O adequado projeto de obras fluviais requer o conhecimento das condições sob as quais um curso d\'água natural atinge seu estado de equilíbrio. Para que este estado de equilíbrio seja determinado analiticamente é necessário utilizar um número de equações compatível com a quantidade de incógnitas do sistema, denominadas de graus de liberdade. Em um curso d\'água escoando sobre leito aluvionar não coesivo é possível admitir até quatro graus de liberdade, que são: a largura, a profundidade, a declividade e o traçado em planta do canal. Neste trabalho são apresentados alguns métodos que permitem avaliar as condições de estabilidade de um canal através do uso de relações puramente empíricas, ou através da aplicação de equações derivadas dos princípios físicos que regem a Hidráulica Fluvial, sendo possível ainda combinar o uso das duas abordagens no mesmo método. / The properly design of river improvements depends on the knowledge of the conditions under which a natural river becomes stable. This state of equilibrium is determined analytically if the number of equations is enough to describe the unknown system factors, called degrees of freedom. In an alluvial stream, it\'s possible to consider four degrees of freedom, they are: width, depth, channel slope and the variations in plan-form stream. This text presents some methods to evaluate the stability condition of a channel using empirical relationships, equations based on theoretical principles of Fluvial Hydraulics or both of these approaches in the same method.

O adequado projeto de obras fluviais requer o conhecimento das condições sob as quais um curso d\'água natural atinge seu estado de equilíbrio. Para que este estado de equilíbrio seja determinado analiticamente é necessário utilizar um número de equações compatível com a quantidade de incógnitas do sistema, denominadas de graus de liberdade. Em um curso d\'água escoando sobre leito aluvionar não coesivo é possível admitir até quatro graus de liberdade, que são: a largura, a profundidade, a declividade e o traçado em planta do canal. Neste trabalho são apresentados alguns métodos que permitem avaliar as condições de estabilidade de um canal através do uso de relações puramente empíricas, ou através da aplicação de equações derivadas dos princípios físicos que regem a Hidráulica Fluvial, sendo possível ainda combinar o uso das duas abordagens no mesmo método. / The properly design of river improvements depends on the knowledge of the conditions under which a natural river becomes stable. This state of equilibrium is determined analytically if the number of equations is enough to describe the unknown system factors, called degrees of freedom. In an alluvial stream, it\'s possible to consider four degrees of freedom, they are: width, depth, channel slope and the variations in plan-form stream. This text presents some methods to evaluate the stability condition of a channel using empirical relationships, equations based on theoretical principles of Fluvial Hydraulics or both of these approaches in the same method.

Os vertedores são estruturas hidráulicas construídas para controlar o nível d’água do reservatório, permitindo a passagem das vazões escoadas com a máxima eficiência possível sem provocar problemas à estrutura. Para atingir este objetivo, as condições de aproximação do escoamento à estrutura e a forma geométrica do perfil vertente são muito importantes. O controle da soleira por comportas provoca uma mudança significativa nas condições de escoamento sobre o perfil vertente. O posicionamento e a forma da comporta tem forte influência no comportamento do coeficiente de vazão e nas pressões sobre a soleira. A formação de vórtice é um fenômeno indesejável que pode ocorrer quando a operação da comporta é parcial, prejudicando a capacidade de vazão e provocando vibrações na estrutura. Este trabalho apresenta uma abordagem teórica sobre o assunto vertedor de superfície e escoamento sob comportas, apresentando resultados de diferentes estudos para melhor compreensão do funcionamento do vertedor. / Spillways are hydraulic structures constructed to control the water level of the reservoir, allowing the overflows with the maximum possible efficiency without provoking problems to the structure. The approach flow pattern to the structure and the geometric form of the spillway profile are basic importance. The control of the spillway by the floodgates modifies the draining conditions. The positioning and the form of the gate have strong influence in the behavior of the discharge coefficient and the pressures on the surface profile. A vortex formation is an undesirable phenomenon that it can occur when the operation of the floodgate is partial, reducing the discharge coefficient and produce vibrations in structure. This work presents a theoretical approach about flow over spillway and under of the partial opening of the floodgate, presenting results of different studies for better understanding the function of the spillway.

