REDE DE DRENAGEM

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REDE DE DRENAGEM

  1. 1. Rede de Drenagem Éderson Dias de Oliveira RAMOS, Catarina. Programa de Hidrogeografia, Centro de Estudos Geográficos da Universidade de Lisboa, Lisboa, 2005
  2. 2. Rede de Drenagem * É obtida a partir de documentos como: imagem de satélite, fotografia aérea ou mapa topográfico, variando de acordo com a escala de análise no levantamento da rede hidrográfica. * Densidade de drenagem (Dd): é uma boa indicação do grau de desenvolvimento de um sistema de drenagem. Expressa a relação entre o comprimento total dos cursos d’água de uma bacia e a sua área total. * Nessa Dd = Ct / A (km/km²), em que Ct é o comprimento total dos cursos de água da bacia (em km) e A é a área da bacia (em km²). * A Dd varia de acordo com a precipitação, substrato geológico e relevo. A Dd fornece uma indicação da eficiência da drenagem natural das bacias, sendo estas tanto mais bem drenadas quanto maior for a Dd.
  3. 3. * Bacias com drenagem pobre  Dd  0,5 km/km2 * Bacias com drenagem regular  0,5  Dd  1,5 km/km2 * Bacias com drenagem boa  1,5  Dd  2,5 km/km2 * Bacias com drenagem muito boa  2,5  Dd  3,5 km/km2 * Bacias excepcionalmente bem drenadas  Dd  3,5 km/km2 a. Esparsa. b. Média. c. Densa.
  4. 4. * Em igualdade dos restantes fatores, as bacias com maior densidade de drenagem tenderão a estar mais sujeitas a cheias do que as bacias com menor densidade de drenagem.  Densidade de rios (Dr): a exemplo da Dd, correlaciona o número de canais (N), com a bacia hidrográfica (A) - Dr = N/A;
  5. 5. Padrões de Drenagem  A drenagem de uma região depende não só da pluviosidade e topografia, mas também da cobertura vegetal, do tipo de solo e do substrato geológico (diferenças de declive, natureza e disposição das camadas, diferentes graus de resistência das rochas e a tectônica);  Terrenos relativamente impermeáveis apresentam densa rede de drenagem, enquanto que os mais permeáveis possuem densidade menor.  Os padrões de drenagem dizem respeito à situação espacial dos rios, a qual é em grande parte controlada pela estrutura geológica do terreno.  Denomina-se padrão de drenagem ao arranjo, em planta, dos rios e riachos dentro da BH (Allen, 1965).
  6. 6. Os principais padrões de drenagem são: dendrítica treliça retangular paralela radial anelar
  7. 7. Os tributários distribuem-se em todas as direções, e se unem formando ângulos agudos. Esse padrão é tipicamente desenvolvido sobre rochas de resistência uniforme, ou em estruturas sedimentares horizontais. Dendrítica: também é designada como arborescente, a corrente principal corresponde ao tronco, os tributários aos ramos e as correntes de menor categoria as folhas.
  8. 8. Retangular: caracteriza-se pela presença de ângulos retos tanto no curso principal como nos tributários. Esse padrão é diretamente condicionado pelas diáclases e falhas que se cruzam em ângulos retos. Dessa forma há bruscas alterações de direção quer dos cursos de água principais, quer dos seus afluentes.
  9. 9. Treliça - caracteriza-se pela presença de tributários principais alongados e retos e com certo paralelismo entre si e ao curso principal, sendo que os tributários secundários entram nos tributários principais com ângulo reto. Sugere rochas de resistência desigual dispostas paralelamente em dobras com estratos dobrados ou basculados e em planície costeira dissecada;
  10. 10. Radial: caracteriza-se de drenagens que irradiam a partir de uma área central e nem todos divergem necessariamente entre si, podendo até haver união de rios quando, em função de irregularidades do declive inicial, eles correm obliquamente, um em direção ao outro. Os cursos de água dispõem-se como os raios de uma roda, divergindo do centro de uma área mais elevada para a periferia - Sugere regiões com domos estruturais ou vulcões. Extraído do livro Para Conhecer a Terra
  11. 11. Radial Centrípeto e Centrífugo: representa uma variação do padrão radial e é característico de áreas com declives internos de crateras e caldeiras e onde cristas topográficas bordejam, circularmente, depressões, como no caso de domos brechados e bacias estruturais. A rede de drenagem converge da periferia para um ponto central comum, localizado numa posição topográfica deprimida.
