aula 10 - Águas superficiais e subterrâneas

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  • 1Engenharia Civil 2012

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    GUAS SUPERFICIAIS E SUBTERRNEAS

    UTFPR - Curitiba

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    Ronaldo L. S. IZZO, D.Sc.

    izzo@utfpr.edu.br

    http://paginapessoal.utfpr.edu.br/izzo

    Engenharia Civil 2012

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    ESCOAMENTO SUPERFICIAL

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    3GUA SUPERFICIAL E SUBTERRNEA

    CICLO HIDROLGICO

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    Intercmbio entre os reservatrios

    (oceanos, geleiras, rios, lagos, vapor dgua, guasubterrnea, gua retida nos seres vivos)

    Ciclo Hidrolgico da gua

    energia solar. Esse ciclo governado

    no solo e subsolo gravidade, bem como pelo tipo edensidade da cobertura vegetal

    na atmosfera e superfcies lquidas pelos elementos efatores climticos, como por exemplo temperatura do arintensidade de radiao solar, fatores responsveis pelosprocesso de circulao dos oceanos para a atmosfera.

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    5GUA SUPERFICIAL E SUBTERRNEAGUAS SUPERFICIAIS

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    6GUA SUPERFICIAL E SUBTERRNEA

    BALANO HDRICO

    BACIA HIDROGRFICA

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    Bacia de Drenagem definida como uma rea de

    captao da gua, demarcada por divisores topogrficos,

    onde toda a gua captada converge para um nico ponto

    de sada. Os rios so os principais componentes das

    bacias de drenagem.

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    PADRES DE DRENAGEM

    As drenagens apresentam padres caractersticos em

    funo do tipo de litologia e estruturas geolgicas

    ocorrentes.

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    Dendritico ramos irregulares de canais em vrias direes,comuns em rochas macias e em acamadamentos planos derochas. Nessa situao, diferenas na resistncia da rocha so totnues que o controle das direes de crescimento dos vales desprezvel.

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    Paralelo ou subparalelo Canais que se formaram em superfciesinclinadas sobre rochas homogneas. Riachos, canais sofreqentemente observados em cortes de estrada recentes ouescavaes inclinaes moderadas.

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    Radial Canais radiais como raios de uma roda, de uma reatopograficamente elevada tal como um domo ou um conevulcnico.

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    Retangular sistema de canais marcados por curvas em ngulosretos. Geralmente resultantes da presena de juntas e fraturas emrochas macias ou foliaes em rochas metamrficas. Taisestruturas com seus padres de seo transversal tm guiado asdirees dos vales.

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    Treliado Arranjo retangular de canais com as correntesalimentadoras principais paralelas e bastante longas, como videirasou em padro de trelias. Esse padro comum em reas ondeexistem bordas de afloramento de rochas sedimentares dobradas.Ambas, fracas e resistentes, formam cintures longos eaproximadamente paralelos.

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    Anular Correntes seguem caminhos aproximadamentecirculares e concntricos ao longo de rochas brandas quecircundam um domo ou embasamento onde a eroso expssucessivamente cintures de rochas de diferentes graus deeroso.

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    Centripetal Correntes convergem em direo a uma depressocentral tal como uma cratera vulcnica, uma caldeira, umembasamento estrutural, um domo erodido ou um embasamentocriado por dissoluo da rocha carbontica.

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    Desordenado Correntes apresentam completa falta de arranjo eajuste com as estruturas e rochas. Caracterstica de terrenosrecentemente degelados onde as caractersticas do terreno foramremodeladas por processos anteriores ao congelamento.

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    FASES DOS RIOS

    Fase Juvenil:

    excesso de energia predomina eroso e transporte,cabeceiras;

    Fase Madura:

    trechos mdios, energia mais baixa, mais transporte e menoseroso;

    Fase Senil:

    energia muito baixa, transporte e muita deposio, planciesde inundao.

