This work consists of a sensitivity evaluation of how uncertain input data used in dam brake studies affect certain parameters of flood wave for sections located at different locations along water courses, for two different watershed. The input data used were Manning coefficient, dam breach parameters, reservoir volume, downstream topography (represented by Digital Elevation Models (DEMs), and equation adopted. The evaluation parameters considered were the peak flow, the peak time, the maximum depth and the maximum speed of the flood wave. Thus, perturbation groups of the input data were created within an expected range of use, whose results from the simulations were confronted in order to identify the most affected hydraulic parameters for different input data in different sections of water courses evaluated. Two study areas with distinct characteristics of downstream valleys were considered: The Canastra Dam, located in Canela / RS, which presents a valley with slopes of 40 m/km and the Lomba do Sabão Dam, located in Porto Alegre / RS, which has slopes of the order of 4 m/km. For the area with high slopes, 182 hydrodynamic simulations were performed in 2 dimensions in HEC-RAS 5.03 software, considering DEMs from several sources, including global DEMs from SRTM and AW3D30. Some of them were post-processed with the insertion of real topographic sections obtained through aerial image processing raised by Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). For the study area with smaller slopes, 13 simulations were performed, which were used to counterbalance the results obtained for the first study area. For this area of study, global DEMs from the SRTM were used, as well as LiDAR survey carried out for the city of Porto Alegre, which generated high precision DEMs, with resolutions of 1 meter. As a result, it was observed that in Action Emergency Plans, the uncertainties generated by a given input data can be compensated by conservative values adopted in another input data. In addition, we carried out the mapping of the weight exerted by the uncertainties of different input data in dam break studies, for valleys with contrasting topographic characteristics in sections near or distant from the dams, showing that uncertainties related to the topography are not always more important than other input data. / Este trabalho consiste numa avaliação de como as incertezas de determinados dados de entrada utilizados em estudos de rompimento de barragem afetam determinados resultados utilizados para avaliação da onda de cheia, para seções localizadas em diferentes locais ao longo de cursos hídricos, em áreas de estudo com características constrastantes. Os dados de entrada perturbados foram o coeficiente de Manning, parâmetros de brecha, volume do reservatório, topografia de jusante (representada por Modelos Digitais de Elevação - MDEs), e tipo de modelo hidrodinâmco adotado. Os parâmetros de avaliação considerados foram a vazão de pico, o tempo de pico, a profundidade máxima e a velocidade máxima da onda de cheia. Sendo assim, foram perturbados os dados de entrada dentro de uma faixa esperada de utilização, e resultados oriundos das simulações confrontados a fim de se identificar quais foram os parâmetros de avaliação mais afetados frente a incertezas dos dados de entrada em diferentes seções ao longo dos cursos hídricos avaliados. Foram consideradas duas áreas de estudo com características distintas de vales de jusante: A Barragem da Usina Hidrelétrica de Canastra, localizada em Canela/RS, que apresenta um vale com declividades da ordem de 40m/km, e a Barragem Lomba do Sabão, localizada em Porto Alegre/RS, que conta com declividades da ordem de 4m/km. Para a área com altas declividades foram realizadas 182 simulações hidrodinâmicas em 2 dimensões no modelo HEC-RAS 5.03, considerando MDEs de diversas fontes, incluindo os MDEs globais provenientes do SRTM e do AW3D30. Alguns deles foram pós-processados com a inserção de seções topográficas reais obtidas via processamento de imagens aéreas levantadas por Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) e calhas de rio fictícias. Para a área de estudo com menores declividades foram realizadas 13 simulações, que foram utilizadas para contrapor os resultados obtidos para a primeira área de estudo. Para esta área de estudo foram utilizados MDEs globais oriundos do SRTM e também um levantamento LiDAR realizado para a cidade de Porto Alegre, que gerou MDEs de alta precisão, com resoluções de 1 metro. Os resultados obtidos sugerem que estudos de rompimento de barragem realizados a partir da utilização de informações topográficas pouco confiáveis podem ter as incertezas oriundas da caracterização da topografia de jusante compensadas por subestimativas ou superestimativas de outros dados de entrada utilizados em estudos de rompimento. Além disso, foi realizado o mapeamento do peso exercido pelas incertezas de diferentes dados de entrada em estudos de rompimentos de barragens, para vales com características topográficas contrastantes em seções próximas ou distantes dos barramentos, mostrando que nem sempre as incertezas relativas à topografia são mais importantes que outros dados de entrada.

