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Os amigos do Jagger - Jagger's friends EarthCache

Hidden : 08/15/2023
Difficulty:
3 out of 5
Terrain:
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, dentro da marmita e debaixo da pala. É no local indicado pela foto spoiler. Mergulhe e traga à superfície um punhado de sedimentos. Devido ao local a recepção do sinal pode não ser a melhor.

1 - Qual a dimensão média das partículas que trouxe do fundo? (escolher 10 e fazer a média). Qual é a cor predominante dos sedimentos?

2 - Segundo a escala phi classifique, segundo a dimensão escolhida em cima, os sedimentos que se encontram no leito do rio. Ou seja indique o valor de fi (Φ) apropriado.

3 - Segundo a curva de Hjulström que velocidade seria necessária para erodir o leito do rio (a parte que está coberta por sedimentos)? Ou seja a velocidade da água necessária para colocar em movimento as partículas da zona onde retirou o punhado de sedimentos. Considere a dimensão média anteriormente.

 

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 a pala da marmita. 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, inside the river pothole and under the ledge. It is in the place indicated by the spoiler photo. Dive in and bring up a handful of sediment. Due to the location, signal reception may not be the best.

1 - What is the average size of the particles you brought up from the bottom? (choose 10 and average). What is the predominant color of the sediments?

2 - Accordingly the phi scale classify, according to the dimension chosen above, the sediments that are found on the river's bed. Meaning: what is the phi value (Φ) suitable to the situation?

3 - Using the Hjulström curve what is the velocity needed to erode the river bed (the part that is covered by sediment)? By other words, the velocity needed to set in motion the particles from the area where you removed the handful of sediment. Consider the average dimensions obtained

 

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 the pothole ledge. 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.

 

A zona do ponto zero


Na zona do ponto zero o fundo é permanentemente coberto por sedimentos de várias dimensões. Dificilmente todos serão removidos devido à forma do fundo e às velocidades necessárias para que isso aconteça. O local indicado pelas observações é o mais apropriado. Tanto porque é o mais acessível como pela quantidade de sedimentos depositados.

 

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.

 

Classificação dos sedimentos consoante o tamanho e na escala fi (phi).

Sediments' classification according to size and on the fi (phi) scale.

 

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.

 

Gound zero area


At ground zero, the bottom is permanently covered by sediments of various sizes. Hardly all will be removed due to the shape of the bottom and the speeds required for this to happen. The location indicated for the observations is the most appropriate. Because it is the most accessible and because of the amount of sediments deposed.

 

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

 

Cuidado!

O acesso ao ponto zero em dias em que o caudal do rio é elevado é desaconselhado. Em qualquer estação. Cada um avalia os riscos para aceder ao local. Não arrisque se não se sentir à vontade ou haja dúvidas.

Beware!


Accessing ground zero on days when the river's flow is high is not recommended. In any season. Each one assesses the risks of accessing the site. Don't risk it if you don't feel comfortable or if you have doubts.

 

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.)