Caracterização hidrossedimentológica de trecho do rio Forqueta, Maquiné, RS

Abstract

O escoamento dos rios montanhosos é o agente de erosão e transporte de sedimentos, no entanto, esses processos hidrossedimentológicos ainda são pouco conhecidos, principalmente no Brasil. Nesse sentido, o objetivo principal desse trabalho compreender os processos hidrosedimentológicos de um trecho do rio Forqueta (Maquiné/RS). Para isso, foi realizado o monitoramento da precipitação, vazão, sedimentos de fundo e das variáveis hidráulicas deste trecho. Para o monitoramentodo transporte de sedimentos de fundo foram pintadas 60 partículas divididas em quatro seções de faixas granulométricas diferentes (32-64mm; 64-128mm; 128-256mm; 256-512mm). Após determinados períodos, a distância percorrida por cada partícula foi registrada, sendo a partícula realocada na posição inicial. Ainda, foram realizadas duas metodologias de medição do tamanho e forma dos sedimentos em um pequeno trecho para determinar uma metodologia mais eficaz de caracterização de sedimentos. Para o monitoramento das variáveis hidráulicas, foram levantadas 25 seções de um trecho (564 m)do rio. Foi realizada a batimetria e a medição dos eixos dos sedimentos (A-maior, B-intermediário e C-menor) de fundo ao longo de cada seção para determinar a sua forma e o tamanho. Foi analisada a morfologia do canal em cada uma das seções (pool, cascadeou plane-bed) considerando a possibilidade de alteração das características do leito em função da sazonalidade. Para isso, foram realizadas análises de regressão simples e múltipla, matriz de correlação de Pearson e análise de cluster. Os resultados mostraram que para acaracterização dos sedimentos, a medição em campo dos eixos A e C dos sedimentos de fundo desempenharam maior importância. O método que envolveu separar o trecho em seções é mais prático edefácilexecução. A forma predominante dos sedimentos foidisco, com esfericidade moderada. A vazão máxima responsável por mobilizar os sedimentos pintados correspondeu à vazão de ~14m³/s. Quanto à morfologia do canal, os resultados mostraram que em cascade ocorrem os valores mais elevados da granulometria dos sedimentos e maior variação de seus valores quando comparado com pools. Valores elevados de declividade do canal apresentaram maior influência sobre os valores de submergência relativa, do fator de perda de Darcy-Weisbach e do coeficiente de rugosidade de Manning. Além disso, as variáveis não apresentaram diferenças quanto a sazonalidade das medições para as três diferentes morfologias do canal. Não houve relação entre o D₅₀ e características hidráulicas como o raio hidráulico, a área molhada e a velocidade. A caracterização deste trecho de rio é importante para o entendimento dos processos hidrossedimentólogicos que ocorrem no rio e, consequentemente, o avanço de modelos de previsão.

The runoff in mountainous rivers is the agent of erosion and transport of sediments, however, these hydro-sedimentological processes are still little known, mainly in Brazil. In this sense, the main objective of this work is to understand the hydrosedimentological processes in a reachof the Forqueta River (Maquiné/RS). For this, the monitoring of precipitation, discharge, bed sediments and hydraulic variables of this reach was carried out. For the monitoring of the bedload transport, 60 particles were painted, divided into four sections of different grain size distribution (32-64 mm; 64-128 mm; 128-256 mm; 256-512 mm). After certain periods, the distance covered by each particle was noted and relocated to the starting position. In addition, two methodologies were used to measure the size and shape of the sediments in a short reach to determine a more effective methodology for characterizing sediments. For the monitoring of hydraulic variables, 25 sections were raised in a reach (564m). Bathymetry and measurement of the bedsediment axes (A, Band C) were performed along each section to determine the sediment shape and size. The channel morphology in each reach (pool, cascade or plane-bed) was analyzed considering the possibility of changing the characteristics of the bed according to seasonality. For that, simple and multiple regression analyses, Pearson's correlation matrix and cluster analyses were performed. The results showed for the characterization of the sediments, the field measurement of the A and Caxes of the bed sediments played a greater role. The method that involved the reach separationinto geomorphic unitsis more practical and easier. The predominant shape of the sediments is disc, with elongated sphericity. The maximum discharge responsible for mobilizing the painted sediments corresponded ~ 14m³/s. As for the channel morphology, the results showed that in cascades the highest values of the sediment granulometry occur and greater variation of their values when compared to pools. High channel gradient values had a greater influence on relative submergence, friction factor of Darcy-Weisbachand Manning coefficient. In addition, the variables did not show differences in the seasonality of the measurements for the three different morphologies of the channel. There was no relationship between the D₅₀ and hydraulic characteristics such as hydraulic radius, wetting area and velocity. The characterization of this reach is important for understanding the hydrosedimentological processes that occur in the river and, consequently, for the advancement of forecasting phenomena.