O sistema fluvial amazônico representa a maior bacia de captação de sedimentos do mundo. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi caracterizar as areias transportadas pelos rios Negro e Solimões e discriminar a contribuição do aporte sedimentar arenoso derivado destes dois rios para a formação do rio Amazonas. Além disso, buscou-se identificar variações temporais da geomorfologia fluvial da zona de confluência dos rios Negro e Solimões. Para tanto, foram utilizados métodos de análise geomorfológica e de fácies, granulometria, sensibilidade por luminescência opticamente estimulada (LOE) da fração areia e datações LOE e 14 C. Os sedimentos das barras do rio Negro apresentam maior porcentagem de areia, com diâmetro médio em 375,76 µm, os quais são dominados por grãos de quartzo de sensibilidade LOE moderada (3,06). Já os sedimentos das barras dos rios Solimões e Amazonas são mais finos, com diâmetro médio em 154,58 µm e 134,36 µm, respectivamente, alta porcentagem de feldspato e grãos de quartzo com baixa sensibilidade LOE (2,49 e 2,53, respectivamente). O aporte arenoso do rio Solimões (88,08% para sedimentos de calha e 98,23% para barras) sobre o rio Amazonas é dominante em relação ao aporte do rio Negro (11, 91% para sedimentos de calha e 1,76% para barras). Os dados de sensibilidade LOE sugerem que os sedimentos do rio Negro são acomodados principalmente na calha do rio Amazonas. Os arenitos da Formação Alter do Chão adjacentes ao canal do baixo rio Negro representam a principal área fonte dos sedimentos deste rio. A baixa maturidade composicional e sensibilidade LOE reduzida dos sedimentos do rio Solimões sugerem rápido transporte sedimentar a partir de áreas fontes andinas. O tempo de estocagem mínimo para as areias de barras expostas durante a seca do rio Negro varia entre 0,34±0,04 ka e 1,7±0,26 ka. Já o período mínimo de estocagem das areias em barras dos rios Solimões e Amazonas variou entre 1,3±0,21 ka e 11,9±1,18 ka. As principais fases de construção das barras dos rios Solimões e Amazonas estariam relacionadas principalmente com eventos de precipitação extrema do Holoceno. / The Amazon river system is the largest sediment catchment basin in the world. In this context, this study aims to differentiate the sands carried by the Negro and Solimões rivers and estimate the sandy sedimentary supply derived from these two rivers to the Amazon river. Furthermore, this research also deals with temporal variations of fluvial geomorphology in the confluence area of the Negro and Solimões rivers. For this purpose, we used methods of geomorphological, facies and grain size analysis coupled with optically stimulated luminescence (OSL) sensitivity of sand fraction and OSL and 14 C dating. The sediments of the Negro river bars showed a higher percentage of sand, with mean diameter of 375,76 µm, which are dominated by quartz grains with moderate OSL sensitivity (3,06). On the other hand, sediment from bars of Solimões and Amazonas rivers are thinner, with mean diameter of 154,58 µm and 134,36 µm, respectively, high percentage of feldspar and quartz grains with low OSL sensitivity (2,49 and 2,53, respectively). The contribution of Solimões river sands (98.23%) to the Amazon river is dominant in relation to the contribution of the Negro river (1.76%). OSL sensitivity data suggest that the Negro river sediments are accommodated mainly in the Amazon River channel. The Alter of Chão Formation sandstones outcropping adjacent to the lower Negro river channel area represent the main source of sediments for this sector of the Negro river. The low compositional maturity and reduced OSL sensitivity of Solimões river sediments suggest rapid sediment transport from Andean source areas. The minimum storage time for the Negro river sand bars exposed during the dry season varies between 0,34 ± 0,04 ky and 1,7 ± 0,26 ky. The minimum storage time of sands in bars from the Solimões and Amazonas rivers ranged between 1,3 ± 0,21 ky and 11,9 ± 1,18 ky. The main construction phases of the Solimões and Amazonas rivers bars would be related to extreme precipitation events during the Holocene.