece como um problema que afeta o volume e capacidade de geração de energia em reservatórios. A presente pesquisa tem como principal enfoque a avaliação de algumas etapas do processo de sedimentação do reservatório da Usina Hidrelétrica de Caçu, onde se desenvolveu um estudo do comportamento do assoreamento relacionando a velocidade da água aos sedimentos em suspensão e à batimetria do fundo. Constatou-se que os locais onde houve o maior acúmulo de sedimentos foi no trecho compreendido entre o final da zona classificada como rio e o início da zona de transição e que esse acúmulo ocorreu conforme as alterações de velocidade, quando o fluxo de água perde a força e os sedimentos são depositados no leito. O estudo permitiu constatar, com a batimetria, as alterações no assoreamento e, com o mapeamento da velocidade, a compartimentação longitudinal do reservatório, bem como os locais mais propensos ao acúmulo.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O ArquipÃlago de Cabo Verde, situado na costa ocidental africana, sofre influÃncia do deserto de Saara tornando o clima caracterizado por pluviometria muito baixa e distribuÃda irregularmente no espaÃo e no tempo. As chuvas sÃo muito concentradas, gerando grandes escoamentos para o mar. O aumento da disponibilidade hÃdrica requer alÃm da construÃÃo e manutenÃÃo de infraestrutura de captaÃÃo e conservaÃÃo de Ãguas pluviais, uma gestÃo eficiente destes recursos. Atualmente, constitui um dos eixos estratÃgicos da polÃtica do Estado de Cabo Verde, a captaÃÃo, o armazenamento e a mobilizaÃÃo de Ãguas superficiais atravÃs de construÃÃo de barragens. Estudos do comportamento hidrolÃgico e sedimentolÃgico do reservatÃrio e da sua bacia de contribuiÃÃo constituem premissas bÃsicas para adequados dimensionamento, gestÃo e monitoramento da referida infraestrutura. à nesse sentido que o presente estudo objetivou sistematizar informaÃÃes hidrolÃgicas e sedimentolÃgicas da bacia hidrogrÃfica da Barragem de PoilÃo (BP) e apresentou proposta operacional de longo prazo. A Ãrea de estudo ocupa 28 km da Bacia HidrogrÃfica da Ribeira Seca (BHRS) na Ilha de Santiago. A altitude da bacia varia de 99 m, situada na cota da barragem, atà 1394 m. Para o estudo, foram utilizados e sistematizados sÃrie pluviomÃtrica de 1973 a 2010, registros de vazÃo instantÃnea do perÃodo 1984 a 2000 e registros agroclimÃticos da Ãrea de estudo de 1981 a 2004. Para o preenchimento das falhas tanto dos escoamentos como da descarga sÃlida em suspensÃo, foi utilizado o mÃtodo de curva chave. Para estimativa de produÃÃo de sedimentos na bacia, aplicou-se a EquaÃÃo Universal de Perda de Solo (USLE) associada à razÃo de aporte de sedimentos (SDR). O Ãndice de retenÃÃo de sedimentos no reservatÃrio foi estimado pelo mÃtodo de Brune e a distribuiÃÃo de sedimento pelo mÃtodo empÃrico de reduÃÃo de Ãrea descrito por Borland e Miller e revisado por Lara. Para gerar e simular curvas de vazÃo versus garantia foi utilizado cÃdigo computacional VYELAS, desenvolvido por AraÃjo e baseado na abordagem de Campos. TambÃm foi avaliada uma possÃvel reduÃÃo da vazÃo de retirada do perÃodo 2006 a 2026, provocada pelo assoreamento do reservatÃrio. Concluiu-se que, em mÃdia, a precipitaÃÃo anual à de 323 mm, concentrando-se 73% nos meses de agosto e setembro; a bacia de contribuiÃÃo apresenta nÃmero de curva (CN) 76, com abstraÃÃo inicial (Ia) de 26 mm, coeficiente de escoamento de 19% e vazÃo anual afluente de 1,7 hm (Cv = 0,73); a disponibilidade hÃdrica para garantia de 85% à 0,548 hmÂ/ano e nÃo 0,671 hmÂ/ano, como indica o projeto original da barragem. Com uma descarga sÃlida avaliada em 22.185 mÂ/ano, estima-se que, atà o ano de 2026, a capacidade do reservatÃrio seja reduzida a uma taxa de 1,8 % ao ano, devido ao assoreamento, provocando uma reduÃÃo de 41% da disponibilidade hÃdrica inicial. Em 2026, segundo as estimativas dessa pesquisa, as perdas por evaporaÃÃo e sangria deverÃo ser da ordem de 81% da vazÃo afluente ao reservatÃrio. Na base desses resultados se apresentou proposta de operaÃÃo da Barragem de PoilÃo / Cape Verde Islands, located in the West African coast, are influenced by the Sahara desert, making the climate characterized by very low rainfall and great spatial and temporal variability. The rainfall events are highly concentrated generating large flows to the