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As tipificações realizadas basearam-se na análise dos conflitos, seus componentes, elementos e aspectos, tipo, natureza e origem. Sendo assim, identificaram-se três principais tipos de conflitos no reservatório da UHE Tucuruí: conflitos entre distintos grupos de usuários da água, conflitos por obras hidráulicas e conflitos decorrentes de poluição ambiental. Para este estudo adotou - se uma abordagem qualitativa, através do método de mapeamento cognitivo. Este tipo de mapeamento possibilitou a construção de um modelo cognitivo para a gestão dos conflitos no reservatório de Tucuruí. Sendo assim, o software NVivo 8 possibilitou, além da análise dos dados obtidos nas entrevistas e no levantamento bibliográfico, a construção do modelo gráfico de apoio à gestão de conflitos por múltiplos usos da água. Verificou-se que uma das formas de solução dos conflitos é através da análise destes, em vistas de se investigar os mecanismos adequados para sua resolução, e posterior proposição de medidas estruturais e/ou nãoestruturais para a gestão de recursos hídricos. As principais ações para a solução dos conflitos estão enquadradas nos métodos de resolução institucional de longo prazo. O modelo pode funcionar como suporte ao planejamento e tomada de decisão, tendo em vista os problemas ambientais, a participação dos usuários da água no sistema hídrico, as políticas públicas, e também a gestão integrada dos recursos hídricos. Concluiu- se, então, que a exploração dos recursos hídricos deve proporcionar os múltiplos usos da água em atendimento aos princípios da sustentabilidade ambiental, inseridos num processo de gestão dos conflitos por múltiplos usos da água e gerenciamento integrado dos recursos hídricos. / Conflicts over multiple uses of water in the reservoir of the Tucuruí Dam arise with the announcement of the construction of the mega dam in the region, and the subsequent social and environmental conflicts. Allied to the raising of the social perception level concerning environmental problems, the search for efficient process of water resources management also increases. This study aims to analyze and typify the conflicts over multiple uses of water in the reservoir of the Tucuruí Dam, using the software for qualitative modeling NVivo 8 as a decision support tool, and thus to determine the best alternatives to be adopted for the conciliation of multiple uses in the reservoir. The typifications performed were based on the analysis of conflicts, its components, elements and aspects, type, nature and origin. In such case, three main types of conflict were identified in the Tucuruí Dam reservoir: conflicts among different water users groups, conflicts over hydraulic works, and conflicts arising from environmental pollution. For this study, a qualitative approach was adopted, using the cognitive mapping method. This type of mapping enables the construction of a cognitive model for the management of conflicts in Tucuruí reservoir. Thus, the software NVivo 8 enabled, besides the analysis of data obtained in the interviews and literature review, the construction of the graphic model to support management of conflicts over multiple uses of water. It was verified that one of the solutions for conflicts is through its analysis in order to investigate the appropriate mechanisms to resolve them, and subsequent proposal of structural and/or non-structural measures for water resources management. The main actions for the solution of conflicts are defined in methods of long-term institutional resolution. The model may act as a support for planning and decision making, concerning environmental problems, the participation of water users in the water system, public policies, as well as integrated water resources management. Then, it follows that the exploitation of water resources should provide the multiple uses of water in response to the environmental sustainability principles, inserted in a process of management of conflicts over multiple uses of water and integrated water resources management.

Made available in DSpace on 2011-03-23T21:19:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Item created via OAI harvest from source: http://www.bdtd.ufpa.br/tde_oai/oai2.php on 2011-03-23T21:19:45Z (GMT). Item's OAI Record identifier: oai:bdtd.ufpa.br:364 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The central idea developed in this work is that the studies carried through on the compulsory displacement provoked by the construction of dams, although mentioning the social dimension of the social suffering, do not submit that dimension to analysis. And, therefore, go round or displace the subjective sense expressed in the sorrow and pain, which is constituent to this social process. Taking as principle that the analyzed facts are socially shared and constructed, therefore carrying senses more or less lasting or more or less perceptible anyhow, publicized - that, at times, interact under the form of conflict, it is my goal to perform an analysis of the way these senses conform to three distinct and linked social situations. On the first one, the public arena, I analyze the controversy about the main classification categories for the compulsory displacement process, its contexts and main agents, trying to evidence the rhetorical construction fundamentals, in a dispute to make prevail a determined politic and social evaluation of this process. In this analysis, I emphasize the content that stabilizes itself and the intervention of one agent -the World Bank- and its role in the conformation of an expertise on the subject. In the second social situation, the academic universe, I analyze the current state of studies on the compulsory displacement, locating the main theoretical axes, in order to highlight the relation between the disciplinary and interpretative fields, mostly the hegemony of disciplinary subjects, amongst which the analysis of the suffering is not included. On the other hand, I outline that, thanks to the rigor of these analyses (many of ethnographic background), it is possible to find reference to the social suffering lived by the groups submitted to the compulsory relocating process, allowing me to fundament the hypothesis resulting of my own investigation. In the third, I analyze the process of compulsory displacement, from a research carried in Tucuruí, Pará state, Brazil, presenting the senses of social suffering evocated by those who lived