  12. 12. Anelar: Assemelha-se a anéis, são típicas das áreas dômicas profundamente entalhadas, em estruturas com camadas duras e frágeis. A drenagem acomoda-se aos afloramentos das rochas menos resistentes, originando cursos subsequentes.
  13. 13. Paralelo: caracteriza-se por uma série de cursos de água que correm mais ou menos paralelos entre si em uma extensão relativamente grande. Sugere a existência de declives unidirecionais extensos e pronunciados ou cristas lineares alongadas, constituídas por estratos resistentes uniformemente inclinados.
  14. 14. Padrão de Canal • A configuração de um rio, em planta dentro de uma visão ampla, é denominada como padrão de um canal fluvial; • Padrões de canais são os ajustes do canal à sua seção transversal (forma do leito do canal). Estão relacionados a uma série de fatores: descarga, carga de sedimentos, declive, largura e profundidade, velocidade e rugosidade. • A configuração de um canal é geralmente descrita como: Retilínea - Meandrante - Entrelaçada - Anastomosada
  15. 15. Representação de um meandro abandonado
  16. 16.  Meandrante (rio Meandro, Turquia) – Segundo Petts e Foster (1985) o rio meandrante clássico é definido como aquele em que há uma seqüência de curvas sinuosas produzidas pela acresção lateral de barras de pontal.  Os canais meandrantes são típicos de ambientes de baixa energia, podendo formar planícies de inundação e vários tipos de depósitos associados.
  17. 17.  A sinuosidade do canal aumenta, em geral, de montante para jusante, em consonância com a diminuição da declividade e aumento da freqüência de sedimentos pelíticos na carga sedimentar.  Quando visto em seção transversal, o canal meandrante é, assimétrico e esta característica é mais acentuada em trechos mais curvos e menos evidente nos segmentos mais retilíneos.  Os canais meândricos são aqueles em que os rios descrevem curvas sinuosas, largas, harmoniosas e semelhantes entre si;  Esse se forma através de um trabalho contínuo de escavação na margem côncava (ponto maior da velocidade da corrente) e de deposição na margem convexa (ponto de menor velocidade).
  18. 18.  Retilíneos – canal único, bem definido, com margens estáveis - De acordo com Leopold e Wolman (1957), os canais retilíneos naturais são raros.  Esses canais são relativamente estáveis, com taxas de migração de canal limitadada por uma combinação de baixa disponibilidade de energia e margens resistentes à erosão (CHARLTON, 2007).  Este padrão geralmente ocorre em pequenas distâncias num canal e seu padrão deposicional se assemelha ao de canais meandrantes, consistindo em acúmulo de sedimentos em barras de canal e erosão em margens com profundidades maiores, possuindo sinuosidade insignificante (SANTOS, G., 2008).
  19. 19. • Canais retos são aqueles em que o rio percorre um trajeto retilíneo, sem se desviar significativamente de sua trajetória normal em direção à foz. • Os canais verdadeiramente retos são raros na natureza, existindo principalmente quando o rio está controlado por linhas tectônicas, como no caso de cursos de água acompanhando linhas de falha. • Sua presença exige também a existência de um embasamento rochoso homogêneo, pois são contrário o rio fatalmente se desviará em sua trajetória.
  20. 20.  Anastomosado – Hugget (2007) afirma que os canais anastomosados são canais de baixo gradiente, potência de canal muito baixa e bancos estáveis formados a partir de sedimentos coesivos ou areia estabilizada pela vegetação ripária.  Afirma ainda que em alguns casos, o ambiente de baixa energia é causado por subsidência tectônica ou um aumento no nível de base local ou regional.
  21. 21. • São formados em condições especiais, altamente relacionadas com a carga sedimentar do leito. • Quando o rio transporta material grosseiro em grandes quantidades e não tem potencia suficiente para conduzi-lo até o seu nível de base final, deposita-o no próprio leito. • O obstáculo natural que se forma, pela rugosidade e saliências, faz com que o rio se ramifique em múltiplos canais, pequenos/rasos, e desordenados devido às constantes migrações entre ilhotas. • Os trechos anastomosados sempre se localizam ao longo do curso fluvial, pois no ponto de início como no ponto terminal deverá haver um único canal.
