Dragagem de Reservatório

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Gestão de Sedimentos

Com computadores sofisticados e equipamentos de sistema de posicionamento global, somos capazes de posicionar a draga e remover sedimentos sem perturbar o fundo do reservatório original.

Muitos reservatórios foram projetados para alguma sedimentação, mas o problema é a idade dos reservatórios. A maioria está na meia-idade e se encaminha para os anos do crepúsculo.

A lama de dragagem de água e sedimentos é bombeada através de um duto temporário para a bacia de sedimentação.

Operadores de reservatórios para auxiliar na implementação e execução de planos de remoção de resíduos acumulados. Isso geralmente é realizado por dragagem hidráulica ou dragagem mecânica convencional, ou ambas.

Dragagem de Reservatório

Restaurar reservatórios antigos

A grande maioria dos reservatórios de armazenamento de água do país foram construídos décadas atrás e, desde a construção, eles têm prendido os sedimentos (argila, lodo, areia e cascalho) erodidos da superfície terrestre da bacia hidrográfica a montante e carregados a jusante pelo fluxo do rio . O transporte a jusante de sedimentos pelo fluxo do rio é particularmente evidente durante as cheias, quando as águas ficam turvas com solo erodido. Na maioria dos reservatórios, o sedimento acumulado consiste em partículas de argila, silte, areia e cascalho. 

Sem gerenciamento ativo, o acúmulo contínuo de sedimentos desloca gradativamente o volume de armazenamento em um reservatório, o que, em última instância, corre o risco de tornar o reservatório inútil para a captação e armazenamento de água. Além disso, muito antes de o reservatório perder sua capacidade de armazenamento de água, inúmeros impactos de sedimentação problemáticos podem ocorrer, incluindo redução na confiabilidade do abastecimento de água, soterramento de saídas de barragens e tomadas de abastecimento de água e produção de energia, danos à energia hidrelétrica e equipamentos de bombeamento, sepultamento de rampas para barcos ou marinas, comprometimento da navegação, redução da área de superfície para recreação do lago, aumento dos níveis de inundação a montante, degradação do canal a jusante e outros
impactos ambientais. 

A perda ou degradação da infraestrutura hídrica legada imporá encargos financeiros e ambientais significativos às gerações futuras, agravados pelo fato de que locais de reposição para a maioria das represas e reservatórios não estão prontamente disponíveis. Os locais de barragens mais adequados já foram utilizados e estão perdendo sua capacidade de armazenamento. A remoção e o armazenamento de grandes volumes de sedimentos em terra, embora tecnicamente viável, podem ser caros e, normalmente, não há espaço para armazenar de forma sustentável os sedimentos que chegam.

 

Planejamento de Gestão Sustentável de Sedimentos

A dragagem faz parte de um processo de planejamento de gestão de sedimentos sustentáveis

Estes incluem a redução da produção de sedimentos da bacia hidrográfica a montante, direcionando os sedimentos que entram através ou ao redor do reservatório, removendo a sedimentação por Dragagem do reservatório ou redistribuindo sedimentos dentro do reservatório e estratégias adaptativas para melhor lidar com a sedimentação do reservatório. As estratégias adaptativas podem usar uma combinação dos métodos mencionados acima e operações alternativas do reservatório para gerenciar a sedimentação.

O acúmulo de sedimentos nos reservatórios do país é um problema contínuo e frequentemente negligenciado que está degradando continuamente nossa capacidade de regular o abastecimento de água e reduzir o risco de inundações, fatores que são essenciais para apoiar nossa sociedade e as atividades econômicas do país. Enquanto as gerações anteriores assumiram a tarefa de construir e financiar a infraestrutura necessária para fornecer abastecimento de água e redução do risco de inundações, as gerações presentes e futuras devem enfrentar o desafio de sustentar a viabilidade do reservatório contra o influxo implacável de sedimento. Como os reservatórios de hoje raramente foram projetados para gerenciar a sedimentação, novas estratégias de gerenciamento ativas e vigorosas são necessárias para alcançar a sustentabilidade do reservatório. Este white paper descreve o problema da sedimentação do reservatório, suas origens, implicações atuais e futuras e medidas para administrar esse problema para sustentar os benefícios do abastecimento de água e redução do risco de inundação por um futuro indefinido.

Interferência de sedimentação com a estrutura de saída da barragem

Vida de projeto de sedimento de reservatório

O reservatório Paonia atingiu o fim de sua vida útil de sedimento após 50 anos, quando a saída ficou entupida com sedimentos e detritos lenhosos. As instalações de saída foram construídas em 1961, 70 pés acima do fundo do reservatório (canto superior esquerdo). Durante 2014, um longo alcance escavadora foi usado para limpar madeira e sedimentos (canto superior direito). O nível de sedimento em
a barragem era 3 pés mais alta do que as obras de saída (canto inferior esquerdo e direito).

