APRESENTAÇÃO PREFÁCIO AGRADECIMENTOS

SUMÁRIO

PARTE I: FUNDAMENTOS - Conceitos e Processos

Capftulo 1 - FUNDAMENTOS DA HIDROSSEDIMENTOLOGIA

1.1 Introdução .. .. . ....... . ... . ... . 1.2 Processos de erosão, transporte e depósito de sedimento 1.3 Exemplos dos processos sedimentológicos 1.4 Problemas gerados pelos sedimentos

1.4.1 Geral ... . . . .......... . 1.4.2 Problemas devidos à erosão . . . . . 1.4.3 Problemas devidos ao transporte de sedimentos 1.4.4 Problemas devidos ao depósito de sedimentos . . 1 .

1.4.5 Problemas devidos à compactação de sedimentos 1.5 Benefícios trazidos pelos sedimentos . . . . . 1.6 Efeitos dos sedimentos sobre o meio ambiente 1.7 O estudo do sedimento . ... . ..... . .

1.7.1 Geral .................. . 1.7.2 Primeiras investigações do sedimento em suspensão 1.7.3 Primeiras investigações em medições e equipamentos da carga

sólida do leito ..... . ........ . .... . 1.7.4 Primeiros estudos sedimentométricos no Brasil 1.7.5 As primeiras publ icações nacionais sobre sedimento 1.7.6 Fabricação de equipamentos nacionais ...... .

1.8 Necessidade de controle ou mitigação dos problemas derivados dos sedimentos .. . .............. .

1.9 Necessidade de um programa de trabalho 1.10 Questões

Referências Fotos .... .

Capftulo 2 - EROSÃO

2.1 Introdução 2.2 Formas de erosão 2.3 Agentes erosivos 2.4 Tipos de erosão

2.4.1 Geral 2.4.2 Erosão eólica 2.4.3 Erosão hídrica superficial 2.4.4 Erosão por remoção em massa 2.4.5 Erosão fluvial . . ...... .

2.5 Sólidos solúveis . . ...... . . 2.6 Medidas de perdas de solo por erosão

2.6.1 Geral .. . ........ ... . 2.6.2 Equações para cálculo da erosão 2.6.3 Modelos paramétricos para avaliação da erosão 2.6.4 Extensão dos modelos paramétricos para o estudo da erosão em

bacias hidrográficas . .. ........... .. ...... .

3 4 5 6 6 6 6 7 7 8 8 9 9 9

11 12 14 15

15 17 17 18 19

25 27 29 30 30 30 30 31 33 33 34 34 34 36

41

2.6.5 Modelos de estimativa direta da degradação especffica de uma bacia 2.6.6 Métodos para estimativa de outras formas de erosão 2.6.7 Erosão em canais . . ... .. . .. .... . 2.6.8 Estimativa da erosão por remoção em massa

2.7 Perda de solo máxima aceitável . 2.8 Efeitos nocivos da erosão 2.9 Degradação do solo e denudação

2.9.1 Geral .. . .. .... .. . 2.9.2 Cálculo da degradação do solo 2.9.3 Cálculo da denudação ...

2.10 Estudos especiais da erosão . . 2.11 Questões e problemas a resolver Referências Fotos .. . ... .. .. ... ... .

Capftulo 3 - TRANSPORTE DE SEDIMENTOS

3.1 Introdução . .. ... . . ......... . 3.2 Formas de transporte de sedimentos 3.3 Distribuição de sedimentos no curso d'água

3.3.1 Geral . . .. ......... .... . 3.3.2 Distribuição vertical de sedimentos 3.3.3 Distribuição de sedimentos na seção transversal 3.3.4 Distribuição de sedimentos ao longo do curso d'água

3.4 Medições do transporte de sedimentos . . . . . 3.4.1 Geral ... ..... . .... . .... . . 3.4.2 Medição da descarga sólida em suspensão 3.4.3 Medição da descarga sólida de arrasto 3.4.4 Medição da descarga sólida total

3.5 Planejamento da rede sedimentométrica 3.6 Posto sedimentométrico . .. .

3.6.1 Geral ... . ...... .. .. . . 3.6.2 Escolha do local do posto .... . 3.6.3 Instalação de um posto sedimentométrico 3.6.4 Operação do posto fluvissedimentométrico 3.6.5 Manutenção do posto fluvissedimentométrico 3.6.6 Freqüência de operação e visitas ao posto fluvissedimentométrico 3.6.7 Rede sedimentométrica do Brasil . .. .... . 3.6.8 Entidades que operam redes sedimentométricas

Referências Fotos . .. . . .. ... .. ... . ... .... . ... .

