Você conhece os Sistemas Fluviais e as principais causas das inundações?

Ao longo da história, as civilizações descobriram que é desejável construir cidades ao longo dos cursos d’água. Estes são fontes de água para consumo, agricultura e indústria, além disso os rios  fornecem  rotas de transporte, energia e um meio de descarte de resíduos.

As populações humanas que vivem ao longo dos cursos d’água  também têm a desvantagem de que o fluxo de água dos rios nunca é constante. Quantidades elevadas de água fluindo na calha dos rios muitas vezes levam a inundações, sendo um dos tipos mais comuns e dispendiosos de desastres naturais.

Uma inundação ocorre quando um fluxo sai de seus limites e submerge áreas adjacentes.  Nos países menos desenvolvidos, os seres humanos são particularmente sensíveis às baixas devido à alta densidade populacional, ausência de regulamentações de zoneamento, falta de controle de enchentes e falta de infra-estrutura , resposta a emergências e sistemas de alerta precoce.

Causas da Inundação

De uma perspectiva geológica, as inundações são uma consequência natural do fluxo de um ambiente em constante mudança. Inundações vêm ocorrendo em toda a história da Terra, e são esperadas desde que o ciclo da água continue.

Os padrões climáticos determinam a quantidade e a localização da chuva e da queda de neve. A quantidade e o tempo em que ocorre a precipitação não são constantes e pode variar dentro de uma determinada bacia hidrográfica. O ciclo da água é um sistema equilibrado em que a água que flui em uma parte do ciclo (como riachos) é equilibrada pela água que flui de volta ao oceano. Mas, às vezes, a quantidade que flui para uma área é maior do que a capacidade do sistema de mantê-la dentro dos seus limites naturais.

Combinações de fatores juntamente com precipitação excepcional também podem levar a inundações. Por exemplo, a neve pesada derrete, a terra saturada de água, as marés extraordinariamente altas e as modificações de drenagem quando combinadas com chuva forte.

Sistemas de Fluxo

Um curso de água transporta partículas de rocha e íons dissolvidos e desce a encosta ao longo de um caminho claramente definido, chamado canal. Assim, os cursos d’água podem variar de alguns centímetros a vários quilômetros. Os fluxos são importantes por várias razões:

Os cursos d’água transportam a maior parte da água que vai da terra para o mar e, portanto, são uma parte importante do ciclo da água.  Esses transportam bilhões de toneladas de sedimentos para elevações menores e, assim, são um dos principais meios de transporte na produção de rochas sedimentares.

Os rios transportam íons dissolvidos, os produtos do intemperismo químico, para os oceanos e, assim, tornam o mar salgado. Este são uma parte importante do processo de erosão, trabalhando em conjunto com intemperismo e perda de massa. Grande parte da paisagem da superfície é controlada pela erosão da corrente.

Geometria e Dinâmica dos Canais de Fluxo

O canal de fluxo –  é onde a água é  transportada.  Este pode ajustar continuamente ao formato e ao caminho do canal à medida que a quantidade de água que passa pelo canal muda. O volume de água que passa por qualquer ponto de um riacho é chamado de descarga. A descarga é medida em unidades de volume / tempo (m³/ seg).

Forma transversal – varia com a posição no fluxo e descarga. As partes mais profundas de um canal ocorrem onde a velocidade do fluxo é a mais alta. Tanto a largura como a profundidade aumenta a jusante, ocorrendo o aumento da descarga.  À medida que a descarga aumenta a forma da seção transversal muda, com a corrente ficando mais e mais larga (Figura 01).

Perfil Longitudinal – um gráfico de elevação versus distância. Geralmente mostra um gradiente íngreme perto da fonte do fluxo e um gradiente suave à medida que o fluxo se aproxima de sua boca (Figura 02).

Velocidade – A velocidade de uma corrente depende da posição no canal,  irregularidades causadas por rocha resistente e o gradiente da corrente.  A velocidade média é o tempo que uma determinada partícula de água leva para percorrer uma determinada distância. O fluxo da corrente pode ser laminar, no qual todas as moléculas de água viajam ao longo de caminhos paralelos semelhantes, ou turbulentas, nas quais partículas individuais tomam caminhos irregulares. O fluxo turbulento pode manter os sedimentos em suspensão por mais tempo que o fluxo laminar e ajuda na erosão do fundo do fluxo. A velocidade linear média é geralmente maior no fluxo laminar do que no fluxo turbulento.

Descarga – A descarga de um riacho é a quantidade de água passando por qualquer ponto em um determinado período.

