Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-09-20T22:06:22Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Margarita Maria López Gil.pdf: 7773799 bytes, checksum: 83ceaf2d48a65be2a57faf71f017e837 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-09-21T17:19:42Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Margarita Maria López Gil.pdf: 7773799 bytes, checksum: 83ceaf2d48a65be2a57faf71f017e837 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-21T17:19:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Margarita Maria López Gil.pdf: 7773799 bytes, checksum: 83ceaf2d48a65be2a57faf71f017e837 (MD5) Previous issue date: 2017-01-30 / CAPES / Nas regiões de grande carência hídrica, as barragens servem para garantir as vazões necessárias aos diversos usos previstos para as mesmas. Estas estruturas também são um meio artificial de retenção de sedimentos provocando ao longo do tempo, assoreamento no lago, redução da sua vida útil e, consequentemente, o comprometimento do atendimento às demandas estabelecidas naquelas fontes hídricas. Nos estudos de disponibilidade hídrica de reservatórios, trabalha-se geralmente com volumes disponíveis não reais já que estes são estimados como uma parcela da capacidade total sem levar em consideração o efeito da sedimentação. Este estudo teve como objetivo analisar relações "oferta - demanda hídrica" para a Barragem Bocaina, localizada no semiárido piauiense - Brasil, a partir de cenários de produção de sedimentos na sua bacia. Para atingir o objetivo proposto foi estimado o estágio atual do assoreamento do reservatório a partir de levantamento batimétrico existente; calculada a produção de sedimentos utilizando a Equação Universal da Perda de Solos (USLE), associada ao aporte de sedimentos (SDR) e ao índice de retenção de sedimentos no reservatório. Com o auxilio do modelo de rede de fluxo Acquanet foram contabilizadas as demandas hídricas atuais e futuras em torno à barragem e simuladas as vazões operacionais fornecidas para atendimento a essas demandas com 100%, 90% e 80% de garantia, para várias condições de volume armazenado no reservatório no início do fornecimento e para cada cenário de produção de sedimentos. O potencial erosivo da bacia foi estimado em 13,54 ton.ha⁻¹.ano⁻¹ e a taxa de aporte de sedimentos (SDR) em 12,4%, resultando em uma produção de sedimentos em torno de 1,68 t.ha⁻¹.ano⁻¹..A baixa SDR provavelmente se deva a uma baixa conectividade entre a distribuição (espacial e temporal) da produção de sedimentos e a rede fluvial da bacia, fato não comprovado por não ter sido avaliado neste estudo. A taxa de assoreamento estimada para a barragem Bocaina foi de 0,12Mm³/ano, inferior a valores encontrados em estudos de regiões semiáridas similares. Os volumes de sedimento retido no reservatório, simulados para cada cenário, resultaram em volumes úteis acima de 89% da capacidade do reservatório, o que indica que as demandas não estarão comprometidas se os volumes de água armazenados forem suficientes. A análise do balanço "Oferta x demandas hídrica" mostra, de forma geral, que o volume de sedimentos simulados nos três Cenários impactará na disponibilidade hídrica do reservatório quando os volumes de água armazenados no início da operação forem < 40 % da capacidade do reservatório para o horizonte de 2025 e < 60% da capacidade do reservatório para o horizonte de 2040, com exceção da demanda de irrigação, que no Cenário II, até 2025, será fornecida com 100% de garantia se o volume do reservatório no início do operação for > 50%. Neste estudo é sugerido um fluxograma de operação do reservatório, como subsídio ao planejamento do atendimento das demandas hídricas atuais e futuras da bacia. / In large water scarcity regions, dams are used for to guarantee the necessary flows to the different uses foreseen for them. This kind of structures are also an artificial means of sediment retention, causing, over time, the lake sedimentation, the reduction of its lifespan and, consequently, risking the water demands attendance established in those water sources. In reservoir water availability studies, generally, are worked non-real available volumes, cause these are estimated as a portion of the total capacity without taking into account the effect of sedimentation. The objective of this study was to analyze relationships "water supply - demands" for the Bocaina Dam, located in the semi-arid region of Piauí-Brazil, based on sediment production scenarios from its basin. In order to reach the proposed objective, was estimated the current stage of reservoir siltation from the existing bathymetric survey; was calculated the sediment yield using the Universal Soil Loss Equation (USLE), associated to the Sediment Delivery Rate (SDR) and to the sediment retention index in the reservoir. With the help of Acquanet flow network model, current and future water demands around the dam were counted and the operational flows provided to supply these demands were simulated with 100%, 90% and 80% of guarantee for several volume