it, pointing out: a) the absence of parameters to evaluate the consequences of the process lived, not only because it is an unusual situation as because the undertaking itself unchains other local and regional transformations that are not given a priori; b) the incessant search of a way to replace a situation lost or desired, that can be seen in public forums (assemblies, meetings, encounters), considered here as "sorrow forums", because they are, concomitantly, a place of public claim and spaces of encounter with their own history and, consequently, spaces for reminding and stating losses; c) the irreversible character, that lines the construction of social suffering. Finally, I try to show the constraints, above all economical, that are verified in the passing from the suffering dimension to the public arena. / A idéia central desenvolvida neste trabalho é que os estudos realizados sobre o deslocamento compulsório provocado pela construção de barragens, embora mencionem a dimensão do sofrimento social, não a submetem à análise. E, portanto, contornam ou deslocam o sentido subjetivo expresso no lamento e na dor, que é constitutivo deste processo social. Partindo do princípio de que os fatos analisados são socialmente compartilhados e construídos, portanto, portam sentidos mais ou menos duradouros ou mais ou menos perceptíveis - de todo modo, publicizados - que, por vezes, entre si interagem sob a forma de conflito, busco realizar uma análise do modo pelo qual esses sentidos se conformam em três situações sociais distintas e interligadas. Na primeira, a arena pública, examino a controvérsia sobre as principais categorias de classificação do processo de deslocamento compulsório, seus contextos e principais atores, tentando evidenciar os fundamentos de construção das retóricas, na disputa para fazer prevalecer uma determinada avaliação política e social deste processo. Nessa análise, destaco o conteúdo que se estabiliza e a intervenção de um ator o Banco Mundial e o seu papel na conformação de uma expertise sobre o tema. Na segunda situação social, o universo acadêmico, busco evidenciar o atual estágio dos estudos sobre o deslocamento compulsório, situando os principais eixos teóricos, de modo a salientar a relação entre campo disciplinar e interpretação, sobretudo, a hegemonia de temas disciplinares, nos quais não se inclui a análise do sofrimento. Por outro lado, ressalvo que, graças ao rigor desses estudos (muitos de cunho etnográfico), pode-se encontrar a referência ao sofrimento social vivido pelos grupos submetidos ao processo de deslocamento compulsório, permitindo-me fundamentar a hipótese advinda de minha própria investigação. Na terceira, analiso o processo de deslocamento compulsório, a partir de pesquisa realizada em Tucuruí (Pará Amazônia Brasil), evidenciando os sentidos do sofrimento social evocados por atores que o vivenciaram, destacando: a) a ausência de parâmetros para avaliar as conseqüências do processo vivido, tanto porque é uma situação inusitada quanto porque o próprio empreendimento desencadeia outras transformações locais e regionais que não são dadas a priori; b) a incessante busca de reposição de uma situação perdida ou almejada, que pode ser vista nos fóruns públicos (assembléias, reuniões, encontros), aqui considerados como fóruns de lamento, porque são, concomitantemente, lugar da reivindicação pública e espaços de encontro com a própria história e, por conseqüência, espaços de recordação e enunciação das perdas; c) o caráter de irreversibilidade, que reveste a construção social do sofrimento. Por fim, tento mostrar os constrangimentos, sobretudo econômicos, que se verificam na passagem da dimensão do sofrimento para a arena pública.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Estudos de fundações de obras de arte, como barragens de concreto-gravidade e barragens de terra, devem contemplar todos os esforços atuantes no maciço de fundação, principalmente as tensões e as deformações esperadas durante todo o processo construtivo e no período pós-construtivo. Quando essas estruturas são apoiadas sobre rochas de boa sanidade, a escolha do barramento geralmente favorece a implantação de barragens de concreto. Entretanto, quando os maciços de fundação são formados por solos, a opção técnica geralmente mais bem aceita é quanto à utilização de barragens de terra. Em ambos os casos, as análises de estabilidade e de deformação são desenvolvidas por métodos analíticos bem consolidados na prática. Nas condições mais adversas de fundação, seja em rochas ou em solos com marcante anisotropia e estruturas reliquiares herdadas da rocha-mãe, a utilização de modelos constitutivos anisotrópicos em análises por elementos finitos propicia simulações mais realistas dessas feições estruturais, contribuindo para o seu melhor conhecimento. O presente trabalho teve por objetivo demonstrar a utilização de um modelo constitutivo anisotrópico no estudo da fundação da Barragem San Juan, localizada na República Dominicana, que foi concebida como uma estrutura tipo concreto-gravidade apoiada sobre solos residuais jovens altamente anisotrópicos. Nessa obra, apesar de sua pequena altura, a presença marcante de descontinuidades ensejou um estudo mais detalhado do comportamento tensão-deformação da fundação, levando em conta o levantamento detalhado da atitude das descontinuidades presentes no maciço e os resultados de ensaios de resistência em planos paralelos e normais às descontinuidades. Para a estimativa de deformações, os respectivos módulos de Young (Es) foram estimados com base em correlações com a resistência à penetração SPT desenvolvidas nesta dissertação, a partir de um estudo estatístico baseado em várias publicações disponíveis na literatura. As análises numéricas por elementos finitos foram desenvolvidas através do programa Plaxis 2D, utilizando-se como modelo constitutivo aquele denominado The Jointed Rock Model, que é particularmente recomendado para análises de estabilidade e deformação de materiais anisotrópicos. Os resultados das análises numéricas foram comparados com as análises de equilíbrio limite elaboradas para o projeto executivo da referida barragem, pelo programa Slope, utilizando o método rigoroso de Morgenstern e Price, que se mostrou conservador. Os resultados das análises numéricas mostraram sua inequívoca versatilidade para a escolha de opções de reforço da fundação, através de dentes que objetivavam o aumento das condições de estabilidade da barragem.