Q = A x V

Descarga (m³/seg) = Área da seção transversal (largura x profundidade média) (m²) x Velocidade média (m/s). À medida que a quantidade de água em uma corrente aumenta, a corrente deve ajustar sua velocidade e área da seção transversal em ordem para formar um equilíbrio. A descarga aumenta à medida que mais água é adicionada através de chuvas, riachos tributários ou da água subterrânea se infiltrando no córrego. À medida que a descarga aumenta, geralmente a largura, a profundidade e a velocidade do fluxo também aumentam. Aumentar a profundidade e a largura do fluxo pode fazer com que o fluxo transborde, resultando em uma inundação.

Carga – As partículas de rocha e os íons dissolvidos transportados pelo fluxo são chamados de carga do fluxo. A carga de corrente é dividida em três partes:

Carga Suspensa – partículas suspensas que são transportadas junto com a água na parte principal do fluxo. O tamanho dessas partículas depende da densidade e da velocidade do fluxo. Correntes de velocidade mais altas no fluxo podem transportar partículas maiores e mais densas. A carga suspensa é o que dá à maioria dos rios sua aparência lamacenta e cor marrom ou vermelha.

Carga de Leito – partículas mais grosseiras e mais densas que permanecem no leito do riacho na maior parte do tempo, mas que se movem por um processo de saltação (salto) como resultado de colisões entre partículas e turbulentos turbilhões. Observe que o sedimento pode se mover entre a carga da cama e a carga suspensa à medida que a velocidade do fluxo muda. (Figura 03).

Carga Dissolvida – são íons que foram introduzidos na água pelo intemperismo químico das rochas. A carga dissolvida consiste principalmente em HCO-3 (íons bicarbonato), Ca + 2, SO42, Cl-, Na +, Mg + 2 e K +. Esses íons são eventualmente levados para os oceanos e dão aos oceanos seu caráter salgado.

 

Padrões de Canais. 

Canais retos – Canais de fluxo direto geralmente é controlado por uma zona linear de fraqueza na rocha subjacente, como um sistema de falha ou articulação. Mesmo em segmentos de canais retos, a água flui de forma sinuosa, com a parte mais profunda do canal mudando de um banco próximo para outro próximo. A velocidade é mais alta na zona que cobre a parte mais profunda do córrego. Nestas áreas, o sedimento é transportado prontamente resultando em piscinas. Onde a velocidade do fluxo é baixa, sedimentos são depositados para formar barras (Figura 04).

Canais sinuosos – Devido à estrutura de velocidade de um fluxo, e especialmente em fluxos fluindo sobre gradientes baixos com bancos facilmente erodidos, os canais retos acabarão corroendo em canais sinuosos. A erosão ocorrerá nas partes externas das curvas de meandro, onde a velocidade da corrente é mais alta. A deposição de sedimentos ocorrerá ao longo das curvas do meandro interno, onde a velocidade é baixa. Tal deposição de sedimentos resulta em barras expostas, chamadas de barras de pontos. Como as correntes sinuosas estão continuamente erodindo no meandro externo, as curvas e o depósito de sedimentos ao longo das curvas internas do meandro tendem a migrar para frente e para trás através de sua planície de inundação (Figura 05).

Se a erosão no meandro externo se inclina, eventualmente, uma curvatura do meandro pode ser cortada do restante do fluxo. Quando isso ocorre, o meandro de corte se dobra, porque ainda é uma depressão, irá coletar água e formar um tipo de lago chamado de meandro abandonado (Figura 06).

Canais Trançados – Em correntes com descarga altamente variável e bancos facilmente erodidos, os sedimentos são depositados para formar barras e ilhas que são expostas durante períodos de baixa descarga. Em tal corrente a água flui em um padrão trançado ao redor das ilhas e barras, dividindo-se e reunindo-se à medida que flui rio abaixo. Tal canal é denominado canal trançado. Durante períodos de alta descarga, todo o canal da corrente pode conter água com as ilhas cobertas para se tornarem barras submersas. Durante uma descarga tão alta, algumas ilhas poderiam erodir, mas o sedimento seria redepositado à medida que a descarga diminuísse, formando novas ilhas ou barras submersas. Ilhas podem se tornar resistentes à erosão se forem habitadas por vegetação (Figura 07).

Erosão por cursos d’água

Os córregos sofrem erosão porque têm a capacidade de pegar fragmentos de rochas e transportá-los para um novo local. O tamanho dos fragmentos que podem ser transportados depende da velocidade do fluxo e se o fluxo é laminar ou turbulento. O fluxo turbulento pode manter os fragmentos em suspensão por mais tempo que o fluxo laminar. Fluxos também podem ser corroídos por meio da redução dos bancos, resultando em processos de desperdício de massa, como quedas ou deslizamentos. Quando o material recortado cai no fluxo, os fragmentos podem ser transportados pelo fluxo. Fluxos podem se aprofundar em seus canais se a região for elevada,  à medida que cortam mais fundo em seus canais, o fluxo remove o material que uma vez fez o fundo e os lados do canal.

