Apostila de Fluviometria, Notas de aula de Hidráulica

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APOSTILA

FLUVIOMETRIA CTH

Prof. Luis Emílio

Geomorfologia Fluvial

Introdução. Definição

− A Geomorfologia Fluvial interessa-se pelo estudo da

interação entre os processos e as formas do leito

relacionadas ao escoamento dos rios. Entre os

principais processos estando em estágio final a erosão

e a sedimentação, resultante do transporte de

materiais detríticos, transportados por, arraste,

saltação suspensão e solução.

− Os rios (amplo corpo d’água em movimento,

confinado em um canal principal) constituem os

agentes mais importantes no transporte dos materiais

intemperizados das áreas elevadas para as mais baixas

e dos continentes para o mar.

− Os constituintes intemperizados das rochas que são

transportados em solução química compõem a carga

dissolvida dos cursos d’água. A quantidade

de matéria em solução depende, em grande parte, da

contribuição relativa da água subterrânea e do

escoamento superficial para o débito do rio (química

do rio = vários fatores); a carga dissolvida é

transportada na mesma velocidade da água, pode ser

− As planícies de inundação , conhecidas como

várzeas, constituem a forma mais comum de

sedimentação fluvial. A designação é apropriada

porque nas enchentes toda essa área é inundada,

tornando-se o leito do rio.

− A planície de inundação pode ser definida e

delimitada por critérios diversos, conforme a

perspectiva e os objetivos dos

pesquisadores.

• Geólogo − área fluvial recoberta por materiais

depositados pelas cheias;

• Hidrólogo − área fluvial periodicamente inundada

por cheias de determinadas magnitudes e frequências;

•Legislador − delimitada e definida pelo estatuto da

terra;

•Geomorfólogo − apresenta configuração topográfica

específica, com formas de relevo e depósitos

sedimentares relacionados com as águas fluviais, na

fase do canal e na de transbordamento.

FORMAS DE RELEVO

− Há formas de relevo na planície relacionadas ao

canal (meandro) e há aquelas desenvolvidas por

processos de sedimentação que ocorrem fora do canal,

na superfície da planície de inundação, que

constituem, também, elementos característicos de sua

composição: os diques marginais, os sulcos e os

depósitos de recobrimento e as bacias de inundação.

− Diques marginais são saliências alongadas compostas

por sedimentos, bordejando os canais fluviais. A

largura e a altura são variáveis. A deposição no dique

ocorre quando o nível d’água ultrapassa as margens do

canal, quando a corrente fluvial é freada e abandona

parte de sua carga permitindo. Os detritos mais

estabilizando (urbanização) as margens e

muitas vezes indiretamente

desestabilizando−as (retirada da vegetação,

dragagens)

 O efeito das mudanças diretas ou indiretas

podem se propagar até longas distâncias.

6.1 - Canalização

• A canalização é uma obra de engenharia realizada

no sistema fluvial que envolve a direta

modificação da calha do rio e desencadeia

consideráveis impactos, no canal e na planície;

• A utilização desse tipo de obra é considerada

imprópria, com efeitos prejudiciais ao ambiente.

• A passagem da draga, aprofundando o canal,

provoca o abaixamento do nível de base,

favorecendo a retomada erosiva dos afluentes,

aumentando a erosão/aumento deposicional.

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6.2 – Construção de Barragens

• A construção de barragens em vales fluviais rompe a

seqüência natural dos rios em três áreas distintas:

a) na montante da barragem; o nível de base é levantado,

alterando a forma do canal e a capacidade de transporte,

causa aumento no fornecimento de sedimentos para o

reservatório (vida útil);

b) No reservatório: em virtude da mudança da situação

lótica (água corrente) para lêntica (água parada) gera a

formação de feições deposicionais, podendo provocar o

assoreamento do reservatório;

c) Na jusante do reservatório: as mudanças ocorridas no

regime das águas (neste setor) acarretam significativos

efeitos nos processos do canal (entalhe do leito, erosão

nas margens e deposição a jusante.

6.3 - Urbanização

• A urbanização (entre outras mudanças no uso da

terra) aumenta a área de impermeabilização,

causando um aumento no fluxo de água que flui

em direção ao canal principal.

• Há, também, a ocupação de margens, áreas que

sofrem no período de cheia do rio.

• Eventos recentes comprovam que a ocupação

dessas áreas deve ser acompanha de um estudo

preventivo para evitar catástrofes

SUGESTÕES DE ESTUDO

1. Leia o capítulo com atenção anote os termos novos em

vocabulário e memorize seu significado;

2. Observe as figuras, reproduzindo-as com a máxima fidelidade possível, dedicando muita atenção ao seu significado, você

pode vir a ser solicitado fazer algumas delas, EXPLICANDO o desenho;

3. Examine o item 6, procurando explicar cada um dos

parâmetros citados

Capítulo 1 - CARACTERÍSTICAS DOS CURSOS D’ÁGUA

1. Introdução

O objetivo deste capítulo é pro porcionar um conhecimento das principais

características físicas dos cursos d’água, de utilidade para as intervenções

necessárias do ponto de vista da engenharia. A diversidade dos rios é virtualmente

infinita, po is não existem dois lugares iguais em clima, relevo, geo logia e

hidrologia. Entretanto, algumas características morfológicas merecem uma atenção

especial dos técnicos, sobretudo daqueles responsáveis pelo monitoramento

destas características.

