Sistema de Drenagem

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Universidade Federal do Rio Grande do Sul 
Departamento de Engenharia de Minas 
Geologia de Engenharia I 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ÁREA3 – Geologia física 
Aula 15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Rodrigo Peroni 
Julho 2003 
Geologia de Engenharia I – ÁREA3 
Rodrigo Peroni 
1. ORIGEM DA ÁGUA 
A origem da primeira água, denominada água juvenil, está relacionada ao processo de 
degaseificação do planeta, por ocasião do seu resfriamento (liberação de gases, CO2, vapor d’água e 
outros, quando da formação das primeiras rochas ígneas e degaseificação). As águas correntes que 
brotam das fontes mais as águas das chuvas que escoam na superfície, vão formando pequenos 
córregos que se avolumam dando origem aos rios. 
A água distribui-se na atmosfera e na porção superficial da crosta (até 10 km) constituindo a 
hidrosfera. 
A água está distribuída na Terra nos seus três estados conhecidos: sólido, líquido e vapor. 
i. Oceanos 94% da água na Terra 
ii. Geleiras 1.98% 
iii. Águas subterrâneas 4% (cuidado, poluição) 
iv. Águas superficiais 0.01% 
v. Outros 0.01% 
2. MOVIMENTO DA ÁGUA NO SISTEMA TERRA (CICLO HIDROLÓGICO) 
O constante intercâmbio entre os reservatórios (oceanos, geleiras, rios, lagos, vapor d’água, 
água subterrânea, água retida nos seres vivos) compreende o Ciclo Hidrológico da Água, o qual é 
movimentado pela energia solar. Toda a água existente na Terra tem origem no ciclo hidrológico, isto 
é, no sistema pelo qual a natureza faz a água circular do oceano para a atmosfera e daí para os 
continentes, de onde retorna, superficial e subterraneamente, ao oceano. Esse ciclo é governado, no 
solo e subsolo pela ação da gravidade, bem como pelo tipo e densidade da cobertura vegetal e na 
atmosfera e superfícies líquidas (rios lagos, mares e oceanos) pelos elementos e fatores climáticos, 
como por exemplo temperatura do ar intensidade de radiação solar, fatores responsáveis pelos 
processo de circulação dos oceanos para a atmosfera. 
 
 
3. RIOS – SISTEMAS DE DRENAGEM 
Bacia de Drenagem é definida como uma área de captação da água, demarcada por divisores 
topográficos, onde toda a água captada converge para um único ponto de saída. Os rios são os 
principais componentes das bacias de drenagem. 
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Ordem de drenagem é o ordenamento das drenagens e acordo com sua grandeza. 
 
 
3.1. PADRÕES DE DRENAGEM 
As drenagens apresentam padrões característicos em função do tipo de litologia e estruturas 
geológicas ocorrentes. 
Dendritico – ramos irregulares de canais em várias direções, comuns em rochas maciças e em 
acamadamentos planos de rochas. Nessa situação, diferenças na resistência da rocha são tão tênues 
que o controle das direções de crescimento dos vales é desprezível. 
Paralelo ou subparalelo – Canais que se formaram em superfícies inclinadas sobre rochas 
homogêneas. Riachos, canais são freqüentemente observados em cortes de estrada recentes ou 
escavações inclinações moderadas. 
Radial – Canais radiais como raios de uma roda, de uma área topograficamente elevada tal 
como um domo ou um cone vulcânico. 
 
 
Retangular – sistema de canais marcados por curvas em ângulos retos. Geralmente resultantes 
da presença de juntas e fraturas em rochas maciças ou foliações em rochas metamórficas. Tais 
estruturas com seus padrões de seção transversal têm guiado as direções dos vales. 
Treliçado – Arranjo retangular de canais com as correntes alimentadoras principais paralelas e 
bastante longas, como videiras ou em padrão de treliças. Esse padrão é comum em áreas onde 
existem bordas de afloramento de rochas sedimentares dobradas. Ambas, fracas e resistentes, 
formam cinturões longos e aproximadamente paralelos. 
 
 
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Anular – Correntes seguem caminhos aproximadamente circulares e concêntricos ao longo de 
rochas brandas que circundam um domo ou embasamento onde a erosão expôs sucessivamente 
cinturões de rochas de diferentes graus de erosão. 
Centripetal – Correntes convergem em direção a uma depressão central tal como uma cratera 
vulcânica, uma caldeira, um embasamento estrutural, um domo erodido ou um embasamento criado 
por dissolução da rocha carbonática. 
Desordenado – Correntes apresentam completa falta de arranjo e ajuste com as estruturas e 
rochas. Característica de terrenos recentemente degelados onde as características do terreno foram 
remodeladas por processos anteriores ao congelamento. 
 