sea. The increase of water availability requires construction and maintenance of infrastructure to capture and conserve rainwater, and also an efficient management of these resources. Nowadays, capture, storage and mobilization of water surface through construction of dams is one of the strategic priorities of the policy of the State of Cape Verde. Studies of hydrology and sedimentology of the only existing reservoir (PoilÃo Dam, 1.2 hmÂ) and its watershed are the basic requirements for adequate design, management and monitoring of this infrastructure. In this sense, the present study aimed at systematizing hydrological and sediment information of the PoilÃo Dam and providing a long-term operational proposal. The altitude of the basin varies from 99 m, situated on the dam, up to 1394m. For the study, the following data were used and systematized: rainfall dataset from 1973 to 2010; records of instantaneous flow for the period of 1984 to 2000; and agro-climatic records from 1981 to 2004. To fill the gaps of both flow and suspended-sediment discharge, the rating-curve method was used. To estimate sediment yield in the watershed it was applied the Universal Soil Loss Equation (USLE), associated with the Sediment Delivery Ratio (SDR). The sediment release efficiency rate of the reservoir was estimated by Brune method and the sediment distribution inside the reservoir by the empirical area reduction method described by Borland and Miller, and reviewed by Lara. To assess water availability, water yield versus reliability curves were used. These curves were obtained by the computer code VYELAS, developed by AraÃjo and based on Campos approach. The reduction of the water yield (caused by the reservoir silting) within the period from 2006 to 2026 was also assessed. It was concluded that the average annual rainfall in the watershed is 323 mm, concentrating 73% in August and September; the watershed presents a number of curve (CN) of 76 with an initial abstraction (Ia) of 26 mm, the runoff coefficient is 19% and the average annual inflow is 1.7 hm (coefficient of variation 0.73); the water availability at 85% reliability level is estimated at 0.548 hmÂ/year and not 0.671 hmÂ/year as the original design indicates. With a sediment discharge estimated at 22,185 mÂ/year, it was concluded that, by the year 2026, the annual reservoir storage capacity reduction rate is 1.18% (due to siltation), causing a 41% reduction of the initial water availability. At that time, losses due to evaporation and spillway overflow totalize 81% of annual inflow. Based on these results, a PoilÃo reservoir operation proposal is presented

Os reservatórios são utilizados pelo homem há milhares de anos e são fundamentais em países que apresentam uma matriz energética predominantemente hidrelétrica como o Brasil. Desta forma, há uma preocupação relacionada à vida útil de um reservatório que é influenciada diretamente pelo transporte e deposição de sedimentos. No entanto, a maioria dos reservatórios nacionais não apresenta atualmente estudos hidrossedimentológicos consistentes para auxiliar seus gestores no planejamento e gerenciamento dos mesmos. Uma das principais justificativas apresentadas para a ausência destes estudos se refere à dificuldade na aplicação de metodologias relacionadas à sedimentologia nos recursos hídricos. Neste contexto, a tese apresenta o desenvolvimento de uma ferramenta computacional (NH Sediment) de livre acesso que poderá auxiliar os gestores de reservatórios no monitoramento e análise dos parâmetros hidrossedimentológicos. A ferramenta computacional é fundamentada em metodologias consolidadas na literatura técnica e acadêmica. Ela permite que o usuário estime parâmetros hidrossedimentólogicos, como a descarga sólida total, o peso específico aparente, a eficiência de retenção, além do volume assoreado e do tempo de vida útil de reservatórios. A ferramenta foi aplicada no Reservatório da Pequena Central Hidrelétrica de Mogi-Guaçu (SP) e foi possível observar que os resultados estavam condizentes com os parâmetros obtidos no levantamento de campo (dados primários) e com os dados fornecidos pela empresa que administra a PCH. Desse modo, a ferramenta computacional é mais uma alternativa para auxiliar o acompanhamento do processo de assoreamento em reservatórios, principalmente das pequenas