Aula 3 formas de leito

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GSA0621 ­ Princípios de Geologia Sedimentar ­ 2014
Transporte de sedimentos
   
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Transporte de partículas por 
fluidos
   
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Tipos de fluxo
• Fluxo laminar
• Fluxo turbulento
   
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Número de Reynolds:
Re = V x L x d / u
Onde V = velocidade do fluxo
L = Profundidade do canal ou diâmetro de um cano
u = viscosidade 
D= densidade do fluido
Se Re < 500 o fluxo é laminar
Se Re >2000 é turbulento
Há uma faixa de transição.
Fluxos naturais laminares incluem fluxos de lama e derrames de lava 
(devido a sua alta viscosidade).
Água e ar são normalmente turbulentos.
   
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Fluxos canalizados
Número de Reynolds (Re):
Re < 500 (laminar)
500 < Re < 2000 (transição)
Re > 2000 (turbulento)
Re = VLd/u
V
L
d – densidade
u ­ viscosidade
   
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Fluxo laminar passando a 
turbulento
   
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Fluxo de água em um canal
   
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Subleito viscoso e turbulência
   
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Transporte de partículas 
sedimentares
   
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Modos de transporte
• Arrasto e rolamento
• Saltação
• Suspensão
   
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Modos de transporte
• Arrasto e rolamento
• Saltação
• Suspensão
   
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Carga de fundo
Rolamento
Filmes
   
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Diagrama de Hjüstron-Sundborg
*Leito coesivo
   
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Diagrama de Bagnold
   
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Velocidades de transporte e 
deposição
*Segregação granulométrica
   
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Regimes de Fluxo
Se um fluxo tem velocidade superior à velocidade de propagação de ondas 
em sua superfície, ele é chamado supercrítico. Se não, é subcrítico.
Esses dois tipos de fluxo têm características diferentes e implicam em 
formas de leito diferentes.
Para reconhecer o regime de um fluxo, basta determinar seu 
número de Froude.
Se Fr > 1, o fluxo é supercŕitico.
Se Fr < 1, o fluxo é subcrítico.
   
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Regimes de Fluxo
Deduzindo regimes de fluxo:
Ek= mv²/2
Ep=mgh
Considerando­se a lâmina d'água para uma dada posição do canal, com a altura do fundo fixa.
Et= hLρv²/2+hLρgh
V*h é constante para vazão constante = Q
v=Q/hL
Et=(hLρ*(Q/h)²*1/2)+(Lgρh²)
Et=Lρ*((Q²/2h)+(h²g))
   
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Regimes de Fluxo
0.05
0.2
0.35
0.5
0.65
0.8
0.95
1.1
1.25
1.4
1.55
1.7
1.85
2
2.15
2.3
2.45
2.6
2.75
2.9
3.05
3.2
3.35
3.5
3.65
3.8
3.95
4.1
4.25
4.4
4.55
4.7
4.85
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Energia total por altura
Velocidade crítica (Fr=1)
Estados possíveis
altura da superfície da água
E
ne
rg
ia
 to
ta
l
Comparando com o 
gráfico do h crítico 
para froude=1
Vc=1*(gh)^1/2
Então:
Et=3/2*h²*g
   
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Salto Hidráulico
A passagem do fluxo supercrítico para o subcrítico é brusca, causando
o salto hidráulico
   
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Velocidade de ondas de superfície
Velocidade de ondas de superfície na água:
Se a profundidade é maior que L/2 ­ Ondas de águas profundas  ­> C=(gL/2π)^1/2
Onde L é o comprimento de onda.
Se a profundidade é menor que L/2 – Ondas de águas rasas   C=(gD)^1/2→
Onde D é a profundidade
   
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Regimes de Fluxo
Fluxo Superior Fluxo Inferior
N Froude > 1 <1
relação superfície da água 
/ topografia do fundo
Em fase Fora de fase
turbulência alta moderada
ocorrência Águas muito rasas ou 
grandes enchurradas
Maior parte das correntes 
naturais
   
