Hidrologia-Prof Roberto Menezes - 3 Webaula

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HIDROLOGIA
Prof. Roberto Menezes
Precipitação média
O estudo da precipitação e dos efeitos da água sobre o solo de uma
determinada área é de grande importância para os diversos setores da
sociedade e para a manutenção do equilíbrio do meio ambiente.
Generalidades
Variação temporal
Cálculo de precipitações médias sobre área
A chuva é caracterizada pelas seguintes variáveis:
Duração → é o período de tempo em que cai a chuva, sendo medida em
minutos ou horas.
Altura → corresponde à espessura média da lâmina de água que cobriria
a região atingida caso esse local fosse plano e impermeável
Precipitação média
Cálculo de precipitações médias sobre área
Intensidade → é a altura precipitada dividida pela duração da chuva
Frequência → é a quantidade de ocorrências de eventos iguais ou
superiores ao da chuva considerada.
Tempo de retorno → é a estimativa da média do período em que um
evento é igualado ou superado.
Precipitação média
Cálculo das precipitações médias
Precipitação média
• Método da média aritmética
• Método dos polígonos de Thiesen
• Método das isoietas
Precipitação média
Precipitação média
Lâmina de água de altura uniforme sobre toda a área considerada,
associada a um período de tempo dado (como uma hora, dia, mês e ano)
Precipitação média
• Precipitação → variável com grande heterogeneidade espacial
Precipitação média
•Método da média aritmética (método mais simples)
Exemplo:
•66+50+44+40= 200 mm
•200/4 = 50 mm
•Pmédia = 50 mm
66 mm
50 mm
44 mm
40 mm
42 mm
Precipitação média
50 mm
70 mm
120 mm
50+70= 120 mm
120/2 = 60 mm
Pmédia = 60 mm
Obs.: Forte precipitação
junto ao divisor não está
sendo considerada
• Problemas do método da média aritmética
Precipitação média em uma bacia
Precipitação média
• Método dos polígonos de Thiesen
Precipitação média
50 mm
70 mm
120 mmÁreas de influência de
cada um dos postos
• Método dos polígonos de Thiesen
Precipitação média
50 mm
70 mm
120 mm
Áreas de influência de
cada um dos postos
Ai = fração da área da bacia sob influencia do posto i
Pi = precipitação do posto i
50 mm
120 mm
70 mm
82 mm75 mm
Precipitação média
50 mm
120 mm
70 mm
82 mm75 mm
1 – Linha que une dois 
postos pluviométricos 
próximos
Precipitação média
Procedimento
50 mm
120 mm
70 mm
82 mm75 mm
2 – Linha que divide ao
meio a linha anterior
Precipitação média
Procedimento
50 mm
120 mm
70 mm
82 mm75 mm
2 – Linha que divide ao
meio a linha anterior
Região de influência dos
postos
Precipitação média
Procedimento
50 mm
120 mm
70 mm
82 mm75 mm
3 – Linhas que unem
todos os postos
pluviométricos vizinhos
Precipitação média
Procedimento
50 mm
120 mm
70 mm
75 mm 82 mm
4 – Linhas que dividem
ao meios todas as
anteriores
Precipitação média
Procedimento
50 mm
120 mm
70 mm
75 mm 82 mm
5 – Influência de
cada um dos postos
pluviométricos
Precipitação média
Procedimento
50 mm
120 mm
70 mm
75 mm 82 mm
5 – Influência de cada
um dos postos
pluviométricos
Precipitação média
Procedimento
50 mm
120 mm
70 mm
75 mm 82 mm
5 – Influência de
cada um dos postos
pluviométricos
Precipitação média
Procedimento
50 mm
120 mm
70 mm
75 mm 82 mm
5 – Influência de cada um
dos postos pluviométricos
Precipitação média
Procedimento
50 mm
120 mm
70 mm
75 mm 82 mm
5 – Influência de cada um
dos postos pluviométricos
Precipitação média
Procedimento
Exemplo: Conhecidas as alturas (h) de uma chuva ocorrida em uma bacia
hidrográfica conforme tabela abaixo, calcule a precipitação média na bacia
hidrográfica usando o método de Thiessen.