O município de Viamão está localizado na região metropolitana de Porto Alegre, no estado do Rio Grande Sul. A barragem Mãe d\'Água foi construída em 1962, com o intuito de atender à demanda da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, mais precisamente o Instituto de Pesquisas Hidráulicas, porém, devido à falta de planejamento urbano, durante os últimos quarenta anos, vem acarretando uma diversificada série de passivos ambientais, como contaminantes orgânicos e/ou inorgânicos. Neste seguimento, o presente trabalho busca avaliar as concentrações dos metais Zinco e Níquel, teores de matéria orgânica e a composição granulométrica nas diferentes profundidades amostradas em testemunhos de sedimentos produzidos nesta bacia hidrográfica que compõe a barragem Mãe d\'Água. As coletas de amostras foram realizadas em junho de 2014, sendo amostrados quatro testemunhos sedimentares distribuídos no lago da referida barragem. Para a extração dos testemunhos foi utilizado um amostrador de núcleo \"Piston Core\". Os sedimentos da fração menor que 63μm foram destinados a análise química para verificação da presença e concentração dos elementos traço: Níquel (Ni) e Zinco (Zn). A metodologia de digestão ácida empregada é a EPA 3050, adotada pela U.S. Environment Protection Agency, sendo que as análises foram realizadas em duplicata e, para controle de qualidade, foram utilizados dois materiais de referência da USGS (U.S. Geological Survey): SGR-1b e SCO-1. Com os resultados obtidos, a caracterização granulométrica da sedimentação sob o barramento mostrou-se suscetível a contaminação por metais ao longo nas últimas décadas. Todas as amostras apresentaram concentrações de Zn e Ni acima do valor de background local e com padrões de crescimento, portanto, evidenciam a existência de enriquecimento dos sedimentos por estes elementos. Os teores de matéria orgânica quando correlacionados as concentrações de Zn e Ni evidenciaram o crescente enriquecimento nos testemunhos analisados, confirmando a alta afinidade destes elementos à sedimentos compostos de fração orgânica. O índice de geoacumulação para a maior parte das concentrações dos metais nas diferentes profundidades encontra-se caracterizadas como não poluída. Considerando que a área de estudo se caracteriza historicamente pela ocupação residencial, ações antropogênicas podem ser consideradas as principais provedoras dos passivos ambientais aos corpos d\'água. / The municipality of Viamão is located in the metropolitan region of Porto Alegre, state of Rio Grande do Sul. The Mãe D\'água Dam was built in 1962, so that demands from the Federal University of Rio Grande do Sul, more precisely the Institute of Hydraulic Research could be met. However, due to a lack of urban planning over the past forty years, the dam has caused several environmental liabilities, such as organic contaminants and / or inorganic contaminants. This manuscript addresses an evaluation of the concentrations of the metals zinc and nickel metals, organic matter content and particle size composition at different depths sampled in sediment cores produced in the watershed that comprises Mãe d\'Água. Four sediment core distributed in the dam lake were collected in June 2014, by \"Piston Core\" core sampler. Sediments whose fraction was lower than 63μm were subjected to chemical analyses regarding the presence and concentration of nickel (Ni) and zinc (Zn). The acid digestion methodology employed was EPA 3050, adopted by the US Environment Protection Agency. The analyses were performed in duplicate and two USGS (US Geological Survey) reference materials, namely: SGR-1b and SCO-1 were used for the quality control. The particle size characterization of sedimentation under the bus has proved susceptible to metal contamination over the past decades. All samples showed concentrations of Zn and Ni higher than the local background values and growth patterns, which evidenced an enrichment of sediments. In comparison to the organic matter content, the Zn and Ni concentrations showed a growing enrichment, which confirmed the high affinity of these elements for sediments composed of organic fraction. The geoaccumulation index for most of the metal concentrations at different depths has been characterized as non polluted. As whereas the study area is historically by historically residential occupation, anthropogenic actions can be considered the main causes of environmental damage to water bodies.

