Rede de Drenagem

Éderson Dias de Oliveira

RAMOS, Catarina. Programa de Hidrogeografia, Centro de Estudos Geográficos da

Universidade de Lisboa, Lisboa, 2005

Rede de Drenagem

* É obtida a partir de documentos como: imagem de satélite,fotografia aérea ou mapa topográfico, variando de acordocom a escala de análise no levantamento da rede hidrográfica.

* Densidade de drenagem (Dd): é uma boa indicação do graude desenvolvimento de um sistema de drenagem. Expressa arelação entre o comprimento total dos cursos d’água de umabacia e a sua área total.

* Nessa Dd = Ct / A (km/km²), em que Ct é o comprimentototal dos cursos de água da bacia (em km) e A é a área dabacia (em km²).

* A Dd varia de acordo com a precipitação, substrato geológicoe relevo. A Dd fornece uma indicação da eficiência dadrenagem natural das bacias, sendo estas tanto mais bemdrenadas quanto maior for a Dd.

* 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.

* Em igualdade dosrestantes fatores, asbacias com maiordensidade de drenagemtenderão a estar maissujeitas a cheias do queas bacias com menordensidade de drenagem.

Densidade de rios (Dr):a exemplo da Dd,correlaciona o número decanais (N), com a baciahidrográfica (A) - Dr =N/A;

Padrões de Drenagem

A drenagem de uma região depende não só da pluviosidade etopografia, mas também da cobertura vegetal, do tipo desolo e do substrato geológico (diferenças de declive,natureza e disposição das camadas, diferentes graus deresistência das rochas e a tectônica);

Terrenos relativamente impermeáveis apresentam densarede de drenagem, enquanto que os mais permeáveispossuem densidade menor.

Os padrões de drenagem dizem respeito à situação espacialdos rios, a qual é em grande parte controlada pela estruturageológica do terreno.

Denomina-se padrão de drenagem ao arranjo, em planta, dosrios e riachos dentro da BH (Allen, 1965).

Os principais padrões de drenagem são:

dendrítica treliça retangular

paralela radial anelar

Os tributários distribuem-se em todas asdireções, e se unem formando ângulos agudos.

Esse padrão é tipicamente desenvolvido sobrerochas de resistência uniforme, ou emestruturas sedimentares horizontais.

Dendrítica: também é designada como arborescente, acorrente principal corresponde ao tronco, os tributários aosramos e as correntes de menor categoria as folhas.

Retangular: caracteriza-se pela presença de ângulos retostanto no curso principal como nos tributários.

Esse padrão é diretamente condicionado pelas diáclases efalhas que se cruzam em ângulos retos.

Dessa forma há bruscas alterações de direçãoquer dos cursos de água principais, quer dosseus afluentes.

Treliça - caracteriza-se pela presença de tributáriosprincipais alongados e retos e com certo paralelismo entre si eao curso principal, sendo que os tributários secundáriosentram nos tributários principais com ângulo reto.

Sugere rochas de resistência desigual dispostas paralelamenteem dobras com estratos dobrados ou basculados e em planíciecosteira dissecada;

Radial: caracteriza-se de drenagens que irradiam a partir deuma área central e nem todos divergem necessariamenteentre si, podendo até haver união de rios quando, em funçãode irregularidades do declive inicial, eles corremobliquamente, 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 aperiferia - Sugere regiões com domos estruturais ou vulcões.

Extraído do livro Para Conhecer a Terra

Radial Centrípeto e Centrífugo: representa uma variação dopadrão radial e é característico de áreas com declives internosde crateras e caldeiras e onde cristas topográficas bordejam,circularmente, depressões, como no caso de domos brechadose bacias estruturais.

A rede de drenagem converge da periferia para um pontocentral comum, localizado numa posição topográfica deprimida.

Anelar: Assemelha-se a anéis, são típicas das áreas dômicasprofundamente entalhadas, em estruturas com camadas durase frágeis.