conditions stored in the reservoir at the beginning of the supply for each sediment production Scenario considered. The erosive potential of the basin was estimated at 13.54 ton.ha⁻¹.year⁻¹ and the sediment supply rate (SDR) of 12.4%, resulting in a sediment yield around of 1.68 t. The low SDR is probably due to low connectivity between the (spatial and temporal) distribution of sediment production and the basin fluvial network, a fact not proven because it was not evaluated in this study. The sedimentation rate estimated for the Bocaina dam was 0.12Mm³/year, slightly below the values found in studies of similar semi-arid regions. The sediment volumes retained in the reservoir, simulated for each scenario, resulted in useful volumes above 89% of the reservoir capacity, which indicates that the demands will not be compromised if the volumes of stored water are enough. The analysis of the balance "supply - water demands", shows in a general way, that the simulated sediment volumes in the three Scenarios will impact on the reservoir's water availability when the water volumes stored, at the beginning of the operation, are < 40% of the reservoir capacity for the 2025 horizon and < 60 % of the reservoir capacity for the 2040 horizon, except irrigation demand, which in Scenario II, by 2025, will be supply with 100% guarantee if the reservoir volume at the start of the operation is > 50%. In this study it is suggested a flow diagram of the reservoir operation, as a subsidy to the planning of the current and future water demands of the basin.

[pt] Neste trabalho empregou-se a técnica de redes neurais artificiais e modelos de Box & Jenkins (1970) para análise, modelagem e previsão dos valores de vazão e de cargas de pressão na barragem Corumbá I, do sistema Furnas Centrais Elétricas, a partir dos dados de instrumentação disponíveis desde 1997. A previsão de valores prováveis pode auxiliar em tomadas de decisão durante a operação da barragem. A utilização de métodos estatísticos e de redes neurais artificiais é especialmente recomendado em situações onde a solução através de métodos determinísticos, analíticos ou numéricos, torna-se difícil por envolver modelagens tridimensionais, com condições de contorno complexas e incertezas na variação espacial e temporal das propriedades dos materiais que constituem a barragem e sua fundação. Tradicionalmente, as análises de séries temporais são normalmente abordadas sob a perspectiva de métodos estatísticos, como os modelos de Box & Jenkins. No entanto, redes neurais artificiais têm-se constituído ultimamente em uma alternativa atraente para investigações de séries temporais por sua capacidade de análise de problemas de natureza não-linear e não-estacionários. Neste trabalho são apresentadas três aplicações envolvendo o comportamento da barragem Corumbá I: previsão das vazões através da fundação junto à ombreira esquerda, previsão das cargas de pressão em piezômetros instalados no núcleo central da barragem e no solo residual de fundação e, finalmente, a previsão dos valores das leituras em um piezômetro supostamente danificado em determinado instante de tempo. Em todos estes casos, os resultados obtidos pelos modelos de Box & Jenkins e redes neurais artificiais foram bastante satisfatórios. / [en] In this work, artificial neural networks and the Box & Jenkins models (1970) were used for analysis, modeling and forecasts of water discharges and pressure head development in the Corumbá-I dam, owned by Furnas Centrais Elétricas, from the instrumentation data recorded since 1997. Prediction of the probable values can be a powerful tool for early detection of abnormal conditions during the dam operation. The use of statistical methods and artificial neural network techniques are specially recommend in situations where a solution with a deterministic approach, analytical or numerical, is difficult for involving three- dimensional modeling, complex boundary conditions and uncertainty with respect to the spatial and temporal variation of the material properties of the dam and its foundation. Time series analyses are traditionally carried out using a statistical approach, such as the Box & Jenkins models. However, artificial neural networks have become in the recent years an attractive alternative for time series problems due to their inherent ability to analyze nonlinear and non-stationary phenomena. Three applications of time series analysis, related to the instrumentation data collected from Corumba-I dam, are presented and discussed in this thesis: forecast of water discharges through the foundation near the dam left abutment, prediction of pressure heads in piezometers installed in the impermeable central core and the residual soil foundation and, finally, prediction of the pressure heads that would be read in a piezometer that, at a given instant of time, stops working being supposedly damaged. In all these cases, the results obtained from the Box & Jenkins models as well as the artificial neural networks are quite satisfactory.