centrais hidrelétricas onde este problema tende a ser maior. Além disso, ela também poderá ajudar na escolha das melhores medidas para prevenção ou minimização de parte dos problemas causados pelos sedimentos nos reservatórios. / Reservoirs have been used by people for thousands of years and are essential in countries with a predominantly hydroelectric energy matrix, such as Brazil. Although, there is a concern about the life of a reservoir, which is directly influenced by transport and deposition of sediments, most national reservoirs have not conducted consistent hydrosedimentological studies to assist their managers in their planning and managing. One of the main justifications for such a lack is the difficulty of application of methodologies related to sedimentology in water resources. This thesis addresses the development of a computational tool (NH Sediment) of free access that can assist reservoir managers in monitoring and analyzing hydrosedimentological parameters. The tool is based on methodologies consolidated in the technical and academic literature and enables users to estimate hydrosedimentological parameters, such as total solid discharge, apparent specific weight, retention efficiency, silting volume and lifetime of reservoirs. It was applied to the reservoir of the Small Hydropower Plant (SHP) of Mogi-Guaçu (SP) and the results were consistent with the parameters obtained in a field survey conducted and data provided by the company that manages SHP. It has proven an alternative to help users in monitoring the silting process in reservoirs, especially in small hydropower plants, where this problem tends to be more serious. It can also be employed for the choice of best measures for the prevention or minimization of problems caused by sediments in reservoirs.

TEIXEIRA, José João Lopes. Hidrossedimentologia e disponibilidade hídrica da bacia hidrográfica da Barragem de Poilão, Cabo Verde. 2011. 99 f. Dissertação (Mestrado em engenharia agrícola)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2011. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-06-23T19:12:56Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_jjlteixeira.pdf: 3839776 bytes, checksum: 6285b2530d2a3d140648b471503aabd5 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-07-21T20:16:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_jjlteixeira.pdf: 3839776 bytes, checksum: 6285b2530d2a3d140648b471503aabd5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-21T20:16:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_jjlteixeira.pdf: 3839776 bytes, checksum: 6285b2530d2a3d140648b471503aabd5 (MD5) Previous issue date: 2011 / Cape Verde Islands, located in the West African coast, are influenced by the Sahara desert, making the climate characterized by very low rainfall and great spatial and temporal variability. The rainfall events are highly concentrated generating large flows to the sea. The increase of water availability requires construction and maintenance of infrastructure to capture and conserve rainwater, and also an efficient management of these resources. Nowadays, capture, storage and mobilization of water surface through construction of dams is one of the strategic priorities of the policy of the State of Cape Verde. Studies of hydrology and sedimentology of the only existing reservoir (Poilão Dam, 1.2 hm³) and its watershed are the basic requirements for adequate design, management and monitoring of this infrastructure. In this sense, the present study aimed at systematizing hydrological and sediment information of the Poilão Dam and providing a long-term operational proposal. The altitude of the basin varies from 99 m, situated on the dam, up to 1394m. For the study, the following data were used and systematized: rainfall dataset from 1973 to 2010; records of instantaneous flow for the period of 1984 to 2000; and agro-climatic records from 1981 to 2004. To fill the gaps of both flow and suspended-sediment discharge, the rating-curve method was used. To estimate sediment yield in the watershed it was applied the Universal Soil Loss Equation (USLE), associated with the Sediment Delivery Ratio (SDR). The sediment release efficiency rate of the reservoir was estimated by Brune method and the sediment distribution inside the reservoir by the empirical area reduction