  22. 22.  Entrelaçado – são canais essencialmente deposicionais que ocorrem quando o fluxo é dividido em uma série de canais pela presença de ilhas ou barras de sedimentos acumulados (HUGGET, 2007).  Segundo o autor, apesar do fluxo da água estar dividido por causa dos obstáculos (ilhas e barras), o canal entrelaçado é considerado um canal único.  São canais que possuem grandes variações na descarga e na capacidade de transporte.
  23. 23.  Quando a descarga é reduzida, reduz a capacidade de transporte de sedimentos, proporcionando a formação de barras e o surgimento de novos canais.  O canal ramificado surge quando existe um braço de rio que volta ao leito principal, formando uma ilha. Essa junção pode se verificar até a dezenas de quilômetros a jusante.  São excepcionalmente bem desenvolvidos em planícies de lavagem, leques aluviais e deltaicos.  São caracterizados por sucessivas divisões e reuniões de canais, que controlam barras arenosas de sedimentos aluviais.
  24. 24. • As barras formadoras dos múltiplos canais podem ficar expostas durante as estiagens e submersas nas enchentes. • São típicos de rios com excesso de carga de fundo em relação à descarga líquida. • As seções transversais dos seus vales evidenciam canais rasos e grosseiramente simétricos, enquanto o perfil longitudinal, ao longo do talvegue, salienta cavidades relativamente profundas e saliências irregulares.
  25. 25. Uma mesma BH, assim como um rio pode apre- sentar dife- rentes padrões de drenagem em diferentes canais fluviais, que variam tanto espacialmen- te como tem- poralmente.
  26. 26. Características do relevo da BH  O relevo de uma BH tem grande influência sobre os fatores meteorológicos e hidrológicos, pois a velocidade do escoamento superficial é determinada pela declividade do terreno, enquanto que a temperatura, a precipitação e a evaporação são funções da altitude da BH.  A altitude incrementa a precipitação e a diminuição da temperatura, levando à maior entrada de água na bacia e, eventualmente, à sua retenção sob a forma de neve ou gelo;  O grau de declividade interfere na velocidade do escoamento e na infiltração (quanto maior ele for maior será a velocidade e menor a infiltração).  Altas declividades podem ser perigosas durante as chuvas potencializando o aumento da velocidade de progressão das cheias.
  27. 27.  O relevo de BH pode ser melhor trabalhado a partir da análise hipsométrica com os seguintes índices:  Amplitude Altimétrica: esse índice influencia na energia potencial da água; Aa = Hmáx - Hmín, em que: Aa é a amplitude altimétrica (m), Hmáx é a altitude máxima e Hmín é a altitude mínima da bacia.
  28. 28. Amplitude Altimétrica Aa = Hmáx – Hmín Aa = 809 – 598 Aa = 211 m
  29. 29.  Relação de relevo - Rr - (m/m): determina a inclinação da BH, que influencia na velocidade do escoamento (quanto maior, mais rápida é a chegada das águas à desembocadura da bacia).  Rr = Aa/C, em que: Aa é a amplitude altimétrica (m) e C é o comprimento máximo da BH (km), medido paralelamente ao curso de água principal.  Ex. Comprimento axial da BH é de 4,72 km – Amplitude altimétrica é de 211 metros  Relação de relevo = Aa/C; Rr = 211/4,72; Rr = 44,7 m/km ou 0,044 m/m  Análise do perfil longitudinal do curso de água: pelo fato da velocidade de escoamento de um rio depender da declividade dos canais, conhecer a sua declividade constitui um importante parâmetro no estudo de escoamento. Nesse podem ser analisados rupturas de declive, trechos de maior erosão e / ou assoreamento potencial
  30. 30. Representação do perfil longitudinal e transversal de um rio
  31. 31. Perfil Longitudinal •Os rios apresentam equilíbrio dinâmico entre - erosão do canal e - deposição no canal; •Os mesmos demarcam o desenho do vale fluvial, com base numa combinação de fatores: - topografia - clima - fluxo (descarga e velocidade) - rocha subjacente (resistência ao intemperismo e erosão) •Perfil – seção longitunal e côncava do rio (comum a todos rios) •Nível de base – nível (altitude) em que o rio desaparece, penetrando em corpo d’água (lago ou oceano) •Rios não podem cortar abaixo do nível de base •Perfil longitudinal é controlado pelo nível de base regional
  32. 32. Perfil Longitudinal
  33. 33.  Leque aluvial, cone aluvial ou cone de dejeção é um depósito de material detrítico, mal selecionado e pouco trabalhado, que se forma no sopé das montanhas onde os talvegues dos vales encontram uma área plana, quase sempre coincidente com uma planície aluvionar ou uma área lacustre.  Estes depósitos recebem esse nome devido à forma que assumem, com os sedimentos se espraiando a partir da desembocadura do talvegue.  Refletem o fato de que as correntes aluviais perdem energia ao desembocar numa área plana, permitindo que sedimentos de diversas granulometrias se depositem simultaneamente.
