Projeto e construção de uma barragem de terra.

P R O J E T O E CONSTRUÇÃO D E UMA

B A R R A G E M D E T E R R A (*)

G . B . BARRETO, engenheiro-agrônomo, Seção de Conservação do Solo e R . FORSTER, engenheiro-agrônomo, Estação Experimental Central, Instituto

Agronômico

RESUMO

Neste t r a b a l h o é apresentado, em detalhes, o projeto para à construção de u m a barragem de t e r r a , na qual f o i empregada, com bons resultados, a impermeabilização do núcleo central por meio do hidróxido de sódio e m solução a 3%c.

A impermeabilidade f o i d e t e r m i n a d a d u r a n t e a fase d a construção, e m amostras de solo de e s t r u t u r a não d e f o r m a d a . Após a conclusão d a represa esse efeito f o i a v a -liado determinando-se a posição assumida pela l i n h a de saturação, no interior do aterro.

Acham-se descritas, t a m b é m , as técnicas usadas para a impermeabilização do núcleo e para a determinação d a l i n h a de saturação.

b) e s t u d a r o m e l h o r t e o r de u m e d e c i m e n t o d o solo p e l o i m p e r

-m e a b i l i z a n t e , a f i -m de q u e a c o -m p a c t a ç ã o d o -m e s -m o se processe

d e n t r o d a s m e l h o r e s c o n d i ç õ e s ;

c ) e s t u d a r a p o s i ç ã o d a l i n h a d e s a t u r a ç ã o e m b a r r a g e m de t e r r a

c o m n ú c l e o i m p e r m e a b i l i z a d o p o r u m a d a s s o l u ç õ e s e n u m e r a d a s ;

d ) d e t e r m i n a r d a d o s e x p e r i m e n t a i s p a r a f u t u r a s a p l i c a ç õ e s

p r á t i c a s .

1 . 2 — OBJETIVO PRÁTICO

O b t e r á g u a e m q u a n t i d a d e s u f i c i e n t e p a r a a t e n d e r às n e c e s s i d a

-des r e s u l t a n t e s d e e x p e r i ê n c i a s d e i r r i g a ç ã o d e c u l t u r a s .

N o p r e s e n t e t r a b a l h o são a p r e s e n t a d o s os d a d o s e x p e r i m e n t a i s c o l e t a d o s d u r a n t e a c o n s t r u ç ã o d a r e f e r i d a b a r r a g e m .

2 _ M A T E R I A L E M É T O D O

2 . 1 — L O C A L I Z A Ç Ã O

A e s c o l h a d o l o c a l d e s t i n a d o à c o n s t r u ç ã o d e u m a b a r r a g e m d e

-v e r á , s e m p r e q u e p o s s í -v e l , r e c a i r sobre u m a g a r g a n t a e s t r e i t a s i t u a d a

p r ó x i m a d o l o c a l a ser b e n e f i c i a d o p e l a c o n s t r u ç ã o , a f i m d e b a r a t e a r

o seu c u s t o e t a m b é m o d a u t i l i z a ç ã o d a á g u a a r m a z e n a d a .

N o c a s o d a b a r r a g e m M o n j o l i n h o , e n t r e t a n t o , o l o c a l j á se e n c o n

-t r a v a p r e v i a m e n -t e d e -t e r m i n a d o : e l a d e v e r i a ser c o n s -t r u í d a n o m e s m o l o c a l e m q u e e x i s t i u a n t i g a b a r r a g e m , t a m b é m d e t e r r a p o r é m d e

m u i t o m e n o r e s p r o p o r ç õ e s , e d a q u a l h e r d o u o n o m e .

2 . 2 — DADOS DjSPONÍVEIS

I n i c i a l m e n t e e r a m os s e g u i n t e s os d a d o s d i s p o n í v e i s p a r a o r i e n t a r

a c o n s t r u ç ã o :

a) l e v a n t a m e n t o p l a n i m é t r i c o e a l t i m é t r i c o d a E s t a ç ã o E x p e r i

-m e n t a l C e n t r a l d o I n s t i t u t o A g r o n ô -m i c o , n a e s c a l a 1:5 0 0 0 ;

b) l e v a n t a m e n t o p l a n i m é t r i c o e a l t i m é t r i c o d a b a c i a d e i n u n d a

c) á r e a a p r o x i m a d a d a b a c i a d e c a p t a ç ã o , a v a l i a d a e m 2 5 1 , 4 1 0 7 h a e o b t i d a de p l a n t a d o m u n i c í p i o d e C a m p i n a s ;

d) v a s ã o d o c ó r r e g o c o n t r i b u i n t e d a b a r r a g e m , m e d i d a p o r m e i o

d e v e r t e d o r e s t r i a n g u l a r ( â n g u l o d e 9 0 ° ) e r e t a n g u l a r ( s o l e i r a 0 , 7 2 c m )

a m b o s d e p a r e d e s d e l g a d a s ( a p r e s e n t a d a n o g r á f i c o d a f i g u r a 1 - A ;

e) d a d o s l o c a i s de p r e c i p i t a ç ã o m é d i a m e n s a l p a r a o p e r í o d o

f ) d a d o s s o b r e e v a p o r a ç ã o : — n a f a l t a d e d a d o s l o c a i s s o b r e

p e r d a s d e á g u a p o r e v a p o r a ç ã o , p o r g e n t i l e z a d a L i g h t a n d P o w e r C o . ,

de São P a u l o , u t i l i z a m o s r e s u l t a d o s o b t i d o s p a r a l o c a l i d a d e p r ó x i m a

( q u a d r o 1 ) ;

g ) a n á l i s e f í s i c o - m e c â n i c a d o s o l o l o c a l ( t e r r a - r o x a - m i s t u r a d a ) ,

p r o v e n i e n t e d e m i s t u r a s e m p o r ç õ e s v a r i á v e i s e n t r e o a r e n i t o d e