PARTE 11 - HIDROSSEDIMENTOMETRIA

Capftulo 4 - EQUIPAMENTOS DE HIDROSSEDIMENTOMETRIA

4.1 Introdução . ... .. ... .. .. . . . . .... . 4.2 Amostradores e medidores de sedimentos em suspensão

4.2.1 Geral .... . .. ................ . . 4.2.2 Tipos de amostradores de sedimentos em suspensão 4.2.3 Equipamentos de amostragem para medição indireta da descarga

em suspensão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2.4 Equipamentos de medição direta da descarga em suspensão

4.3 Amostradores e medidores de sedimento do leito 4.3.1 Geral ....... . .. .. . . ...... . .. ...... .

42 43 44 44 45 46 47 47 47 47 48 49 50 51

55 56 58 58 59 60 60 62 62 62 63 64 64 65 65 65 66 67 67 67 68 68 69 70

75 76 76 76

78 87 91 91

4.3.2 Tipos de medidores diretos da descarga de arrasto ... 4.3.3 Equipamentos de medição direta da descarga de fundo 4.3.4 Tipos de amostradores de material do leito 4.3.5 Equipamentos de amostragem de material do leito

4.4 Medidores da descarga sólida total .. . ..... . .. . 4.5 Equipamentos auxiliares na medição da descarga sólida 4.6 Questões Referências Fotos . . ..

Capftulo 5 - AMOSTRAGEM DE SEDIMENTOS

5.1 Objetivos da amostragelTL. . --l . . .

5.2 Freqüência de amostragem ou medição . 5.3 Técnicas de amostragem de sedimentos 5.4 Seleção e manutenção do equipamento . 5.5 Amostragem de sedimentos em suspensão

5.5.1 Geral ........ ... .. . .. . 5.5.2 Amostragem pontual em suspensão . 5.5.3 Amostragem por integração na vertical J

5.5.4 Método de amostragem por igual incremento de largura 5.5.5 Método de amostragem por igual incremento de descarga 5.5.6 Procedimento de operação com o amostrador de saca 5.5.7 Calibragem do amostrado r . .... ... . 5.5.8 Medida direta do sedimento em suspensão

5.6 Amostragem ou medida do sedimento do leito 5.6.1 Geral ...... .. .... ....... . 5.6.2 Amostragem de sedimento fino do material do leito 5.6.3 Amostragem de material grosso do leito . 5.6.4 Medida direta do sedimento de fundo ..

5.7 Amostragens em lagos, lagoas e reseNatórios 5.8 Questões Referências Fotos . . ..

Capitulo 6 - ANÁLISES DE LABORATÓRIO

6.1 Introdução .. . . . . 6.2 O laboratório . ... . 6.3 Primeiras providências 6.4 Quantidades de amostras necessárias para análises 6.5 Precisão e unidades das medidas . . . . . . 6.6 Métodos usuais de análises ........ . 6.7 Análise do material em suspensão e do leito

6.7.1 Método de evaporação e pesagem 6.7.2 Método de filtração .. ... . ... . 6.7.3 Método do tubo de retirada pelo fundo 6.7.4 Outros métodos de análise .... . . 6.7.5 Método de análise granulométrica pelo densfmetro 6.7.6 Análise granulométrica por pipetagem e peneiramento 6.7.7 Método do peneiramento ...... . 6.7.8 Método do tubo de acumulação visual

6.8 Classificação granulométrica 6.9 Questões e problemas Referências Fotos .. .. . . . ... .

91 92 96 97 102 103 105 105 106

111 112 112 114 114 114 116 117 119 122 124 126 126 127 127 128 128 129 130 132 133 134

