Caracterização de estruturas coerentes em leitos vegetados

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil

Plano de emergência interno de barragens

A existência de barragens em determinadas secções de um rio conduz, na maioria dos casos, a benefícios locais e regionais tais como a possibilidade de regular o caudal fluvial, a produção de energia elétrica ou o abastecimento de água às populações ou às atividades agrícolas. Por outro lado, impactos sociais e ambientais negativos e o risco de uma possível rotura encontram-se entre os maiores problemas provocados pela existência dessas estruturas. No presente documento apresenta-se um estudo relativo ao planeamento de emergência em barragens, mais precisamente aos Planos de Emergência Internos de Barragens. É efetuada uma análise da legislação nacional relativa ao planeamento de emergência, nomeadamente no que diz respeito ao Plano de Emergência Interno conforme publicado no Regulamento de Segurança de Barragens (Decreto-Lei 344/2007 de 15 de Outubro). O trabalho apresentado inclui ainda a sistematização dos principais aspetos que devem ser incluídos no Planeamento de Emergência de Barragens de acordo com a legislação portuguesa, e a comparação com o que é exigido em diferentes países da União Europeia. Além do trabalho de pesquisa e recolha de informação, analisam-se as principais diferenças entre as metodologias de planeamento de emergências em barragens em Portugal, Espanha, França e Reino Unido, aplicando as diferentes abordagens a um caso de estudo, nomeadamente a Barragem da Bravura. Para esse caso de estudo, aprofundou-se a componente hidráulica do Plano de Emergência Interno, com a simulação da onda de cheia provocada pela rotura da barragem. A exigência a nível do resultado das simulações para cada país foi comparada.

Análise computacional da evolução da hidromorfologia do Baixo Mondego em resultado da subida do nível do mar

O êxito na previsão das consequências da subida do nível do mar à escala global está dependente de uma correcta análise de todos fenómenos que daí poderão resultar. Neste âmbito, o presente estudo incide sobre o efeito da subida do nível do mar na hidromorfologia de rios, parâmetro que não é com frequência um dado de entrada nas simulações numéricas em estudos e projectos de Hidráulica Fluvial. Desenvolveu-se um modelo computacional na linguagem de programação Fortran (FTN 95), que permite simular a longo prazo a evolução do fundo móvel e da superfície livre de um rio. É um modelo de dinâmica sedimentar, unidimensional, que simula escoamentos em regime quase-permanente e em canais de topografia simples, utilizando a fórmula de Engelund-Hansen para o transporte sólido. O modelo foi aplicado no trecho mais a jusante do Mondego, desde Coimbra até à foz no Atlântico, onde o rio flui na zona do chamado Baixo Mondego, planície aluvial, alvo de grandes alterações antropogénicas, nomeadamente obras de regularização fluvial. As que foram realizadas no séc. XVIII modificaram o original percurso do rio atribuindo-lhe uma topografia simples, mas não resolveram o seu principal problema, o excesso de assoreamento a jusante de Coimbra, tendo como consequência frequentes inundações e cheias. Estas obras colocaram em evidência a grande vulnerabilidade do rio aos problemas de transporte sólido e assoreamento. Mais tarde, em finais do séc. XX, as obras realizadas na sequência do Plano de Aproveitamento do Baixo Mondego vieram, de uma forma integrada, contribuir para o seu equilíbrio hidromorfológico. Actualmente, face à subida do nível do mar volta a colocar-se a questão do assoreamento a jusante de Coimbra. Logo, é importante conhecer as previsões a longo prazo de dinâmica sedimentar deste troço, para a sua adequada gestão. Foram realizadas previsões para 20 cenários num horizonte temporal de 100 anos, todos eles consideram o caudal dominante calculado para o rio e variam de acordo com a subida do nível do mar, o caudal sólido e diâmetro médio dos sedimentos. Os resultados obtidos foram os previstos qualitativamente, isto é, a subida do nível do mar poderá alterar o leito aluvionar, elevando as cotas de fundo e aumentando os volumes de assoreamento.