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2018-04-11T14:14:24Z No. of bitstreams: 1 Evandra Cristina Gonçalves Moreira_.pdf: 1891480 bytes, checksum: aad1da47c1f18d18e8a793db043c739d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-11T14:14:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Evandra Cristina Gonçalves Moreira_.pdf: 1891480 bytes, checksum: aad1da47c1f18d18e8a793db043c739d (MD5) Previous issue date: 2018-03-02 / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este trabalho verifica como gênero se relaciona com os enunciados de políticas públicas de desenvolvimento rural, por meio da implantação de barragens, em Cabo Verde. Considera que as questões envolvendo as relações de gênero, assim como as relacionadas à modernização da agricultura, têm impulsionado a criação de políticas públicas e uma variedade de programas e atividades que estão sendo incluídas dentro dessas duas rubricas. Para uma análise destas políticas, esta dissertação está amparada em um estudo de caso -- Barragem de Figueira Gorda, no Concelho de Santa Cruz, na Ilha de Santiago, no período de janeiro a abril de 2017, desde uma abordagem etnográfica. Primeiramente, foram sistematizados e analisados os planos/programas que têm relação com o setor da agricultura e a igualdade de gênero, seguido de uma etnografia, para perceber as dinâmicas resultantes do empreendimento, sendo as entrevistas, o diário de campo e conversas informais as técnicas utilizadas junto das mulheres, agricultores e entidades públicas. E, a partir destas abordagens traçadas, ao caraterizar as políticas públicas voltadas ao desenvolvimento rural, foi possível evidenciar que desde a formulação, apresentam Cabo Verde enquanto um país de “poucos recursos” e com forte dependência das “ajudas e financiamentos internacionais”, com programas/planos que nascem de uma agenda internacional, em nome de um desenvolvimento sustentável, com foco no setor ambiental e econômico. E, no caso da Barragem de Figueira Gorda, a experiência deste modelo, evidência uma (re) configuração do espaço social, que reforçou as desigualdades de gênero e a não participação da mulher na agricultura “moderna”, conservando, assim o sistema moderno/colonial. / This work verifies how gender is related to the statements of public policies of rural development, through the implementation of dams, in Cabo Verde. It considers that issues involving gender relations, as well as those related to the modernization of agriculture, have driven the creation of public policies and a variety of programs and activities that are being included within these two headings. For an analysis of these policies, this dissertation is supported by a case study - Figueira Gorda Dam, in the Municipality of Santa Cruz, on the Island of Santiago, from January to April 2017, from an ethnográgico approach. Firstly, the plans / programs related to the agricultural sector and gender equality, followed by an ethnography, were systematized and analyzed to understand the dynamics of the enterprise, the interviews, the field diary and the technical information conversations used women, farmers and public entities.And from these outlined approaches, by characterizing the public policies focused on rural development, it was possible to show that since the formulation, they present Cabo Verde as a country of "few resources" and with a strong dependence of "international aid and financing", with programs / plans that are born from an international agenda, in the name of sustainable development, focusing on the environmental and economic sector. And in the case of the Figueira Gorda Dam, the experience of this model, evidence a (re) configuration of the social space, that reinforced the gender inequalities and the non participation of women in "modern" agriculture, thus conserving the modern / colonial.