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    COMPORTAMENTO DAS DRENAGENS EM RELAOAO SUBSTRATO

    EM ROCHAS SEDIMENTARES Rios Conseqentes correm segundo a declividade do terreno,

    em concordncia com o mergulho das camadas;

    Rios Subseqentes tm seu curso controlado por

    descontinuidades (falhas, juntas);

    Rios Obseqentes tm seu fluxo no sentido oposto

    declividade (mergulho) das camadas, em geral descem escarpas

    e desembocam em rios subseqentes.

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    COMPORTAMENTO DAS DRENAGENS EM RELAOAO SUBSTRATO

    EM ROCHAS GNEAS: Rios Antecedentes entalham seu curso rapidamente,

    contemporneo a um processo tectnico (ex. falhamento), ou j

    existiam antes do processo;

    Rios Superimpostos ocorre sobre coberturas sedimentares com

    substrato cristalino, o rio estabelece seu curso sem influncia

    das estruturas do embasamento cristalino.

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    RIOS SISTEMAS DE DRENAGEM MORFOLOGIA DOSCANAIS

    Parmetros Morfomtricos (Morfologia dos canais de drenagem) Sinuosidade

    relao entre comprimento do talvegue e comprimento dovale (>1.5 alta,

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    Em funo dos parmetros morfomtricos pode-se caracterizar 4padres bsicos de canais de rios:

    Retilneo Meandrante Entrelaado Anastomosado

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    ESCOAMENTO SUPERFICIAL

    PROBLEMAS ?

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    RIOS PROCESSOS FLUVIAIS (EROSO, TRANSPORTE)

    EROSO

    A eroso provocada por um rio depender das condies dasmargens e do seu fluxo: Laminar (velocidade baixa)

    Turbulento (velocidade alta)

    Transporte Trao (arraste, rolamento e saltao)

    Suspenso (partculas finas)

    Misto

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    24GUA SUPERFICIAL E SUBTERRNEAGUAS SUPERFICIAIS

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    RIOS PROCESSOS FLUVIAIS (DEPOSIO)

    A deposio em sistemas de drenagem ocorre principalmente como

    depsitos aluviais de rios e leques.

    Esses depsitos so de grande importncia econmica, uma vez

    que podem hospedar recursos minerais (placers aurferos,

    diamantferos, cassiterita, deps. carvo e outros).

    Seu estudo permite caracterizar a evoluo do sistema de drenagem

    e da prpria bacia.

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    RIOS E ENGENHARIA

    FUNDAES DE PONTES

    O fenmeno de remoo ou eroso de partculas dos leitos dos rios,especialmente durante as cheias, com o aprofundamento do seuleito denominado de solapamento.

    Importncia

    Determinao da profundidade mnima de fundaes de pontes.

    Potencialidade de solapamento do curso de gua.

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    FUNDAES DE PONTES

    A profundidade mnima determinada pela condio absoluta de que a

    base da fundao dever estar obrigatoriamente pelo menos um metro

    abaixo do nvel que o curso de gua poder erodir durante as cheias.

    Nas sees do rio em que ele possui um canal com margens elevadas que

    o impeam de espraiar-se a eroso pode atingir grandes profundidades.

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    FUNDAES DE PONTES

    A presena de pilares ao longo do leito do rio aumenta a intensidade dosolapamento uma vez que so pontos crticos de obstruo da corrente(diminuio da seo / aumento da velocidade de fluxo).

    Esses problemas com fundaes so intensificados tambm nas curvas dorio na sua parte convexa dos meandros. Nessas reas as fundaes devemser mais profundas em comparao s fundaes nas margens cncavas.Uma regra emprica indica que as fundaes devem ter comprimento 4vezes maior (4h) que a variao mdia (h) entre o nvel normal e o nvelmximo.

    Solapamento originado por enxurradas (o fluxo de alta energia retiramaterial do fundo do rio aumentando sua profundidade, principalmentequando o rio tem margens altas que o impedem de espraiar-se).

    GUAS SUPERFIC

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