Earthen plasters based on illitic soils from Barrocal region of Algarve: contributions for building performance and sustainability

Clayish earth-based mortars can be considered eco-efficient products for indoor plastering since they can contribute to improve important aspects of building performance and sustainability. Apart from being products with low embodied energy when compared to other types of mortars used for interior plastering, mainly due to the use raw clay as natural binder, earth-based plasters may give a significant contribution for health and comfort of inhabitants. Due to high hygroscopicity of clay minerals, earth-based mortars present a high adsorption and desorption capacity, particularly when compared to other type of mortars for interior plastering. This capacity allows earth-based plasters to act as a moisture buffer, balancing the relative humidity of the indoor environment and, simultaneously, acting as a passive removal material, improving air quality. Therefore, earth-based plasters may also passively promote the energy efficiency of buildings, since they may contribute to decreasing the needs of mechanical ventilation and air conditioning. This study is part of an ongoing research regarding earth-based plasters and focuses on mortars specifically formulated with soils extracted from Portuguese ‘Barrocal’ region, in Algarve sedimentary basin. This region presents high potential for interior plastering due to regional geomorphology, that promote the occurrence of illitic soils characterized by a high adsorption capacity and low expansibility. More specifically, this study aims to assess how clayish earth and sand ratio of mortars formulation can influence the physical and mechanical properties of plasters. For this assessment four mortars were formulated with different volumetric proportions of clayish earth and siliceous sand. The results from the physical and mechanical characterization confirmed the significantly low linear shrinkage of all the four mortars, as well as their extraordinary adsorption-desorption capacity. These results presented a positive correlation with mortars´ clayish earth content and are consistent with the mineralogical analysis, that confirmed illite as the prevalent clay mineral in the clayish earth used for this study. Regarding mechanical resistance, although the promising results of the adhesion test, the flexural and compressive strength results suggest that the mechanical resistance of these mortars should be slightly improved. Considering the present results the mortars mechanical resistance improvement may be achieved through the formulation of mortars with higher clayish earth content, or alternatively, through the addition of natural fibers to mortars formulation, very common in this type of mortars. Both those options will be investigated in future research.

GEOCHEMISTRY AND GEOCHRONOLOGY OF SURFICIAL ACRE BASIN SEDIMENTS (WESTERN AMAZONIA): KEY INFORMATION FOR CLIMATE RECONSTRUCTION.

Geochemical and geochronological analyses of samples of surficial Acre Basin sediments and fossils indicate an extensive fluvial-lacustrine system, occupying this region, desiccated slowly during the last glacial cycle (LGC). This research documents direct evidence for aridity in western Amazonia during the LGC and is important in establishing boundary conditions for LGC climate models as well as in correlating marine and continental (LGC) climate conditions.

LAGO AMAZONAS: FACT OR FANCY?

It has been suggested that a huge lake, Lago Amazonas, covered a large part of the Amazon basin until as recently as two thousand years ago. According to this hypothesis, the topmost sediments in western Amazonia are almost universally young deposite of lacustrine and deltaic origin. The hypothesis has gained some attention among biologists because of its implications for biological phenomena in Amazonia, especially biogeography and biodiversity. According to the available geological data, however, Amazonia is geologically far more complex than assumed by the lake hypothesis. In the following discussion we will point out the weaknesses of the Lago Amazonas hypothesis, and indicate alternative explanations of the surface geology that are based on tectonically controlled fluvial deposition.

Uma revisão geral sobre o clima da Amazônia

Este trabalho busca apresentar, de uma maneira compacta, os principais resultados científicos já alcançados pela comunidade brasileira e mundial sobre pesquisas na Amazônia. Aborda-se o paleoclima da região, bem como as características atuais, em termos de temperatura do ar e da distribuição de chuvas. São discutidos os principais sistemas atmosféricos atuantes na região, tais como linhas de instabilidade, brisa fluvial, teleconexões com El-Niño, interação com sistemas frontais no sul do país, friagens, além da variabilidade do clima nas escalas interanuais e de longo-prazo. Tendo em vista as altas taxas de desmatamento em algumas partes da Amazônia, são discutidos as principais modificações microclimáticas e resultados obtidos por simulações numéricas devido à substituição de floresta tropical por áreas de pastagens. Finalizando, é apresentado um resumo dos vários experimentos micrometeorológicos que ocorreram na Amazônia nas últimas duas décadas.