Os cursos dágua naturais constituem os agentes mais importantes no

transporte das águas superficiais e dos sedimentos. De acordo co m os

dicio nários, rio é uma corrente contínua de água, mais ou menos caudalosa, que

deságua noutra, no mar ou num lago. Embo ra o curso d’água deva ter uma certa

grandeza para ser designado como rio, é dif ícil precisar a partir de qual tamanho

passa-se a utilizar aquela designação. A toponímia, todavia, é muito rica em

termos designativos para os cursos de água menores, tais como arroio, ribeira,

ribeiro, riacho, ribeirão, e outros, reservando -se o termo rio para o principal e

maior dos elementos componentes de determinada bacia de drenagem. Geológica

e geomorfologicamente, o termo rio aplica-se exclusivamente a qualquer fluxo

canalizado e, por vezes, é empregado para referir -se a canais destituídos de água.

Tais casos, consistindo de canais secos durante a maior parte do ano e

comportando fluxo de água só durante e im ediatamente após uma chuva, são

denominados de rios efêmeros. Os cursos de água que funcionam durante parte do

ano, mas tornam -se secos no deco rrer da outra, são designados de rios

intermitentes. Aqueles cursos que drenam água no decorrer do ano todo são

denominados de rios perenes.

Todos os acontecimentos que ocorrem na bacia de drenagem repercutem,

diretos ou indiretamente, nos cursos d’água. A s condições climáticas, a cobertura

vegetal e a litologia (O termo litologia refer e -se ao tipo de rocha. Consiste na

descrição de rochas em aflor amento ou amostra de mão, com base em várias

características tais como a cor, textur a, estr utura, composição m ineralógica ou

granulometr ia .) são fatores que controlam a morfogênese das vertentes e, por sua

vez, o tipo de carga detritica a ser fornecida aos rios.

2. A seção transversal

Define-se seção transversal a uma vista em corte do leito do curso d’água,

a seção pode ser completa como a mostrada na figura 1.1 ou parcial, mostrando

apenas o leito médio por exemplo.

(ponto onde ocorrem as maiores velocidades da corrente) e de deposição na margem convexa (local

de velocidades mais baixas).

Figura 1. 2 - Elementos do canal em planta.

A figura 1.2 mostra os principais elementos de um curso d´água em planta:

a. Meandro – sinuosidade do leito do rio.

b. Fundão – zona mais profunda do canal, junto à margem côncava.

c. Baixio – zona localizada em geral entre dois fundões, em trechos retos, no ponto de inflexão.

d. Estirão – é a distância entre dois fundões ou baixios consecutivos.

MD A D

ME

eixo médio

talvegue

zona de baixios

Zona de fundões

A

A

B

B

Seção AA

ME MD A D

MD A D

ME A D

Seção BB

margem convexa

margem côncava

Figura 1. 3 - Representação esquemática do deslocamento dos meandros, em

planta.

Figura 1. 4 – Exemplo da migração dos meandros. Confluência do Rio Ibicuí e

Jaguari (RS – Brasil)

Figura 1. 5 - Representação do talvegue, em rios com desenvolvimento normal da

calha.

A A

A A

B A

B B

C A

Figura 1. 8 – Distribuição esquemática das velocidades dos filetes. (a) Trecho reto, em planta, com o talvegue coincidindo com o eixo médio. (b) Trecho em curva, em planta, mostrando o deslocamento do talvegue no sentido da margem côncava. (c) Desenvolvimento teórico do perfil de velocidades numa vertical, evidenciando o efeito de fundo e superfície na redução de velocidades. È interessante notar, que os perfis de velocidades nas diferentes verticais nem sempre

seguem a distribuição parabólica teórica, dependendo da natureza do fundo, das margens e

influência, principalmente, de vegetação junto à superfície. A figura abaixo exemplifica alguns casos

de perfis.

ME

MD

talvegue  eixo médio

ME

MD

eixo médio

talvegue

Vmáx 0,6d Vmédia

fundo do canal

(a)

(b)

(c)

d

Figura....... – Efeito de paredes: exemplos de perfis de velocidades.

Figura 1.9 – deslocamento das partículas em zona de curva.

6. Alteração de parâmetros morfológicos e hidráulicos e suas conseqüências

morfodinâmicamente equilibrados. Em se tratando de canais artificiais, as vazões podem ser controladas, conforme as necessidades de trabalho, morfodinamicamente equilibrados de maneira artificial. Em cursos d’áqua naturais que sofreram processo de retificação e implantação de obras, as vazões podem ser controladas artificialmente (barragens). Neste último caso os canais podem estar com sua carga de transporte sólido em desequilíbrio ocasionando alterações morfodinâmicas.

CAPÍTULO 2

FLUVIOMETRIA

1. Definições e Características de uma Estação Fluviométrica (EF)

2. Medição de niveis e vazões líquidas

3. Medida da descarga líquida

4. Velocidade média do escoamento (na seção transversal)