 
3.2. FASES DOS RIOS 
Fase Juvenil: excesso de energia predomina erosão e transporte, cabeceiras; 
Fase Madura: trechos médios, energia mais baixa, mais transporte e menos erosão; 
Fase Senil: energia muito baixa, transporte e muita deposição, planícies de inundação. 
Nota: Essas fases não têm relação com sua idade, ocorrem simultaneamente. 
Como evolução dos rios entende-se que em uma seção transversal existem três fases 
principais nos tipos dominantes durante o estágio de desenvolvimento de um vale. Nos primeiros 
estágios a direção dominante é em direção à foz e embora a escavação lateral esteja em andamento, 
a escavação vertical é muito mais ativa formando um V fechado. Uma corrente com essas 
características é considerada estar na juventude. À medida que a corrente vai se aproximando do 
nível de base (prolongamento do nível do mar) a erosão vertical vai se atenuando e a erosão lateral 
vai se intensificando. As curvas originais vão se acentuando e o vale vai se alargando mais do que 
aprofundando (forma de U). Este estágio é chamado de maturidade. Quando a erosão vertical 
praticamente cessou e a corrente atingiu seu nível de base, o processo de erosão das margens é 
dominante e os rios começam a formar meandros. Esse estágio é a senilidade. 
3.3. COMPORTAMENTO DAS DRENAGENS EM RELAÇÃO AO SUBSTRATO 
Em rochas sedimentares 
Rios Conseqüentes – correm segundo a declividade do terreno, em concordância com o 
mergulho das camadas; 
Rios Subseqüentes – têm seu curso controlado por descontinuidades (falhas, juntas); 
Rios Obseqüentes – têm seu fluxo no sentido oposto à declividade (mergulho) das camadas, 
em geral descem escarpas e desembocam em rios subseqüentes. 
Em rochas ígneas: 
Rios Antecedentes – entalham seu curso rapidamente, contemporâneo a um processo 
tectônico (ex. falhamento), ou já existiam antes do processo; 
Rios Superimpostos – ocorre sobre coberturas sedimentares com substrato cristalino, o rio 
estabelece seu curso sem influência das estruturas do embasamento cristalino. 
4. RIOS – SISTEMAS DE DRENAGEM – MORFOLOGIA DOS CANAIS 
Parâmetros Morfométricos (Morfologia dos canais de drenagem) 
Sinuosidade – relação entre comprimento do talvegue e comprimento do vale (>1.5 alta, <1.5 
baixa); 
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Grau de entrelaçamento – mede o número de barras ou ilhas no canal por comprimento de 
onda ao longo do talvegue; 
Relação largura/profundidade – canais simples (retilíneos ou meandrantes) rel. <40, canais 
anastomosados rel. <10, canais entrelaçados rel. >40 
4.1. PADRÕES DE DRENAGEM 
Em função dos parâmetros morfométricos pode-se caracterizar 4 padrões básicos de canais de 
rios: 
i. Retilíneo 
ii. Meandrante 
iii. Entrelaçado 
iv. Anastomosado 
 
