ÍNDICE. 1.1 Enquadramento geral 1.2 Enquadramento específico, objectivo e âmbito 1.3 Tipos e regimes de escoamento 1.4 Metodologia

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1 ÍNDICE Prefácio Simbologia IX XI Capítulo 1. Introdução 1.1 Enquadramento geral 1.2 Enquadramento específico, objectivo e âmbito 1.3 Tipos e regimes de escoamento 1.4 Metodologia I Capítulo 2. Modelação em Hidráulica 2.1 Considerações gerais 2.2 Modelação fisica Modelos de rios Modelos de portos e estuários Modelos de estruturas hidráulicas 2.3 Modelação numérica Generalidades Formulação geral de um modelo numérico Classificação dos modelos numéricos Modelos hidrodinâmicos Modelos de dinâmica sedimentar Modelos de qualidade da água 2.4 Modelação dos processos de drenagem e erosão numa bacia hidrográfica Hipóteses básicas Formulação matemática Modelo numérico Aplicações

2 Capítulo 3. Dinâmica do curso de água. Estudo dos escoamentos gradualmente variáveis 3.1 Hipóteses básicas Técnica do volume de controlo Equação de continuidade ou de conservação da massa Equação de conservação da quantidade de movimento Modelo simplificado. Soluções analíticas Modelos de resolução numérica das equações Método das características Métodos de diferenças finitas Esquemas implícitos Esquema semi-implícito de 4 pontos Esquema semi-irnplícito de Abbott & lonescu Esquema totalmente implícito Esquemas explícitos Estabilidade numérica Esquema explícito de Koutitas Esquema explícito Leap-frog Esquema explícito de MacCormack Método dos elementos finitos Condições iniciais e de fronteira Singularidades 3.9 Breve abordagem a esquemas de alta resolução das equações diferenciais Considerações gerais Resolução aproximada sugerida por Roe Extensão TVD do esquema de MacCormack Extensão de segunda ordem do esquema de Roe Aplicações

3 Capítulo 4. Barragens: solicitações hidrodinâmicas e rupturas 4.1 Considerações gerais I Solicitações hidrodinâmicas devidas à actuação de um sismo I Equações básicas Soluções analíticas Modelo de Rashed & Iwan Modelo de Trefftz-Mikhlin Modelo de Dean & Dalrymple Resolução da equação de Helmholtz - modelo numérico Aplicações Efeitos hidrodinâmicos resultantes de deslizamentos em albufeiras Formulação Sistema de equações de Boussinesq: modelo numérico Aplicação Ruptura de barragens: causas, mecanismos e consequências Tipos de ruptura Modelo numérico Aplicações do modelo I DH Aplicações de modelos 2DH 173 Capítulo 5. Dinâmica sedimentar: erosão, transporte e deposição de sedimentos 5.1 Considerações gerais 5.2 Conceitos básicos Análise qualitativa Tensões devidas à rugosidade do grão e velocidade de queda Caudais sólidos junto ao fundo e em suspensão Tensões devidas às formas de fundo Dimensionamento de um canal de fundo móvel I

4 5.3 Modelos matemáticos Equação dinâmica da fase sólida Equação de continuidade da fase sólida Formulação rnorfodinârnica fluvial Formulação clássica Modelo de camada limite de zero-equações I Sub-camada viscosa Camada logarítmica Extensão a duas dimensões no plano horizontal Formulação alternativa da fase sólida Modelo numérico Aplicações Aplicação do modelo bidirnensional morfodin Aplicação do modelo unidimensionalfluvial_sed Distribuições granulornétricas heterogéneas 221 Capítulo 6. Obras de protecção contra cheias. Transporte sólido generalizado e erosões localizadas: causas e efeitos. Medidas correctivas 6.1 Considerações gerais 6.2 Regime de equilíbrio IV 6.3 Análise da resposta do leito aluvionar a alterações nos processos rnorfodinârnicos Resposta do leito aluvionar à construção de uma barragem Resposta do sistema fluvial à rectificação de um troço de rio Resposta do leito aluvionar a uma redução do caudal sólido Resposta do leito aluvionar a um rebaixamento localizado das cotas do fundo 231

5 6.3.5 Resposta do sistema fluvial a um rebaixamento do nível de base da superficie livre do curso de água principal Resposta do sistema fluvial a uma elevação do nível de base da superfície livre do curso de água principal Teorias de regime Teoria de regime de Lacey Teoria de regime de Simons & Albertson Aproximação racional Aproximação com base na contribuição das forças transversais de atrito Aspectos construtivos Profundidades máximas de erosão junto de obstáculos implantados em meios fluviais Fórmulas baseadas em teorias de regime Fórmulas baseadas na análise dimensional Fórmulas baseadas em métodos analíticos Critérios sugeridos por Melville e Dongol Modelação numérica das erosões localizadas junto de obstáculos Protecção contra as erosões localizadas 255 Capítulo 7. Descargas de efluentes e impactos ambientais 7.1 Considerações gerais 7.2 Efeitos de descargas em correntes naturais 7.3 Modelos matemáticos para difusão e dispersão de matéria 7.4 Soluções analíticas Modelo em regime permanente de uma única substância conservativa Difusão longitudinal Difusão transversal v

6 7.4.2 Modelo em regime permanente de uma única substância não-conservativa Modelos em regime variável Escoamento em regime laminar Escoamento em regime turbulento Descarga instantânea Descarga contínua 7.5 Formulação matemática e modelo numérico 7.6 Aplicações Capítulo 8. Modelação da qualidade da água em rios e albufeiras VI 8.1 Equações básicas 8.2 Parâmetros e processos biológicos e químicos Parâmetros de qualidade da água Constituintes conservativos Constituintes não-conservativos Ciclo do carbono - fitoplâncton Ciclo do fósforo Ciclo do azoto Ciclo do oxigénio dissolvido 8.3 Modelo analítico de Streeter-Phelps Fontes pontuais isoladas Fontes pontuais múltiplas 8.4 Fontes distribuídas Fontes de poluição difusa sem contribuição significativa para o caudal Fontes de poluição difusa com contribuição para o caudal 8.5 Modelo analítico de nitrificação 8.6 Modelação numérica dos processos de qualidade da água

7 8.6.1 Estrutura geral de um modelo de qualidade da água de um rio Modelos IDH "ISIS" e "QUAL2E" para rios Modelo IDV para albufeiras e lagos profundos Modelos 2DH "STERNA" e "RMA4-UMQ" para estuários pouco estratificados Modelo quase-3d "POM-UMQ" estratificados e zona costeira para estuários Bibliografia 349 Anexo I AI Anexo 11 A7 Anexo 111 AI9 Anexo IV A25 Anexo V A31 VII.

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