[pt] O presente trabalho apresenta a Barragem de Terzaghi em um contexto da evolução tecnológica da construção de barragens de terra, colocando em foco sua construção e desempenho ao longo de 65 anos de operação bem como a verificação atual de suas condições físicas, analisando o impacto que a carga de sedimentos causa sobre a face montante da barragem, em termos de percolação, tensões e deformações. Tendo como base os métodos observacionais aplicados ao longo da operação da barragem e modelagem por elementos finitos, foram traçadas expectativas do fator de segurança para a seção principal da barragem ao longo do tempo. / [en] This work presents the Terzaghi Dam in a technological evolutionary context of the construction of earthfill dams, focusing on its own construction a performance after 65 years in operation as well as a scrutinized assessment of its physical conditions, implying the sediment load on its upstream slope, regarding seepage, stresses and strains. Taking into account observational methods applied throughout the operation of the dam and finite element simulations, the evolution of factor of safety over the dam lifetime and on was evaluated for the main section of the dam.

Dada a importância estratégica das barragens no Brasil e à disputa de interesses, o descomissionamento dessas estruturas é um assunto inevitável a ser discutido. Um conjunto de casos de descomissionamento de outros países é apresentado e ilustra de maneira abrangente essa questão pouco discutida e ainda não legislada no Brasil. Uma metodologia para avaliação da necessidade de descomissionamento com base no potencial de risco oferecido foi proposta e aplicada aos barramentos constantes do Cadastro de barragens das bacias PCJ, no estado de São Paulo. Apesar de a metodologia não poder ser aplicada em sua total extensão devido à insuficiência de dados do cadastro, é possível perceber quando algumas barragens encontram-se descuidadas, sem nenhum tipo de monitoramento podendo ser elegíveis para escomissionamento. / Due to the importance of dams in Brazil and to different interests, dam decommissioning is an unavoidable issue to be discussed. Some examples of dam removal in some countries are presented to generally elucidate this subject that still hasnt been acknowledged, neither legislated in Brazil. A methodology for evaluation of decommissioning demanding, based on the potential risk offered by dams has been set up and tested over a few dams that are constituent of a data basis of dams of Piracicaba-Capivari-Jundiaí (PCJ) basins, in São Paulo state. Despite the fact that the methodology couldnt be used at its full length due to lack of field data, it has been realized when some dams of the data basis are most despised, recklessly maintained and are contestant for decommissioning.

O transporte de sedimentos fluvial constitui-se de um fenômeno complexo, no qual inúmeras variáveis estão envolvidas. A construção de barramentos aumentou o interesse no entendimento dos efeitos hidráulicos desse tipo de obra sobre o rio. A retenção de sedimentos no reservatório formado pela construção da obra e a erosão a jusante da contenção das águas podem produzir efeitos desastrosos ao sistema fluvial. A utilização de modelos matemáticos para representar a natureza e estudar o fenômeno do transporte de sedimentos vem sendo aprimorada. O objetivo deste trabalho foi avaliar as conseqüências da construção de barramentos nos rios, através da aplicação de formulações hidráulicas de movimento de água e de sedimentos na forma de algoritmos computacionais. Para o estudo do transporte de sedimentos em canais naturais foi utilizado o modelo desenvolvido por CHEN (1973) enquanto para a análise da capacidade de carga de sedimentos em função da vazão e características da seção aplicou-se o de TOFFALETI (1969). Realizou-se estudo de caso, com a aplicação dos modelos matemáticos à Barragem do Castanhão, no Estado do Ceará. A utilização dos regimes hidrológicos dos eventos de cheia para o reservatório, com tempo de retorno de 10, 20, 25, 50, 100 e 1000 anos, indicaram uma erosão acentuada de até 1,00 m de profundidade logo após o barramento. A estabilização do fenômeno de transporte foi estimado a uma distância de 10,0 Km a jusante da obra. Entretanto, vazões afluentes médias e vazões inferiores a 100 m3/s parecem não ter efeito sobre a morfologia fluvial. Concluímos: 1. O modelo de CHEN (1973) se aplica ao estudo do transporte de sedimentos fluvial, permitindo a indicação dos pontos de erosão e assoreamento; 2. Os eventos de cheia têm uma grande influência no transporte de sedimentos ao longo do rio. / The transports of fluvial sediments constitutes a complex phenomenon in which innumerable variables are involved. The construction of dams increased the interest in understanding hydraulic effects of this type of work over the river. The retention of sediments in the reservoir formed by the dam and the erosion caused by the contained water can result on disastrous effects to the fluvial system. The use of mathematical models to represent nature and study the sediments transportation