Programação de modelos de transporte sedimentar : comparação de soluções

Abstract

Na dissertação apresentada procura-se estudar os fenómenos relacionados com o transporte sedimentar, que apresentam uma grande importância na hidráulica fluvial. A estimativa do transporte sólido permite prever erosões, assoreamentos, volumes mortos em albufeiras e o dimensionamento de canais estáveis, sem movimento de material sólido. As condições de equilíbrio, assoreamento ou erosão de um determinado curso de água, podem ser modificadas por obras, devendo existir um estudo prévio que preveja possíveis alterações hidrológicas. A carga sólida da rede hidrográfica, ao ser deslocada pelos respectivos escoamentos líquidos, dá origem ao transporte sedimentar. Este processo é definido pelas características do escoamento e dos sedimentos. O transporte sólido pode ser realizado basicamente de duas formas, em suspensão na massa líquida ou por arrastamento no fundo. Por vezes, não existe uma distinção nítida entre o transporte em suspensão e o transporte por arrastamento, pelo que pode ser considerada uma forma de transporte de características intermédias, o transporte por saltação. É efectuada a apresentação de diversos modelos que traduzem a representação dos fenómenos de transporte sedimentar. Numa primeira secção é efectuada a descrição de diversas tentativas de caracterização dos processos de transporte ao longo dos tempos e de imediato é constatado que existe alguma dificuldade em estimar os volumes de transporte que se obtêm na aplicação desses modelos. A concepção de uma ferramenta de cálculo automático apresenta grandes vantagens no estudo do transporte sólido, permitindo a rápida obtenção de resultados para diferentes situações. Na tentativa de compreender os processos de transporte sólido, são expostos diversos conceitos associados ao transporte sedimentar e avaliada a sensibilidade dos parâmetros intervenientes. A definição de uma metodologia eficaz que permita estimar o caudal sólido transportado é ainda limitada, sendo este trabalho um contributo na obtenção desses objectivos.

ABSTRACT: In the present dissertation it is intended to study phenomena related to sediment transport, which is extremely relevant in fluvial hydraulics. The solid transportation estimate allows the prediction of erosion points, silting, volume of sediments in reservoirs and the designing of stable channels, without the movement of solid material. The equilibrium conditions, silting or erosion of a particular stretch of water, can be modified by construction, requiring a prior study that predicts hydrological changes. The dry cargo of the river system, while being moved by its liquid flow, originates sediment transport. This process is defined by flow and sediment characteristics. The solid transport can be achieved by two means, suspension in liquid mass or bedload transport in the fund. Sometimes, there isn't a clear distinction between the transport in suspension and bedload transport, and can be considered an intermediate form of transport, transportation by saltation. Several models are presented, which are result of the representation of sediment transport phenomena. In the first section a description of various attempts to characterize the processes of transport over time is made and it is immediately noted that there is some difficulty in estimating the volume of transport that occurs in the implementation of these models. The design of a tool for automatic calculation offers significant advantages in the study of solid transport, allowing a quick achievement of results for different situations. In attempt to understand the processes of solid transport, several concepts associated to sediment transport are show and the sensitivity of the parameters involved are assessed. The definition of an effective methodology that allows the estimating of the transported solid volume is still limited, being this work a contribution in the achieving of these objectives.