Bo-t u c a Bo-t u e a Bo-t e r r a - r o x a - l e g í Bo-t i m a ( 9 ) : a r g i l a 4 8 % ; a r e i a g r o s s a 2 0 , 0 % ;

l i m o 3 2 % ; c l a s s i f i c a ç ã o : a r g i l o s o ;

h) t e o r e s de m a t é r i a o r g â n i c a a v á r i a s p r o f u n d i d a d e s , n o l o c a l de o n d e s e r i a r e t i r a d a t e r r a p r i n c i p a l m e n t e p a r a a c o n s t r u ç ã o d a

i) d a d o s s o b r e i n f i l t r a ç ã o : — i n e x i s t i n d o d a d o s e x p e r i m e n t a i s

s o b r e o m o n t a n t e d a s p e r d a s d e á g u a p o r i n f i l t r a ç ã o l o c a l , f o i a m e s m a

a v a l i a d a e m 2 5 % d o t o t a l ;

j) d a d o s s o b r e n e c e s s i d a d e s d o c o n s u m o : — d e s t i n a n d o - s e a á g u a a c u m u l a d a n a b a r r a g e m p r i n c i p a l m e n t e p a r a f i n s e x p e r i m e n t a i s d e

i r r i g a ç ã o , o c o n s u m o d e p e n d e r i a d o n ú m e r o d e e x p e r i ê n c i a s d e i r r i

-g a ç ã o c o n d u z i d a s , d a s c o n d i ç õ e s c l i m á t i c a s e d o t i p o d e c u l t u r a e m

e x p e r i m e n t a ç ã o .

2 . 3 — T I P O DE BARRAGEM ESCOLHIDA

A e s c o l h a d a c o n s t r u ç ã o p a r a a b a r r a g e m M o n j o l i n h o r e c a i u n o t i p o d e g r a v i d a d e , s e n d o t e r r a o m a t e r i a l e m p r e g a d o .

A s b a r r a g e n s d e t e r r a c o n s t i t u e m b o a s o l u ç ã o , p r i n c i p a l m e n t e

p a r a p e q u e n o s r e p r e s a m e n t o s e p a r a os casos e m q u e a f u n d a ç ã o d e v a r e p o u s a r s o b r e t e r r a .

2 . 3 . 1 — F O R M A

2 . 3 . 2 — PERFIL

E s c o l h e u s e o p e r f i l homogêneo, c o m i n c l i n a ç ã o d o t a l u d e d e m o n

-t a n -t e d e 3 : 1 e o d e j u s a n -t e 2 , 5 : 1 , f o r m a -t r a p e z o i d a l , a base m e n o r

c o n s t i t u i n d o a p a r t e s u p e r i o r d a b a r r a g e m e d e s t i n a d a a s e r v i r c o m o

e s t r a d a , t e n d o a l a r g u r a f i x a d a d e 7 , 0 m ( f i g u r a s 3 - 0 e 4 ) .

3 — D E S C A R G A M Á X I M A E S P E R A D A , D A B A C I A DE C A P T A Ç Ã O

É c o n s i d e r a d a b a c i a d e c a p t a ç ã o a á r e a d e t e r r a q u e c o n t r i b u i

c o m e n x u r r a d a s p a r a a u m e n t a r o c u r s o d e á g u a a s e r r e p r e s a d o .

V á r i o s são os m é t o d o s d e d e t e r m i n a ç ã o d a d e s c a r g a m á x i m a

espe-r a d a e m u m a b a c i a d e c a p t a ç ã o . N o c a s o d a b a espe-r espe-r a g e m M o n j o l i n h o ,

f o i d e t e r m i n a d a p e l o s m é t o d o s d e F u l l e r (5,7) e d e B u r k l j - Z i e g l e r ( 1 ) ,

t e n d o s i d o o b t i d o s os r e s u l t a d o s d a d o s a s e g u i r .

3 . 1 — MÉTODO DE FULLER

Q d = K A0 , 8

o n d e

Q d = m é d i a a n u a l d a s vasões m á x i m a s d i á r i a s e m p é s V s e g u n d o

K = c o e f i c i e n t e a ser d e t e r m i n a d o , c a s o p o r c a s o , c o m d a d o s

d i s p o n í v e i s

A = á r e a e m m i l h a s q u a d r a d a s . S u b s t i t u i n d o p e l o s v a l o r e s , t e r e m o s :

Q d = 1 0 0 X 0 , 9 7 00

'8

= J97T590- pés c ú b i c o s / s e g u n d o Q o = Q d (1 - f - 2 , 6 6 -0

'3

) = ITQjZêQ pés c ú b i c o s / s e g u n d o

A v a s ã o m á x i m a e s p e r a d a Q , s e r á :

Q = Q o (1 + 0 , 8 l o g T ) = 4erir&86 p é s V s e g . = 4 + = 3 7 G L j T i8

3 . 2 — F Ó R M U L A DE BURKLI-ZIEGLER

4

Q = 0 , 0 2 2 K I A ] / - ^

o n d e

Q = v a s ã o e m m3

/ s e g

K = c o e f i c i e n t e , v a r i á v e l d e a c o r d o c o m a b a c i a d e c a p t a ç ã o

I = i n t e n s i d a d e de p r e c i p i t a ç ã o e m c m / h o r a

J = d e c l i v i d a d e e m m / k m

A — á r e a d a b a c i a d e c a p t a ç ã o e m h a

S u b s t i t u i n d o pelos v a l o r e s t e r e m o s :

4

Q = 0 , 0 2 2 X 0 , 3 0 X 1 2 X 2 5 1 , 4 l / ^ y ^ õ = 1 3 , 3 0 0 m3

/ s e g

4 _ P R O J E T O D A B A R R A G E M

C a l c u l a d a a d e s c a r g a m á x i m a d a b a c i a t o r n a - s e possível e l a b o r a r

o p r o j e t o , o q u a l é, e m g e r a l , d e s e n h a d o sobre p l a n t a t o p o g r á f i c a

p l a n i - a l t i m é t r i c a d a á r e a e s c o l h i d a ( f i g u r a 3 ) .