A subpressão consiste em um dos maiores problemas no que diz respeito à segurança de obras hidráulicas. A execução de vedações com cortinas de injeção de cimento, associadas à drenagem é de suma importância para coibir as ações da água percolada através de suas fundações. Torna-se, portanto, indispensável conhecer elementos para a verificação do bom funcionamento destes sistemas. Grande parte dos critérios de subpressão utilizados hoje no dimensionamento de barragens é baseada em métodos determinísticos e empíricos, com origem em experiência acumulada sob certas condições específicas. Quando tais critérios são utilizados para lugares específicos, com feições geológicas peculiares, podem não refletir os dados utilizados anteriormente. Tanto projetos sem segurança como antieconômicos podem resultar desta prática. Neste trabalho, procura-se avaliar a eficácia dos sistemas de vedação e drenagem de maneira probabilística, utilizando métodos estatísticos e dados obtidos durante a execução de obras já prontas, de modo a considerar a heterogeneidade dos maciços de fundação. A primeira parte da pesquisa consistiu, portanto, na compilação e ajuste de curvas de distribuição estatística aos valores de absorções de água e calda de cimento das barragens da Usina Hidrelétrica de Salto Caxias e da derivação do Rio Jordão. As duas localizam-se no Estado do Paraná e são de propriedade da COPEL - Companhia Paranaense de Energia. Ambas são fundadas em rochas basálticas, mas possuem diferentes características de permeabilidade. A eficácia de uma cortina de injeção pode ser dividida em duas: na dos trabalhos de injeção, com o controle dos valores de calda de cimento absorvida, e na da cortina em si, através da verificação da diminuição das subpressões e das vazões de percolação. Assim, através da análise da tendência das curvas de distribuição encontradas, foi possível comprovar o bom resultado dos trabalhos de injeção realizados nas duas obras. Na segunda parte da pesquisa, é proposta uma metodologia de análise probabilística da eficácia das cortinas de vedação e de drenagem. Esta metodologia baseia-se nos princípios do método de Monte Carlo, gerando-se cenários aleatórios de acordo com as curvas de distribuição estatísticas obtidas da primeira parte do trabalho. Através de simulações numéricas com elementos finitos, com valores de permeabilidades das fundações obedecendo àquelas distribuições estatísticas, foi possível obter uma distribuição estatística das subpressões. Com isso, pode-se proceder a análises de confiabilidade, e probabilidades de falha podem ser obtidas utilizando leituras de instrumentação ou mesmo critérios de subpressão. / One of the biggest problems for hydraulic works safety is the uplift pressure. The execution of grouting, associated with drainage, is very important to control seepage through concrete dam foundations. Therefore, appropriate means to check the efficiency of those systems are essential for dam safety evaluation. Most of the uplift pressure criteria used nowadays for dam design is based on deterministic and empirical methods, originated from accumulated experience under certain specific conditions. When such criteria are used for a specific site, peculiar geological features may not be reflected in the data basis used as previous experience. Either unsafe or uneconomic designs may result from such practice. In this work, grouting and drainage systems effectiveness are evaluated in a probabilistic way, using statistical methods and data obtained during grouting execution, which provide good assessment for foundation properties variability. The first part of the research consisted, therefore, in the compilation and statistical distribution curves adjustment of data from Salto Caxias and Jordão river Hydroelectric Power Plants water pressure tests and grouting takes. The two dams are located in the state of Paraná, Brazil, and are owned by COPEL - Companhia Paranaense de Energia. They are founded on basaltic rocks, but have different permeability characteristics. Grout curtain effectiveness can be divided in two: in the grouting operation, with the treatment of cement grout take data, and in the curtain, which is measured by uplift and seepage reductions. Thus, by analyzing statistical distribution trends, it was possible to verify treatments effectiveness in the two dams. In the second part of the research, a probabilistic analysis methodology of drainage and grouting curtains effectiveness is proposed. This methodology is based on Monte Carlo method principles, randomly generating scenarios according to statistical distributions obtained in the first part of the work. By means of numerical simulations with finite elements, using foundation permeability coefficients following those statistical distributions, it was also possible to obtain a statistical distribution of uplift forces. Reliability analyses can be performed, and failure probabilities can be obtained using instrumentation readings, or even any uplift pressure criterion.