A drenagem acomoda-se aos afloramentos das rochas menosresistentes, originando cursos subsequentes.

Paralelo: caracteriza-se por uma série de cursos de água quecorrem mais ou menos paralelos entre si em uma extensãorelativamente grande.

Sugere a existência de declives unidirecionais extensos epronunciados ou cristas lineares alongadas, constituídas porestratos resistentes uniformemente inclinados.

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 seçãotransversal (forma do leito do canal). Estão relacionados a umasérie 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

Representação de um meandro abandonado

Meandrante (rio Meandro,Turquia) – Segundo Petts eFoster (1985) o riomeandrante clássico édefinido como aquele emque há uma seqüência decurvas sinuosas produzidaspela acresção lateral debarras de pontal.

Os canais meandrantes sãotípicos de ambientes debaixa energia, podendoformar planícies deinundação e vários tipos dedepósitos associados.

A sinuosidade do canal aumenta, em geral, de montante parajusante, em consonância com a diminuição da declividade eaumento da freqüência de sedimentos pelíticos na cargasedimentar.

Quando visto em seção transversal, o canal meandrante é,assimétrico e esta característica é mais acentuada emtrechos mais curvos e menos evidente nos segmentos maisretilíneos.

Os canais meândricos são aqueles em que os rios descrevemcurvas sinuosas, largas, harmoniosas e semelhantes entre si;

Esse se forma através de um trabalho contínuo de escavaçãona margem côncava (ponto maior da velocidade da corrente)e de deposição na margem convexa (ponto de menorvelocidade).

Retilíneos – canal único, bem definido, commargens estáveis - De acordo com Leopold eWolman (1957), os canais retilíneos naturaissão raros.

Esses canais são relativamente estáveis,com taxas de migração de canal limitadadapor uma combinação de baixadisponibilidade de energia e margensresistentes à erosão (CHARLTON, 2007).

Este padrão geralmente ocorre em pequenasdistâncias num canal e seu padrãodeposicional se assemelha ao de canaismeandrantes, consistindo em acúmulo desedimentos em barras de canal e erosão emmargens com profundidades maiores,possuindo sinuosidade insignificante(SANTOS, G., 2008).

• Canais retos são aqueles em que o rio percorre um trajetoretilíneo, sem se desviar significativamente de sua trajetórianormal em direção à foz.

•Os canais verdadeiramente retos são raros na natureza,existindo principalmente quando o rio está controlado porlinhas tectônicas, como no caso de cursos de águaacompanhando linhas de falha.

•Sua presença exige também a existênciade um embasamento rochoso homogêneo,pois são contrário o rio fatalmente sedesviará em sua trajetória.

Anastomosado – Hugget (2007) afirma que os canaisanastomosados são canais de baixo gradiente, potência decanal muito baixa e bancos estáveis formados a partir desedimentos coesivos ou areia estabilizada pela vegetaçãoripária.

Afirma ainda que em alguns casos, o ambiente de baixaenergia é causado por subsidência tectônica ou um aumentono nível de base local ou regional.

•São formados emcondições especiais,altamenterelacionadas com acarga sedimentardo leito.

•Quando o rio transporta material grosseiro em grandesquantidades e não tem potencia suficiente para conduzi-lo atéo seu nível de base final, deposita-o no próprio leito.

•O obstáculo natural que se forma, pela rugosidade esaliências, faz com que o rio se ramifique em múltiplos canais,pequenos/rasos, e desordenados devido às constantesmigrações entre ilhotas.

•Os trechos anastomosados sempre se localizam ao longo docurso fluvial, pois no ponto de início como no ponto terminaldeverá haver um único canal.

Entrelaçado – são canais essencialmente deposicionais queocorrem quando o fluxo é dividido em uma série de canaispela presença de ilhas ou barras de sedimentos acumulados(HUGGET, 2007).

Segundo o autor, apesar do fluxo da água estar dividido porcausa dos obstáculos (ilhas e barras), o canal entrelaçado éconsiderado um canal único.