phenomenon has been improved. The objective of this work was to evaluate the consequences of dam constructions in the rivers through the application of hydraulic formulas for water and sediments movements in the form of computers algorithms. For the study of sediments transportation in natural channels it was used the model developed by CHEN (1973) while for the analyses of the sediments load capacity in function of the flow and section characteristics was applied the model of TOFFALETI (1969). It was fulfilled one study case with the application of mathematical models for the Castanhão dam, in Ceará state. The use of flood events hydrological regime for the reservoir, with a return period of 10, 20, 25, 50, 100, and 1000 years, indicate an stressed erosion up to 1,00 m of depth right after the dam. The stabilization of the transport phenomenon was estimated at a distance of 10,0 Km after the work (the dam). However the average tributary flows and flows lower than 100 m3/s do not seem to have effect over the fluvial morphology. We conclude: 1. CHEN\'s 1973 model applies to the study of fluvial sediments transportation, allowing the indication of degradation and aggradation points; 2. The flood events have great influence over the sediments transportation along the river.

No interior de Goiás foi erguida uma barragem no curso do rio Tocantins para viabilizar a construção da Usina Hidrelétrica de Serra da Mesa, cuja represa resultou em um lago de cerca de 1.780 km2. A referida área abrange, parcialmente, oito municípios daquele estado, e compreende uma região cuja ocupação histórica legou importantes sítios arqueológicos que são hoje testemunhos do período colonial: a ocupação bandeirante, que apresenta importantes vestígios de áreas de mineração, a ocupação agropastoril e antigas vilas e lugarejos. Por se tratar de uma região, na atualidade, pouco dinâmica do ponto de vista econômico, é também muito pouco conhecida a nível nacional. Dessa forma, o patrimônio histórico arqueológico que seria perdido com a formação do lago, passou por um processo de salvamento, cujo resgate foi possibilitado através de um convênio entre FURNAS Centrais Elétricas e a UFMG. O salvamento histórico arqueológico procedeu-se durante três anos ininterruptos de pesquisa de campo, evidenciando um riquíssimo patrimônio cultural, que urge ser divulgado tanto a nível acadêmico quanto para a sociedade brasileira como um todo. / On the countryside of Goias was built a barrier across the waterway of the Tocantins river in order to make feasible the construction of Serra da Mesa Hydroeletric Power Station, whose dam resulted on a lake around 1.780 km long. The mentioned area covers, partly, eight towns fron that state, which are part of a region of historical occupation that represents important archaeological sites that are today testimonies of the colonial period: pioneers occupation which presents important evidences of mining and farming areas and old villages and towns. Furthermore, it is a region nowadays that is not very dynamic according to economical aspects, and not very notable concerning to the whole the country. So that, the historical archaeological patrimony that would be lost with the lake formation, has passed by a process of rescue that was only possible due to an agreement between FURNAS Power Company and UFMG. The historical archaeological rescue happened during a 3-year-non-stop field-work, in which an extremely rich cultural patrimony was found and that it utters to be published not only to reach academic levels but also the Brazilian society in general.

As obras de desvio de rios para a construção de barragens, embora tenham caráter provisório, são de estrema importância, pois definem como o empreendimento será executado, garantindo segurança à sua construção, dentro de riscos calculados, devendo no entanto ser o mais econômica possível. As estruturas de desvio devem se encaixar no arranjo das estruturas permanentes, podendo ser utilizadas como tal. Este trabalho tem o intuito de apresentar as principais estruturas utilizadas em esquemas de desvio de rios e caracterizar sua utilização e aplicabilidade. Sempre que possível foram apresentados esquemas utilizados na prática ou previstos em projeto, para melhor exemplificar e caracterizar as diversas estruturas e as possíveis soluções para desvio de rios. / Diversion works for dam construction are temporary. Nevertheless, they are extremely important, since they define how the construction is going to be made, and assuring its safety, within calculated risks. But, they have to be as economical as possible. The diversion structures must fit the global arrangement of the project, being in some cases be used as permanent structures. This document has the objective of present the main diversion structures used in diversion works schemes, as well as characterize their utilization and applicability. Whenever possible, it was presented examples of schemes either already used or just previewed on design, to better characterize and exemplify the many structures and possible solutions for river diversion.