 
5. RIOS – PROCESSOS FLUVIAIS (EROSÃO, TRANSPORTE) 
Erosão 
A erosão provocada por um rio dependerá das condições das margens e do seu fluxo: 
Laminar (velocidade baixa) 
Turbulento (velocidade alta) 
Nota: solapamentos em épocas de cheias x fundações 
Transporte 
Tração (arraste, rolamento e saltação) 
Suspensão (partículas finas) 
Misto 
Nota: A erosão e o transporte por rios são estabelecidos principalmente em funçãoda 
geomorfologia, do clima e da ação antrópica. Inundações x Desmatamento x Obras de Engenharia 
x Identificação de áreas de risco. 
5.1. RIOS – PROCESSOS FLUVIAIS (DEPOSIÇÃO) 
A deposição em sistemas de drenagem ocorre principalmente como depósitos aluviais de rios e 
leques. Esses depósitos são de grande importância econômica, uma vez que podem hospedar 
recursos minerais (placers auríferos, diamantíferos, cassiterita, deps. carvão e outros). Seu estudo 
permite caracterizar a evolução do sistema de drenagem e da própria bacia. 
5.2. LEQUES ALUVIAIS E DELTÁICOS 
Leques aluviais são sistemas fluviais distributários espraiados por dispersão radial no assoalho 
de uma bacia a partir dos locais de saída de drenagens confinadas em regiões montanhosas. 
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Leques deltáicos são leques aluviais que avançam diretamente para o interior de um corpo 
d’água (lago ou mar). 
Leque Aluvial (migração dos canais tributários) 
Leque Deltáico (Rio Nilo) 
5.3. RIOS – PROCESSOS FLUVIAIS (MODELOS DEPOSICIONAIS) 
Dada a grande variabilidade dos fatores que controlam os diferentes tipos de rios e leques 
aluviais é possível caracterizar vários tipos de modelos: 
i. Sistema de leques aluviais 
ii. Sistema fluvial entrelaçado 
iii. Sistema fluvial meandrante 
iv. Sistema fluvial anastomosado 
5.3.1. SISTEMA DE LEQUES ALUVIAIS 
Os modelos de leques aluviais são baseados principalmente no estudo de leques de regiões 
áridas e semi-áridas. 
São caracterizados por forte escoamento superficial e transporte de clastos de granulação 
grossa resultantes da desagregação mecânica das rochas. 
As porções proximais dos leques aluviais são caracterizadas por depósitos de fluxo de detritos 
contendo seixos e blocos. O depósito é desenvolvido em locais de grande declividade e abundante 
suprimento de detritos, requerendo descargas muito fortes para seu início, condições típicas de 
climas áridos com longos períodos secos intercalados com chuvas torrenciais. 
Em posições intermediárias a distais dos leques predominam depósitos de corridas de lama 
compostos por lamitos. 
Em seções verticais ocorre, muitas vezes, uma alternância de depósitos de fluxo de detritos e 
corridas de lama decorrente de variações na descarga ou tectonismo. 
5.3.1.1. SISTEMA FLUVIAL ENTRELAÇADO 
Rios entrelaçados caracterizam-se pelo amplo domínio de carga de fundo de granulação 
grossa, grande variabilidade de descarga e facilidade de erosão nas margens. Possuem razão 
largura/prof. > 40. 
A formação desse sistema se dá pela variação de descarga e grande erosão das margens. Isso 
possibilita a formação de depósitos de barras longitudinais, os quais obstruem a corrente e ramificam 
o fluxo. 
5.3.1.2. SISTEMA FLUVIAL MEANDRANTE 
É caracterizado por canais com alta sinuosidade e razão largura/profundidade < 40. Predomina 
o transporte de carga em suspensão. 
A migração lateral dos canais ocorre por meio da erosão progressiva das margens côncavas e 
sedimentação nos leitos convexos dos meandros. 
Sua formação ocorre devido ao gradiente extremamente baixo e ao fluxo helicoidal do canal. 
Tipos de depósitos: Barras em pontal 
 Depósitos de atalho e meandros abandonados 
 Diques marginais 
 Depósitos de rompimento de diques marginais 
 Depósitos de planícies de inundação 
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5.3.1.3. SISTEMA FLUVIAL ANASTOMOSADO 
Esses sistemas consistem em um complexo de canais de baixa energia, interconectados, 
desenvolvidos em regiões úmidas e alagadas e formando ilhas alongadas e recobertas por 
vegetação. Ocorrência de turfas (depósitos de matéria orgânica) e pântanos (depósitos argilosos). 
São rios sinuosos e relativamente profundos. Porém apresentam pouca migração de canais 
(meandros) e ausência de barras em pontal, o que os diferencia dos rios meandrantes. 
 
 
5.4. RIOS E ENGENHARIA 
5.4.2. FUNDAÇÕES DE PONTES 
O fenômeno de remoção ou erosão de partículas dos leitos dos rios, especialmente durante as 
cheias, com o aprofundamento do seu leito é denominado de solapamento. É importante que se 
aborde esse assunto, pois a determinação da profundidade mínima de fundações de pontes está 
diretamente relacionada com a potencialidade de solapamento do curso de água. A profundidade 
mínima de fundação de um pilar de uma ponte é determinada pela condição absoluta de que a base 
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da fundação deverá estar obrigatoriamente pelo menos um metro abaixo do nível que o curso de 
água poderá erodir durante as cheias. Nas seções do rio em que ele possui um canal com margens 
elevadas que o impeçam de espraiar-se a erosão pode atingir grandes profundidades. A presença de 
pilares ao longo do leito do rio aumenta a intensidade do solapamento uma vez que são pontos 
críticos de obstrução da corrente (diminuição da seção / aumento da velocidade de fluxo). Esses 
problemas com fundações são intensificados também nas curvas do rio na sua parte convexa dos 
meandros. Nessas áreas as fundações devem ser mais profundas em comparação às fundações nas 
margens côncavas. Uma regra empírica indica que as fundações devem ter comprimento 4 vezes 
maior (4h) que a variação média (h) entre o nível normal e o nível máximo 
 
 
Solapamento originado por enxurradas (o fluxo de alta energia retira material do fundo do rio 
aumentando sua profundidade, principalmente quando o rio tem margens altas que o impedem de 
espraiar-se). 
5.4.3. LOCAÇÃO DE PONTES E CAPTAÇÃO DE ÁGUA 
Evitar a localização de pontes, estradas e pontos de captação de água em sistema fluvial 
meandrante de rios com fluxo intenso de água onde possa haver o abandono do meandro em 
períodos curtos de tempo, sob o risco de inutilização da obra de engenharia. 
5.4.4. PLANÍCIES ALUVIAIS 
Do ponto de vista da engenharia essa planícies tem um interesse muito grande já que estão 
associados a elas grandes problemas tais como recalque das argilas, presença de lençol freático a 
baixas profundidades, complicando obras de escavação e de fundações (exige fundações profundas). 
5.4.5. RIOS E M INERAÇÃO 
Placeres fluviais 
Prospecção Geoquímica