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AULA 05 ENGENHARIA CIVIL 10º PERÍODO 1 Rio é um curso de água que corre naturalmente, usualmente de água doce, que flui por gravidade em direção a um oceano, um lago, um mar, ou um outro rio. Esses cursos de água se formam a partir da chuva, que é absorvida pelo solo até atingir áreas impermeáveis no subsolo onde se acumula, constituindo o que chamamos de lençol freático. Em alguns casos, um rio simplesmente flui para o solo ou seca completamente antes de chegar a um outro corpo d'água. Pequenos rios também podem ser chamados por outros nomes, incluindo córrego, canal, riacho, arroio, riachuelo ou ribeira. 2 Os rios são os principais agentes geológicos que atuam na superfície da Terra. À medida que erodem o substrato rochoso, transportam e depositam areia, cascalho e lama. Eles erodem as montanhas, levam os produto do intemperismo até os oceanos e acumulam, nos depósitos de barras fluviais e planícies de inundação ao longo do caminho, bilhões de toneladas de sedimentos. Nas suas desembocaduras, na borda dos continentes, eles descarregam quantidades ainda maiores de sedimentos, construindo novos terrenos mar adentro. 3 A classificação dos rios se dá pelo escoamento de água, pois irá influenciar na quantidade de água que os rios se formam. Se classificam em 3 tipos: Perenes: recebem esse nome uma vez que permanecem durante todas as estações do ano, sendo possível encontrar sempre água em seu curso. A maioria dos rios do planeta estão nessa categoria. Efêmeros: são aqueles em que somente existem em épocas de alta pluviosidade, sendo formados pelas águas que escoam do solo. Na época das secas, toda água é evaporada, fazendo com que desapareça o curso de água. Intermitentes: são aqueles que em algum momento sofrem com a seca das estações. Assim, eles existem em épocas chuvosas e quase desaparecem (seca ou congelamento de seus leitos) decorrente da baixa pluviosidade. O lençol freático não consegue alimentá-lo devido ao seu baixo nível. 4 Corrente: qualquer corpo de água que flui, ou seja, é o fluxo de água influenciada pela gravidade, movendo-se numa declividade do terreno. para qualquer corpo de água, grande ou pequeno, que flui sobre a superfície continental, Curso d’água: canais de uma rede de drenagem, que podem ser grandes (rios) ou pequenos (arroios). Rio: são os principais ramos de um grande sistema de correntes. “Os arroios e rios levam de volta para o mar grande parte do volume da água da chuva que se precipita nos continentes, como também grande parte dos sedimentos produzidos pela erosão da superfície.” 5 6 O curso do rio se divide em 3 partes: Curso superior – alta declividade e altas velocidades, sedimentos bem graduados e forte tendência erosiva - vale encaixado e leito retilíneo, variação de descargas, intenso transporte de detritos. Curso médio – declividades médias e velocidades menores, moderada sinuosidade, escavação de margens, maiores vazões, presença de níveis de base, intensidade menor de chuvas e presença de área de transferência de sedimentos. Curso inferior – baixa declividade e baixa velocidade, ação erosiva limitada. Vale fluvial é a designação dada ao corredor ou depressão longitudinal, de tamanho e formas variadas, ocupado pelo curso de água. A formação e o desenvolvimento dos vales fluviais se resultam de 3 interferência naturais: 1. Escavamento do leito ou aprofundamento do talvegue; 1. Alargamento das vertentes; 2. Aumento da extensão dos vales; 7 Também chamado de aprofundamento de talvegues, se relaciona com os vários processos ligados com a dinâmica fluvial, responsáveis pela erosão, transporte e sedimentação ao longo do curso de água que são interdependentes dentro de relações constantemente mutáveis do fluxo e da carga existente. 8 Está relacionado com a atuação dos processos de formação das vertentes em íntima conexão com os processos fluviais atuantes no canal, cuja localização funciona como nível de base. Resulta, principalmente, da atuação dos seguintes processos: a) erosão lateral: remove o material da base das vertentes ocasionando escavações na base e promovendo o desmoronamento de materiais até o rio. A corrente promove a erosão e alarga as margens, depositando e removendo o material. b) escoamento pluvial sobre as encostas: remove grande quantidade de detritos, ocasionando o rebaixamento e ampliação das vertentes. c) formação de sulcos (depressão) e ravinas nas vertentes: relacionada com a ação das enxurradas, torna visível a intensidade do fenômeno denudacional1. d) intemperismo e os movimentos de massa: intemperismo é responsável pelo processo natural de decomposição ou desintegração de rochas e solos e seus minerais constituintes, cujos detritos são removidos pelos movimentos de massa, reconhecidos como modeladores da superfície terrestre. 