Estudo da capacidade de descarga de vertedouros de baixa queda com elevado grau de submergência

Abstract

Resumo: Este trabalho apresenta um estudo desenvolvido em modelo reduzido de um vertedouro na escala geométrica 1/70, construído no laboratório de hidráulica no CEHPAR. Neste modelo foi investigada a redução da capacidade de descarga ocasionada pelo afogamento da estrutura por jusante, pela elevação dos pisos a jusante e a montante da crista e pela variação do raio da curva que liga a soleira ao perfil horizontal. A literatura dispõe de um vasto conhecimento técnico sobre vertedouros com descarga livre. As várias obras construídas no Brasil forneceram informações importantes que permitem aos projetistas prever o comportamento das estruturas com precisão. No entanto, o comportamento de vertedouros de baixa queda é ainda pouco conhecido tecnicamente. A submergência e as características geométricas de um vertedouro afetam a capacidade de descarga, fator que caracteriza a importância do presente trabalho. Este estudo foi motivado pela dificuldade dos projetistas em determinar, com precisão, a capacidade de descarga de vertedouros de baixa queda, muito frequente em obras atuais. Foram realizados quatrocentos ensaios que enriquecem os conhecimentos fornecidos por Bradley (1945) que é a principal referência no assunto.O presente trabalho verifica a ferramenta disponível para o dimensionamento destas estruturas e investiga sua precisão na definição da capacidade de descarga de vertedouros de ogiva baixa com submergência. O estudo também sugere a adoção de um novo tipo de perfil de soleira vertente para vertedouros que operam em situações extremas de submergência.

Abstract: This study presents the results obtained in a spillway reduced scale model at scale 1/70, built in CEHPAR hydraulics laboratory. In this model was investigated the reduction of discharge capacity due to the submergence effects, by the elevation of upstream and downstream floor and the curve which connects the sill to the horizontal profile.The literature provides a wide knowledge about free overflow spillways. Many spillways were built in Brazil providing important information that allows the designers predict the behavior of these structures with good accuracy. Nevertheless, the behavior of low ogee spillways is little known technically and the submergence and geometric features of a spillway affects the discharge capacity significantly.This study was propelled by the difficult of the designers to determine, with accuracy, the discharge capacity of low ogee spillways, very frequently nowadays. More than 400 tests carried out contributes to the knowledge contained in the studies performed by Bradley (1945). The present study verifies the appliance available in the literature to design these structures and verifies the precision in the definition of the discharge capacity of low ogee submerged spillways. It was studied the use of new geometries to design spillways exposed to severe submergence levels.