  34. 34. Diferença de escalas - Ex; BH do rio do Paraná 880.000 km² x BH do rio Pirapó 5 mil km²
  35. 35. 1) o sistema coletor consiste de um arranjo de vários afluentes, em uma região de cabeceira (regiões mais altas), coletando e afunilando água e sedimentos para o rio principal. 2) No sistema coletor, por conta da alta inclinação do terreno, predomina a erosão, embora haja também transporte e, em menor proporção, deposição de sedimentos. 3) Nessas regiões, a deposição de cascalhos predomina, havendo também deposição, em menor quantidade, de grãos de areia. 4) Devido a alta declividade do terreno, são originadas muitas corredeiras e cachoeiras.
  36. 36. (2) o sistema transportador é constituído pelo rio principal e alguns afluentes. O rio principal funciona como um canal através do qual água e sedimento se move. Como o nome sugere, no sistema transportador predomina o transporte em relação à deposição e à erosão. A inclinação do terreno é menor que no sistema coletor. Quando a vazão diminui, a velocidade da água também diminui, havendo a deposição de areia e pequenos cascalhos no leito do rio, originando as barras. Sedimentos mais finos, se depositam nas áreas de inundação. (3) o sistema dispersador é constituído de um ou mais canais na desembocadura do rio. O mesmo pode ser constituído de canais de estuário ou deltaicos. Os sedimentos e a água trazidos pelo rio são dispersos nos oceanos, em um lago, ou em uma bacia seca. Nesse sistema a deposição é predominante, havendo pouco transporte e quase nenhuma erosão.
  37. 37. Substrato Geológico  O comportamento hidrológico das BHs é influenciado pela litologia, fácies e estrutura geológica, o que interfere na permeabilidade;  A permeabilidade é a capacidade que as formações geológicas têm de se deixar atravessar pela água e depende da dimensão dos espaços vazios nelas existentes.  O grau de compactação, coesão, textura e número de descontinuidades das formações geológicas, interferem na permeabilidade;  O substrato geológico é constituído por formações geológicas consolidadas (rochas) e não consolidadas (cascalho, areia, silte, argila), que influenciam no escoamento;  Um substrato geológico de elevada permeabilidade, ao facilitar a infiltração da água, diminui o escoamento superficial direto e permite o aumento das reservas de água subterrâneas da BH.
  38. 38. Solos  Os solos cobrem o substrato geológico, constituindo a película superficial das bacias.  São compostos por materias minerais, provenientes da alteração (química) e erosão (mecânica) das rochas, e por matérias orgânicas, provenientes da decomposição biológica de plantas e animais (dependem, por isso, das características da sua rocha-mãe e do ambiente climático em que se formaram).  Os solos ganham importância, no escoamento das BHs, através da espessura e textura.  Quanto mais espessos forem maior será a sua capacidade de absorção da água, chegando a funcionar como reservas de água importantes e com influência decisiva no escoamento, nas regiões de clima quente e húmido ou com uma estação húmida muito extensa.
  39. 39. Vegetação * A vegetação influencia grandemente na dinâmica hidrológica das BHs, através do tipo de revestimento (arbóreo, arbustivo ou herbáceo), do grau de cobertura e do tipo de utilização pelo homem (florestal, agrícola, incultos). * As florestas revelam-se de capital importância uma vez que minimizam o impacto da chuva no solo (splash), reduzindo desse modo a erosão do mesmo; * Há também a diminuição na velocidade do escoamento superficial, favorecendo a infiltração e contribuindo, assim, para o aumento das reservas hídricas subterrâneas e para a redução das pontas de cheia.
  40. 40. Os rios e seus regimes: o escoamento fluvial • O escoamento fluvial resulta da somatório da água que é imediatamente escoada a seguir à precipitação (ou que resulta da fusão da H2O sólida) e da que é cedida pelas reservas subterrâneas. • Temos com isso os escoamentos direto e o de base. • O escoamento direto (trata- se da fração da precipitação que, depois de satisfeitos os processos de evaporação, infiltração e retenção superficial, chega ao rio) constitui a componente mais importante do escoamento fluvial durante os períodos chuvosos.