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Formas de leito e estratificações 
geradas por fluxo unidirecional
   
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Origem das formas de leito
O transporte de grãos por saltação gera acumulações provisórias de 
Sedimento no fundo, conhecidas como formas de leito.
Os fluxos estáveis geram formas de leito previsíveis, relacioanadas
Às características do fluxo (velocidade, profundidade, regime de fluxo)
   
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Separação de fluxo
A separação do fluxo pelas formas de leito gera áreas de deposição
preferencial.
   
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Formas de leitos comuns
­ Ondulações
Por corrente
Por ondas
­ Dunas subaquáticas
­ Leito plano
­ Antidunas
­ Barras compostas
Normais (monolitológicas)
Heterolíticas
   
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Formas de leitos comuns
   
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Velocidade do fluxo e formas de leito
   
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Filmes
Migração de ondulações de corrente
Ondulações cavalgantes
Anti­dunas
Leito Plano
   
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Migração de formas de leito e 
formação de estratificações
   
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Estruturas sedimentares formadas
por migração de formas de leito
­Acamadamento – planos visíveis, marcados por diferença de granulação ou 
composição.
Estratificação – camadas de mais de 1 cm de espessura.
Laminação – camadas de menos de 1 cm de espessura (lâminas)
Série – conjunto de lâminas ou estratos
   
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Estruturas sedimentares formadas
por migração de formas de leito
­ Marcas onduladas (preservadas)
Laminação cruzada
Laminação cruzada cavalgante
­ Dunas subaquáticas – estratificação cruzada
Acanalada
Tabular
­Dunas eólicas
Acanalada Tabular
­ Leito plano – laminação plana
­ Praia – estratificação inclinada
   
GSA0621 ­ Princípios de Geologia Sedimentar ­ 2014 Leito plano 
   
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Lineação de corrente
   
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Ondulação e laminação cruzada
   
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Laminação cruzada cavalgante
   
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Duna de crista sinuosa
   
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Estratificação cruzada acanalada
   
GSA0621 ­ Princípios de Geologia Sedimentar ­ 2014Estratificação cruzada acanalada (Aa)
   
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Dunas de cristas retas
   
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Estratificação cruzada tabular
   
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Line drawings to show an interpreted spectrum of 
sedimentary structures representative of the upper flow 
regime, from transitional dunes, through plane bed, 
transitional antidunes and antidunes, to chute and pool 
bedform states. Note that the drawings are intended to be 
scale­independent. Parting lineation is present on the 
bedding planes of many if not all of these structures.
Fielding (2006)
Transição entre os regimes de fluxo e estruturas de 
RFS
   
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 Photographs of cross­bedding structures considered representative of the transition from dune to upper plane bed phase. A) Small­scale, washed out dunes, showing 
flat, eroded tops.  B) “Humpback cross­bedding” set, showing preservation of the complete bedform, reworking of the stoss side by small dunes or ripples, sigmoidal 
foreset geometry and flattening out of the lee side into an extensive bottomset.  C) Example of humpback cross­bedding transitional to flat lamination, showing flattening 
out of foreset bedding downdip and upward through the set, culminating in a convex upward (hummocky) bedform.
   
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Bacia do Tucano
   
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Photographs of test section (1á5 m wide) in Run 2 with water ˉow from right to left. (A) standing water­surface wave and 
developing antidune, (B) asymmetrical water­surface wave and antidune, with ˉow separation zone on upstream side of antidune 
prior to wave breaking,
   
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(C) a breaking wave and (D) asymmetrical bedform migrating into antidune trough after wave breaking.
Alexander et al. (2001)
   
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Estratificação por desestabilização de antidunas (Alexander, 2001)
   
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Formas de leito - Exemplos
   
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Estratificações – Exemplos
   
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