As represas e reservatórios do país estão envelhecendo e perdendo sua capacidade de fornecer os benefícios de seu projeto, mas nossa sociedade continuará a precisar do abastecimento de água, energia hidrelétrica, redução do risco de inundações, recreação e outros benefícios que os reservatórios fornecem no futuro indefinido. Para mitigar esses impactos, métodos de gestão de sedimentação ativa são necessários para prolongar a vida útil de nossos reservatórios, convertendo-os de recursos não sustentáveis ​​em recursos sustentáveis. Isso exigirá uma variedade de intervenções em nossa infraestrutura hidráulica existente e envelhecida, para alcançar um recurso natural sustentável.

A gestão sustentável de reservatórios para preservar a capacidade de longo prazo representa uma mudança fundamental da abordagem de vida de projeto tradicional, onde os reservatórios simplesmente continuam a se encher com sedimentos até abandono. Uma nova abordagem de uso sustentável é necessária e viável e está sendo desenvolvida e implementada em um número crescente de reservatórios em todo o mundo. Alcançar a utilização sustentável dos recursos hídricos do país exigirá melhores dados de monitoramento, mudanças nas operações dos reservatórios, modificações estruturais nas barragens e modificações na estrutura regulatória ambiental.

Deposição de sedimentos em reservatórios

Levantamentos de sedimentos podem fornecer uma estimativa retrospectiva significativa da produção de sedimentos de uma bacia hidrográfica, desde que a eficiência da armadilha do reservatório e o volume e a densidade do sedimento depositado possam ser avaliados com precisão. Existem basicamente quatro maneiras de estimar o fluxo de sedimentos (taxa de transporte de sedimentos) em lagos e reservatórios. O método mais antigo foi baseado em metodologias anteriores do NRCS fornecidas na Seção 3, Capítulo 5 do Manual de Engenharia Nacional e envolve a divisão do reservatório em segmentos ao longo dos quais os levantamentos são realizados. Em pontos ao longo do levantamento ou das linhas de alcance, a profundidade do sedimento é anotada com uma “barra de ancoragem” ou inserindo fisicamente uma sonda para estimar a profundidade pré-represamento. Após a conclusão de todas as linhas de alcance, o volume de sedimento é estimado pelo método de contorno ou método de alcance.

O segundo método envolve o levantamento do reservatório com um dispositivo de sonar de profundidade simples (localizador de peixes) e anotando a posição por
ou técnicas de levantamento ou, mais recentemente, GPS. A pesquisa registra a profundidade do fundo da água. As pesquisas são repetidas vários anos depois nos mesmos pontos gerais e a diferença é considerada como o fluxo de sedimentos.

O terceiro método, desenvolvido por Dunbar et al. (1999) envolve o uso de um dispositivo de sondagem acústica mais sofisticado, que é capaz de representar tanto a parte superior quanto a inferior das camadas de sedimentos no reservatório enquanto simultaneamente registra a localização GPS. Ao fazer o levantamento do reservatório com um espaçamento entre linhas de 100-500 metros, os dados são baixados, interpretados e os volumes calculados dando um fluxo a partir da data de represamento do reservatório. Testes em locais selecionados no reservatório permitem a determinação da densidade do sedimento, bem como verifica as interpretações da profundidade do sedimento.

O método final, que pode ser usado com qualquer um dos métodos acima, é baseado em técnicas de datação de césio 137. Coleta, análise e datação de idade do sedimento do reservatório. Dependendo da profundidade de penetração do núcleo, Césio 137 pode fornecer um ou mais marcadores de data dentro do núcleo de sedimento. A precipitação radioativa mundial devido a testes nucleares acima do solo começou em 1951 e aumentou com testes muito maiores em 1952. O pico de precipitação ocorreu nos Estados Unidos em 1957-58 seguido por uma moratória de 1958-1961. Finalmente, a retomada dos testes atmosféricos em 1961 foi seguida em 1963 com o fim dos testes e o Tratado de Proibição Limitada de Testes. Van Meter datou a primeira ocorrência de césio no núcleo em 1953 e o pico de precipitação em 1964. Assim, é possível obter três idades de sedimentos em lagos mais antigos; um para a data de represamento de 2-10, um para o início da deposição de césio em 1953 e um no pico de deposição.

dragagem

A dragagem é uma prática comum usada para manter o sistema de navegação interior ao longo das costas do Atlântico e do Golfo e ao longo dos muitos rios navegáveis ​​dos Estados Unidos. Normalmente, a dragagem é realizada usando alguma forma de dragagem mecânica ou hidráulica. A dragagem é um método viável e eficaz para remover a sedimentação que afetou os reservatórios de abastecimento de água. A questão é se a dragagem é um método economicamente eficaz em comparação com programas de controle de sedimentos ou a construção de novos suprimentos de água. Outro ponto de vista é que se a dragagem fosse considerada economicamente viável, seria de grande benefício estancar a quantidade de sedimento que chega da bacia o máximo possível por meio da implementação de práticas aprimoradas ou de melhor manejo em toda a bacia. para preservar o espaço recém-restaurado tanto quanto possível.

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