4 . 1 — C Á L C U L O DO EXTRAVASOR ( L A D R Ã O )

N o c a s o d e p e q u e n a s b a r r a g e n s , o l a d r ã o d e v e ser c a l c u l a d o

p a r a d a r e s c o a m e n t o à e n x u r r a d a m á x i m a ( 2 ) ; n o c a s o d e g r a n d e s

b a r r a g e n s , pode-se c o n t a r c o m a b a c i a d e i n u n d a ç ã o p a r a a b s o r v e r p a r t e dessa e n x u r r a d a . O c á l c u l o d o e x t r a v a s o r p o d e r á ser f e i t o u s a n

dose q u a l q u e r d a s f ó r m u l a s d e s t i n a d a s a o c á l c u l o d e vasões e m v e r

N a b a r r a g e m M o n j o l i n h o o e x t r a v a s o r f o i c a l c u l a d o p e l a f ó r m u l a :

Q = 1,77 B H3 / 2

o n d e

Q = v a s â o , e m m3

/ s e g

B = l a r g u r a d a s o l e i r a , e m m

H = a l t u r a d a l â m i n a v e r t e n t e , e m m

T e n d o a d e s c a r g a d a b a c i a s i d o c a l c u l a d a e m 1 3 , 3 0 0 m3

/ s e g e

t e n d o s i d o f i x a d a a l a r g u r a d o v e r t e d o r e m 4 , 5 0 m , só r e s t a v a d e t e r

-m i n a r a a l t u r a , o u s e j a H , q u e f o i a c h a d a ser i g u a l a 1,41 -m .

4 . 2 — C Á L C U L O DO V O L U M E A C U M U L A D O

É b a s e a d o n a p l a n t a t o p o g r á f i c a d a b a c i a i n u n d a d a .

A s e m i s o m a d e d u a s á r e a s c o n s e c u t i v a s , m u l t i p l i c a d a p e l a d i f e

-r e n ç a de a l t u -r a e n t -r e e l a s , d a -r á o v o l u m e a c u m u l a d o p a -r c i a l ; a s o m a

dos v o l u m e s p a r c i a i s d a r á o v o l u m e t o t a l a c u m u l a d o .

A s á r e a s c i r c u n s c r i t a s p e l a s c u r v a s d e n í v e l d e c o t a 9 3 a t é a c u r v a d e c o t a 9 8 ( f i g u r a 3-B) e n c o n t r a m - s e n o q u a d r o 3 ( s e g u n d a

O v o l u m e a c u m u l a d o t o t a l p o d e r á ser o b t i d o s o m a n d o s e os v o

-l u m e s p a r c i a i s o u d i r e t a m e n t e p e -l a e x p r e s s ã o :

VT = ( A l

+ A n

) X h + A2 + A3 An0

A i , A2 An r e p r e s e n t a m as á r e a s c i r c u n s c r i t a s p e l a s d i f e

-r e n t e s c u -r v a s d e n í v e l . S u b s t i t u i n d o A i , A2 e t c . pelos seus v a l o r e s

t e m o s :

VT = ( 2 8 1 6

+ 3 4 2 9 1 , 2 j 1 + 7 9 9 Q + 1 5 1 2 3 Í 2 _(_ 2 0 7 8 4 +

+ 3 0 1 9 2 = 9 2 6 4 3 , 2

4 . 3 — PROTEÇÃO C O N T R A A A Ç Ã O DAS O N D A S

A s b a r r a g e n s de t e r r a d e v e r ã o t e r u m a a l t u r a a d i c i o n a l a c i m a d o n í v e l d a á g u a , p a r a p r o t e ç ã o c o n t r a a a ç ã o d a s o n d a s . A a l t u r a

a ser a c r e s c e n t a d a à b a r r a g e m p o d e r á ser c a l c u l a d a p e l a s e g u i n t e

f ó r m u l a , o n d e f — d i s t â n c i a , e m k m , e n t r e o a t e r r o e o p o n t o e x t r e m o

d a á r e a i n u n d a d a :

H H =

~~

~

~

~ ]/

A v e l o c i d a d e e m m / s e g , p a r a v a l o r e s d e H c o m p r e e n d i d o s e n t r e

0 , 5 e 2 , 0 m , p o d e r á ser c a l c u l a d a p e l a f ó r m u l a :

V

= -|- + "4"

H =

~ | -

+

~ § "

X

°'

68

=

1/82 m/seg

-A a l t u r a a d i c i o n a l a ser a c r e s c e n t a d a à b a r r a g e m , a c i m a d o n í v e l

d a á g u a s e r á :

H O

= K ( H + - £ - )

o n d e K ( = 1 a 2 , 5 ) c o n s t i t u i o c o e f i c i e n t e d e g a r a n t i a p a r a os

DE Z . , 1 9 5 8

BARRETO & FORSTER

BA R R A G E M D E TE R R A 1 3 1

S u b s t i t u i n d o os v a l o r e s n a f ó r m u l a t e r e m o s :

H o = 1 , 2 ( 0 , 6 8

+ - 2 ¾ - ) =

1,02

4 . 4 — C Á L C U L O D A CRISTA

A l a r g u r a d a p a r t e s u p e r i o r d a b a r r a g e m ( c r i s t a ) p o d e r á ser

c a l c u l a d a p e l e f ó r m u l a :

b = 3 + -yj- ( H — 3 )

N o caso d a b a r r a g e m M o n j o l i n h o a c r i s t a f o i p r e v i a m e n t e f i x a d a

e m 7 , 0 m , pois d e v e r i a s e r v i r d e e s t r a d a .

4 . 5 — C Á L C U L O D A BASE

D e v e n d o o t a l u d e d e m o n t a n t e t e r d e c l i v e de 1:3, e o de j u s a n t e

de 1:2,5 e s e n d o a l a r g u r a d a c r i s t a de 7 , 0 m , a l a r g u r a d a base m a i o r

será i g u a l a :

B = b + 3 H + 2 , 5 H = 7 , 0 + 3 X 7 , 7 + 2 , 5 X 7 , 7 = 4 9 m

4 . 6 — C Á L C U L O DO C O M P R I M E N T O DO ATERRO

O c o m p r i m e n t o d o a t e r r o , de 2 6 0 m , f o i d e t e r m i n a d o e m p l a n t a

t o p o g r á f i c a d o l o c a l ( f i g u r a 3-B).

