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https://hdl.handle.net/1822/36416
Título: | Estudo experimental da erosão localizada a jusante da descarga de fundo de uma barragem |
Outro(s) título(s): | Experimental study of scour downstream of a dam bottom discharge |
Autor(es): | Ferreira, Tiago Jorge Marques |
Orientador(es): | Lima, M. M. C. L. |
Palavras-chave: | Erosão localizada Barragens Leito móvel Descarga de fundo Visualização de escoamentos Processamento de imagem Scour Dams Bed of sediments Bottom discharge flow Visualization Image processing |
Data: | 2014 |
Resumo(s): | Os fenómenos de erosão localizada assumem um papel importante nas obras fluviais e
marítimas. A compreensão deste fenómeno e a sua correta previsão é fundamental para
um projeto bem-sucedido e pode ser alcançada recorrendo a uma abordagem
experimental simplificada, essencial para a validação de modelos teóricos e numéricos.
A presente dissertação descreve um estudo tudo experimental sobre a evolução temporal
das dimensões das cavidades de erosão, provocada pelo modelo simplificado de uma
descarga de fundo de uma barragem, demostrando a possibilidade de estudar estes
fenómenos de forma rápida e económica.
Adotou-se uma barragem de paramento vertical à escala 1/500 e simulou-se a descarga de
fundo recorrendo a um orifício de eixo horizontal. Utilizaram-se diâmetros dos orifícios
iguais a 5, 3,6 e 2 mm, localizados a distâncias do fundo iguais a 0, 1 e 2 cm. Adotou-se
para cada orifício um caudal máximo e repetiram-se os mesmos ensaios para um caudal
reduzido em 20%. Avaliou-se a influência da granulometria dos sedimentos recorrendo a
areias de diâmetros médios iguais a 1,425, 0,638 e 0,338 mm e estudou-se a influência da
altura da água a jusante da descarga variando-a entre 0 e 2 cm.
Para caracterizar as cavidades de erosão, recorreu-se ao registo em vídeo dos ensaios
utilizando uma máquina de filmar digital vulgar e à posterior análise das imagens
recolhidas. Esta técnica revelou-se de simples utilização e adequada aos objetivos
pretendidos. Foi possível determinar o perfil longitudinal do leito de sedimentos a jusante
da descarga de fundo em diferentes instantes, e determinar a evolução temporal do
fenómeno. The phenomenon of localized erosion, i.e. scour, plays an important role in maritime and river works. The understanding of this phenomenon and its correct prediction is crucial for a successful design and can be achieved using a simplified experimental approach, essential for the validation of theoretical and numerical models. The present dissertation describes an experimental study about the temporal evolution of the dimensions of erosion cavities caused by the simplified model of a dam’s bottom discharge, showing the possibility of studying these phenomena quickly and inexpensively. A vertical dam at a length scale equal to 1/500 was adopted, and to the bottom discharge was simulated by means of an horizontal axis orifice. The orifice diameters were equal to 5, 3.6 and 2 mm, and were located at distances from the bottom equal to 0, 1 and 2 cm. For each orifice diameter a maximum flow rate was adopted, and the same tests were repeated reducing the flow rate by 20%. The influence of particle size was evaluated using sand of mean diameters equal to 1.425, 0.638 and 0.340 mm and the influence of the water level downstream of the discharge varying it between 0 and 2 cm was studied. It was possible to characterize the erosion cavities by means of recording the video images of the tests, using a camcorder and ordinary digital image analysis. This technique proved to be simple to use and appropriate to the intended objectives of this work. It was possible to determine the longitudinal profile of the sediment bed downstream of the bottom outlet at different times, and to determine the time evolution of the phenomenon. |
Tipo: | Dissertação de mestrado |
Descrição: | Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil |
URI: | https://hdl.handle.net/1822/36416 |
Acesso: | Acesso aberto |
Aparece nas coleções: | BUM - Dissertações de Mestrado C-TAC - Dissertações de Mestrado |
Ficheiros deste registo:
Ficheiro | Descrição | Tamanho | Formato | |
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Dissertação_Tiago Ferreira_2014.pdf | 4,35 MB | Adobe PDF | Ver/Abrir |