Características sedimentares fluviais associadas ao grau de reservação da mata Ciliar - Rio Urumajó, Nordeste Paraense

Os rios são os agentes mais importantes no transporte dos sedimentos para as áreas mais baixas dos continentes e para o mar. Além dos efeitos diretos do clima local, a cobertura vegetal atua no controle da descarga e no suprimento de sedimentos. Sendo assim, o presente trabalho enfoca o padrão de distribuição granulométrica do rio Urumajó (nordeste paraense) em relação ao estado de preservação da mata ciliar. Cinco estações (A-E) foram estabelecidas de forma a registrar um transecto da nascente à foz do rio. Nessas estações, procedeu-se com a caracterização da mata ciliar, bem como do seu grau de preservação. Além disto, elaborou-se um perfil transversal ao canal para cada estação, com coleta de cinco amostras de sedimentos em cada perfil. Estes foram submetidos à análise granulométrica, que resultou na obtenção de valores da média, mediana, seleção, assimetria e curtose. Com os resultados foi possível reconhecer as características sedimentares normais do rio, onde areia média é a principal classe granulométrica transportada. Foram observadas nas estações A e C a clara tendência das amostras serem moderadamente bem selecionadas e aproximadamente simétricas, com dominância absoluta de areia média, o que está diretamente relacionado ao seu bom estado de preservação. Significativas variações granulométricas nas estações B, D e E foram associadas com o processo erosivo das margens do rio, conseqüência da degradação da mata ciliar. Além disso, foi constatada a influência das correntes de maré na sedimentologia da estação E, subsidiando também a delimitação do ambiente estuarino que se encontra associado ao canal fluvial.

Vegetational changes during the last millennium inferred from a palynological record from the Bananal Island, Tocantins, Brazil

The Bananal Island is regarded the largest fluvial island in the world, bounded by Araguaia and Javaés rivers, being located in southwest of Tocantins. The objectives of this work were to provide information about the vegetational changes that occurred at the Bananal Island, in order to contribute to the understanding the dynamics of past and current savanna and areas of ecotones with forests. Thus, a sedimentary core collected from a small lake at the Bananal Island plain was submitted to pollen and radiocarbon dating analyses. The results showed that the last millennium was dominated by forest reflecting a wet climate. At the beginning of the record (920-770 yr cal BP) the wet climate and high rainfall produced flooding during long rainy seasons that maintained the Javaés River connected to the studied lake, and hence, this environment was marked by the presence of a homogenous forest rich in Moraceae/Urticaceae, due to flooded soils occurrence. During the following period (770-304 yr cal BP) the reduced rainfall and shortening of the rainy seasons isolated the lake from the Javaés River for long periods, which caused a diversification of the forest and gave rise to the appearance of the components of floodplain forest and marsh vegetation adapted to waterlogged soils. Since 304 years cal BP to the present day this environment remained dominated by this diverse forest and the lacustrine conditions were also similar to previous phase, with a slight increase of moisture in the last 84 years that caused the increase of Piranhea.

Influence of river ecological condition on changes in physico-chemical water parameters along rivers

Dissertação de mestrado em Ecology

Avaliação quantitativa da geodiversidade: desenvolvimento de instrumentos metodológicos com aplicação ao ordenamento do território

Tese de Doutoramento em Ciências (Especialidade de Geologia)

Previsão de cheias em Barcelos

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Avaliação do transporte sedimentar na bacia do rio Lima baseada em ferramentas de modelação

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Designation of natural monuments by the local administration: the example of Viana do Castelo municipality and its engagement with geoconservation (NW Portugal)

"First online: 11 April 2016"

Técnicas Experimentales para Caracterizar Flujos Complejos. Experimental techniques for complex flows characterization.