137 137 138 138 139 140 141 142 144 144 151 151 153 157 158 160 161 161 162

Capítulo 7 - CÁLCULO DA DESCARGA SÓLIDA

7.1 Introdução .. . ....... . ... 163 7.2 Cálculo da descarga sólida em suspensão 164

7.2.1 Geral . .. . . .... ... .. . .. 164 7.2.2 Descarga sólida em suspensão na amostragem pontual 164 7.2.3 Descarga sólida em suspensão em amostragens verticais

por integração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 7.2.4 Descarga sólida em suspensão em amostragens pelos métodos IIL e 110 166 7.2.5 Uso do sensoriamento remoto para determinação da concentração

de sedimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 7.3 Cálculo da descarga sólida de arrasto e de material do leito . 167

7.3.1 Geral ... . ............... . ... . .. . 167 7.3.2 Cálculo da descarga sólida de arrasto na medição direta 167 7.3.3 Cálculo da descarga sólida de arrasto e de material do leito na

medição indireta . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 7.3.4 Fórmulas para descarga sólida de arrasto . . . . . . . . . . . 170 7.3.5 Fórmulas para descarga sólida de material do leito ... . . . 174 7.3.6 Seleção de uma fórmula de descarga sólida de arrasto ou de

material do leito . . . . . . . . . . . . . . ' . . . . . . ~ . . . 184 7.3.7 Descarga sólida de arrasto por método de traçador radioativo 185 7.3.8 Descarga sólida de arrasto pelo método das dunas 186

7.4 Cálculo da descarga sólida total . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 7.4.1 Geral ...................... . . . . . . 187 7.4.2 Descarga sólida total pelo método modificado de Einstein 187 7.4.3 Descarga sólida total pelo método simplificado de Colby (1957) 201 7.4.4 Descarga sólida total a partir de levantamento topo-hidrográfico

de um reservatório 206 7.5 Questões e problemas 207 Referências 209 Fotos ..... . ..... 210

Capítulo 8 - PROCESSAMENTO DE DADOS SEDIMENTOMÉTRICOS

8.1 Introdução . ....... ... . . 8.2 Curvas de transporte de sedimentos

8.2.1 Geral ........ .. .. . 8.2.2 Tipos de curvas . . . . . . . . 8.2.3 Traçado da curva-chave de sedimentos 8.2.4 Exemplo prático . . . . . . 8.2.5 Método de traçado visual . . 8.2.6 Método da regressão linear .

8.3 Processamento de dados diários 8.3.1 Geral ...... . .... . 8.3.2 Processamento de dados diários medidos pelo observador 8.3.3 Processamento de dados diários de medição direta automática 8.3.4 Processamento de dados diários ou mensais de descarga sólida total

8.4 Processamento de dados eventuais 8.5 Cálculo do deflúvio sólido médio

· 8.6 Registros de granulometria 8.7 Publicação de dados . . . . . .

8.7.1 Geral .......... . 8.7.2 Recomendações do DNAEE

8.8 Questões e problemas práticos Referências . . . . . . . . . . . . . .

211 212 212 212 213 214 214 216 218 218 218 220 220 220 223 226 227 227 227 228 233

PARTE 111 - HIDROSSEDIMENTOLOGIA APLICADA

Capítulo 9 - SEDIMENTOLOGIA DE BACIA HIDROGRÁFICA

9.1 Introdução 9.2 Aplicações

9.2.1 Geral 9.2.2 Estudos de erosão e aplicação 9.2.3 Estudos do transporte de sedimentos e aplicação 9.2.4 Estudos de formação de depósitos e aplicação

9.3 Diagnóstico sedimentológico 9.3.1 Geral . .. . . . .. . ...... . ... . . . 9.3.2 Procedimentos ou providências . ..... . . 9.3.3 Diagnóstico sedimentológico da bacia do São Francisco

9.4 Produção específica de sedimentos . . . . . . . . . . . . . 9.5 Degradação e agradação ........... .. .... . 9.6 Coeficiente de transferência ou de remoção de sedimentos 9.7 Regionalização de descarga sólida Referências . . .. . . ... . ............ . . . .