4 . 7 — V O L U M E D A BARRAGEM

O v o l u m e de t e r r a n e c e s s á r i o à c o n s t r u ç ã o d o m a c i ç o f o i d e t e r

-m i n a d o p e l a f ó r -m u l a :

x / B 4- b . . ,

V

=

o u s e j a :

132 B R A G A N T I A VO L . 1 7 , N. o 8

4 . 8 — C Á L C U L O DO V O L U M E DE E S C A V A Ç Ã O P A R A F U N D A Ç Ã O

O v o l u m e d a e s c a v a ç ã o n e c e s s á r i a à f u n d a ç ã o f o i o b t i d o m u l t i

p l i c a n d o s e o c o m p r i m e n t o p e l a l a r g u r a d a . f u n d a ç ã o e p e l a p r o f u n d i

d a d e m é d i a . A p r o f u n d i d a d e q u e d e v e r i a a t i n g i r a f u n d a ç ã o d e t e r m i

-n o u - s e p o r m e i o de s o -n d a g e -n s e f o i , e m m é d i a , 2 , 5 m .

VE = L X I X P

o n d e

VE = v o l u m e d a e s c a v a ç ã o

L = c o m p r i m e n t o — 2 0 0 m

I = l a r g u r a = 4 , 5 m

, P — ; p r o f u n d i d a d e m é d i a = 2 , 5 m de o n d e :

V0 = 2 0 0 X 4 , 5 X 2 , 5 = 2 2 5 0 m

3

4 . 9 — C Á L C U L O D A E S C A V A Ç Ã O PARA O L A D R Ã O

Pode ser f e i t o p e l a f ó r m u l a :

VL = L X I X h, o n d e

VL — v o l u m e de e s c a v a ç ã o p a r a o l a d r ã o

L = c o m p r i m e n t o = 1 8 , 0 m

I = l a r g u r a — 4 , 5 0 m

h = a l t u r a = 1,40 m

d o n d e

VL = 1 8 , 0 X 4 , 5 X 1,40 = 1 6 2 m 3

4 . 1 0 — V O L U M E T O T A L DO ATERRO

O v o l u m e t o t a l d o a t e r r o é i g u a l à s o m a dos v o l u m e s p a r c i a i s ,

o u s e j a :

VT = V + VE / o n d e

V = v o l u m e d o a t e r r o —• 2 8 0 0 0 m3

VE = v o l u m e d a e s c a v a ç ã o = 2 2 5 0 m s

d o n d e

VT = 2 8 0 0 0 4 - 2 2 5 0 = 3 0 2 5 0 m

DE Z . , 1 9 5 8

BARRETO & FORSTER

BA R R A G E M D E TE R R A 1 3 3

4 . 1 1 — I M P E R M E A B I L I Z A Ç Ã O

A e s c o l h a d o i m p e r m e a b i l i z a n t e a ser e m p r e g a d o d e p e n d e d o

c u s t o d o p r o d u t o e d a p r e f e r ê n c i a d e c a d a u m p o r este o u aquele

m a t e r i a l .

A i m p e r m e a b i l i z a ç ã o d a c o r t i n a d e v e d a ç ã o e d o t a l u d e d a b a r

-r a g e m " m o n j o l i n h o " f o i f e i t a t -r a t a n d o - s e o s o l o c o m u m a s o l u ç ã o a

3°/oo d e h i d r ó x i d o d e s ó d i o (soda c á u s t i c a ) , n a o c a s i ã o m a i s e c o n ô m i c a

q u e os d e m a i s i m p e r m e a b i l i z a n t e s e p o r q u e e s t a s o l u ç ã o a p r e s e n t a r a

os m e l h o r e s r e s u l t a d o s e m t e s t e s p r e l i m i n a r e s d e i m p e r m e a b i l i z a ç ã o ,

r e a l i z a d o s c o m a m o s t r a s d o s o l o d o l o c a l ( 2 , 4 ) .

O a t e r r o f o i f e i t o e m p e q u e n a s c a m a d a s , i r r i g a n d o - s e o n ú c l e o

c e n t r a l c o m a s o l u ç ã o i m p e r m e a b i l i z a n t e a t é o b t e r u m g r a u d e u m i -d a -d e q u e p e r m i t i s s e b o a c o m p a c t a ç ã o c o m " p é -d e c a r n e i r o " . O

rest a n rest e d o m a c i ç o , e m b o r a m u i rest o b e m c o m p a c rest a d o , n ã o r e c e b e u i m p e r -m e a b i l i z a n t e .

T e s t e s d e p e r m e a b i l i d a d e r e a l i z a d o s p o s t e r i o r m e n t e e m a m o s t r a s

de solo c o m e s t r u t u r a n ã o d e f o r m a d a , r e t i r a d a s d a c o r t i n a d e v e d a ç ã o

e d o t a l u d e d a b a r r a g e m , p r o v a r a m a a b s o l u t a i m p e r m e a b i l i d a d e à á g u a C).

4 . 1 1 . 1 — C Á L C U L O DO V O L U M E DE .SOLO A SER I M P E R M E A B I L I Z A D O

A i m p e r m e a b i l i z a ç ã o f o i f e i t a n o n ú c l e o c e n t r a l d o a t e r r o , e m

u m a f a i x a d e 1,5 m d e l a r g u r a p a r a l e l a a o e i x o l o n g i t u d i n a l d a b a r

-r a g e m . O v o l u m e i m p e -r m e a b i l i z a d o f o i , p o -r t a n t o :

V i = L X I X h = 2 6 0 X 1,0 X 7 , 7 = 1 8 2 0 m; <

4 . 1 1 . 2 — C Á L C U L O D A Q U A N T I D A D E D A SOLUÇÃO NECESSÁRIA

A q u a n t i d a d e d e s o l u ç ã o f o i c a l c u l a d a n a base d e 1 8 % d o v o -l u m e d e s o -l o i m p e r m e a b i -l i z a d o ;