method described by Borland and Miller, and reviewed by Lara. To assess water availability, water yield versus reliability curves were used. These curves were obtained by the computer code VYELAS, developed by Araújo and based on Campos approach. The reduction of the water yield (caused by the reservoir silting) within the period from 2006 to 2026 was also assessed. It was concluded that the average annual rainfall in the watershed is 323 mm, concentrating 73% in August and September; the watershed presents a number of curve (CN) of 76 with an initial abstraction (Ia) of 26 mm, the runoff coefficient is 19% and the average annual inflow is 1.7 hm³ (coefficient of variation 0.73); the water availability at 85% reliability level is estimated at 0.548 hm³/year and not 0.671 hm³/year as the original design indicates. With a sediment discharge estimated at 22,185 m³/year, it was concluded that, by the year 2026, the annual reservoir storage capacity reduction rate is 1.18% (due to siltation), causing a 41% reduction of the initial water availability. At that time, losses due to evaporation and spillway overflow totalize 81% of annual inflow. Based on these results, a Poilão reservoir operation proposal is presented. / O Arquipélago de Cabo Verde, situado na costa ocidental africana, sofre influência do deserto de Saara tornando o clima caracterizado por pluviometria muito baixa e distribuída irregularmente no espaço e no tempo. As chuvas são muito concentradas, gerando grandes escoamentos para o mar. O aumento da disponibilidade hídrica requer além da construção e manutenção de infraestrutura de captação e conservação de águas pluviais, uma gestão eficiente destes recursos. Atualmente, constitui um dos eixos estratégicos da política do Estado de Cabo Verde, a captação, o armazenamento e a mobilização de águas superficiais através de construção de barragens. Estudos do comportamento hidrológico e sedimentológico do reservatório e da sua bacia de contribuição constituem premissas básicas para adequados dimensionamento, gestão e monitoramento da referida infraestrutura. É nesse sentido que o presente estudo objetivou sistematizar informações hidrológicas e sedimentológicas da bacia hidrográfica da Barragem de Poilão (BP) e apresentou proposta operacional de longo prazo. A área de estudo ocupa 28 km² da Bacia Hidrográfica da Ribeira Seca (BHRS) na Ilha de Santiago. A altitude da bacia varia de 99 m, situada na cota da barragem, até 1394 m. Para o estudo, foram utilizados e sistematizados série pluviométrica de 1973 a 2010, registros de vazão instantânea do período 1984 a 2000 e registros agroclimáticos da área de estudo de 1981 a 2004. Para o preenchimento das falhas tanto dos escoamentos como da descarga sólida em suspensão, foi utilizado o método de curva chave. Para estimativa de produção de sedimentos na bacia, aplicou-se a Equação Universal de Perda de Solo (USLE) associada à razão de aporte de sedimentos (SDR). O índice de retenção de sedimentos no reservatório foi estimado pelo método de Brune e a distribuição de sedimento pelo método empírico de redução de área descrito por Borland e Miller e revisado por Lara. Para gerar e simular curvas de vazão versus garantia foi utilizado código computacional VYELAS, desenvolvido por Araújo e baseado na abordagem de Campos. Também foi avaliada uma possível redução da vazão de retirada do período 2006 a 2026, provocada pelo assoreamento do reservatório. Concluiu-se que, em média, a precipitação anual é de 323 mm, concentrando-se 73% nos meses de agosto e setembro; a bacia de contribuição apresenta número de curva (CN) 76, com abstração inicial (Ia) de 26 mm, coeficiente de escoamento de 19% e vazão anual afluente de 1,7 hm³ (Cv = 0,73); a disponibilidade hídrica para garantia de 85% é 0,548 hm³/ano e não 0,671 hm³/ano, como indica o projeto original da barragem. Com uma descarga sólida avaliada em 22.185 m³/ano, estima-se que, até o ano de 2026, a capacidade do reservatório seja reduzida a uma taxa de 1,8 % ao ano, devido ao assoreamento, provocando uma redução de 41% da disponibilidade hídrica inicial. Em 2026, segundo as estimativas dessa pesquisa, as perdas por evaporação e sangria deverão ser da ordem de 81% da vazão afluente ao reservatório. Na base desses resultados se apresentou proposta de operação da Barragem de Poilão.