[pt] Esta pesquisa investiga o comportamento sísmico da barragem de terra de Breapampa, situada no Peru em zona de atividade sísmica. A previsão numérica é feita com auxílio do programa computacional FLAC 2D v.7, baseado no método das diferenças finitas. É simulada a construção incremental da barragem, a elevação gradual do nível d água do reservatório durante a etapa do primeiro enchimento do reservatório, é estabelecida a posição da linha freática em regime de fluxo permanente e são calculados os fatores de segurança estático da estabilidade dos taludes nas condições de final da construção e após o primeiro enchimento do reservatório. A simulação do comportamento sísmico da barragem é feita em seguida, discutindo-se vários e importantes aspectos que devem ser considerados para uma correta análise como a seleção do terremoto de projeto, a filtragem de altas frequências para minimizar o número de elementos da malha, a introdução de condições de contorno silenciosas, a escolha de modelos constitutivos incluindo a incorporação de amortecimento histerético, entre outros pontos. A resposta sísmica da barragem, nas condições de reservatório vazio e reservatório cheio, foi obtida em termos de deslocamentos permanentes, história de deslocamentos, amplificações da aceleração horizontal, desenvolvimento de poropressões no corpo da barragem e potencial de ruptura cíclica no material do núcleo. / [en] This research investigates the seismic behavior of the Breapampa earth dam, situated in Peru within a seismic activity zone. The numerical prediction is carried out using the computer program FLAC 2D v.7, based on the finite difference method. it is simulated the incremental construction of the dam, the gradual raise of the water level during the stage of reservoir impounding, the establishment of the phreatic line under steady state flow and the determination of safety factor for the stability of the soil slopes considering both conditions of after construction and after reservoir impounding. The modeling of the seismic behavior of the dam is then made with detailed discussion of several important aspects for a correct analysis such as the selection of the design earthquake, the filtering of high frequencies in order to minimize the number of elements in the mesh, the introduction of silent boundaries, the choice of proper constitutive soil models including the representation of hysteretic damping, among others points. The seismic response of the dam, under the conditions of full and empty reservoir, was obtained in terms of permanent displacements, displacement history, amplifications horizontal acceleration amplification, porepressure distribution and potential of cyclic failure in the saturated material of the core of the dam.

[pt] Prever o comportamento de estruturas de solo de grande porte, como barragens, durante a construção, em operação e inclusive sob o efeito de eventos sísmicos tem muita importância para evitar possíveis consequências catastróficas e indesejáveis. Neste sentido, este estudo apresenta, através de uma análise acoplada hidromecânica pelo método dos elementos finitos, os resultados numéricos discutidos em termos de tensões e suas trajetórias, deslocamentos verticais e horizontais, poropressões, incluindo a estabilidade de taludes. Além disso, é apresentada também a análise da resposta sísmica quando a estrutura é submetida a um carregamento dinâmico. Para tanto, analisou-se a barragem de terra zonada Recreta, situada na província de Huaraz - Peru, mediante o emprego do programa PLAXIS 2010. Foram descritas as metodologias de análise para simular passo a passo a construção incremental da barragem, o primeiro enchimento do reservatório por incrementos de níveis de água, o avanço da frente de saturação até atingir a condição de fluxo permanente e a avaliação da resposta dinâmica quando a barragem é submetida ao último maior movimento sísmico (história de acelerações) registrado em 1974 na capital do Peru, Lima, adjacente à cidade onde se localiza este projeto. Também se empregou o software Seismosignal versão 5.0, para o tratamento do sinal sísmico, e os programas Shake 2000 e Strata para a calibração dos parâmetros de amortecimento. Os resultados fornecidos por estas ferramentas numéricas foram avaliados em função do fundamento teórico, exposto na revisão bibliográfica, e de uma série de testes para o estabelecimento das metodologias e procedimentos mais adequados para a obtenção destes resultados. / [en] Predicting the behavior of soil structures, such as large-scale dams, during construction and operation, including the effect of earthquakes, is very important to prevent possible catastrophic and undesirable consequences. This study presents, through a coupled hydromechanical analysis by the finite element method, numerical results discussed in terms of stresses and trajectories, vertical and horizontal displacements, poropresssures and soil slope stability analyses. The investigation of the seismic response when the structure is subjected to a seismic load is also included, considering the dynamic behavior of the zoned earth dam Recreta, located in the province of Huaraz in Peru. The numerical analyses were carried out using the computational program PLAXIS 2010 to simulate the incremental construction of the dam, the first fill of the reservoir by increments of the water levels, the advance of the front of saturation until achieving the condition of steady flow condition and the seismic response when the dam is subject to the last major earthquake (accelerations history) registered in Peru s capital, Lima, in 1974, which is located near to the site of the Recreta dam. The Seismosignal software version 5.0 was also used for seismic signal processing and the programs SHAKE 2000 and STRATA were also employed for calibration of the damping parameters of the soils. All the results provided herein were discussed, based on the theoretical basics presented in the literature review as well as on the various numerical examples investigated with the main purpose to better understand the hydromechanical behavior of a zoned earth dam subject to static and dynamic loads.

