Instalações Hidráulicas
Instalação Experimental de Descarregadores em Degraus
A instalação tem como objetivo aprofundar o conhecimento sobre soluções inovadoras para descarregadores de cheias de barragens, de modo a aumentar a respetiva capacidade de descarga e, adicionalmente, o volume de armazenamento da albufeira. Programa de investigação centra-se em soleiras do tipo Labirinto e Piano Key, bem como na hidráulica de descarregadores em degraus, incluindo a determinação dos coeficientes de descarga de soleiras e a caracterização do escoamento ar-água no canal descarregador. Estes estudos contribuem para a otimização do dimensionamento hidráulico, melhorando a eficiência e o desempenho dos descarregadores.
A instalação tem 2,90 m de altura, 1,00 m de largura e uma inclinação de 53o, dispondo de um canal descarregador em degraus. A estrutura de controlo é uma soleira do tipo WES, existindo a jusante uma bacia de dissipação de energia com 5,0 metros de comprimento. O canal experimental permite ajustes na altura dos degraus, na macro-rugosidade da calha e na geometria da estrutura de controlo, incluindo a integração de soleiras do tipo Piano Key (PKW) ou Labirinto. Com uma capacidade de descarga até 200 l/s, possibilita o estudo de soluções para aumentar a capacidade de vazão e aumentar a disponibilidade de água em albufeiras, minimizando os efeitos de escala.
Instalação Experimental de Jatos de Alta Velocidade
A instalação tem como objetivo aumentar o conhecimento acerca de jatos de alta velocidade criados por descarregadores de barragens. De forma mais concreta é realizado o estudo da difusão dos jatos no atravessamento do colchão de água criado na bacia de dissipação. Através da caracterização do escoamento no fundo da bacia de dissipação esta instalação permite a obtenção de dados que a comunidade utiliza durante a fase de projeto de novos descarregadores de cheias.
A instalação experimental construída em 2020 é caracterizada por 4.00 m de comprimento e 2.35 m de largura. Foi projetada para criar jatos de água verticais com velocidades até 18.0 m/s. Os jatos simulados são produzidos com auxilio de um sistema de tubos culminando numa saída livre com um diâmetro de 72 mm posicionada 1.00 m acima no fundo da instalação experimental. Com o objetivo de regular a altura de escoamento no interior da instalação experimental esta possui duas comportas planas com 0.65 m de largura localizadas a 2.00 m do eixo do jato. Através da regulação destas comportas é possível simular alturas de água no interior da instalação entre os 0.3 m e 1.1 m. Esta gama de alturas de escoamento permite o estudo de jatos livres e submersos. O jato criado embate numa placa metálica com 1.00x1.00 m equipada com transdutores de pressão e localizada no fundo da instalação experimental. A conjugação da regulação do caudal com base na operação de válvulas e leitura no caudalímetro com a posição das comportas permite simular jatos com diferentes condições de escoamento. Assim, jatos com diferentes padrões de difusão no interior de bacias de dissipação são reproduzidos em função da relação entre a velocidade do jato e altura de escoamento no interior da instalação experimental. As pressões obtidas no fundo para as diversas condições de escoamento permitem uma caracterização do escoamento na zona de impacto do jato no fundo.
Instalação Experimental de Rotura de Aterros (Barragens e Diques)
Esta instalação experimental destina-se ao estudo da rotura de barragens de aterro e diques fluviais. Foi concebida para recolher dados detalhados sobre os fenómenos geotécnicos e hidráulicos envolvidos no processo de rotura, bem como sobre a hidrodinâmica do escoamento junto à brecha formada no aterro. O objetivo final é melhorar a precisão das estimativas do caudal efluente da brecha (hidrograma de rotura), permitindo a sua propagação através de modelos numéricos, melhorando a caracterização das áreas inundadas e apoiando estratégias eficazes de mitigação do risco, aumentando, assim, a segurança das populações localizadas nos vales a jusante.
A instalação funciona em circuito fechado: a água é bombada de um reservatório subterrâneo para um reservatório superior, a partir do qual, por gravidade, dá entrada na instalação. Já nesta, circula num canal com 1,40 m de largura por 19,15 m de comprimento onde se simula o escoamento fluvial e um dique experimental localizado na margem esquerda. Após o galgamento ou a percolação através do dique, dá entrada numa bacia de retenção de sedimentos, a partir da qual é descarregada para um canal final, regressando ao sistema de caleiras e condutas, a partir do qual retorna ao reservatório inferior.
Embora a instalação permita ensaiar a rotura de barragens de aterro e de diques fluviais, encontra-se atualmente adaptada à realização de ensaios de rotura de diques, acomodando aterros até 0,50 m de altura e 2,00 m de comprimento. Uma comporta motorizada na secção final do canal principal regula o nível de água a montante (no rio), garantindo as condições controladas do escoamento. A instalação inclui vários descarregadores para medição de caudais e limites estruturais, tais como uma estrutura de dique não erodível, assegurando condições de rotura controladas.
O caudal efluente da brecha pode ser estimado por três métodos: 1) pela curva de vazão do descarregador de jusante; 2) por baseado num balanço de massas no canal; ou 3) através da combinação da velocidade e área de escoamento na secção da brecha (estimativa local). Esta instalação permite uma reprodução realista dos processos de rotura de diques fluviais, fornecendo dados essenciais para o estudo e mitigação do risco de inundações.