A Barragem de Itaipu é uma obra de engenharia de grande importância. Localizada na fronteira entre o Brasil e o Paraguai no Rio Paraná e com coordenadas geográficas aproximadas 25°24\'29\"S, 54°35\'21\"O, ela fornece energia elétrica a estes dois países e deve ser constantemente monitorada de modo a manter níveis de qualidade e segurança. Mais de dois mil instrumentos foram instalados e fornecem dados contínuos sobre diversas características da fundação e estrutura da barragem, incluindo mais de 650 piezômetros. A avaliação de níveis piezométricos em barragens é importante, pois refletem os valores de subpressão que atuam na estrutura da barragem. A utilização de novos métodos em tais análises pode permitir agilidade na tomada de decisões por parte da equipe de segurança de barragens. Dependendo do método aplicado, uma melhor compreensão do fenômeno no tempo e espaço pode ser obtida. Este estudo aplica Redes Neurais Artificiais (RNA) para simular o comportamento dos piezômetros instalados em uma descontinuidade geológica na fundação da Barragem de Itaipu. Ele considera diferentes tipos de dados de entrada em uma Rede Neural Multicamadas e determina a melhor arquitetura de RNA que mais se aproxima da situação real. / Itaipu Dam is an engineering work of high importance. Located at the border between Brazil and Paraguay in the Paraná River and with approximated geographical coordinates 25°24\'29\"S, 54°35\'21\"W, it provides electrical energy to these two countries and has to be constantly monitored in order to maintain its levels of quality and security. Over two thousand instruments have been installed and they provide continuous data about several characteristics of the dam foundation and structure, including more than 650 piezometers. The evaluation of piezometric levels in dams is important for it reflects the values of the uplift pressure that acts on the structure of the dam. The utilization of new methods in such an analysis can provide agility to decisions-taking by the security team of the dam. Depending on the method applied, a better comprehension of the phenomenon in time and space may be achieved. This study employs Artificial Neural Networks (ANN) to simulate the behavior of the piezometers installed in a geological discontinuity in the foundation of Itaipu Dam. It considers different types of entry data in a Multilayer Neural Network and determines the best ANN architecture that is closest to the real situation.

O crescimento do número de Barragens de Enrocamento com Face de Concreto (BEFC) no Brasil e no mundo e os problemas relacionados com a movimentação da face motivaram o desenvolvimento deste estudo sobre o comportamento mecânico do enrocamento. Geralmente, as previsões dos movimentos diferenciais do maciço são feitas com base nas características de deformabilidade do material. Este trabalho apresenta um estudo de tensão-deformação de enrocamento baseado em análise numérica de uma seção de barragem de grande altura, com o objetivo de definir o estado e as trajetórias de tensões que influenciam os valores dos parâmetros de deformabilidade. Baseado nas condições de carregamento previstas para o maciço de enrocamento, foi desenvolvida a programação e as metodologias dos ensaios laboratoriais. A partir dos resultados destes ensaios foi possível estimar os parâmetros de deformabilidade do enrocamento a serem utilizados em estudos tensão-deformação. / The important growth in the number of Concrete Face Rockfill Dams (CFRD\'s) in Brazil and in the World, and the reported problems related to movements of the concrete slab, motivated the present study of mechanical behavior of the rockfill. In general, predictions of the differential movements within the rockfill mass are based on the deformation properties of the rockfill materials. This work presents a stress-strain study of the rockfill mass, based on a numerical analysis of a high dam cross section, aiming to define the stress state and stress paths that influence the deformability parameters. Based on the loading condition estimated for the rockfill mass, the program and the methodology for the laboratorial tests was set. From these test results it was possible to estimate the deformability parameters of the rockfill to be used in stress-strain analysis.