Made available in DSpace on 2016-08-11T14:41:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ArthurDMT_DISSERT.pdf: 2396753 bytes, checksum: fa49d73847654126cbffa27093864964 (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / For bathing, we understand the quality of water destined for primary contact recreation, which is understood as a direct contact for significant time with water where opportunity ingesting appreciable amounts. To this end it has the general objective of evaluating bathing conditions in the dam of Santa Cruz de Apodi / RN, based on the bathing Index (IB) and the Water Quality Index (IQA) with a view to population welfare. Being specific diagnose the real environmental situation of the proposed area; detect possible risks to the health of bathers, as well as proposing the actions of public management information measures and guidance to people about the practice of preservation of water resources. It is a survey based on the resolutions of the National Environmental Council - CONAMA 274/2000, 357/2005 for freshwater class 2. The survey was conducted in the municipality of Apodi, specifically in the dam of Santa Cruz, being selected seven points for collections that covered the conducive to bathing places. All analyzes performed in the laboratory met the specifications APHA (2005) and the tabulated data and entered into an electronic spreadsheet in Excel with indications the classification of waters. About IB ranks the point 05 as a place "inappropriate" for swimming to present the six points analyzed 02 out of the standards established by Resolution and as local "own" to spas purposes the points 01, 02, 03, 04, 06 and 07. The IQA although when analyzed individually their indicators: temperature, pH, turbidity, dissolved oxygen (OD), Biochemical Oxygen Demand (DBO), nitrogen, phosphorus, Total Dissolved Solids (SDT) and coliforms thermotolerant the latter showed significant changes in point 03 e 05 still being considered water "GOOD" quality of its classification as much of their analysis were satisfactory in the analyzed points. Based on the above the water of the dam of Santa Cruz is conducive for swimming, but being subject to significant changes in water quality by the way that people enjoy the place / Por balneabilidade, compreende-se a qualidade das águas com destino à recreação de contato primário, sendo esta entendida como um contato direto por tempo significativo com a água, onde há possi¬bilidade de ingerir quantidades apreciáveis. Para tanto tem-se como objetivo geral avaliar as condições de banho na Barragem de Santa Cruz de Apodi/RN, com base no Índice de Balneabilidade (IB) e o Índice de Qualidade das Águas (IQA) com vista ao bem-estar da população. Sendo os específicos diagnosticar a real situação ambiental da área proposta; detectar possíveis riscos à saúde dos banhistas, bem como propor às ações de gestão pública medidas de informações e orientações a população a respeito da prática da preservação dos recursos hídricos. Trata-se de uma pesquisa com base nas Resoluções do Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA 274/2000, 357/2005 para águas doces de classe 2. A pesquisa foi realizada no município de Apodi, especificamente na Barragem de Santa Cruz, sendo selecionados sete pontos para coletas que abrangessem os lugares propícios a banho. Todas as análises realizadas em laboratório atenderam às especificações do APHA (2005) sendo os dados tabulados e digitados em planilha eletrônica no Excel com indicações a classificação das águas. Sobre o IB classifica-se o ponto 05 como lugar impróprio para banho por apresentar dos seis pontos analisados 02 fora dos padrões estabelecidos pela resolução e como locais próprios para fins balneários os pontos 01, 02, 03, 04, 06 e 07. O IQA apesar de, quando analisados seus indicadores individualmente: Temperatura, pH, Turbidez, Oxigênio Dissolvido (OD), Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), Nitrogênio, Fósforo, Sólidos Dissolvidos Totais (SDT) e Coliformes Termotolerantes esse último apresentou alterações significativas no ponto 03 e 05 sendo ainda considerado água de BOA qualidade para sua classificação uma vez que grande parte de suas análises foram satisfatórias nos pontos analisados. Com base no exposto a água da Barragem de Santa Cruz está propícia para banho, porém sendo passível de alterações significativas na qualidade das águas pela maneira que as pessoas desfrutam do lugar

Dentre as ações antrópicas que caracterizam a urbanização, destacam-se os impactos gerados pela substituição da vegetação original por áreas impermeabilizadas (PACKMAN et al., 1999), o lançamento de grandes cargas de esgoto sem prévio tratamento e a adição de contaminantes químicos através das mais diversas fontes (POLETO & LAURENTI, 2008). Estes contaminantes são dispersos no ambiente urbano pelo poder de fluxo de águas pluviais (JARTUN & PETERSEN, 2010), desta forma, pode-se dizer que os sedimentos são um veículo para a entrada de contaminantes no sistema aquático. Além disso, eles representam e fornecem uma resposta à condição do sistema, atuando como um depósito para os contaminantes presentes no ambiente. Ao analisar os sedimentos de superfície é possível determinar a medida, a distribuição, a origem e os possíveis riscos de uma contaminação real. Já o estudo de colunas sedimentares fornece o registro histórico das substâncias advindas de atividades antrópicas, ou não, que se desenvolveram na bacia hidrográfica ao longo dos últimos anos (MÜLLER et al., 1977). Neste contexto, o presente trabalho investiga o enriquecimento dos sedimentos produzidos na bacia hidrográfica em estudo por elementos traço (Ni e Zn) na busca de inferir sobre a influência do processo