Capitulo 10 - CONTROLE DE SEDIMENTOS

10.1 Introdução . . ........... . .... . 10.2 Controle de sedimentos da bacia hidrográfica

10.2.1 Geral . . ........ .. . . 10.2.2 Pequenas bacias hidrográficas .. . 10.2.3 Grandes bacias hidrográficas ... .

10.3 Controle de sedimentos em cursos d'água 10.4 Controle de sedimentos na agricultura

10.4.1 Geral ....... . 10.4.2 Práticas vegetativas 10.4.3 Práticas edáficas 10.4.4 Práticas mecânicas 10.4.5 Controle de voçorocas

10.5 Controle de sedimentos em estradas 10.6 Controle de sedimentos urbanos .. 10.7 Controle de sedimentos nos reservatórios

10.7.1 Geral ... .... . 10.7.2 Medidas preventivas . .... . . . 10.7.3 Medidas corretivas

10.8 Controle dos efeitos de erosão à jusante da barragem 10.9 Questões Referências Fotos .. . . .

Capítulo 11 - PREVISÃO DE ASSOREAMENTO EM RESERVATÓRIOS

11.1 Introdução .. .. .. . ..... . ........... . 11.2 Efeitos do assoreamento na geração de energia elétrica 11.3 Reservatórios assoreados . . ....... . . .

I

11.4 Estudos sedimentológicos em nível de inventário ou de planejamento 11.5 Estudos sedimentológicos em nível de viabilidade e de projeto 11 .6 Estudos sedimentológicos em nível de operação ..... . 11 .7 Avaliação do assoreamento e da vida útil de um reservatório

11.7.1 Geral . . . . . . . 11.7.2 Dados disponíveis ........ . .. . ..... . . .

237 239 239 239 240 240 240 240 241 243 265 266 266 269 271

273 273 273 274 275 276 277 277 277 278 279 279 280 281 281 281 282 283 284 285 285 286

289 291 292 292 294 295 295 295 295

11 .7.3 Resultados a serem obtidos . . . . . 11 .7.4 Curva-chave de sedimentos . . . . . 11 .7.5 Deflúvio sólido médio anual afluente 11 .7.6 Eficiência de retenção de sedimentos 11 .7.7 Peso especffico aparente .. . . . . 11.7.8 Volume assoreado em 100 anos 11.7.9 Cálculo do tempo de assoreamento de volumes característicos 11 .7.10 Avaliação da altura do depósito no pé da barragem 11.7.11 Avaliação da distribuição de sedimentos ....... . 11.7.12 Traçado das novas curvas cota x área e cota x volume . 11 .7.13 Tempo para o assoreamento alcançar a tomada d'água 11 .7.14 Crítica do método, dos dados e dos resultados 11 .7.15 Recomendações . . . . . . . . . . . .

11.8 Sedimentologia para pequenos reservatórios 11 .8.1 Introdução .. . ..... . 11 .8.2 Avaliação do assoreamento 11 .8.3 Medidas de controle

Referências Fotos ... . .... . . .. .

Capítulo 12 - MEDiÇÃO DO ASSOREAMENTO DE RESERVATÓRIOS

12.1 Introdução . ... ..... . 12.2 Freqüência de levantamentos 12.3 Métodos de levantamentos . 12.4 Método de levantamento do contorno 12.5 Método de levantamento de linhas topobatimétricas

12.5.1 Geral . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.5.2 Planejamento das seções a levantar 12.5.3 Determinação do nível de redução . 12.5.4 Levantamento de marcos topográficos 12.5.5 Medida de profundidades . . . ... . 12.5.6 Posicionamento dos pontos de profundidade

12.6 Preparação dos mapas e desenhos . . . .. . . 12.7 Cálculo da capacidade do reservatório e da acumulação de sedimentos

12.7.1 Geral ... .... .. .. .. . .. .. .... . 12.7.2 Método da planimetria das curvas batimétricas 12.7.3 Método de planimetria das seções transversais

12.8 Amostragem de sedimentos no reservatório .. 12.9 Varredura do leito e geofísica . . .. ..... . 12.10 Estudos da situação atualizada do reservatório 12.11 Preparação do relatório do levantamento 12.12 Questões Referências Fotos ... . .

Anexo I - SIMBOLOGIA

Anexo 11 - GLOSSÁRIO

Anexo 111- EQUIVALÊNCIA DE UNIDADES E CONSTANTES

Anexo IV - SIGLAS E ABREVIATURAS

297 302 302 309 310 311 311 312 317 318 320 323 324 326 326 326 326 327 328

333 334 334 335 335 335 335 337 337 338 339 344 345 345 345 346 347 348 348 350 351 352 353

Anexo V - PROGRAMA - Cálculo da Descarga Sólida Total, pelo Método Simplificado de Colby, 1957