Depósitos de corrente

Diminuições repentinas de velocidade podem resultar em deposição por fluxos. Dentro de uma corrente a velocidade varia com a posição, e, se o sedimento for movido para a parte de velocidade mais baixa da corrente, o sedimento sairá da suspensão e será depositado. Outras mudanças súbitas na velocidade que afetam todo o fluxo também podem ocorrer. Por exemplo, se a descarga é repentinamente aumentada, como poderia ocorrer durante uma inundação, a corrente irá ultrapassar suas margens e fluir para a planície de inundação, onde a velocidade diminuirá repentinamente. Isso resulta na deposição de características como diques e várzeas. Se o gradiente do fluxo mudar repentinamente, esvaziando-o em uma bacia de fundo plano, uma bacia oceânica ou um lago, a velocidade da corrente diminuirá de repente, resultando na deposição de sedimentos que não podem mais ser transportados. Isso pode resultar na deposição de recursos como ventiladores e deltas aluviais.

 Várzeas – Como um riacho cobre suas margens durante uma inundação, a velocidade da inundação será primeiro alta, mas diminuirá à medida que a água fluir sobre o suave declive da planície de inundação. Devido à súbita diminuição da velocidade, o sedimento em suspensão mais grosseiro é depositado ao longo da margem do rio, formando um dique natural. Os diques naturais fornecem alguma proteção contra inundações, porque a cada inundação o dique é construído mais alto e a descarga deve ser maior para a próxima inundação ocorrer.

 Terraços – Os terraços estão expostos a antigos depósitos de várzea que resultam quando o rio começa a cortar sua planície de inundação (isso geralmente é causado pela elevação regional ou pela redução do nível de base regional, como a queda do nível do mar) (Figura 09).

 Leque Aluvial – Quando um córrego íngreme da montanha entra em um vale plano, há uma diminuição repentina no gradiente e na velocidade. O sedimento transportado na corrente subitamente se depositará ao longo das paredes do vale em um leque aluvial. À medida que a velocidade do córrego da montanha diminui, ela fica sufocada com sedimentos e se divide em inúmeros canais distributivos (Figura 10).

Deltas – Quando um fluxo entra em um corpo de água em pé, a diminuição súbita na velocidade causa a deposição de sedimentos em um depósito chamado delta. Deltas constroem para fora da costa, mas só sobrevivem se as correntes oceânicas não forem fortes o suficiente para remover o sedimento. À medida que a velocidade de uma corrente diminui ao entrar no delta, a corrente fica sufocada com sedimentos e as condições tornam-se favoráveis ​​àquelas de um canal de corrente trançado, mas, em vez de trançar, a corrente se divide em muitos fluxos menores chamados fluxos distributivos (Figura 11).

Bacias e Divisões de Drenagem 

Os sistemas de drenagem se desenvolvem de maneira a mover eficientemente a água da terra. Cada fluxo em um sistema de drenagem drena uma determinada área, chamada bacia de drenagem (Figura 12). Em uma única bacia de drenagem, toda a água que cai na bacia drena para o mesmo fluxo. As bacias de drenagem podem variar em tamanho de alguns km², para pequenos riachos, até áreas extremamente grandes.

Padrões de Drenagem 

As drenagens tendem a se desenvolver ao longo de zonas onde o tipo de rocha e a estrutura são mais facilmente erodidas. Assim, vários tipos de padrões de drenagem se desenvolvem em uma região e esses padrões de drenagem refletem a estrutura da rocha (Figura 13).

•  Os padrões de drenagem dendrítica são mais comuns. Eles se desenvolvem em uma superfície terrestre onde a rocha subjacente é de resistência uniforme à erosão.
•  Padrões de drenagem radial desenvolvem áreas circundantes de alta topografia, onde a elevação cai de uma área central alta para áreas baixas adjacentes.
•  Padrões de drenagem retangulares se desenvolvem onde zonas lineares de fraqueza, como juntas ou falhas, fazem com que as correntes cortem ao longo das áreas fracas da rocha.
• Padrões de drenagem em Treliça: as confluências formam ângulos retos.
• Padrões de drenagem anular: conseqüência da influência exercida por falhas ou pelo sistema de juntas ou de diáclases.
• Padrões de drenagem Paralela: os cursos de água escoam paralelamente uns aos outros.

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GIANNINI, P.C.F. & RICCOMINI, . In: TEIXEIRA, W.; FAIRCHILD, T.R.; TOLEDO, M.C.; TAIOLI, F. ed. Decifrando a Terra . São Paulo, Oficina de Textos. 2000.

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