LOPES, José Wellington Batista. Modelagem hidrossedimentológica em meso-bacia do semiárido. 2013. 84 f. Dissertação (Mestrado em engenharia agrícola)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2013. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-06-23T19:38:29Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_jwblopes.pdf: 5360634 bytes, checksum: ddef6b42b7ef0773f6cc8771b3bef0ef (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-07-21T20:17:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_jwblopes.pdf: 5360634 bytes, checksum: ddef6b42b7ef0773f6cc8771b3bef0ef (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-21T20:17:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_jwblopes.pdf: 5360634 bytes, checksum: ddef6b42b7ef0773f6cc8771b3bef0ef (MD5) Previous issue date: 2013 / Practical problems related to water resources and the need for resolution of these was what drove the hydrological modeling, since understanding of the hydrological behavior of the basin was needed. So, this research was conducted to assess, through hydrossedimentological modeling, the behavior of a semiarid meso scale watershed as well as its water availability. The study area was the Madalena Representative Basin, Federal State of Ceará, with 124km². Rainfall, accumulated volume and sedimentation in two reservoirs were monitored. The WASA-SED (Model of Water Availability in Semi-Arid Environments Sediment Dynamics with Component) and VYELAS (Volume-Yield Elasticity) models were used in the evaluation. Some conclusions could be obtained from the results: i) Continuous monitoring of hydrological variables in watersheds of the Brazilian semiarid is necessary because the scarcity of data makes it difficult to analyze the performance of hydrological models, ii) Sedimentation measurements in reservoirs is essential for validating of sedimentological routines of model for evaluation of long periods, iii) The soil parameters are determinant in the quality of the results and details of the parameterization significantly improves the performance of the WASA model, iv) The predominance of drought scenario for the next years must affect water supply due to the low volume currently accumulated in the reservoir, v) Water availability of the strategic reservoir of the basin (Marengo reservoir) in extreme years of low rainfall, for 90% reliability yield,is 96% lower than the availability expected for regular years. / Problemas práticos relacionados aos recursos hídricos e a necessidade de resolução desses foi o que impulsionou a modelagem hidrológica, pois uma melhor compreensão do comportamento hidrológico da bacia hidrográfica se fez necessária. Assim esta pesquisa foi conduzida com o objetivo de avaliar, por meio da modelagem hidrossedimentológica, o comportamento de uma bacia hidrográfica de meso-escala no semiárido, assim como sua disponibilidade hídrica. A área foco do estudo foi a Bacia Representativa de Madalena, Ceará, com 124km². Os modelos WASA-SED (Model of Water Availability in Semi-Arid Environments with Sediment Dynamics Component) e VYELAS (Volume-Yield Elasticity) foram utilizados na avaliação. Algumas conclusões puderam ser constatadas a partir dos resultados obtidos: i) O monitoramento contínuo das variáveis hidrológicas em bacias hidrográficas do semiárido se faz necessário, pois a insuficiência de dados dificulta a análise do desempenho de modelos hidrológicos; ii) A quantificação do assoreamento em reservatórios é essencial para a validação de rotinas sedimentológicas do modelo para longos períodos de avaliação; iii) Os parâmetros do solo são determinantes na qualidade dos resultados e o detalhamento da parametrização melhora sensivelmente o desempenho do modelo WASA; iv) O predomínio do cenário de estiagem para os próximos anos compromete o abastecimento devido ao baixo volume acumulado atualmente no reservatório; v) A disponibilidade hídrica do reservatório estratégico da bacia (Marengo) em anos extremos de baixa pluviometria, para uma vazão com 90% de garantia, é 96% inferior à disponibilidade para os anos médios.

Os conceitos de competência do escoamento e de capacidade de transporte foram desenvolvidos para escoamentos fluviais e acabam sendo transferidos para a modelagem de correntes de turbidez. No entanto, não é claro até que ponto o estabelecimento de analogias entre o ambiente fluvial e as correntes de turbidez pode ser realizado. Nesse contexto, o principal objetivo deste trabalho foi avaliar os conceitos de competência e de capacidade nas correntes de turbidez. O estudo foi desenvolvido experimentalmente, em um canal de inclinação variável de 4 m de comprimento, 40 cm de altura e 12 cm de largura. Um leito móvel foi construído em um trecho intermediário do canal utilizando sedimento - carvão mineral (ρ = 1405 kgm³) - com tamanho areia média. No total, 30 simulações de correntes de turbidez contínuas foram realizadas, utilizando o mesmo sedimento, porém com tamanho areia muito fina. Foram simuladas três declividades diferentes (6%, 0,3% e 0,015%), vazões de injeção entre 15 e 25 