_ 1 8 2 0 X 18 - o v s , . „

Sn = Yqq =

3 2 7 nrr d e s o l u ç ã o

C1

) M E D I N A , H. P. & BARRETO, G. B. Testes de permeabilidade e m amostras de solo com e s t r u t u r a n ã o d e f o r m a d a , procedentes d a c o r t i n a de vedação e do t a l u d e d a b a r r a g e m " M o n j o l i n h o " , t r a t a d o s a n t e r i o r m e n t e c o m solução impermeabilizante de N a O H a 3n

/nr

1 3 4 B R A G A N T I A VO L . 1 7 , N. o 8

4 . 1 1 . 3 — C Á L C U L O D A Q U A N T I D A D E DE SAL NECESSÁRIA

U m a s i m p l e s p r o p o r ç ã o a r i t i m é t i c a p e r m i t i r á c o n h e c e r a q u a n

t i d a d e d e sal n e c e s s á r i a p a r a a o b t e n ç ã o d o v o l u m e d a s o l u ç ã o i m

-p e r m e a b i l i z a n t e , a u m a c o n c e n t r a ç ã o d e s e j a d a .

C o n e . X v o l . s o l . Q k g = _{U n i d . d o V o l .}

P a r a a i m p e r m e a b i l i z a ç ã o d a c o r t i n a d e v e d a ç ã o d a b a r r a g e m

' M o n j o l i n h o " , d e t e r m i n a m o s

Q — 9 8 1 k g d e s o d a c á u s t i c a .

4 . 1 2 — C Á L C U L O D A V A S Ã O DE DESCARGA

A t u b u l a ç ã o d e d e s c a r g a ( f i g u r a 3-(7), d e s t i n a - s e a o e s v a s i a m e n t o

d a r e p r e s a , q u a n d o n e c e s s á r i o . O c á l c u l o d a v a s ã o p o d e r á ser f e i t o

p o r m e i o d e v á r i a s f ó r m u l a s , e n t r e as q u a i s a d e M a n n i n g , q u e f o i a e m p r e g a d a n o p r e s e n t e t r a b a l h o , o u s e j a :

o n d e

_ A R*'s X J1 / 2

Q = v a s ã o e m m3

/ s e g

A — á r e a d a s e ç ã o d o t u b o e m m2

R = r a i o h i d r á u l i c o

J = d e c l i v i d a d e e m m / m r = c o e f i c i e n t e d e r u g o s i d a d e .

S u b s t i t u i n d o esses e l e m e n t o s p e l o s r e s p e c t i v o s v a l o r e s t e r e m o s :

0 0 5 12/ 3

V 0 0 2 51 / 3

Q = 0 , 0 3 2 ' Q 2 9 7 = 5 4 litros

/sea

4 . 1 3 — C Á L C U L O DOS ESFORÇOS

4 . 1 3 . 1 — DADOS DISPONÍVEIS

O s d a d o s d i s p o n í v e i s p a r a o c á l c u l o dos e s f o r ç o s (3) e r a m :

a ) n í v e l m á x i m o d e á g u a = 5 , 7 0 m

DE Z - 1 9 5 8

BARRETO & FORSTER

BA R R A G E M D E TE R R A 1 3 5

4 . 1 3 . 2 — C Á L C U L O D A COMPONENTE H O R I Z O N T A L (PRESSÃO HIDROSTÁTICA)

H

n a 5

'72

h i — — Ł — — — 2 — 1 6 , 2 4 t o n / m

4 . 1 3 . 3 — C Á L C U L O D A COMPONENTE V E R T I C A L

Hn a + A B 5 / 7 0

X

h2 = 2

=

2 =

' t o n / m

4 . 1 3 . 4 — C Á L C U L O D A SUB-PRESSÃO (PRESSÃO EXERCIDA DE B A I X O PARA C I M A )

Hn a X Base 5 , 7 0 x 4 9 , 3 5 }Ar,AÁ7i. ,

Sp = 2 — 2

=

4 0 , 6 4 7 t o n / m

o n d e B = base m a i o r

Hn„ =z a l t u r a d o n í v e l d a á g u a

4 . 1 3 . 5 — C Á L C U L O DO PESO DO M A C I Ç O D A BARRAGEM

p =

_ Í

+ J L

x

X

'3 5 2 +

7

'°-

X

X

l

o n d e B = b a s e = 4 9 , 3 5 m

b = l a r g u r a d o c o r o a m e n t o = 7 , 0 m

H = a l t u r a d a b a r r a g e m = 7 , 7 m

D = peso e s p e c í f i c o d o m a t e r i a l =t= 1,0 t o n / m3

4 . 1 4 — VERIFICAÇÃO D A ESTABILIDADE DO ATERRO

4 . 1 4 . 1 — VERIFICAÇÃO ALGÉBRICA

A c o n d i ç ã o n e c e s s á r i a à e s t a b i l i d a d e d o a t e r r o e x i g e q u e o p e s o

d e s t e s e j a m a i o r q u e 4 / 3 d a s u b - p r e s s ã o ( 3 ) , o u sejo

P > 4 / 3 SP

s u b - p r e s s ã o (Sp) = 1 4 0 , 6 4 7 t o n / m

peso d o a t e r r o (P) = 2 1 6 , 9 0 9 t o n

1 3 6 B R A G A N T I A VO L . 1 7 , N . ° 8

4 . 1 4 . 2 — V E R I F I C A Ç Ã O GRÁFICA

O u t r a c o n d i ç ã o p a r a a e s t a b i l i d a d e d o a t e r r o é q u e a r e s u l t a n t e

de f o r ç a s passe d e n t r o d o t e r ç o m é d i o d a base ( 3 ) .

N o c e n t r o d e g r a v i d a d e d a b a r r a g e m ( f i g u r a 4 ) e s t ã o a p l i c a d a s

as f o r ç a s h ( c o m p o n e n t e h o r i z o n t a l d a pressão h i d r o s t á t i c a ) e a r e

-s u l t a n t e h2 + (P — Sp) o u s e j a , r e s u l t a n t e d a c o m p o n e n t e v e r t i c a l ,

d a p r e s s ã o h i d r o s t á t i c a , d o peso d a b a r r a g e m e d a s u b - p r e s s ã o . Os

v a l o r e s c a l c u l a d o s dessas f o r ç a s f o r a m c o l o c a d o s e m e s c a l a ( f i g u r a

4-A-B).