São canais que possuem grandesvariações na descarga e nacapacidade de transporte.

Quando a descarga é reduzida, reduz a capacidade detransporte de sedimentos, proporcionando a formação debarras e o surgimento de novos canais.

O canal ramificado surge quando existe um braço de rio quevolta ao leito principal, formando uma ilha. Essa junção podese verificar até a dezenas de quilômetros a jusante.

São excepcionalmente bemdesenvolvidos em planícies delavagem, leques aluviais edeltaicos.

São caracterizados porsucessivas divisões e reuniõesde canais, que controlambarras arenosas desedimentos aluviais.

• As barrasformadoras dosmúltiplos canaispodem ficarexpostas duranteas estiagens esubmersas nasenchentes.

• São típicos de rios com excesso de carga de fundo em relaçãoà descarga líquida.

• As seções transversais dos seus vales evidenciam canais rasose grosseiramente simétricos, enquanto o perfil longitudinal,ao longo do talvegue, salienta cavidades relativamenteprofundas e saliências irregulares.

Uma mesmaBH, assimcomo um riopode apre-sentar dife-rentespadrões dedrenagem emdiferentescanaisfluviais, quevariam tantoespacialmen-te como tem-poralmente.

Características do relevo da BH

O relevo de uma BH tem grande influência sobre os fatoresmeteorológicos e hidrológicos, pois a velocidade doescoamento superficial é determinada pela declividade doterreno, enquanto que a temperatura, a precipitação e aevaporação são funções da altitude da BH.

A altitude incrementa a precipitação e a diminuição datemperatura, 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 escoamentoe na infiltração (quanto maior ele for maior será a velocidadee menor a infiltração).

Altas declividades podem ser perigosas durante as chuvaspotencializando o aumento da velocidade de progressão dascheias.

O relevo de BH pode ser melhor trabalhado a partir daanálise hipsométrica com os seguintes índices:

Amplitude Altimétrica: esse índice influencia na energiapotencial da água; Aa = Hmáx - Hmín, em que: Aa é aamplitude altimétrica (m), Hmáx é a altitude máxima eHmín é a altitude mínima da bacia.

Amplitude Altimétrica

Aa = Hmáx – Hmín

Aa = 809 – 598

Aa = 211 m

Relação de relevo - Rr - (m/m): determina a inclinação da BH,que influencia na velocidade do escoamento (quanto maior, maisrápida é a chegada das águas à desembocadura da bacia).

Rr = Aa/C, em que: Aa é a amplitude altimétrica (m) e C é ocomprimento máximo da BH (km), medido paralelamente aocurso de água principal.

Ex. Comprimento axial da BH é de 4,72 km – Amplitudealtimétrica é de 211 metros

Relação de relevo = Aa/C; Rr = 211/4,72; Rr = 44,7 m/km ou0,044 m/m

Análise do perfil longitudinal do curso de água: pelo fato davelocidade de escoamento de um rio depender da declividadedos canais, conhecer a sua declividade constitui um importanteparâmetro no estudo de escoamento. Nesse podem seranalisados rupturas de declive, trechos de maior erosão e / ouassoreamento potencial

Representação do perfil longitudinal e transversal de um rio

Perfil Longitudinal

•Os rios apresentam equilíbrio dinâmico entre - erosão docanal e - deposição no canal;

•Os mesmos demarcam o desenho do vale fluvial, com basenuma 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

Perfil Longitudinal

Leque aluvial, cone aluvial ou cone de dejeção é um depósitode material detrítico, mal selecionado e pouco trabalhado,que se forma no sopé das montanhas onde os talvegues dosvales encontram uma área plana, quase sempre coincidentecom uma planície aluvionar ou uma área lacustre.

Estes depósitos recebem esse nome devido à forma queassumem, com os sedimentos se espraiando a partir dadesembocadura do talvegue.

Refletem o fato de que as correntes aluviais perdem energiaao desembocar numa área plana, permitindo que sedimentosde diversas granulometrias se depositem simultaneamente.

