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Meandros do Cávado - Cávado's meanders

A cache by joom Send Message to Owner Message this owner
Hidden : 02/29/2012
Difficulty:
2.5 out of 5
Terrain:
1.5 out of 5

Size: Size:   other (other)

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Geocache Description:


Perguntas para responder - questions to answer

Para reclamar esta earthcache deverá enviar-me, através do meu perfil e antes de qualquer registo, as respostas às seguintes questões. Se algo estiver incorrecto será contactado. Não é necessário esperar por qualquer autorização. Por favor não envie fotografias. Essas são mais úteis no registo.

Nas coordenadas da earthcache e virado para Leste indique:

1 - Qual é o o perfil de velocidades apropriado para o rio junto ao areal? Porquê?

2 - Existe um candeiro verde perto. Que cidade tem o seu nome inscrito no candeeiro?

Nas coordenadas da praia.

3 - Qual a dimensão média das partículas que constituem o areal?

4 - Segundo a curva de Hjulström e imaginando que o areal estivesse coberto de água, que velocidade seria necessária para erodir o mesmo? Ou seja a velocidade da água necessária para colocar em movimento as partículas do areal. Considere a dimensão média que obteve.

5 - Que ano está no painel verde do ambiente que está por perto?

Obrigatório:

Uma foto por cada registo. Ou claramente identificado no ponto zero ou senão o desejar uma foto na zona do ponto zero em que apareça o nick, a data da visita e um pé. Por favor não revele as respostas com essa foto. Obrigado pela visita.

To claim this earthcache one should send me, through my profile and before any found log, the answers to the following questions. If something is incorrect I'll contact you. There is no need to wait for any authorization. Please do not send photos. These are more useful on the log.

At the earthcache coordinates and facing East.

1 - Which is the velocity profile suitable to the river near the beach? Why?

2 - There is a green lamppost nearby. What city has its name on it?

At the beach coordinates.

3 - Which is the particle average dimension that the beach is made of?

4 - Using the Hjulström curve and imagine that the beach is under water, what is the velocity needed to erode the beach? By other words, the velocity needed to set in motion the beach particles. Consider the average dimensions obtained

5 - What is the date on a nearby green panel with the word: ambiente?.

Mandatory:

A photo for each log. Or clearly identified (a selfie) at ground zero or if you don’t wish a photo at ground zero that shows your nickname, date of visit and a foot. Please do not reveal the answers with this photo. Thank you for your visit.

 

Erosão e deposição em caudais

 

Um factor determinante se os sedimentos serão transportados, erodidos ou depositados é o tamanho do grão desse sedimento, sendo argila, lodo, areia ou gravilha. Para cada um destes é notório que a velocidade da corrente necessária para erodir cada um (colocá-los em movimento) é sempre superior à velocidade da corrente necessária para transportar o sedimento (manter os grãos em movimento).
Como é entendido, quanto maior é o grão, maior é a velocidade da corrente necessária para erodir e transportar o grão na corrente de água. No entanto, a argila e algum lodo fino, por causa das suas forças coesivas, resistem à erosão e assim necessitam de uma maior velocidade de corrente para os erodir das paredes e do leito do rio. As argilas têm uma característica única que é que só são depositadas se a corrente for quase nula – as partículas de argila ficam em suspensão até que quase não há nenhum movimento na água e descem suavemente através da coluna de água.

Gradiente


O gradiente do leito do canal é um factor importante na velocidade que pode ser atingida pelo fluxo de água. Uma corrente fluirá mais rapidamente – sobre a influência da gravidade – se o leito do canal é inclinado e vice-versa. As mudanças na velocidade numa corrente originam uma maior erosão ou depósito, tal como é o caso de um rio que corre na encosta de uma montanha para uma planície plana na base dessa montanha.
Claro que uma corrente fluirá mais rapidamente no topo e ao chegar à planície a sua velocidade diminuirá consideravelmente depositando um largo volume dos sedimentos que transporta (a água já não tem a energia suficiente para manter os sedimentos em movimento). No topo do curso do rio, a água fluirá na sua velocidade máxima e assim erodindo material rochoso e aprofundando efectivamente o vale superior no decurso do tempo.