1 Denudação: remoção da superfície de uma região por efeito erosivo. 9 Erosão por Ravinamento 10 Pode ocorrer de três maneiras: a) erosão regressiva, processo significativo para os pequenos vales. A velocidade das águas se torna mais fraca, não podendo vencer a resistência das rochas. b) aumento da extensão das curvas meândricas (sinuosas); c) prolongamento das desembocaduras devido ao entulhamento dos lagos ou movimentos eustáticos dos oceanos. 11 A classificação de acordo com o controle estrutural está relacionada com os tipos de estruturas geológicas que controlaram a sua evolução. Tipos básicos de vales de acordo com o perfil transversal: (1) vales em garganta; (2) vale em V; (3) vale em mangedoura; (4) vales assimétrico; (5) vale com terraços fluviais; (6) vale em U; 12 Apresentam largura estreita e entalhes (corte) profundos, com vertentes quase verticais. Sua forma mais específica é encontrada em áreas de rochas resistentes, podendo apresentar até centenas de metros de profundidade, quando a amplitude altimétrica é elevada. 13 Possuem as vertentes íngremes e ainda pouco modeladas pela erosão. Indicam uma relação equilibrada entre o entalhamento (corte) e o alargamento. Geralmente, são esculpidos em material homogêneo e as vertentes são simétricas. 14 Quando o entalhamento diminui, aproximando-se de zero, há um alargamento cada vez maior do fundo do vale, através da expansão da planície de inundação. Os limites com as vertentes são sempre nítidos e o perfil transversal, em seu conjunto, é variável, de acordo com a inclinação das vertentes. 15 São superfícies planas ou levemente inclinadas formando as margens um rio, resultantes de variações climáticas ou do nível das águas através dos tempos. A sucessão de fases de acumulação e de entalhamento pode originar, nas bordas do vale, o surgimento de vários degraus com sedimentos correlativos de tais fases. 16 Este tipo de vale é comum nas áreas com estruturas monoclinais e dobradas e nas regiões de canais meândricos encaixados, quando se verifica o deslocamento e a ampliação das curvas dos meandros. “Relevo monoclinal, forma topográfica assimétrica, composta de um talude em inclinação oblíqua e outro flanco de inclinação suave.” 17 São elaborados por uma sucessão de fases fluviais e glaciárias, principalmente em rochas resistentes. As paredes das vertentes são muito íngremes, quase verticais e retilíneas e o fundo do vale geralmente é amplo e plano. 18 A água de todos os rios, grandes e pequenos, move-se de acordo com certas características básicas da dinâmica de fluidos. Podemos ilustrar dois tipos de escoamento de fluidos usando linhas de movimento chamadas de linhas de corrente (fluxo laminar e fluxo turbulento). Os fluxos dependem de 3 fatores: 1. Sua velocidade (taxa de movimento) 2. Sua geometria (principalmente sua profundidade) 3. Sua viscosidade, que é uma medida da resistência ao movimento de um fluido. Quanto mais viscoso (espesso) é um fluido, maior será a sua resistência ao fluxo. 19 Os rios variam de acordocom sua capacidade de causar a erosão, podendo carregar grãos de areia e outros sedimentos. Os fluxos laminares da água podem levantar e carregar somente as partículas menores, mais leves, de tamanho argila. Os fluxos turbulentos, dependendo de suas velocidades, podem mover partículas que variam desde o tamanho argila até seixo (fragmento de rocha) e calhau. À medida que a turbulência levanta as partículas do leito do rio, o fluxo carrega-as para jusante. A turbulência também faz as partículas grandes rolarem ou deslizarem sobre o leito. 20 21 Quanto mais rápida a corrente, maiores as partículas carregadas como carga de suspensão ou de fundo. À medida que a corrente aumenta sua velocidade e as partículas mais grossas são suspensas, consequentemente, a carga de suspensão aumenta (cresce). Ao mesmo tempo, mais material do fundo estará em movimento, e a carga de fundo também aumenta. Quanto maior o volume de um fluxo, maior a carga de sedimento (carga de suspensão e de fundo) capaz de ser transportada. A capacidade de um fluxo é definida pelo total de carga. 22 A velocidade e o volume de um fluxo afetam a competência e a capacidade de um rio. À medida que a velocidade da corrente aumenta, as partículas de sedimentos na carga de fundo começam a se mover por um terceiro processo, conhecido como saltação - um movimento de saltos intermitentes na superfície do leito da corrente. Quanto maiores os grãos, mais tempo eles tendem a permanecer no leito antes de serem levantados. Em todo o mundo, os rios transportam, anualmente, cerca de 25 bilhões de toneladas de sedimentos e, além disso, 2 a 4 bilhões de toneladas de material dissolvido. 