En ambientes fluviales, la interacción del flujo con la geometría del cauce y con los sedimentos del lecho define una dinámica turbulenta compleja en permanente evolución. El nivel de complejidad del flujo aumenta ante la presencia de estructuras hidráulicas (pilas de puentes, protecciones contra erosión, etc.). La mayoría de los ríos, o canales naturales, presentan confluencias y bifurcaciones, en donde se genera una convergencia (o divergencia) del flujo con el resultado de un ambiente hidrodinámico complejo en la cercanía de las uniones (Kenworthy y Rhoads 1995). Bajo estas condiciones no es posible extrapolar las soluciones tradicionales básicas de las ecuaciones de gobierno desarrolladas para canales rectos y uniformes. Algunas investigaciones experimentales realizadas en estos sistemas son las de Best (1988), Rhoads y Sukhodolov (2001), Richardson et al. (1996); Richardson y Thorne (1998, 2001); Parsons et al. (2004); Szupiany et al. (2005).Por otro lado, la zona costera en ambientes marítimos se caracteriza por la existencia de diversos procesos dinámicos, entre los que se destacan la acción de olas, corrientes, interacción olas-corrientes, transporte de sedimentos y cambios batimétricos. Estos se manifiestan en una alteración morfodinámica de la playa generando superficies potenciales de erosión. Así, el diseño de las protecciones costeras (ya sean continuas, como escolleras o muros verticales; o discontinuas como espigones o diques externos) sometidas al clima marítimo bajo distintas condiciones de olas y mareas, alteran los patrones de circulación y de transporte afectando la morfodinámica en su zona de influencia y plantean, por ejemplo, la necesidad de ajustes de los coeficientes de estabilidad y pesos de los bloques de roca de las escolleras. Los problemas generados, son especialmente complejos ya que deben considerarse para su estudio, los niveles de turbulencia, la transmisión del oleaje sobre o a través de la estructura, difracción alrededor de la misma, refracción y shoaling sobre un fondo dinámico, reflexión en la estructura, etc. (Alsina et al., 2007) Revisiones bibliográficas previas muestran que, en ambos ambientes (fluvial y marítimo), es necesario optimizar las técnicas experimentales existentes para que ellas permitan caracterizar con precisión los flujos turbulentos complejos presentes. El objetivo general propuesto en esta investigación es contribuir a mejorar el conocimiento de los procesos hidrodinámicos de flujos turbulentos naturales con y sin la presencia de estructuras hidráulicas que den lugar a formaciones complejas (3D). Para alcanzar este objetivo se propone realizar una recopilación de antecedentes y un análisis crítico detallado de los equipos de ultima generación para mediciones de flujo con alta frecuencia y resolución disponibles en el Laboratorio de Hidráulica (LH) de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC): ADV 3D (Acoustic Doppler Velocimeter de Sontek) y laser PIV 2D (Particle Image Velocimeter de Dantec). A estos equipamientos se le agrega un moderno equipo de generación bidimensional de oleaje con absorción dinámica (adquiridos a HR Ltd. en 2007 por el CAI 085 del FONTAR). Finalmente se prevé utilizar este equipamiento durante el desarrollo de experimentos y mediciones los cuales se realizarán sobre modelos físicos fluviales y costeros diseñados y construidos con y sin estructuras que interactúen con flujo turbulentos complejos. Los resultados obtenidos en este proyecto permitirá alcanzar una mejor comprensión de los procesos hidrodinámicos de los flujos turbulentos complejos, lo cual es necesario y de gran utilidad para realizar un manejo apropiado de los ambientes fluviales y marítimos, teniendo como campo directo de aplicación el correcto diseño de estructuras hidráulicas, asistiendo a la toma de medidas correctivas en sistemas naturales sometidos a procesos erosivos o de sedimentación, y contribuyendo de esta forma al manejo ambientalmente sustentable de los recursos.