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:01:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo1462_1.pdf: 7309345 bytes, checksum: 55ce3db28b455560333a3d433828929c (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Fundação de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / A gestão de recursos hídricos no semi-árido nordestino está intimamente ligada com a variabilidade anual e interanual de precipitação, o que levou ao estabelecimento de uma rede de infraestrutura hídrica baseada na construção de açudes/barragens, com o objetivo de abastecimento/irrigação para a população, tornando, assim, necessário o gerenciamento desses açudes e de suas áreas de contribuição. Esta pesquisa procurou fazer uma análise do sistema físico da bacia de drenagem do riacho do Saco, localizado no Sertão de Pernambuco, dando ênfase ao sistema fluvial, e a partir disso avaliar a questão do planejamento regional voltado a açudagem no semi-árido brasileiro. Tendo como foco principal a conectividade da paisagem analisando os processos de transporte e sedimentação em ambiente semi-árido. Para tanto foram realizadas análises geomorfológicas e de uso do solo, a partir de mapeamentos 1:25000. Como também classificação dos eventos de precipitação do sistema, baseado nos escoamentos superficiais mensais médios, identificando assim os eventos efetivos do sistema. Essas análises levaram a identificação dos fatores limitantes de transmissão de matéria no sistema, que conjuntamente com a analise climática possibilitou a identificação a área de captação efetiva da bacia mediante três tipos de eventos chuvosos. No cenário de baixa magnitude apenas 33,8 % da bacia contribuíam efetivamente para a rede de drenagem, no de magnitude moderada o valor subia à 61,6 %, essa diferença é resultado da superação dos impedimentos sedimentares; chegando à 70,8% nos eventos de magnitude alta, a pouca variação dá-se a partir do controle dos açudes que interrompem todo transporte de carga de fundo, sendo esse transporte liberado apenas quando há rompimento do açude. Esse tipo de analise pode subsidiar a gestão ativa dos açudes do semi-árido focando a captura dos sedimentos de carga de fundo antes da chegada dos mesmos ao açude, aumentando, assim, a vida útil do mesmo

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Ingeniero Civil en Computación / La Geomorfología fluvial corresponde al estudio de los procesos de formación y sedimentación de los ríos, y de su interacción con el entorno, lo que entrega información sobre la "historia de vida" de un terreno. En este contexto, existen dos elementos de estudio interesantes: las redes de drenaje y las terrazas fluviales. Runnel es un software que tiene por objetivo visualizar y detectar patrones de drenaje y terrazas fluviales sobre terrenos representados por grillas o triangulaciones de éstas. Si bien el funcionamiento de Runnel es correcto, éste tiene un gran problema: el tiempo de ejecución de sus principales algoritmos. A medida que el tamaño del terreno crece, el tiempo de ejecución aumenta considerablemente. Con el fin de mejorar este problema, se decidió paralelizar los algoritmos de detección de redes de drenaje: Peucker, Callaghan, RWFlood y Ángulo Diedro. Al mismo tiempo, se decidió implementar una triangulación simplificada, la cual disminuye el número de triángulos, y en consecuencia, se disminuye el tiempo de ejecución de los algoritmos que usan la triangulación. Para lograr la paralelización se utilizó OpenCL, herramienta que permite la ejecución de un código paralelo tanto en GPU como en CPU de forma indistinguible. Para la triangulación simplificada se utilizó un algoritmo basado en la eliminación de uno de los vértices de aquellos triángulos que cumplen una condición predeterminada. Como resultado de la paralelización se obtuvieron mejoras significativas con los algoritmos de Peucker (speed-up mínimo: 1.19 y speed-up máximo: 13.63), Callaghan (speed-up mínimo: 5.87 y speed-up máximo: 19.82) y Ángulo Diedro (speed-up mínimo: 1.43 y speed-up máximo: 23.53). La triangulación simplificada también entregó mejoras en rendimiento, pero con menor impacto que la paralelización (speed-up mínimo: 1.14 y speed-up máximo: 1.94). El único algoritmo que no resultó en mejoras en su tiempo de ejecución (en la mayoría de los casos de prueba) fue el algoritmo RWFlood (speed-up mínimo: 0.16 y speed-up máximo: 2.93). Junto con el desarrollo de los algoritmos paralelos se adquirió conocimiento sobre las diferencias de rendimiento de una CPU con una GPU. Se tuvo que ahondar en la arquitectura de cada una y reconocer el tipo de problema que cada una puede resolver de manera óptima. Se propone como trabajo futuro solucionar el uso excesivo de la memoria en la triangulación, analizar del impacto de la triangulación simplificada en los terrenos, solucionar el problema del tiempo de ejecución de RWFlood y paralelizar otros algoritmos.