70 mm
50 mm
120 mm
82 mm75 mm
Precipitação média
Pmédia = (70x15)+(50x30)+(40x12)+(35x8)
65
Pmédia = 50,92 mm
total
Precipitação média
Método das isoietas → Isoietas são linhas indicativas de mesma altura
pluviométrica. Obtidas através da interpolação de dados de postos
pluviométricos;
Precipitação média
Método das isoietas
• O espaçamento entre elas depende do
tipo de estudo, podendo ser de 5 em 5
mm, 10 em 10 mm, etc.
• O traçado das isoietas é feito da mesma
maneira que se procede em topografia
para desenhar as curvas de nível, a partir
das cotas de alguns pontos levantados
Precipitação média
Precipitação média
• Método das isoietas
Cálculo da precipitação média na bacia (método das isoietas): 
Calcula a área entre
isoietas, onde a
precipitação média
entre isoietas é
representativa da
área.
Exemplo: Determinar a precipitação média na bacia hidrográfica
representada na figura, em que se indicam as isoietas em ano médio e as
áreas por elas definidas.
Precipitação média
Resolução
Atotal = 74 km²
Pmédia = 706,75 mm
Pm = (10200 + 11625 + 10875 + 13000 + 6600)
74
• Evaporação ou vaporização → É o processo pelo qual as moléculas de
água na superfície líquida ou na umidade do solo, adquirem energia
suficiente (através da radiação solar e outros fatores climáticos) e passam
do estado líquido para o de vapor.
Compreende:
▪ Evaporação da água contida no solo
(umidade)
▪ Evaporação direta da água de rios,
lagos e oceanos, água interceptada
umidade
Edireta
Esolo
Evaporação
Grandezas características da evaporação:
• Perda por evaporação (E) – é o volume de água evaporada por
unidade de área horizontal (expressa em mm) durante um certo
período de tempo.
• Intensidade de evaporação(mm/h) – é a velocidade com que se
processa as perdas por evaporação.
Evaporação
Importância da evaporação
• Cálculos de perdas de água em reservatórios e cálculos de
necessidades de irrigação.
• Cálculo do balanço hídrico: Q = P – E
Vol
Área,Volume
Cota
Demandas
Q
Evaporação
Fatores que influenciam a evaporação:
•Temperatura
•Umidade do ar •Velocidade do vento
•Radiação Solar
Evaporação
Cálculo da evaporação de um corpo de água
Evaporação
•Medidas Diretas 
- Tanques 
- Atmômetros ou Evaporímetros
•Métodos indiretos 
- Balanço Hídrico 
- Fórmulas empíricas 
Tanques de Evaporação → São tanques que expõem à atmosfera uma
superfície líquida de água permitindo a determinação direta da
evaporação potencial diariamente.
O mais utilizado é o tipo
classe A que é um tanque
circular galvanizado ou metal
equivalente.
Evaporação
Evaporação
Tanques de Evaporação
Para se ter a evaporação potencial de superfícies líquidas naturais a
partir dos dados medidos pelo tanque classe A , deve-se corrigir os
dados pelo coeficiente de correção do tanque:
Ep = E x Kt
Ep = evaporação potencial
E = evaporação do tanque classe A
Kt = coeficiente do tanque (para a região nordeste Kt varia entre 0.6 e 1,0; e no semi-árido é
comum adotar-se Kt = 0,75)
Evaporação
Evaporação
Constituído por um tubo cilíndrico, de vidro, de
aproximadamente 30 cm de comprimento e um centímetro de
diâmetro, fechado na parte superior e aberto na inferior
A extremidade inferior tapada, depois do tubo estar cheio com
água destilada, com um disco de papel de feltro, de 3 cm de
diâmetro, que deve ser previamente molhado com água
Evaporímetro de Piché
Evaporação
Evapotranspiração → É o processo conjunto da evaporação do solo
mais a transpiração das plantas.
