Desenvolvimento de uma Plataforma SIG para apoio ao Controlo da Segurança das Grandes Barragens Portuguesas
Dissertação Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil | Ramo de Estruturas Orientado por: Eng. Sérgio Oliveira e Eng. Paulo Martins Carlos Almeida | 35044 | Trabalho Final de Mestrado em Engenharia Civil – Ramo de Estruturas |ISEL
Estrutura da Apresentação 1. Enquadramento 2. Barragens e SIG - ArcGIS, Quantum GIS (open source) 3. Controlo de Segurança das Grandes Barragens 4. Segurança Hidráulico-Operacional 5. Segurança Ambiental 6. Segurança Estrutural 7. Plataforma 2D (ArcGIS – ArcMap, ArcGIS Explorer e ArcGIS Online)
8. Plataforma 3D (ArcGIS – ArcScene) 9. Conclusões e Perspetivas Futuras 2/13
Importância na Engenharia Civil •
Sistemas de Informação Geográfica (SIG)
•
Acesso rápido a informação georreferenciada
•
Monitorização do controlo de segurança
Enquadramento
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Barragens e SIG - ArcGIS, Quantum Gis (open source) Barragens •
Aproveitamentos de fins múltiplos
•
Comportamento das barragens em serviço
•
Sinais de deterioração
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Barragens e SIG - ArcGIS, Quantum Gis (open source)
SIG •
Recolher
•
Organizar
•
Gerir
•
Analisar
•
Distribuir
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Controlo de Segurança das Grandes Barragens Na plataforma SIG desenvolvida foi introduzida informação útil para apoio a estudos de:
Segurança HidráulicoOperacional • • •
Descarregadores de cheias Descargas de fundo Tomadas de água
Segurança Ambiental Bloqueio da migração de peixes • Acumulação de sedimentos • Alteração do habitat de animais e plantas •
Segurança Estrutural Ações - pressão hidrostática, peso próprio, sismicidade, etc. • Propriedades dos materiais – módulo de elasticidade, resistência a compressão e à tração, etc. • Respostas estruturais – deslocamentos, movimentos de junta, tensões, deformações, etc. •
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Segurança Hidráulico-Operacional Descarregadores Centrais Hidroelétricas. Fundo. Informação Informação introduzida introduzida naplataforma plataforma Descarregadores dede cheias. Informação introduzida na na plataforma SIG. SIG. SIG.
Barragem
AGUIEIRA
ALQUEVA
CABRIL
PÓVOA
Secção da Caudal Máximo Controlo a Controlo a Energia Dissipação de produzida Barragem Localização Tipo grupos Potencia total Tipo de Tipo de Nº deCota da crista de Desenvolvimento Caudal máximo 3/s) Conduta (mde Jusante Barragem Tipo de Central Tipo Grupos Montante emEnergia ano médio Localização Comportas instalada (MW) descarregado (m3/s) Controlo Descarregadorinstalados soleira (m) da soleira (m) (GWh) Através da AGUIEIRA Talvegue 2,50 x 1,80m 180 Sim barragem No corpo da AGUIEIRA Controlado Pé de barragem 3 270 209,6 111 Francis-Turbinas 2 x 9,5Bombas = 19 2080 Incorporada na Sobre a barragem barragem ALQUEVA galeria de derivação d 3,00 m 160 Trampolim Pé de barragem c/ 2 no corpo da ALQUEVA provisória Soleira tipo Wes c/ 2 Reversíveis Turbo/Francis 240 269 bombagem barragem e Controlado 139 2 x 19 = 38 6300 canal a jusante encontros CABRIL Pé de barragemAtravés da 2 Eixo Vertical 97Válvula Jato oco301 e fossas CABRIL Talvegue 3,00 m 200 PÓVOA Céu aberto barragem 2 Francis 0,74 1,6 dispersora de erosão Em ambas as Poço vertical ou Controlado 278 2 2200 margens inclinado Através da Jato oco e fossas PÓVOA Talvegue Comporta Jato oco barragem de erosão Margem Sem controlo Canal de encosta 309,85 110 esquerda
Dissipação de Energia
Trampolim
Trampolim
Jato e fossas de erosão
-
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•
Escadas de peixe
•
Elevadores de peixes
•
Eclusas
•
Defletores
•
Segurança Ambiental Barragem
Controlo de Espécies
Funcionamento
ALTO CÁVADO
Escadas de Peixes
Sim
Fendas Verticais
BELVER
Eclusa
Sim
•
Bypass Channels
COIMBRA
Escadas de Peixes
Sim
•
Turbinas Fish-Friendly
TOUVEDO
Elevador de Peixes
Sim
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Segurança Estrutural •
Modelos Matemáticos
•
Expansões
•
Desenhos
•
Fissuração
•
Deslocamentos
Modelos
Barragem
Matemáticos
Expansões
Desenho s
Desenhos de Observação em Alçado
Desenhos de Observação em Planta e
Fissuração
Expansão do Betão
Deslocamentos
Perfil
AGUIEIRA
Sim
Sim
-
-
-
-
-
-
ALQUEVA
Sim
-
-
-
-
-
-
-
CABRIL
Sim
Sim
Link 1
Link 2
Link 3
Link 4
Link 5
Link 6
PICOTE
Sim
Sim
-
-
-
-
-
-
PÓVOA
Sim
-
-
-
-
-
-
-
DESLOCAMENTO OBSERVADO EM VÁRIAS ÉPOCAS
u
u h t Nível da Albufeira
Observações Modelos I.Q.
Observações Mod. I.Q. Mod. E.F.
SEPARAÇÃO DOS EFEITOS DEVIDOS ÀS SOLICITAÇÕES PRINCIPAIS
uh
Modelo E.F.
u
Efeito elástico do nível
Efeito da onda térmica anual J
F
M
A
h
ut
Efeito viscoelástico do nível (u f)
M
J
J
A
S
O
N
D
t
u = u h + u + u t u t = u f + uo Outros efeitos do tempo (u o ) t
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Plataforma 2D (ArcGIS – ArcMap, ArcGIS Explorer e ArcGIS Online) ArcGIS Explorer
ArcMap
ArcGIS Online
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Plataforma 3D (ArcGIS – ArcScene)
ArcScene
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Conclusões e Perspetivas Futuras •
Proposta de uma metodologia inovadora
•
Facilidade no acesso à informação
•
Atualizar a informação já introduzida
•
Introdução de nova informação acerca de novas barragens
•
Desenvolvimento de mais modelos em 3D à escala
•
Transpor os protótipos académicos em modelos de informação estáveis
•
Alojar as plataformas em servidores
•
A nível estrutural, melhorar a ligação entre os sistemas/modelos existentes do LNEC
•
Tornar possível utilizar as plataformas em tempo real
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Obrigado pela Vossa atenção.
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