A Hidrovia Tietê-Paraná é um complexo hidroviário que atravessa a região sudeste do Brasil e constitui um meio de transporte alternativo ainda pouco explorado, que interliga 5 grandes estados brasileiros, além de ser um elo de ligação com os países do MERCOSUL. O gabarito da hidrovia limita barcaças a dimensões principais de 60m x 11m x 2,5m, mas que acopladas formam comboios com capacidade de até 4500t. Estas embarcações podem transportar cargas de granel sólido (commodities agrícolas) e de granel líquido (combustíveis) no longo curso, areia e cana-de-açúcar em curtas distâncias, sendo que experiências com carga geral também foram feitas. Devido ao fato dos centros produtores e dos centros consumidores estarem distantes da hidrovia, a eficiência do transporte hidroviário é altamente dependente da eficiência do sistema logístico em que está inserido. Desta forma, tanto os sistemas de transporte nas pontas de origem e destino (rodoviário e ferroviário), como também a armazenagem nos terminais intermodais devem estar operando de maneira eficaz e balanceada para tornar este sistema competitivo. O objetivo desta pesquisa é dar uma resposta eficiente e realista ao problema de dimensionar um sistema de transporte utilizando modais combinados. Desta forma, dado uma origem e um destino, um tipo de carga, sua demanda mensal, os modais de transporte utilizados, busca-se dimensionar cada parte deste sistema intermodal, fornecendo como resposta a configuração de frota de caminhões e o número de viagens necessárias, o número de composições ferroviárias e a frequência de requisição das mesmas, a frota de embarcações fluviais e a capacidade dos terminais de carga. O dimensionamento é focado na solução que atende à demanda a um mínimo custo. Desta forma, os aspectos econômicos de cada operação também são considerados. Para resolver este problema complexo, utilizou-se a técnica de simulação probabilística, pois a mesma permite modelar com maior precisão a interação entre os diversos subsistemas, além de poder representar os fenômenos aleatórios presentes. A simulação também é uma boa ferramenta para lidar com os congestionamentos observados na passagem em eclusas, canais e na utilização de berços dos terminais. O sistema consiste de um módulo de entrada de dados, no qual o usuário define o cenário padrão que deverá ser simulado. O modelo computacional foi desenvolvido na linguagem de simulação ARENA, o qual conta com uma rica interface gráfica, módulos de análise de dados (input and output analyser), ferramentas para construção de templates personalizados, programação complementada por recursos do Visual Basic for Applications e um gerenciador de cenários que permite programar diversas rodadas consecutivas do modelo. O modelo foi aplicado à Hidrovia Tietê-Paraná e aos modais a ela associados, e permitiu dimensionar um sistema intermodal com menor custo total do que o transporte de grãos exclusivamente rodoviário. / Tietê-Paraná Waterway is a complex inland navigation system that crosses the southeast area of Brazil, and it is an alternative mean of transportation still not very explored, that connects 5 great Brazilian states, besides being a connection link with the countries of MERCOSUL. The waterway dimensions limits the barges to 60m x 11m x 2,5m, but when coupled, form convoys with capacity of up to 4500 tons. These vessels transport dry bulk (agricultural commodities) and wet bulk (fuels) in the long course, and sand and sugar-cane in short distances. Due to the fact of the producing centers and of the consuming centers are distant from the waterway, the efficiency of the waterway transportation is highly dependent of the efficiency of the whole logistics system. Therefore the transport systems in the origin and destiny points (road and rail transport), as well as the storage in the intermodal terminals should be designed and operated in an effective and balanced way to turn a competitive system. The objective of this current research is to give a fast and realistic answer to the design problem of a transportation system using different combined modals. Therefore, given an origin and a destiny, a cargo type, its monthly demand and the modals of transportation, the model would design each part of this intermodal system, giving as a response the configuration of the fleet of trucks and the number of necessary trips, the number of rail compositions and their frequency of requisition, the fleet of vessels and the storage capacity of the terminals. The system design is focused in the solution that attends the monthly demand at a minimum cost. Therefore the economical aspects of each operation are also considered.To solve this complex problem, the technique of probabilistic simulation was used, because it allows to model with larger precision the interaction among the several subsystems, besides allowing to represent the randomness of the system. Simulation is also an appropriate tool to represent the traffic jams in the locks and in the passage through the channels and also to lead with the occupation of terminal\'s berths. The system consists of a module of data entrance, in which the user defines the standard scenario that should be simulated. The computational model was developed using the simulation language ARENA, that has a rich graphic interface, modules of data analysis (input and output analyzer), tools for construction of customized templates, programming complemented by resources of Visual Basic for Applications and a scenario manager that allows to program several serial runs of the model.