Contributo para a mitigação da deposição de sedimentos em albufeiras

Abstract

No âmbito desta dissertação, foram realizados estudos de caracterização da dinâmica de transporte e deposição sedimentar em escoamentos típicos de albufeiras, resultantes da instauração de barragens em cursos de água. No seguimento desta temática, avaliou-se a eficácia de medidas para controlo e mitigação dessa deposição, visando a atenuação dos respectivos efeitos nefastos. Os estudos foram efectuados com recurso a ensaios laboratoriais no canal hidráulico do laboratório do Departamento de Engenharia Civil da Universidade de Aveiro. A avaliação da dinâmica de transporte e deposição foi realizada variando as condições de escoamento líquido e sólido, com posterior medição das massas de areia depositadas ao longo do canal. Foi possível verificar que, numa fase inicial dos ensaios, a deposição ocorreu essencialmente na zona de formação do ressalto hidráulico, progredindo para jusante com o tempo. Além da duração de ensaio, a localização dos depósitos dependeu essencialmente da posição do ressalto hidráulico, por sua vez influenciado pelas condições do escoamento, nomeadamente pelo caudal escoado, inclinação do fundo do canal e forma da secção transversal do canal. Nos ensaios de avaliação das medidas de controlo e mitigação da deposição, comprovou-se a eficácia do rebaixamento total do reservatório por abertura da barragem, na passagem de sedimentos para jusante da barragem. A sucção hidráulica através de uma mangueira, também foi eficaz na remoção de sedimentos do interior do reservatório para uma local de armazenamento. Nestas duas medidas, a totalidade de sedimentos retirados ao escoamento, foi considerável quando comparada com a totalidade de sedimentos envolvidos no ensaio. O rebaixamento parcial do reservatório, por abertura do descarregador de fundo, e a canalização de sedimentos para jusante da barragem, mostraram-se inconsequentes na remoção de sedimentos da albufeira. A compreensão das dinâmicas de transporte e deposição sedimentar numa albufeira, tal como da actuação das respectivas medidas de mitigação, são de grande importância, uma vez que ajudam no controlo dos impactos negativos gerados, nomeadamente, nos efeitos erosivos ao longo do litoral, por défice de alimentação sedimentar fluvial.

In the aim of the present thesis, a characterization of the dynamics of sediment transport and deposition, in typical reservoir flows, resulting from building dams on rivers, was performed. Following this theme, measures effectiveness to control and mitigate deposition, in order to reduce its adverse effects, was evaluated. The studies were carried out conducting laboratory tests in the hydraulic flume, at the Civil Engineering Department of Aveiro University. The evaluation of the sediments transport and deposition processes was carried out varying the liquid and solid flow conditions, with subsequent measurement of the masses of sand deposited along the flume. Initially, deposition occurred mainly in the hydraulic jump area. However, over time, the deposits formation progressed in the downstream direction. The deposits location depends mainly on the hydraulic jump position, in turn influenced by the drained flow, bottom slope and shape of the channel cross section. The tests to evaluate the measures to control and mitigate deposition, proved the effectiveness of the reservoir emptying, by opening completely the dam, in the routing of sediments to downstream of the dam. The hydraulic suction through a hose, to remove sediments from the inside of the reservoir, to a storage location also presented good results. In these two measures, the total of sediments, removed from the runoff, was considerable when compared to the totality of sediments involved in the test. The partial drawdown of the reservoir, by opening the bottom sluices, and the channeling of sediment through a hose to downstream of the dam, were inconsequential in the removal of sediment from the reservoir. Understanding the dynamics of sediment transport and deposition, as well as the performance of mitigation measures, have great importance in a reservoir, since they help to control the negative impacts generated, namely related to coastal erosion due to fluvial sediment transport reduction.