Diferença de escalas - Ex; BH do rio do Paraná 880.000 km² x BH do rio Pirapó 5 mil km²

1) o sistema coletor consiste de um arranjo de váriosafluentes, em uma região de cabeceira (regiões mais altas),coletando e afunilando água e sedimentos para o rioprincipal.

2) No sistema coletor, por conta da alta inclinação do terreno,predomina a erosão, embora haja também transporte e, emmenor proporção, deposição de sedimentos.

3) Nessas regiões, a deposição de cascalhos predomina,havendo também deposição, em menor quantidade, de grãosde areia.

4) Devido a altadeclividade doterreno, sãooriginadas muitascorredeiras ecachoeiras.

(2) o sistema transportador é constituído pelo rio principal ealguns afluentes. O rio principal funciona como um canalatravés do qual água e sedimento se move. Como o nomesugere, no sistema transportador predomina o transporte emrelação à deposição e à erosão. A inclinação do terreno émenor que no sistema coletor. Quando a vazão diminui, avelocidade da água também diminui, havendo a deposição deareia e pequenos cascalhos no leito do rio, originando asbarras. Sedimentos mais finos, se depositam nas áreas deinundação.

(3) o sistema dispersador é constituído de um ou mais canaisna desembocadura do rio. O mesmo pode ser constituído decanais de estuário ou deltaicos. Os sedimentos e a águatrazidos pelo rio são dispersos nos oceanos, em um lago, ou emuma bacia seca. Nesse sistema a deposição é predominante,havendo pouco transporte e quase nenhuma erosão.

Substrato Geológico

O comportamento hidrológico das BHs é influenciado pelalitologia, fácies e estrutura geológica, o que interfere napermeabilidade;

A permeabilidade é a capacidade que as formaçõesgeológicas têm de se deixar atravessar pela água e dependeda dimensão dos espaços vazios nelas existentes.

O grau de compactação, coesão, textura e número dedescontinuidades das formações geológicas, interferem napermeabilidade;

O substrato geológico é constituído por formaçõesgeológicas consolidadas (rochas) e não consolidadas(cascalho, areia, silte, argila), que influenciam no escoamento;

Um substrato geológico de elevada permeabilidade, aofacilitar a infiltração da água, diminui o escoamentosuperficial direto e permite o aumento das reservas de águasubterrâneas da BH.

Solos

Os solos cobrem o substrato geológico, constituindo apelícula superficial das bacias.

São compostos por materias minerais, provenientes daalteração (química) e erosão (mecânica) das rochas, e pormatérias orgânicas, provenientes da decomposição biológicade plantas e animais (dependem, por isso, dascaracterísticas da sua rocha-mãe e do ambiente climáticoem 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 deabsorção da água, chegando a funcionar como reservas deágua importantes e com influência decisiva no escoamento,nas regiões de clima quente e húmido ou com uma estaçãohúmida muito extensa.

Vegetação

* A vegetação influencia grandemente na dinâmica hidrológicadas BHs, através do tipo de revestimento (arbóreo,arbustivo ou herbáceo), do grau de cobertura e do tipo deutilização pelo homem (florestal, agrícola, incultos).

* As florestas revelam-se de capital importância uma vez queminimizam o impacto da chuva no solo (splash), reduzindodesse modo a erosão do mesmo;

* Há também a diminuição na velocidade do escoamentosuperficial, favorecendo a infiltração e contribuindo, assim,para o aumento das reservas hídricas subterrâneas e para aredução das pontas de cheia.

Os rios e seus regimes: o escoamento fluvial

• O escoamento fluvial resulta da somatório da água que éimediatamente escoada a seguir à precipitação (ou queresulta da fusão da H2O sólida) e da que é cedida pelasreservas subterrâneas.

• Temos com isso os escoamentos direto e o de base.