  41. 41. • O escoamento de base resulta da parcela da precipitação sujeita a processos de infiltração profunda e representa a contribuição das reservas hídricas subterrâneas da bacia para o escoamento fluvial. • A sua importância é diminuta durante os períodos chuvosos, mas chega a representar a totalidade do escoamento fluvial quando as outras componentes se esgotam.
  42. 42. Unidades de medição  O escoamento fluvial pode ser medido através das estações hidrométricas: seção de um curso de água onde se efetua um registo periódico de níveis, e onde se definiu uma curva de vazão para conversão dos respectivos valores em caudais.  Noção de curva de vazão (relação entre a altura e o caudal de um curso de água numa estação hidrométrica).  Métodos de estabelecimento das curvas de vazão:  Método “estrutural” (que utiliza estruturas hidráulicas como descarregadores ou comportas, cuja vazão pode ser estabelecida teoricamente ou por modelo reduzido);  Método “seção-velocidade” (determinação da vazão através da medição da velocidade média do fluxo da água num determinado número de pontos da seção transversal, com a mesma profundidade e somando os produtos das velocidades médias pelas áreas elementares resultantes).
  43. 43. Molinete Hidrométrico Régua Linimétrica
  44. 44. Ultrassônico
  45. 45. Calha de Parshall
  46. 46. Vazão • A vazão (Q) define-se como o volume de água que passa numa seção do curso de água por unidade de tempo, sendo expresso em m³/s ou l/s. • Dela depende a capacidade erosiva e de transporte de sedimentos dos cursos de água, o abastecimento de água para as diversas atividades humanas, a capacidade de diluição dos produtos contaminantes a que estão sujeitos. • A vazão permite hierarquizar os cursos de água, quanto à quantidade de água que, em média, transportam. • Noção de perímetro molhado (comprimento da linha de contato entre um curso de água em movimento e o seu canal na seção transversal;
  47. 47.  Cálculo do caudal: Q = V x A, em que Q é o caudal (em m³/s), V é a velocidade média na seção considerada (em m/s) e A é a superfície da seção transversal do curso de água (em m²). As linhas de igual velocidade numa seção transversal fluvial chama-se isotáquias .  As unidades de medição, sua definição, conversões e aplicações práticas pode ser:  caudal médio (volume de água que passa numa seção de um curso de água por unidade de tempo, mede-se, normalmente, em m³/s).  caudal específico (caudal por unidade de superfície, mede- se em l/s.km²).  Um curso de água é um fluxo canalizado, mais ou menos caudaloso, que se pode manter ou não ao longo de todo o ano.
  48. 48.  A designação de rio costuma reservar-se para o curso de água principal de uma BH, no qual converge a água transportada pela sua rede de afluentes e subafluentes.  Entretanto, há vários outros termos utilizados para cursos d'água, vários deles característicos de determinadas regiões do Brasil ou de Portugal, como:  Rio, ribeiro, ribeirão, sanga, água, córrego, regato, arroio, canal, igarapé, paraná, riacho, grota, lajeado, corgo e etc.  A classificação da UNESCO (1978) definiu os cursos de água baseada no seu caudal médio anual: grandes rios (>1000 m³/s), rios (150 a 1000 m³/s), ribeiras (5 a 150 m³/s) e pequenas correntes de água (<5 m³/s).  Só por curiosidade, o Amazonas transporta 23% da água drenada por todos os rios do Planeta.
  49. 49.  Das grandes BHs continentais três se destacam pela sua enorme produtividade (+ de 30 l/s.km²), uma vez que se situam em regiões muito chuvosas: as do Amazonas e Orenoco, na região equatorial da América do Sul, e a do Bramaputra, na região dos Himalaias.  No extremo oposto (- de 2 l/s.km²) estão as bacias cujos rios atravessam extensas regiões secas ou mesmo desérticas (Nilo e Shatt-el-Arab).  A vazão do Amazonas é cerca de 60 vezes maior do que a do rio Nilo.  A maioria das grandes cidades do mundo surgiram no entorno de um rio, a mais notória exceção é a cidade do Rio de Janeiro, que apesar de ter “Rio” no nome não é cortada por nenhum grande rio.
  50. 50. Os 15 maiores rios em vazão (Q > 1000 m³/s), com BHs de área > 500.000 km³

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