lmin, concentrações iniciais variando entre 0,03% e 5,5% e a duração dos ensaios ficou compreendida entre 3 e 30 min. O levantamento do perfil longitudinal do leito móvel, antes e após o ensaio, foi realizado e todo o sedimento foi coletado. Três quantidades distintas de sedimento foram quantificadas: a quantidade depositada antes do leito móvel, a quantidade depositada no leito móvel e a quantidade depositada depois do leito móvel. O cálculo da eficiência de transporte das correntes de turbidez no trecho do leito móvel, bem como das suas descargas sólidas, foi realizado. Também foram realizadas análises granulométricas do sedimento depositado antes e após do leito móvel. Por fim, parâmetros do fluxo foram obtidos (altura e velocidade) através de análises visuais e números adimensionais clássicos do transporte sólido em canais abertos foram avaliados. A partir da interpretação dos dados, conclui-se que os conceitos de competência do escoamento e de capacidade de transporte não foram capazes de refletir o diâmetro característico do sedimento transportado pelas correntes simuladas e a capacidade máxima de transporte desses fluxos, como normalmente ocorre em escoamentos fluviais. A relação entre a eficiência de transporte desses fluxos e a descarga sólida dos mesmos indicou que a partir de uma região a eficiência tornou-se invariante. Essa relação possui curvas com tendência logarítmica e as suas assíntotas ocorreram em valores de eficiência da ordem de 50% (inclinação de 6%) e de 40% (inclinações de 0,3% e 0,015%). A relação entre o diâmetro característico do sedimento depositado depois do leito e antes do leito indicou uma diminuição de cerca de 18% no tamanho dos grãos depositados a jusante. / The modeling of turbidity currents uses the concepts of competence and flow capacity that have been developed based on river hydraulics. However, the analogies between the fluvial environment and turbidity currents are not very clear. The main purpose of this study was to evaluate the competence and flow capacity of turbidity currents. The study was performed using an experimental channel 4 m long, 40 cm high, and 12 cm wide with variable slope. A mobile bed of medium sand-size - mineral coal (ρ=1405 kgm³) - was constructed in an intermediate area of the channel. In total, 30 simulations of continuous turbidity currents were performed and the sediment used in the turbidity currents was very fine sand-size mineral coal. The simulations were accomplished considering three different channel slopes (6%, 0.3% e 0.015%); injection discharge varied between 15 and 25 l/min, and initial volumetric concentrations varied between 0.03% and 5.5%. The simulations lasted between 3 and 30 minutes. The longitudinal profile of the mobile bed was analyzed before and after each simulation, and all the sediment was collected at the end. Three different amounts of sediment were quantified: the amount of sediment deposited before, on, and after the mobile bed. Based on this data, both the transport efficiency and solid discharge of the turbidity current on the mobile bed were determined. Particle-size distribution of the deposited sediment before and after the mobile bed was also carried out. Finally, flow parameters were obtained (high and velocity) considering visual evaluation and the classical dimensional numbers in sediment transport in open channel flows were analyzed. The data interpretation revealed that the competence and flow capacity parameters were not able to reflect the grain diameter transported by the simulated currents and a maximum flow capacity of these flows, as usually is observed in fluvial flows. The relation between the transport efficiency and solid discharge of these flows demonstrated that after a certain point, the efficiency became constant. This relation resulted in log trend curves with asymptotes located at efficiency values of approximately 50% (6% slope) and 40% (0.3% and 0.015% slopes). The characteristic diameter of the sediment deposited after the mobile bed presented a reduction of 18% when compared to the sediment deposited before the mobile bed.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The growing human activity in the proximity of the rivers, has been accelerating the ground erosion process and consequently the aggradation of this rivers. Particularly in the reservoirs, the aggradation causes the reduction of the storage capacity and also the useful life of this structures. This research shows a assessment of the aggradation effects on the flood routing in the reservoir of Vacacaí-Mirim in Santa Maria/RS. It was used the inflow series to the reservoir, generated by the IPH2 model, the batometrias data accomplished in 1961 and 2001, reservoir levels and flow data. Theses information were insert in the IPHS1 sistem for Windows, to simulate the reservoir s level variation in two differents sceneries 1961 and 2001. The comparison of the observed levels in the reservoir with the simulated for the scenery of 2001, showed a better adjustment in the inundation periods regarding the recessive periods. In