5 — D E T A L H E S REFERENTES Ŕ C O N S T R U Ç Ã O

5 . 1 — L I M P E Z A DO TERRENO

I n i c i a l m e n t e f o i f e i t a a l i m p e z a e r e m o ç ã o d e toda a m a t é r i a o r

-g â n i c a e n c o n t r a d a n a á r e a d e s t i n a d a à c o n s t r u ç ã o . C o m o a a n t i -g a b a r r a g e m e x i s t e n t e n o l o c a l devesse s e r a p r o v e i t a d a n o t a l u d e d e j u

-s a n t e , -sua-s -s u p e r f í c i e -s f o r a m e -s c a r i f i c a d a -s , p a r a p o -s -s i b i l i t a r m e l h o r

l i g a ç ã o c o m a t e r r q c o l o c a d a s o b r e a m e s m a e d e s t i n a d a a a u m e n t a r suas d i m e n s õ e s .

P r ó x i m o a o t a l u d e d e m o n t a n t e d a a n t i g a b a r r a g e m e p a r a l e l a

-m e n t e a o e i x o l o n g i t u d i n a l d a -m e s -m a , f o i a b e r t a a v a l a d e f u n d a ç ã o ,

a t é q u e o f u n d o d e s t a c h e g a s s e a a t i n g i r s o l o f i r m e ( e s t a m p a 1).

5 . 2 — C O R T I N A . D E V E D A Ç Ã O

A c o r t i n a d e v e d a ç ã o , d e s t i n a d a a r e d u z i r as p e r d a s d e á g u a

p o r i n f i l t r a ç ã o a t r a v é s d o m a c i ç o d e t e r r a , e s t e n d e u - s e d e s d e o f u n d o d a v a l e t a a t é a p a r t e s u p e r i o r , o u c r i s t a d o a t e r r o ( f i g u r a s 3 - 0 e 4 ) .

P a r a q u e se t o r n a s s e p o s s í v e l o e m p r e g o d e m á q u i n a s n a c o n s t r u ç ã o

d a f u n d a ç ã o> e s t a f o i f e i t a c o m 4 , 4 0 m d e l a r g u r a a t é o p o n t o e m

q u e a q u a n t i d a d e d e á g u a a f l o r a d a a c o n s e l h o u r e d u ç ã o dessa l a r

-g u r a ( e s t a m p a 1 - A ) . S u a p r o f u n d i d a d e , q u e o s c i l o u e n t r e 2 , 5 0 e 3 , 0 m , f o i e s t a b e l e c i d a a t r a v é s d e s o n d a g e n s d o t e r r e n o , p o r m e i o d e t r a d o .

O a p r o v e i t a m e n t o d a a n t i g a b a r r a g e m , m o t i v a d o e x c l u s i v a m e n t e p o r q u e s t õ e s e c o n ô m i c a s , a c a r r e t o u b a s t a n t e d i f i c u l d a d e a o d e s e n v o l

DE Z . , 1 9 5 8

BARRETO & FORSTER

BA R R A G E M D E TE R R A 137

5 . 3 _ CONSTRUÇÃO DO ATERRO

Á c o n s t r u ç ã o d o a t e r r o , i n c l u s i v e d o n ú c l e o c e n t r a l , f o i f e i t a e m

c a m a d a s d e t e r r a d e p e q u e n a e s p e s s u r a ( 0 , 2 5 a 0 , 3 0 m ) e c o m p a c t a d a

p o r s o q u ê t e s m a n u a i s e m e c â n i c o s .

A e s c a v a ç ã o e o t r a n s p o r t e d e t e r r a p a r a a c o n s t r u ç ã o f o i f e i t a

c o m a u x í l i o d e " B u l d o z e r s " e " S c r a p e r s " .

O n ú c l e o c e n t r a l a n t e s d e r e c e b e r a c o m p a c t a ç ã o f o i u m e d e c i d o

c o m a s o l u ç ã o i m p e r m e a b i l i z a n t e . Deste n ú c l e o c e n t r a l e a d j a c ê n c i a s é q u e f o r a m r e t i r a d a s a m o s t r a s p a r a os t e s t e s d e p e r m e a b i l i d a d e , j á

r e f e r i d o s .

6 _ T R A B A L H O S C O M P L E M E N T A R E S

6 . 1 — A S S E N T A M E N T O DA T U B U L A Ç Ã O DE DESCARGA

A o se i n s t a l a r a t u b u l a ç ã o d e s t i n a d a a o e s g o t a m e n t o d a b a r r a g e m

t e v e - s e o c u i d a d o d e c o n s t r u i r , de e s p a ç o a e s p a ç o , e m v o l t a dos t u b o s ,

a n é i s i r r e g u l a r e s d e c o n c r e t o , c o m a f i n a l i d a d e d e q u e b r a r a r e g u l a r i

-d a -d e -d a s u p e r f í c i e -de c o n t a c t o e n t r e o t u b o -d e c o n c r e t o e a t e r r a -d o m a c i ç o , d i f i c u l t a n d o a s s i m as i n f i l t r a ç õ e s a o l o n g o dessa s u p e r f í c i e

d e u n i ã o e n t r e os d o i s m a t e r i a i s ( f i g u r a 3 - C a ) .

6 . 2 — C O N S T R U Ç Ã O DO EXTRAVASOR

A o c o n s t r u i r o e x t r a v a s o r o u " l a d r ã o " ( e s t a m p a 2-2?), deve-se c u i d a r d e q u e b r a r a r e g u l a r i d a d e d a s u p e r f í c i e d e c o n t a c t o e n t r e as

p a r e d e s d o e x t r a v a s o r e o s o l o d a b a r r a g e m . Isso p o d e ser c o n s e g u i d o

c o n s t r u i n d o - s e , d e e s p a ç o a e s p a ç o , s a l i ê n c i a s d e c o n c r e t o n a s p a r e d e s

d o e x t r a v a s o r q u e e s t e j a m e m c o n t a c t o c o m a t e r r a .

