Instalação experimental de hidráulica fluvial

Canal do Pavilhão Fluvial

O canal do Pavilhão de Hidráulica Fluvial destina-se à realização de estudos de escoamentos com superfície livre, tanto com fundo móvel, como com fundo fixo sendo uma instalação que foi projetada e construída na década de 60 e que teve como objetivo inicial o estudo de erosões localizadas.

O canal tem 18 m de comprimento total (10 m de extensão útil de ensaios), 1,0 m de altura e 2,0 m de largura.

Atualmente, esta instalação está a ser utilizada para o estudo do escoamento em canais de secção composta. Assim, a instalação sofreu alterações, tendo sido construído um canal simétrico com um leito de cheias central e dois leitos de cheias adjacentes. A alimentação do canal é efetuada separadamente, existindo uma válvula e um caudalímetro para cada um das subsecções. Na fronteira de jusante estão disponíveis três comportas independentes.

O estudo do escoamento em canais de secção composta envolve a realização de ensaios que compreendem fundos hidraulicamente lisos, leitos de cheias rugosos e a ocupação da interface por elementos verticais, simulando a presença de árvores.

Instalação experimental para o estudo do escoamentos em canais de secção composta



Leitos de cheia rugosos
Canal de secção composta - Vista para jusante


Fluvial Hydraulics Tilting Flume (CIV)

The CIV facility consists of a 40.0 m long glass-sided rectangular tilting flume, 2.0 m width and 1.0 m deep cross section. The flume bottom slope can vary from 0% to 2.5%. The CIV was designed to study sediment transport phenomena and is capable of recirculating both water and sediments.
The experimental setup includes a closed hydraulic circuit where the discharge (water and sediment) can vary from 0.1 to 1.0 m3/s. 

Presently, this flume is used in a research project with the objective to run an intensive and systematic laboratory campaign to characterize the maximum local scour depth at complex bridge piers. Tests are being carried out with durations of, at least, two weeks. In the channel, a concrete false bottom was installed in order to obtain two sand filled recess boxes, 5.0 m long and 0.4 m deep. Each of the sand boxes is preceded by a 2.0 m long accelerating ramp and a 7.0 m long fixed-bed reach and is followed by a 3.0 m long fixed-bed reach. This channel configuration allows two tests being carried out simultaneously. The study includes the characterization of the flow around bridge piers, through ADV velocity measurements.


Canal para o estudo experimental da rotura de barragens e diques

Esta instalação destina-se à realização de ensaios para apoio à investigação no tema da rotura por galgamento de barragens ou diques de terra, envolvendo o estudo dos fenómenos hidrodinâmicos e geotécnicos da evolução da brecha.

As principais características da instalação são as seguintes: i) reservatório de alimentação a montante; ii) circuito de bombagem com capacidade de alimentação de 200 l/s; iii) um reservatório representando uma albufeira com volume máximo armazenado de 45m3; iv) espaço para implementação de aterros com alturas variando entre 0,80 e 1,30 m de altura e v) um canal a jusante com 5m de comprimento, 1,7m de largura e 1m de profundidade.

Atualmente esta instalação dá suporte a um trabalho de doutoramento cujo objetivo principal do estudo é a realização de um programa intensivo e sistemático de ensaios laboratoriais para caracterizar o mecanismo de rotura de aterros e calcular o respetivo hidrograma efluente, que permitirá melhorar a capacidade atual de prever de forma fiável a formação e evolução de brechas em aterros de terra devido ao galgamento.




Vista lateral e frontal da instalação experimental de rotura de aterros (Pavilhão de Hidráulica Fluvial)


Vista em planta e perfil da instalação experimental de rotura de aterros

Atualmente esta instalação dá suporte a um trabalho de doutoramento cujo objetivo principal do estudo é a realização de um programa intensivo e sistemático de ensaios laboratoriais para caracterizar o mecanismo de rotura de aterros e calcular o respetivo hidrograma efluente, que permitirá melhorar a capacidade atual de prever de forma fiável a formação e evolução de brechas em aterros de terra devido ao galgamento.

Canal destinado ao estudo de sedimentação em albufeiras

Este canal destina-se ao estudo da sedimentação em albufeiras, em particular, para a realização de ensaios com correntes de turbidez.

