i) Elementos de estruturação da calha fluvial

• O fluxo (energia: vazão) e o material sedimentar (sedimentos, resistência ao escoamento ou capacidade de transporte) são os elementos fundamentais para estruturação da geometria da calha e manutenção do equilíbrio fluviomorfologico.

• O fluxo (na ST):– Largura do canal: largura superficial;– Profundidade: tirante d’água;– Velocidade do escoamento: perfil da velocidade

na seção vertical;– Vazão: quantidade (volume) de água escoada;– Diferença de energia: inclinação da superfície livre

entre 2 ST’s consecutivas (linha piezométrica LP);– Área: área molhada (escoamento);– Perímetro: superfície recoberta por água

(perímetro molhado);– Raio hidráulico: AM/PM;

– Carga de sedimentos:• Em arraste (QSA): se desloca pelo fundo (10 – 15% QST);

Obs.: Em rios largos e rasos, o material dos sólidos de fundo (ou arraste) é significativo devido ao peso e forma das partículas.• Em suspensão (QSS): se escoa com a mesma velocidade

da água (85 – 90% QST);• ST = SS + AS;• O material sedimentar (ST; trecho fluvial):

– Granulometria: sedimentos em suspensão e fundo (arraste). Define o material do leito do rio.

FIGURA 20: Perfil longitudinal da rede de drenagem e os sedimentos

– Coeficiente Uniformidade: quanto mais uniformes os grãos, menor é a erosão da bacia, quando:

D6O/D1O ≈ 1 ↑ estabilidade da calha - ↓ erosão da calha

“Quanto mais inclinada a curva granulométrica, menor é a uniformidade dos grãos.”

– sgrad = coeficiente de gradação = (1/2).[(D84/D50)+(D50/D16)]=1 - ↓ degradação (erosão) da calha.

“Desvio padrão em torno do diâmetro médio dos grãos. Se sgrad 1 significa leito não degradado. Quanto maior sgrad, mais degradado é o leito, e mais estendida é a granulometria.”

FIGURA 21– Rugosidade da calha fluvial: é devido aos sedimentos, blocos naturais, vegetação, etc.

FIGURA 22: Rugosidade da Calha Fluvial

• Elementos (hidrológicos/geométricos) da calha fluvial (1 Ano Hidrológico)

FIGURA 23: ST de Calha Fluvial

– Elementos:

QL(m³/s)|h(m)|b(m)|A(m²)|P(m)|R.H.(m)|Carga de sedimento em suspensão (mg/L)| (m/s)|n|

– Relações:

y= L, h, - aumentam com a QL de forma exponencialy = axb, onde:y= L, h, e x = Qlíquida

Sendo:a – pouco significativo para geometria da calha.b – o expoente tem uma variação mais significativa entre as seções.

Qlíquida cresce para jusante.

FIGURA 24: Vazão Líquida Crescendo para Jusante

Obs.: 1) Velocidade aumenta não devido a declividade e sim ao aumento da vazão. 2) O que vai fazer partículas sedimentarem é o peso próprio, formato das partículas, floculação.

j) Leis de Fargue

• Importância: projeto de trechos em curva de canais

FIGURA 25: Canal de Desvio

• Rio: Garona (Itália), 22 Km, trecho: Gironda a Barsac;

• A profundidade máxima nos talvegues não se localizava no mesmo ponto, estava ora em uma margem ora em outra, ora no meio (seção central do rio). O rio era sinuoso em planta;

• Observou que nas curvas, os pontos de profundidade máxima (fossa) estavam próximos das margens côncavas. Notou-se também que quanto > a curva (< raio) maior era a fossa.

FIGURA 26: Trecho de 22 Km com suas Características Flúvio Morfológicas

FIGURA 27: Fossa na Margem Côncava

• Curva (C): porção do rio compreendido entre dois trechos retilíneos consecutivos.

FIGURA 28: Planta Baixa de uma Curva em um Canal