Forma do canal


Tal como mencionado acima, as forces de fricção causadas pelo atrito da água contra o leito do canal e as suas paredes diminuem a velocidade da corrente consideravelmente. Aplicando esta teoria a dois rios cujos leitos têm formas diferentes, poderá ser observado que o mais plano, menos profundo e mais largo rio tem uma menor velocidade de corrente. Isto porque existe uma maior área da superfície do canal (na secção recta) em contacto com a água. E o leito com canal mais estreito, arredondado e profundo originará velocidades da corrente maiores.
A forma do canal, de um ponto de vista área, também tem o seu papel. Um leito de rio com muitos meandros e curvas diminuirá a velocidade de corrente. Em certos casos, a inclinação artificial do canal (para aumentar a velocidade da corrente) é necessária. Neste processo o canal é endireitado (ou seja, os seus meandros são cortados e a distância entre dois pontos no rio é diminuída) e como resultado o gradiente aumenta. Às vezes esta intervenção humana é usada para aumentar a capacidade de escoamento do rio para diminuir o risco de cheias ou para transformar o rio mais navegável por motivos económicos.


A rugosidade do canal


A velocidade de corrente aumenta se o leito e as paredes do canal são lisas e assim o atrito é diminuído. A presença de materiais grosseiros, tal como blocos rochosos ou rochas afectam a o fluxo laminar ideal da corrente e a resultante turbulência trava a coluna de água inteira.
E até sedimentos arenosos têm o seu papel. Se a areia no fundo do rio é perfeitamente lisa, a velocidade aumentará, mas normalmente a água provoca a criação de padrões de onda nas areias e estes padrões causam um pequeno atrito na água diminuindo a velocidade da corrente.

Perfis de velocidade

Perfis de velocidade / Velocity profiles

No diagrama acima, as áreas de máxima velocidade de corrente são mostradas em azul escuro. No lado esquerdo está uma vista área do rio e no lado direito mostram as secções rectas de cada ponto indicada na vista área.

A curva de Hjulström, em memória de Filip Hjulström (1902–1982), é um gráfico usado por hidrologistas para determinar se um rio erodirá, transportará ou depositará sedimentos. Foi publicado originalmente na sua tese de doutoramento “O rio Fyris” em 1935. Este gráfico tem em conta a dimensão das partículas e a velocidade da água.
A curva superior mostra a velocidade crítica de erosão em cm/s como função da dimensão da partícula (erodida) em mm. A curva inferior mostra a velocidade de depósito em função da dimensão da partícula. Note que os eixos têm uma escala logarítmica.
O gráfico mostra os conceitos principais das relações entre a erosão, transporte e depósito. Para partículas com dimensão onde a fricção é a força dominante que impede a erosão, as curvas seguem próximo uma da outra e a velocidades necessárias aumentam com a dimensão da partícula. No entanto, para sedimentos coesivos, principalmente argilas mas também lodos, a velocidade de erosão aumenta com a diminuição do tamanho do grão. Isto porque as forças coesivas têm uma maior contribuição quando as dimensões destas partículas são menores. Por outro lado, a velocidade crítica para depósito, depende da velocidade de fixação e diminui com a diminuição do tamanho do grão. A curva de Hjulström mostra que as partículas de areia com dimensões cerca de 0.1 mm necessitam da velocidade mais baixa para erodir.

 

Erosion and deposition in streams

 

A factor that influences whether sediments will be transported, eroded or deposited is the actual grain size of the sediment, whether clay, silt, sand or gravel. For each of these, it is noteworthy that the stream velocity required to erode each of these (set the grain in motion) is always greater than the stream velocity required to transport the sediment (keep the grain in motion).
As to be suspected, the greater the grain size, the greater stream velocity is required to erode and transport the grain in the water body. However, clay and some fine silt, because of their cohesive forces, resist erosion and therefore require a far greater stream velocity to pick them up from the walls and channel bed of the stream. Clays are also unique in that they will only be deposited if the stream practically stops flowing - clay particles remain in suspension until there is almost no movement in the water and they can settle down through the water column.