Esta instalação experimental é constituída por um tanque de montante, pelo canal de ensaios, pelo circuito hidráulico de retorno, pelo tanque de mistura de água e sedimento fino e respetivo circuito hidráulico.
O canal tem 20 m de comprimento total, 0,75 m de altura e 0,3 m de largura. O perfil longitudinal do fundo do canal possui uma configuração específica para a realização de ensaios com correntes de turbidez e do delta de deposição. A zona inicial do canal, com 4,74 m de comprimento e declive de 0,014, simula o trecho de escoamento afluente a uma albufeira. A jusante deste trecho segue-se uma rampa com um ângulo em relação à horizontal de 30º, próximo do ângulo de repouso da areia, que simula o depósito de materiais grosseiros (delta de deposição) no interior de uma albufeira. A jusante da rampa existe um primeiro trecho de 8 m com declive 0,014 e um trecho final de cerca de 3,75 m, com fundo horizontal. Está prevista a intervenção no interior do canal para a colocação de um sistema de medição de depósitos.

A utilização da instalação tem sido apoiada por projetos de investigação financiados pela FCT.

Canal para estudos de passagem para peixes

Este canal destina-se à realização de estudos para desenvolver e caracterizar soluções de transposição através de diferentes estruturas físicas e hidráulicas localizadas em rios e desenvolver medidas de mitigação para melhorar a conectividade dos rios Portugueses.

A estrutura é constituída por um canal com cerca de 10 m de comprimento e 1 m de largura, um tanque a montante e um a jusante com aproximadamente 4 m2 e 12 m2 de área respetivamente.

O tanque de montante encontra-se dividido em duas zonas, uma central e uma lateral. A primeira, destinada à descarga de água e limitação do deslocamento dos peixes, impede a entrada dos mesmos na conduta do circuito de água, através da utilização de uma rede metálica; a segunda tem como objetivo permitir a remoção dos peixes da estrutura. No tanque de jusante foi colocada uma janela de observação junto à zona de atracão (zona de entrada do canal) permitindo deste modo melhorar a observação do comportamento dos espécimenes a serem testados aquando da sua permanência nessa mesma zona.

A configuração do canal permite o seu ajuste de acordo com os ensaios pretendidos, podendo compreender no máximo 10 bacias divididas por septos dotados de descarregadores de superfície (largura máxima 0,30 m) e de orifícios de fundo (área máxima de 0,4 m2), cujas dimensões e formas podem ser alteradas, bem como o declive a que o canal se encontra que pode variar entre 0 e 10%. As paredes laterais do canal são de vidro acrílico, melhorando deste modo a visibilidade dos espécimes a serem testados, facilitando a monitorização contínua.


Instalação experimental para o estudo de passagem de peixes

Aquífero Artificial
O aquífero artificial é uma infraestrutura utilizada para efetuar ensaios de permeabilidade e de traçador a grande escala permitindo determinar:
  • A permeabilidade do solo
  • A capacidade de retenção e/ou degradação do solo
Este modelo físico pode ser utilizado para simular um conjunto de situações, designadamente:
  • Tratamento solo-aquífero (Soil-Aquifer Treatment, SAT) em bacias em gestão de recarga de aquíferos (Managed Aquifer Recharge, MAR)
  • Risco de lixiviação de contaminantes, por exemplo resultantes de derrames
  • Barreiras reativas para reabilitação de águas subterrâneas
  • Libertação de contaminantes de um material poroso contaminado
O modelo tem cerca de 3,5 m de comprimento, 1 m de largura e 2 m de altura e pode ser preenchido com o solo que se pretende estudar. A área pode ser compartimentada em três divisões para efetuar ensaios em simultâneo. Ambas as situações de saturação e não saturação podem ser simuladas.
O aquífero está equipado com três piezómetros, cápsulas de Teflon e sondas multiparamétricas (nível da água, pH, temperatura, Eh e condutividade elétrica) para registar informação sobre o escoamento e o transporte.



A coluna-de-solo é um equipamento complementar que permite estudar o risco de lixiviação de contaminantes em solos e outros materiais utilizando (1) ensaios de adsorção máxima (batch experiments) em condições de equilíbrio e (2) ensaios em colunas-de-solo para quantificar os parâmetros de escoamento e transporte de contaminantes em condições hidrodinâmicas. Diversos ensaios complementares podem ser realizados para a caracterização dos solos como por exemplo: humidade, densidade, porosidade e granulometria.