6 . 3 — PROTEÇÃO DO T A L U D E C O N T R A EROSÃO

A p r o t e ç ã o d o t a l u d e de j u s a n t e f o i f e i t a p e l o p l a n t i o d e g r a m a

b a t a t a i s . N a p a r t e s u p e r i o r d a b a r r a g e m f o i p l a n t a d a e r v a c i d r e i r a .

A p r o t e ç ã o d o t a l u d e d e m o n t a n t e ( e s t a m p a 3-Aa) c o m p e d r a s ,

1 3 8 B R A G A N T I A VO L . 1 7 , N . ° 8

6 . 4 — D E T E R M I N A Ç Ã O D A L I N H A DE S A T U R A Ç Ã O

Em t r ê s p o n t o s l o c a l i z a d o s n o t a l u d e d e j u s a n t e f o i d e t e r m i n a d a a p o s i ç ã o d a l i n h a d e s a t u r a ç ã o . A d e t e r m i n a ç ã o f o i f e i t a a b r i n d o - s e

o r i f í c i o s v e r t i c a i s , n o s p o n t o s a s s i n a l a d o s n a f i g u r a 3-B (seções C D e

EF), a t é q u e os m e s m o s a t i n g i s s e m o s o l o n a t u r a l . A a l t u r a a t i n g i d a

p e l a á g u a n o i n t e r i o r desses b u r a c o s d e t e r m i n o u p o n t o s d a l i n h a d e

s a t u r a ç ã o . A l i g a ç ã o d o s d i v e r s o s p o n t o s o b t i d o s d e t e r m i n o u a p r o x i

-m a d a -m e n t e a p o s i ç ã o d a l i n h a d e s a t u r a ç ã o n o i n t e r i o r d o -m a c i ç o

( f i g u r a 4 ) .

7 _ C O N S I D E R A Ç Ő E S G E R A I S

D e c o r r i d o s a l g u n s d i a s d o t é r m i n o d a c o n s t r u ç ã o , v e r i f i c o u - s e q u e

e m t r ê s p o n t o s d o t a l u d e d e j u s a n t e a t e r r a se a p r e s e n t a v a b a s t a n t e

ú m i d a . P a r a d e t e r m i n a r a c a u s a desse u m e d e c i m e n t o , o u m e l h o r , p a r a

a v e r i g u a r se o m e s m o n ã o e r a o r e s u l t a d o d e i n f i l t r a ç ã o d e á g u a a t r a

-vés d a b a r r a g e m , f o r a m t o m a d a s as s e g u i n t e s m e d i d a s :

a ) I n v e s t i g a ç ã o e l o c a l i z a ç ã o d e f o n t e s d e á g u a n a s i m e d i a ç õ e s : as i n v e s t i g a ç õ e s r e a l i z a d a s r e v e l a r a m a e x i s t ê n c i a d e n a s c e n t e s d e

á g u a s i t u a d a s n a á r e a c o b e r t a p e l a " s a i a " d a b a r r a g e m , as q u a i s p a s

-s a r a m d e -s p e r c e b i d a -s d e v i d o à -s c o n -s t a n t e -s c h u v a -s q u e n a o c a -s i ã o

c a i a m , e n c h a r c a n d o toda a v á r z e a .

b) A b e r t u r a d e u m " d r e n o d e c i n t u r a " , p a r a a f a s t a r á g u a s s u b

-t e r r â n e a s s i -t u a d a s e m c o -t a s s u p e r i o r e s às d o -t a l u d e d e j u s a n -t e d a

b a r r a g e m : o " d r e n o d e c i n t u r a " e v i d e n c i o u g r a n d e q u a n t i d a d e d e á g u a

f r e á t i c a , l o c a l i z a d a a m o n t a n t e d o a t e r r o .

c) A b e r t u r a d e d r e n o s e m e d i ç ã o d a á g u a e s c o a d a , e m c a d a p o n t o d e u m e d e c i m e n t o d o a t e r r o : as m e d i ç õ e s d o e s c o a m e n t o d o s d r e

-nos n o s p o n t o s e m q u e a p a r e c e r a m os u m e d e c i m e n t o s d e m o n s t r a r a m q u e a o s c i l a ç ã o d e v a s ã o d o s m e s m o s a c o m p a n h a v a a c u r v a d e v a s ã o

dos c u r s o s d e á g u a p r ó x i m o s , c h e g a n d o a s e c a r n a o c a s i ã o e m q u e

o c o r r i a a m í n i m a v a s ã o d o s c ó r r e g o s . Estes r e s u l t a d o s l e v a r a m à c o n c l u s ã o d e q u e a á g u a e x i s t e n t e n o t a l u d e d e j u s a n t e n ã o e r a p r o v e

-n i e -n t e d a r e p r e s a c a s o , e m q u e e l a t e -n d e r i a a a u m e -n t a r c a d a v ê z

m a i s , a l a r g a n d o s e m p r e o o r i f í c i o p o r o n d e e s t a r i a se i n f i l t r a n d o .

d ) N i v e l a m e n t o d a p a r t e s u p e r i o r d o a t e r r o ( c o r o a m e n t o d e

-DE Z . , 1 9 5 8

BARRETO & FORSTER

BA R R A G E M D E TE R R A 139

v a ç ã o d o n í v e l d o c o r o a m e n r o d a b a r r a g e m d e m o n s t r o u a p e r f e i t a e s t a

-b i l i d a d e d o m e s m o , o q u e n ã o t e r i a o c o r r i d o se houvesse i n f i l t r a ç ã o a t r a v é s d o a t e r r o .

e) D e t e r m i n a ç ã o d a l i n h a d e s a t u r a ç ã o ( f i g u r a 37?): a d e t e r

-m i n a ç ã o d a l i n h a d e s a t u r a ç ã o , p r o p o s i t a d a -m e n t e f e i t a e -m posições

p r ó x i m a s à e m q u e f o i c o n s t a t a d o o u m e d e c i m e n t o d o t a l u d e , d e m o n s

-t r o u q u e a l i n h a d e s a -t u r a ç ã o p e r m a n e c e d e n -t r o d o c o r p o d a b a r r a g e m .