23 24 Para estudar como um rio em particular transporta os sedimentos, os engenheiros hidráulicos e os geólogos medem a relação entre o tamanho das partículas e a força que o fluxo exerce sobre elas nas cargas de suspensão e de fundo. Essa relação possibilita o cálculo de quanto sedimento um fluxo particular pode mover e a rapidez da movimentação. Essa informação permite-lhes planejar barragens e pontes ou estimar a rapidez com que os reservatórios artificiais, represados por diques, serão preenchidos com sedimentos. 25 A relação entre a velocidade da corrente e a erosão e decantação de partículas de tamanhos diferentes. A área azul representa as velocidades em que as partículas são erodidas do leito do rio; a área cinza, as velocidades com que as partículas podem ser erodidas ou decantadas; e a área marrom, as velocidades em que as partículas decantam-se no leito. 26 Quando os grãos de areia depositados num leito de rio – transportados por saltação, eles tendem a formar dunas e ondulações com estratificação. Dunas: são cristas alongadas de areia, que podem ter muitos metros de altura em rios grandes. Marcas onduladas: são dunas muito pequenas – com altura variando desde menos de um centímetro até alguns centímetros – cuja dimensão mais longa é posicionada, geralmente, em ângulo reto em relação à corrente. À medida que uma corrente move os grãos de areia por saltação, eles são erodidos da face montante das marcas onduladas e das dunas e depositados na parte a jusante. 27 O fluxo de um rio pela sua vazão ou descarga - o volume de água que passa num dado ponto e num dado momento à medida que flui por um canal de uma certa largura e profundidade. A vazão fluvial é comumente medida em metros cúbicos por segundo (m³/s). A vazão em pequenos rios pode variar desde cerca de 0,25 a 300 m3/s. 28 À medida que um canal fluvial abre seu caminho no fundo de um vale ele pode correr reto em alguns trechos e assumir uma trajetória tortuosa e irregular em outros, algumas vezes, divide-se em múltiplos canais. Além de canais retos, os outros dois tipos de padrões de canais são o entrelaçado e o meandrante. 29 Um canal fluvial migrando sobre o fundo de um vale cria uma planície de inundação. À medida que a água da cheia alaga a planície de inundação sua velocidade diminui e a corrente perde sua capacidade de carregar sedimento. Sucessivas inundações formam diques naturais, ou seja, cristas de material grosso que confinam o rio dentro de suas margens nos intervalos entre as inundações, mesmo quando o nível da água está alto. 30 Em locais onde os diques naturais alcançaram uma altura de muitos metros, e o rio preenche quase todo o canal, o nível da planície de inundação fica abaixo daquele do rio. 31 Na imensa maioria das planícies de inundação, os canais seguem formas de curvas e laços chamados de meandros. Os meandros são comuns em rios que fluem em declives suaves de planícies ou terras baixas, onde os canais tipicamente cortam sedimentos inconsolidados - areia fina, silte ou argila - ou substrato rochoso facilmente erodível. 32 33 É o rio em que o canal se divide em uma rede entrecruzada de canais, os quais se reencontram num padrão parecido com tranças de cabelo. Os rios entrelaçados são encontrados em muitos cenários, desde vales com amplas terras baixas até largos vales preenchidos com sedimentos originados por abatimentos de blocos próximos às cordilheiras montanhosas. O entrelaçamento tende a se formar em rios com grande variação no volume do fluxo combinada com uma grande carga sedimentar e margens facilmente erodíveis. 34 35 Os cursos de grandes e pequenos rios revela um padrão de conexões chamado de rede de drenagem. Toda elevação entre dois rios, quer meça poucos metros o milhares, forma um divisor de águas - uma crista ou terreno alto de onde toda a água da chuva escoa, para um ou outro lado. A bacia hidrográfica é uma área do terreno limitada por divisores que vertem toda a sua água para a rede de rios que a drenam. 36 37 BOA NOITE. OBRIGADO! 38 rios conceitos rios Classificação dos rios Outros conceitos Número do slide 6 Vale fluvial Escavamento do leito Alargamento das vertentes Número do slide 10 Aumento da extensão dos vales CLASSIFICAÇÃO DOS VALES Vales em garganta Perfil de forma de V Vales de mangedoura Vales em terraços fluviais Vales assimétricos Vales com perfil em U ESCOAMENTO DOS RIOS Erosão e transporte de sedimentos Fluxo laminar e fluxo turbulento Erosão e transporte de sedimentos Erosão e transporte de sedimentos Número do slide 24 Erosão e transporte de sedimentos Número do slide 26 Formas de leito vazão Padrão de canais Planície de inundação Número do slide 31 Canal meandrante Número do slide 33 Canal entrelaçado Número do slide 35 rede de drenagem Número do slide 37 Número do slide 38
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