EVAPOTRANSPIRAÇÃO
EVAPORAÇÃO TRANSPIRAÇÃO
Evapotranspiração
Compreende:
1. Evaporação dos corpos de água;
2. Evaporação da água do solo;
3. Evaporação da água interceptada das plantas;
4. Transpiração das plantas. 
Evapotranspiração
Evapotranspiração
•Lisímetro → Depósitos enterrados, abertos
na parte superior, preenchidos com solo e
vegetação característica
Controle das variáveis:
•Peso
•Medir chuva
•Coletar água percolada
•Coletar água escoada
•Superfície homogênea
Evapotranspiração
Precipitação no solo → drenagem para o fundo do aparelho → água é 
coletada e medida
O depósito é pesado diariamente, assim como a chuva e os volumes
escoados de forma superficial e que saem por orifícios no fundo
ET = P - Qs – Qb – ΔV
E → evapotranspiração
P → chuva (medida num pluviômetro)
Qs → escoamento superficial (medido)Qb → é o escoamento subterrâneo (medido no fundo do tanque)
ΔV → variação de volume de água (medida pelo peso)
Definição → Infiltração é a passagem da água da superfície para o
interior do solo.
• É a fase do ciclo hidrológico pela qual as águas precipitadas penetram
nas camadas superficiais do solo.
• A penetração ocorre sob a ação da gravidade, até atingir uma camada
suporte que a retém, formando a agua do solo e alimentando os
aquíferos e lençóis d’água subterrâneos.
Infiltração
O processo de infiltração depende:
• Da disponibilidade de água para infiltrar,
• Da natureza do solo,
• Do estado da camada superficial do solo,
• Das quantidades de água e ar inicialmente presentes no interior
do solo.
Infiltração
Índices da relação Água-Solo
• Porosidade (η)
• Umidade volumétrica (Ɵ)
• Grau de saturação (S)
• Índice de vazios (e)
Infiltração
Movimento da Água no Solo
• A Infiltração é definida como o fenômeno de entrada na superfície do
solo da água proveniente da chuva, neve derretida ou irrigação.
• A percolação é o processo pelo qual a água se movimenta dentro do
solo, influenciado força da gravidade e capilaridade.
• O espaço disponível para a água se acumular e se movimentar no
interior do solo é determinado pelos vazios existentes entre os grãos
que compõem a estrutura desse solo.
Infiltração
• Fatores que intervém na capacidade de infiltração 
• Condição da superfície
• Tipo de solo
• Grau de umidade do solo
• Compactação pela ação de homens e animais
• Precipitação
• Alteração da macroestrutura do terreno
• Cobertura vegetal
• Temperatura do solo
• Presença de ar
Infiltração
Infiltração
• Infiltrômetro de Anel
• Os cilindros apresentam diâmetros de 25 e 50 cm, em geral.
• Coloca-se água nos dois anéis.
• Com a régua graduada, faz-se a leitura da lâmina d’água no cilindro
interno ou anota-se o volume de água colocado no anel, com
intervalos de tempo pré-determinados.
• A diferença de leitura entre dois intervalos de tempo, representa a
infiltração vertical neste período.
• O teste se encerra quando a taxa de infiltração permanecer constante.
Infiltração
Infiltração
• Modelos matemáticos de infiltração- Modelo de Horton
F = fc + (f0 - fc) e
-kt
F: taxa de infiltração (mm/hora)
fc: Infiltração final (mm/hora)
fo: taxa de infiltração inicial (mm/hora)
t: tempo (horas)
k: constante, depende do tipo de solo
(hora-1)
OBRIGADA
Roberto Menezes
Roberto.menezes@sereduca
cional.com
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