• O escoamento direto (trata-se da fração da precipitaçãoque, depois de satisfeitos osprocessos de evaporação,infiltração e retençãosuperficial, chega ao rio)constitui a componente maisimportante do escoamentofluvial durante os períodoschuvosos.

• O escoamento de base resulta da parcela da precipitaçãosujeita a processos de infiltração profunda e representa acontribuição das reservas hídricas subterrâneas da baciapara o escoamento fluvial.

• A sua importância é diminuta durante os períodos chuvosos,mas chega a representar a totalidade do escoamento fluvialquando as outras componentes se esgotam.

Unidades de medição

O escoamento fluvial pode ser medido através das estaçõeshidrométricas: seção de um curso de água onde se efetua umregisto periódico de níveis, e onde se definiu uma curva devazão para conversão dos respectivos valores em caudais.

Noção de curva de vazão (relação entre a altura e o caudalde um curso de água numa estação hidrométrica).

Métodos de estabelecimento das curvas de vazão:

Método “estrutural” (que utiliza estruturas hidráulicas comodescarregadores ou comportas, cuja vazão pode serestabelecida teoricamente ou por modelo reduzido);

Método “seção-velocidade” (determinação da vazão atravésda medição da velocidade média do fluxo da água numdeterminado número de pontos da seção transversal, com amesma profundidade e somando os produtos das velocidadesmédias pelas áreas elementares resultantes).

Molinete Hidrométrico

Régua Linimétrica

Ultrassônico

Calha de Parshall

Vazão

• A vazão (Q) define-se como o volume de água que passa numaseção do curso de água por unidade de tempo, sendo expressoem m³/s ou l/s.

• Dela depende a capacidade erosiva e de transporte desedimentos dos cursos de água, o abastecimento de água para asdiversas atividades humanas, a capacidade de diluição dosprodutos contaminantes a que estão sujeitos.

• A vazão permite hierarquizar os cursos de água, quanto àquantidade de água que, em média, transportam.

• Noção de perímetro molhado (comprimento da linha de contatoentre um curso de água em movimento e o seu canal na seçãotransversal;

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 asuperfície da seção transversal do curso de água (em m²). Aslinhas de igual velocidade numa seção transversal fluvialchama-se isotáquias .

As unidades de medição, sua definição, conversões e aplicaçõespráticas pode ser:

caudal médio (volume de água que passa numa seção de umcurso de água por unidade de tempo, mede-se, normalmente,em m³/s).

caudal específico (caudal porunidade de superfície, mede-se em l/s.km²).

Um curso de água é um fluxocanalizado, mais ou menoscaudaloso, que se pode manterou não ao longo de todo o ano.

A designação de rio costuma reservar-se para o curso deágua principal de uma BH, no qual converge a águatransportada pela sua rede de afluentes e subafluentes.

Entretanto, há vários outros termos utilizados para cursosd'água, vários deles característicos de determinadasregiões 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 deágua baseada no seu caudal médio anual: grandes rios (>1000m³/s), rios (150 a 1000 m³/s), ribeiras (5 a 150 m³/s) epequenas correntes de água (<5 m³/s).

Só por curiosidade, o Amazonas transporta 23% da águadrenada por todos os rios do Planeta.

Das grandes BHs continentais três se destacam pela suaenorme produtividade (+ de 30 l/s.km²), uma vez que sesituam em regiões muito chuvosas: as do Amazonas e Orenoco,na região equatorial da América do Sul, e a do Bramaputra, naregião dos Himalaias.

No extremo oposto (- de 2 l/s.km²) estão as bacias cujos riosatravessam extensas regiões secas ou mesmo desérticas (Niloe Shatt-el-Arab).

A vazão do Amazonas é cerca de 60 vezes maior do que a dorio Nilo.

A maioria das grandes cidades do mundo surgiram no entornode um rio, a mais notória exceção é a cidade do Rio deJaneiro, que apesar de ter “Rio” no nome não é cortada pornenhum grande rio.

Os 15 maiores rios em vazão (Q > 1000 m³/s), com BHs de área > 500.000 km³