these, the calculated levels were very below observed, making necessary a revaluation of the period base flow for an adjustment improvement. The simulated levels in each scenery were very close in flood periods, this result was confirmed of the output hidrograph reservoir in flood events. The output maximum flows of the 2001 scenery were in average 2,28 % larger than 1961 scenery. This difference was too small considering the reduction of 29,45 % in the reservoir storage capacity proved the 2001 batometria. In the recessives periods the results were the expected, presenting 2001 simulated levels smaller than 1961. The research concluded that the reduction of extreme flows deadening capacity founded was small, considering the accentuated aggradation process occurred in the reservoir during its operation. However the application of IPHS1 sistem was valid to simulate the reservoir levels in the described sceneries, being a useful tool of the reservoir s behavior study by the alterations occurred during the years. / A crescente atividade humana nas proximidades dos cursos d água tem acelerado o processo de erosão dos solos e consequentemente o assoreamento desses cursos. Particularmente em reservatórios, o assoreamento provoca a diminuição da capacidade de armazenamento e também da vida útil dessas estruturas. Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos do assoreamento sobre a propagação de cheias no reservatório do Vacacaí-Mirim em Santa Maria/RS, por meio da aplicação do sistema IPHS1. Foram utilizadas as séries de vazão afluentes ao reservatório, geradas pelo modelo chuva-vazão IPH2, os dados das batimetrias realizadas em 1961 e 2001 e dados de níveis e vazão do reservatório. Essas informações foram inseridas no sistema IPHS1 versão Windows, para simulação dos níveis do reservatório nos dois cenários descritos 1961 e 2001. A comparação dos níveis observados no reservatório com os calculados para o cenário de 2001 mostrou um melhor ajuste nos períodos de cheia em relação aos períodos recessivos. Nestes, os níveis calculados ficaram bem abaixo dos observados, tendo sido necessária à reavaliação da vazão de base do período para a melhoria do ajuste. Os níveis calculados para cada cenário se mantiveram praticamente coincidentes nos períodos de cheia, sendo confirmados pelos hidrogramas de saída do reservatório em eventos de cheia. As vazões máximas de saída para a batimetria de 2001 foram em média 2,28 % maiores que as de 1961. Esta diferença foi pequena considerando a redução na capacidade de armazenamento do reservatório de 29,45 %, comprovada pela batimetria de 2001. Nos períodos recessivos os resultados foram o esperado, apresentando níveis calculados para 2001 menores que os níveis em 1961. Concluiu-se que a redução da capacidade de amortecimento encontrada foi pequena tendo em vista o acentuado processo de assoreamento sofrido pelo reservatório ao longo de sua operação. Entretanto a aplicação do sistema IPHS1 foi válida para a simulação dos níveis do reservatório nos cenários descritos, sendo uma ferramenta útil para o estudo do comportamento dos reservatórios mediante as alterações ocorridas ao longo dos anos.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3312573 bytes, checksum: ed584b61ed8559e202f6757198d90e5e (MD5) Previous issue date: 2013-06-21 / Companhia Energética de Minas Gerais / All reservoirs formed by dams are subject to the process of sedimentation. Sediment accumulation reduces reservoir s useful volume and causes modifications in its elevation x area x volume (EAV) curves, which must be periodically updated. In this context, this study aims to evaluate the siltation process in SHP (Small Hydropower Plant) Cachoeirão reservoir and to update its operational data. The methodology consisted of comparing the results obtained before and after the reservoir filling, using Digital Elevation Model (DEM) and the fuction TIN (Triangulated irregular network), allowing to generate the EAV curves and to identify the total volumes of sediment deposited in the reservoir and the sediment level in the water intake. From this comparison, it was determined that, during 13 years of operation, the volume of sediment deposited on Cachoeirão s lake was equal to 0.866 hm3. This value represents a reduction of 15.9% in the original storage capacity of the reservoir. The softwares Sediment and Dposit were also used to assess the siltation process in SHP Cachoeirão and their results indicated an underestimation of the deposited sediments volume, in comparison to field results. The sediments accumulated at the bottom of the reservoir presented a variable grain size distribution, ranging from sand size observed in particles deposited closer to the start of backwater, until clay size, observed in particles deposited near to the dam axis. The study also concluded that the expected useful lifetime of the reservoir should not be achieved, unless preventive measures are taken to reduce the amount of sediment that enters the reservoir. / Reservatórios formados por barragens estão sujeitos ao processo de assoreamento. O