Diques seletivos na sistematização de torrentes.
| Ano de defesa: | 1999 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3147/tde-19032025-132950/ |
Resumo: | Os diques transversais fechados representam importante parte das obras necessárias à sistematização das torrentes, principalmente na consolidação de suas margens em trechos problemáticos. O presente trabalho aborda uma alternativa a estes diques, os diques abertos ou permeáveis, usados na interceptação seletiva da carga de sedimentos em um ponto do rio e que é produzida nas partes altas da bacia hidrográfica por erosão de superfície ou mesmo por escorregamentos de encostas e debris-flow. Esta alternativa permite uma espécie de \"laminação\" da vazão sólida durante as cheias, atenuando o transporte para jusante e permitindo a passagem de material mais fino, por vezes necessário ao equilíbrio rio abaixo. Durante as vazões comuns mais baixas, este tipo de estrutura permite ainda uma \"auto-limpeza\", devido a sua permeabilidade, com aumento da vida útil em relação à solução clássica. São abordados aspectos relativos à utilização destes diques seletivos nos rios de altas declividades que, por apresentarem intenso transporte sólido de material muito grosseiro, geram leitos extremamente rugosos. Além disso, dois modelos matemáticos explícitos do tipo preditor-corretor foram desenvolvidos para resolução das equações diferenciais das fases líquida e sólida, para representação da deposição a montante destes diques, na tentativa de simular o preenchimento da sua capacidade de retenção e avaliação de sua vida útil. O primeiro é um modelo quase permanente, usado para simulações delongo período, no qual se considera adaptação hidrodinâmica instantânea com a variação do fundo, e o segundo, para simulações de curto prazo, considera as equações completas de Saint Venant para regime variado não permanente. Neste último, a parte hidrodinâmica é resolvida pelo esquema numérico de MacCormack, conseguindo representar ondas de choque tais como o ressalto hidráulico, de ocorrência comum a montante das estruturas de retenção com ) aproximação em regime super-crítico. Apesar das equações das fases líquida e sólida não serem acopladas, o esquema preditor-corretor confere ao método características de acoplamento, já que o passo corretor leva em conta condições hidrodinâmicas alteradas pela variação do fundo proporcionadas pelo passo preditor. |
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São abordados aspectos relativos à utilização destes diques seletivos nos rios de altas declividades que, por apresentarem intenso transporte sólido de material muito grosseiro, geram leitos extremamente rugosos. Além disso, dois modelos matemáticos explícitos do tipo preditor-corretor foram desenvolvidos para resolução das equações diferenciais das fases líquida e sólida, para representação da deposição a montante destes diques, na tentativa de simular o preenchimento da sua capacidade de retenção e avaliação de sua vida útil. O primeiro é um modelo quase permanente, usado para simulações delongo período, no qual se considera adaptação hidrodinâmica instantânea com a variação do fundo, e o segundo, para simulações de curto prazo, considera as equações completas de Saint Venant para regime variado não permanente. Neste último, a parte hidrodinâmica é resolvida pelo esquema numérico de MacCormack, conseguindo representar ondas de choque tais como o ressalto hidráulico, de ocorrência comum a montante das estruturas de retenção com ) aproximação em regime super-crítico. Apesar das equações das fases líquida e sólida não serem acopladas, o esquema preditor-corretor confere ao método características de acoplamento, já que o passo corretor leva em conta condições hidrodinâmicas alteradas pela variação do fundo proporcionadas pelo passo preditor.Closed check dams represent important role on erosion control works in torrents, mainly in bank consolidation of problematic reaches. The present work approaches an alternative to these dams, the open or permeable check dams, used in selective interception of sediments in a point of a river. The yield of sediments is produced on the higher parts of the basin by surface erosion or even by landslides and debris flow. The present alternative allows a kind of lamination on solid discharge during the floods, attenuating the transport downstream but allowing the passage of finer material sometimes necessary to the equilibrium on the lower part of the river. During the lower regular discharges, this type of structure takes a self-cleaning capacity due its permeability allowing life increasing if compared to closed dam. Are presented aspects concerning the use of these open check dams in steep rivers, that show intense solid transport and high roughness on its beds due the large diameters found in the transported material. Besides, two explicit predictor-corrector mathematical models were developed to solve the differential equations of the liquid and solid phases, in order to represent the deposition upstream of these dams and simulate the decreasing of its retention capacity and evaluation of its life. The first model, used in long term simulations, is a quasi-steady model that considers instantaneous hydrodynamic adaptation to the bottom variations and the second model, to short term simulations, deals the Saint Venants complete equations for unsteady varied flow. In this last one, the hydrodynamic conditions are solved by MacCormak numerical scheme, enough to represent shock waves such the hydraulic jump, of regular occurrence upstream the retention structures mainly with super critical conditions ofincoming flow. In spite of the liquid and solid equations are uncoupled, the predictor-corrector scheme gives characteristic of a coupled method since the corrector step takes into account the hydrodynamic conditions altered by the bottom variation provided on the predictor step.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPTamada, KikuoPinto, Delduque Palma1999-04-23info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3147/tde-19032025-132950/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-03-19T16:33:04Zoai:teses.usp.br:tde-19032025-132950Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-03-19T16:33:04Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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