Author(s): Henriques, Tânia Margarida Sequeira
Date: 2014
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.21/4481
Origin: Repositório Científico do Instituto Politécnico de Lisboa
Subject(s): Drenagem de estradas; Erosão; Dissipação de energia; Bacia de dissipação; Tapete de enrocamento; Bacia de enrocamento; Estrutura de queda; Bacia de impacto; Roads’ drainage; Erosion; Energy dissipation; Stilling basin; Riprap apron; Riprap basin; Drop structure; Impact basin
Dissertação de Natureza Científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Hidráulica
Na drenagem de vias de comunicação, o escoamento ao longo de canais de drenagem com inclinação elevada e à saída de passagens hidráulicas pode criar erosões que põem em risco a funcionalidade e segurança das infraestruturas construídas e também a segurança dos utilizadores. Para atenuar este problema, sempre que se justifique, devem prever-se obras de dissipação de energia que alterem as condições do escoamento, de forma a torná-las compatíveis com as características de resistência do material do leito e das margens. As obras de dissipação de energia podem ser de diversos tipos, desde simples proteções com tapetes de enrocamento, até estruturas em betão, localizadas ou contínuas. As condições ao longo dos canais, nos locais de descarga e a jusante de passagens hidráulicas, têm de ser avaliadas de forma a decidir qual a melhor proteção a utilizar em cada caso. A escolha do tipo de estrutura a adotar depende de fatores relacionados com as características do escoamento, condições locais, critérios de aplicabilidade de cada estrutura e aspetos económicos. Procurou-se neste trabalho estabelecer uma orientação para a escolha do dispositivo de dissipação mais apropriado perante cada situação, através da elaboração de árvores de decisão, que constituem ferramentas de auxílio na resolução deste tipo de problemas. O dimensionamento das estruturas de dissipação utiliza metodologias próprias sugeridas por diferentes autores para cada uma delas e utiliza como elementos de base os dados hidrológicos e hidráulicos usados no projeto dos órgãos de drenagem a que estão associadas (canais a céu abertoe/ou passagens hidráulicas). O estudo das soluções de dissipação de energia realizado no âmbito deste trabalho, baseia-se em pesquisa bibliográfica de artigos científicos, publicações técnicas, manuais de drenagem e em teses de mestrado relacionadas com o tema.
Abstract: In roads’ drainage, the flow along the drainage channels with high inclination and culvert outlet can create erosions that endanger the functionality and safety of the constructed infra-structures as well as the users' safety. In order to alliviate this problem, when necessary, energy dissipation works that modify the flow conditions shall be provided with the intention of making them compatible with the strenght properties of the bed and margins’ materials. There are several types of energy dissipation works, from simple protections with riprap apron, to concrete structures, located or continuous. The conditions along the channels, in the discharge sites and downstream the hydraulic passages, must be evaluated in order to decide which protection is best to use in each case. The choice of protection to adopt relies on factors related with the flow characteristics, local conditions, applicability criteria of each protection and economic aspects. This study sought to establish a guideline for choosing the most appropriate dissipation device to each situation by developing a decision tree, which is a tool to aid in solving this kind of problems. The sizing of the dissipation structures utilizes own methodologies suggested by different authors for each of them, and uses the hydrologic and hydraulic data used in the design of drainage systems to which they are associated (channels and/or hydraulic passages) as base elements. The study of energy dissipation solutions carried out in this work is based on a literature review of scientific articles, technical publications, drainage manuals and master thesis related to the topic.