acúmulo de sedimentos reduz o volume útil do reservatório e provoca alterações em suas curvas cota x área x volume (CAV), que devem ser atualizadas periodicamente. Nesse contexto, este estudo objetivou avaliar o processo de assoreamento no reservatório da PCH Cachoeirão e atualizar os seus dados operacionais. A metodologia empregada consistiu na comparação dos resultados obtidos antes e depois do enchimento do reservatório, com a utilização de Modelo Digital de Elevação (MDE) e função TIN (Triangulated irregular network), que possibilitou gerar as CAV, e identificar volumes de sedimentos totais e níveis de sedimentos na tomada d ́água. A partir dessa comparação, determinou-se que em 13 anos de operação o volume de sedimento depositado no lago da PCH Cachoeirão foi de 0,866 hm3. Esse valor representa uma redução de 15,9% na capacidade de armazenamento original do reservatório. Os softwares Sediment e Dposit também foram utilizados para avaliar o assoreamento da PCH Cachoeirão e seus resultados indicaram uma subestimativa do volume de sedimentos depositado, em relação aos resultados observados em campo. Os sedimentos acumulados no fundo do reservatório apresentaram distribuição granulométrica variável, desde partículas na fração areia, depositadas próximas ao início do remanso, até partículas na fração argila, depositadas próximas ao eixo da barragem. O estudo permitiu concluir que a vida útil esperada para o reservatório não deverá ser alcançada se medidas preventivas, que reduzam a quantidade de sedimentos que adentra o reservatório, não forem tomadas.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-13T17:15:39Z No. of bitstreams: 1 AMANDA LAURENTINO TORQUATO – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2017.pdf: 5328689 bytes, checksum: 9741e16d8866501ba2c910c1b04d6e6c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-13T17:15:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AMANDA LAURENTINO TORQUATO – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2017.pdf: 5328689 bytes, checksum: 9741e16d8866501ba2c910c1b04d6e6c (MD5) Previous issue date: 2017-08-29 / Capes / O presente trabalho teve como objetivo realizar um estudo sobre o processo de assoreamento e sobre a qualidade das águas do Açude Velho em Campina Grande/PB. Para o diagnóstico da qualidade da água, foram determinados indicadores físico-químicos e microbiológicos em 10 pontos amostrais, espacialmente distribuídos pelo reservatório, durante o período compreendido entre março a setembro de 2016. O levantamento batimétrico foi realizado com intuito de estimar os volumes de água e sedimento no interior do reservatório, além de permitir a identificação das áreas mais afetadas pelo processo de assoreamento. Os resultados obtidos apresentaram um volume útil da água de 475.677,49 m³. Foi constatado que aproximadamente 23% do volume total do açude estão ocupados por sedimentos e, quando comparados com os dados apresentados por Castro (1994) para o ano de 1990, o Açude Velho teve sua capacidade de armazenamento reduzida em 7,7%. De acordo com os indicadores analisados, os pontos marginais do açude apresentaram uma qualidade inferior em relação aos pontos centrais. Segundo comparativos com a Resolução 357/2005 do CONAMA, a água do Açude Velho no período não chuvoso apresentou DBO compatível com água de classe 3 (10 mg/L). No entanto, no período de chuva, a DBO promoveu uma queda na qualidade da água apresentando valores superiores ao permitido na referida classe. De maneira geral, o Açude Velho apresenta características de um corpo aquático eutrofizado e com qualidade comprometida para a maioria dos usos preponderantes. / The present work had as objective to carry out a study on the sedimentation process and on the water quality of the Açude Velho in Campina Grande / PB. For the diagnosis of water quality, physico-chemical and microbiological indicators were determined in 10 sample points, spatially distributed by the reservoir, during the period from March to September 2016. The bathymetric survey was carried out with the purpose of estimating the volumes of water and sediment inside the reservoir, besides allowing the identification of the areas most affected by the silting process. The results obtained presented a useful water volume of 475,677.49 m³. It was verified that approximately 23% of the total volume of the dam is occupied by sediments and, when compared with the data presented by Castro (1994) for the year 1990, Açude Velho had its storage capacity reduced by 7.7%. According to the analyzed indicators, the marginal points of the dam were inferior in quality to the central points. According to comparisons with the Resolution 357/2005 of CONAMA, the water of the Old Açude in the non-rainy period presented BOD compatible with water of class 3 (10 mg / L). However, in the rainy period, the BOD promoted a decrease in water quality presenting higher values than allowed in the mentioned class. In general, the Açude Velho features characteristics of a compromised quality eutrophic aquatic body for most of the prevailing uses.