A p ó s u m l a p s o d e t e m p o r a z o á v e l desde a c o n s t r u ç ã o a t é o p r e -s e n t e m o m e n t o ( 1 9 5 3 - 1 9 5 7 ) , a b a r r a g e m a p r e -s e n t a - -s e e m p e r f e i t a -s

c o n d i ç õ e s ( e s t a m p a 3-B), p r o v a q u e r e p u t a m o s v a l i o s a p a r a os f i n s e m v i s t a , p o i s se o u m e d e c i m e n t o o b s e r v a d o n o t a l u d e d e j u s a n t e fosse o

r e s u l t a d o d e i n f i l t r a ç õ e s a t r a v é s d o a t e r r o , a c r e d i t a m o s q u e a r e p r e s a

j á t e r i a r u í d o .

8 — C U S T O D A C O N S T R U Ç Ã O

O c u s t o d a c o n s t r u ç ã o f o i d e a p r o x i m a d a m e n t e C r $ 3 4 0 . 0 0 0 , 0 0 ,

c o n s i d e r a n d o - s e s o m e n t e as d e s p e z a s c o m o p e r á r i o s , c o m t r a t o r i s t a s ,

c o m b u s t í v e l , l u b r i f i c a n t e , e m a t e r i a l u s a d o n a c o n s t r u ç ã o . N a d e t e r

-m i n a ç ã o d a s d e s p e z a s n ã o f o i c o n s i d e r a d o o c u s t o d o l e v a n t a -m e n t o

t o p o g r á f i c o , d o p r o j e t o e d e s e n h o s , d a a s s i s t ê n c i a t é c n i c a e n e m a d e

-p r e c i a ç ã o d a s m á q u i n a s .

O p r o j e t o p o d e r á ser a v a l i a d o e m 2 a 3 % d o s g a s t o s c o m a o b r a :

e a a s s i s t ê n c i a t é c n i c a e m 1 0 a 1 0 , 5 % desses m e s m o s g a s t o s .

9 _ C O N C L U S Ő E S

a) A i r r i g a ç ã o d o n ú c l e o c e n t r a l d a b a r r a g e m p e l a s o l u ç ã o d e

h i d r ó x i d o d e s ó d i o a 3 ° / o o t o r n o u - o i m p e r m e á v e l à á g u a .

b) A c o n s t r u ç ã o d a b a r r a g e m u s a n d o s e n ú c l e o d e solo i m p e r

-m e a b i l i z a d o , e -m v e z d e n ú c l e o d e a l v e n a r i a d e t i j o l o s o u d e c o n c r e t o , v e i o f a c i l i t a r e b a r a t e a r os t r a b a l h o s d e c o m p a c t a ç ã o d o a t e r r o .

c ) D e t e r m i n a ç õ e s d a l i n h a d e s a t u r a ç ã o d e m o n s t r a r a m q u e a

EARTH D A M PROJECT A N D C O N S T R U C T I O N

SUMMARY

T h e purpose of this paper is t o present a detailed project t h a t may be helpful to others u n d e r t a k i n g the building of an e a r t h d a m .

Results obtained in an impermeable earth dam are presented; the impermeability was a t t a i n e d by sodium hydroxide t r e a t m e n t of its central core; the effect on the impermeability of the d a m was determined f r o m undisturbed samples collected d u -ring and after t h e construction period.

T h e position reached by the saturation line in the external slope was determined in order to evaluate the effect of the t r e a t m e n t on the impermeability of t h e d a m .

LITERATURA C I T A D A

1 . A r m c o Industrial e Comercial S / A . M a n u a l da técnica de boeiros e drenos. Rio de Janeiro, 1 9 4 3 . 4 6 8 p.

2 . BARRETO, G. B. Elementos de irrigação. Projeto para irrigação do cafeeiro. São Paulo, Editora agronômica "Ceres" L t d a . , 1 9 5 7 . 139 p.

3 . BASTOS, FRANCISCO DE ASSIS. Projeto e construção de uma pequena barra-gem de t e r r a . Caminos y construcion pesada. M a r ç o de 1 9 5 6 .

4 . B I T T E N C O U R T , HÉLIO V . C. Resultados de testes de impermeabilização do solo utilizado na construção da barragem " M o n j o l i n h o " . Campinas, Instituto agronômico, s.d. [ N ã o publicado]

5 . GARCEZ, L. N . Súmula de aulas proferidas no curso normal para engenheiro. São Paulo, Fac. de H i g . e Saúde p ú b l i c a , 1 9 4 9 . [ N ã o publicado]

6 . G R O H M A N N , F., M E D I N A , H. P. & G A R G A N T I N 1 , H. Novo tipo de lisímetro monolítico. Bragantia 11 : [ 3 3 3 ] - 3 3 4 . 1 9 5 1 .

7 . J U S T I N , JOEL. Earth dams projects. New Y o r k , John W i l e y & Sons, 1 9 3 2 . 3 4 5 p.

8 . M A L L E T , C H . & P A C Q U A N T , J . Les barrages en terre. Paris, Eyrolles, 1 9 5 1 . 3 4 5 p.

9 . P A I V A , J . E. (neto), C A T A N I , R. A . , KÜPPER, A . [e outros]. Observações sôbre os grandes tipos de solos do Estado de São Paulo. Bragantia 11 : [ 2 2 7 ] - 2 5 3 .

BARRAGEM MO N J O L I N H O

ESTAMPA 1

B R A G A N T I A

VOL. 17 ARTIGO N.° 8 1958

E R R A T A

Pág. 120, cap. 2.2: por um lapso deixou-se de mencionar que diversos dados iniciais para a elaboração do projeto da barragem "Monjolinho" foram obtidos pelo Eng. Agr. Hélio V. C.

Bittencourt.

Pág. 124, Quadro 2: onde se lê: Matéria orgânica determinada, leia-se: Carbono determinado.

Pág. 125, cap. 3.1: onde se lê: 97,590, 170,350, 401,886, 11,370, leia-se, respectivamente: 78,37, 136,81, 322,73, 9,133.