de urbanização da área sobre essas concentrações. A área de estudo localiza-se no município de Viamão, região metropolitana de Porto Alegre (RMPA), no estado do Rio Grande do Sul, Brasil. A bacia Mãe d‘Água é composta por quatro arroios, totalizando uma área de 353 ha e tem em seu exutório uma barragem situada na área da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. A barragem Mãe d‘Água foi construída em 1962, visando atender à demanda da Universidade, e transformou-se em um intrincado problema ambiental pela ocupação urbana desordenada da sua área de contribuição nos últimos quarenta anos, que fornece uma gama diversa de poluentes de origem orgânica e inorgânica. Visando a construção de um panorama evolutivo dos processos de degradação ambiental a que a área de estudo vem sendo submetida, foi realizada, em dezembro de 2009, a coleta de três testemunhos sedimentares em pontos distintos no lago da Barragem. Os sedimentos da fração menor que 63μm foram destinados a análise química para verificação da presença e concentração dos elementos traço: Níquel (Ni) e Zinco (Zn). A metodologia de digestão ácida empregada é a EPA 3050, adotada pela U.S. Environment Protection Agency, sendo que as análises foram realizadas em duplicata e, para controle de qualidade, foram utilizados dois materiais de referência da USGS (U.S. Geological Survey): SGR-1b e SCO-1. Na elaboração das análises da evolução da ocupação urbana na bacia hidrográfica foram determinados os valores correspondentes as áreas antropizadas e naturais, sendo utilizados diferentes produtos de sensoriamento remoto: fotografias aéreas (anos 1972 e 1991) e imagens de satélite de alta resolução (anos 2003 e 2008) visando verificar o período correspondente aos últimos 40 anos. As áreas naturais foram reduzidas em 12% em quatro décadas, contudo o adensamento populacional (estimado em 30% nos últimos 20 anos) em áreas já antropizadas mostrou-se como um fator importante para a compreensão do processo de urbanização da área e a crescente degradação dos corpos d‘água da bacia, especialmente do corpo receptor final, o Lago Mãe d‘Água. Todas as amostras analisadas apresentaram concentrações de Zn e Ni acima do valor de background local e com padrões de crescimento, portanto, evidenciam a existência de enriquecimento dos sedimentos por estes elementos. Considerando que a área de estudo caracteriza-se historicamente pela ocupação residencial, com predominância de poluição de fontes difusas, a dinâmica urbana pode ser considerada como o principal agente fornecedor de metais-traço aos corpos d‘água. / Among the human activities that characterize urbanization, stand out the impacts generated by replacing the original vegetation by waterproofed areas (PACKMAN et al., 1999), the release of large sewage loads without previous treatment and the addition of chemical contaminants through the most several sources (POLETO & LAURENTI, 2008).These contaminants are dispersed within the urban environment by the power of storm water flux (JARTUN & PETERSEN, 2010), thus it is possible to say sediments are a vehicle for the entering of contaminants in aquatic systems. Moreover, they represent and provide a response to the condition of the system acting as a deposit for contaminants in aqueous environments. By analyzing the sediment surface is possible to determine the extent, distribution, origin and possible risks of an actual contamination. The cores study provides a historical record of the substances resulting from human activities or not, that developed in the basin over the past year (MÜLLER et al., 1977).In this context, this research investigates the enrichment of the sediments produced in the studied watershed for trace elements and demonstrates their correlation with the urbanization period of this watershed. The study area is located in Viamão city, Metropolitan Region of Porto Alegre city, Rio Grande do Sul state, Brazil. It is composed by four streams, totalizing an area of 353 hectares and has in its outlet a dam located in Federal University of Rio Grande do Sul area. The dam is called Mãe d'Água and it was built in 1962. This dam became a complex environmental problem because there was irregular occupation of this watershed and the dam has started silting very fast besides providing various types of pollutants. Aiming to investigate the evolutionary process of this environmental degradation, it was sampled three sediment cores in December 2009 to study the metal enrichment. Sediment samples fraction less than 63μm analyzed to get trace element concentrations: Nickel (Ni) and Zinc (Zn). The acid digestion method is EPA 3050, the analysis was performed in duplicate and for quality control was used two USGS reference materials: SGR-1b and SCO-1. For evolution analysis of urban settlement in the watershed it was studied the urbanization rates, per decade, using different remote sensing products: aerial photos (year 1972 and 1991) and satellite images of high resolution (year 2003 and 2008), to verify the last 40 years. Natural areas were reduced by 12% in four decades, yet the population density (estimated at 30% in the last 20 years) in areas already disturbed proved to be an important factor in understanding the process of urbanization and the increasing degradation of the watershed´s water bodies, especially the receptor end, Mãe d‘Água Lake. All samples have showed concentrations of Zn and Ni above the background value and growth patterns thus reveal the enrichment of sediments by these elements. Whereas the study area is characterized by residential occupancy and predominance of diffuse sources of pollution, urban dynamics can be regarded as the leading agent provider of trace metals to water bodies.