Gradient


The gradient of the channel bed is an important factor in the velocity that the flow can achieve. A stream will flow faster - under the influence of gravity - if the stream bed is steep, and vice versa. Changes in velocity in a stream result in increased erosion or deposition, as is the case with a river flowing down a mountainside onto a flat plain at the foot of the mountain.
The stream will flow rapidly at the top of the course, and upon reaching the plain, will slow down considerably, depositing a large volume of its transported sediment (as the water no longer has the energy to keep the sediment in motion). At the top of the stream's course, the water will flow at its fastest, thereby eroding more rocky material and effectively deepening the upper valley over time.


Channel shape


As mentioned above, the frictional forces caused by the drag of the water against the channel bed and sides slow stream velocity down considerably. By applying this theory to two river channels with different shapes, one would observe that the flatter, shallow and wider river will yield a smaller stream velocity, as a greater surface area of the channel (in cross-section) will be in contact with the water, whereas the narrower, rounder and deeper channel will tend to speed the stream up.
The actual shape of the channel (from aerial view) also plays a role: A river channel with numerous meanders and curves will slow down the stream velocity. In certain cases, artificial steepening of the channel (to increase stream velocity) is necessary. In this process, the channel is straightened (that is, all meanders are effectively cut off and the distance between two points on the stream is decreased) and the gradient increases as a result. This human intervention is sometimes used when the runoff capacity of a river needs to be increased to prevent flooding, or when rivers need to be made more navigable for economic purposes.


Channel roughness


Stream velocity increases if the channel bed and sides are relatively smooth, as friction is minimized. The presence of coarse material such as boulders or stones disturbs the ideal laminar flow of the stream and the resulting turbulence slows the entire water column down.

Even sandy sediments can have an effect. If the sand at the bottom of a river is perfectly smooth, velocity will increase, but normally the water creates wavy patterns in the sand below and, in response, these patterns also create a mild drag on the water.


Velocity profiles

Perfis de velocidade / Velocity profiles

In the diagram above, the areas of maximum stream velocity are shown in dark blue. On the left is the aerial view of the river, whereas the right indicates the cross-sections at each of the points indicated on the aerial view.

The Hjulström curve, named after Filip Hjulström (1902–1982), is a graph used by hydrologists to determine whether a river will erode, transport, or deposit sediment. It was originally published in his doctoral thesis "The River Fyris" in 1935. The graph takes sediment particle size and water velocity into account.
The upper curve shows the critical erosion velocity in cm/s as a function of particle size in mm, while the lower curve shows the deposition velocity as a function of particle size. Note that the axes are logarithmic.
The plot shows several key concepts about the relationships between erosion, transportation, and deposition. For particle sizes where friction is the dominating force preventing erosion, the curves follow each other closely and the required velocity increases with particle size. However, for cohesive sediment, mostly clay but also silt, the erosion velocity increases with decreasing grain size, as the cohesive forces are relatively more important when the particles get smaller. The critical velocity for deposition, on the other hand, depends on the settling velocity, and that decreases with decreasing grain size. The Hjulström curve shows that sand particles of a size around 0.1 mm require the lowest stream velocity to erode.

 

curva de Hjulström / Hjulström curve

 

Por favor não partilhe as respostas. Para que continuem a existir earthcaches junte ao registo uma fotografia desse dia no ponto zero. Assim ajuda a acabar com as visitas fantasmas a lembrar o Walter Mitty.
Please do not share the answers. To make sure that earthcaches endure append to your log a photo of the day at ground zero. It helps to end ghost visits that resemble Walter Mitty.

 

Additional Hints (No hints available.)