AULA01-Introduçãoàgestãodebaciashidrográficas (3)

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Recursos Hídricos
Conceitos e Caracterização de Bacias Hidrograficas
Programa da aula
Parte 1 (Bacia Hidrográfica)
O que é uma Bacia Hidrográfica?
Características de uma Bacia Hidrográfica
Bacia Hidrográfica
Uma região em que a chuva ocorrida em qualquer ponto drena para a mesma seção transversal do curso- d’água.
Área de captação natural das precipitações, que faz convergir os escoamentos para um único ponto de saída: o exutório.
Para definir uma bacia:
Curso d’água
Seção transversal de referência (exutório)
Informações de topografia.
Bacia Hidrográfica
Uma região em que a chuva ocorrida em qualquer ponto drena para a mesma seção transversal do curso- d’água.
Área de captação natural das precipitações, que faz convergir os escoamentos para um único ponto de saída: o exutório.
Para definir uma bacia:
Curso d’água
Seção transversal de referência (exutório)
Informações de topografia.
Diferenciar áreas que contribuem para um ponto
Definição de Bacia Hidrográfica
Identificar para onde escoa a água sobre o relevo usando como base as curvas de nível.
adaptado do original de Francisco Olivera, Ph.D., P.E.
Texas A&M University
Department of Civil Engineering
A água escoa na direção da maior declividade
Assim, as linhas de escoamento são ortogonais	às curvas de nível.
Seção de referência, ou exutório
Divisor não corta drenagem exceto no exutório.
Divisor passa pela região mais elevada da bacia, mas não necessariamente pelos pontos mais altos.
Bacia Hidrográfica
Bacias	hidrográficas	são	compostas	por	sub-bacias
sendo	também	estas	bacias
hidrográficas, hidrográficas	que bacias, etc.
Bacia Hidrográfica
1
podem	ser	subdividida	em	sub-
3
2
4
saída
Bacia Hidrográfica
Bacias representativas: são bacias instrumentadas com aparelhos de observação e registro de fenômenos hidrológicos que representam bacias situadas em uma mesma região homogênea.
Apresentam extensões de 1 a 250 Km². Em geral essas bacias são instrumentadas para obtenção de dados típicos de uma região homogênea a que pertencem, permitindo a fundamentação de estudos que resultam em um melhor conhecimento dos processos hidrológicos.
A observação dessas bacias deve ser realizada por longos períodos de tempo, preferencialmente superiores a 30 anos, que posteriormente devem ser avaliados em conjunto com estudos climáticos, pedológicos, geológicos e hidrogeologicos
Bacia Hidrográfica
Bacias Elementares: são bacias de pequena ordem, que constituem a menor unidade geomorfológica onde podem ocorrer todos os processos elementares do ciclo hidrológico. Em geral, apresentam tamanho de até 5 km2.
Bacia Hidrográfica
Bacias experimentais: são bacias relativamente homogêneas no que se refere a cobertura do solo. Possuem características físicas relativamente uniformes, com área menor do que 4 Km², onde são realizados estudos detalhados do ciclo hidrológico.
Em	alguns	casos	são	selecionadas	bacias	com	algumas condições naturais alteradas para estudar seu efeito sobre o comportamento hidrológico, inferindo leis e demais relações.
Divisor:
divisor superficial x divisor subterrâneo
Características da Bacia Hidrográfica:
Área de drenagem
Comprimento
Declividade
Curva hipsométrica
Forma
Cobertura vegetal e uso do solo
……
Bacia Hidrográfica
EXERCICIO: DELIMITAÇÃO DE BACIAS
Bacia Hidrográfica
Bacia Hidrográfica
EXERCICIO: DELIMITAÇÃO DE BACIAS
PASSO 1: Inicialmente, devemos definir o ponto inicial (exutorio) a partir do qual será feita a delimitação da bacia. O exutorio esta situado na parte mais baixa do trecho do curso d’agua principal.
PASSO 2: Reforçar a marcacao do curso d’agua principal e dos tributários (os quais cruzam as curvas de nível, das mais altas para as mais baixas para definição dos fundos de vale).
Bacia Hidrográfica
EXERCICIO: DELIMITAÇÃO DE BACIAS
PASSO 3: A delimitação da bacia hidrográfica inicia a partir do exutorio, conectando os pontos mais elevados, tendo por base as curvas de nível. O limite da bacia circunda o curso d’agua e as nascentes de seus tributários.
Bacia Hidrográfica
EXERCICIO: DELIMITAÇÃO DE BACIAS
PASSO 4 E MAIS IMPORTANTE: Nos topos dos morros deve-se verificar se a chuva que cair do lado de dentro do limite realmente escoara sobre o terreno rumo as partes baixas cruzando perpendicularmente as curvas de nível em direção ao curso da água em estudo.
Se a inclinação do terreno estiver voltada para direção oposta as drenagens é porque pertence a outra bacia. Notamos que dentro da bacia poderá haver locais com cotas mais altas do que as cotas dos pontos que definem o divisor de águas da bacia.
Bacia Hidrográfica
EXERCICIO: DELIMITAÇÃO DE BACIAS
Por fim,
A	delimitação	da	bacia	deve	retornar	ao ponto inicial definido como exutorio.
Caracterizacao Fisiografica ou Fluviomorfologica de Bacias Hidrográficas
Os dados fisiograficos sao todos aqueles dados que podem ser extraídos de mapas, fotografias aéreas e imagens de satélite.
Basicamente		são	áreas,		comprimentos, declividades	e		coberturas	do	solo	obtidos diretamente ou expressos por índices (TUCCI, 2004, p. 45).
Caracterizacao Fisiografica ou Fluviomorfologica de Bacias Hidrográficas
Area da bacia (A):
Fundamental para definir o potencial de geração de escoamento da bacia hidrográfica, uma vez que o seu valor multiplicado pela lamina da chuva precipitada define o volume de água recebido pela bacia.
É obtida através da projeção vertical da linha do divisor de águas sobre o plano horizontal (TUCCI, 2004, p. 46).
Caracterizacao Fisiografica ou Fluviomorfologica de Bacias Hidrográficas
Comprimento do rio principal (L): e determinado a partir do perfil longitudinal: do curso d’agua medindo-se o comprimento do trecho entre a nascente mais distante e o ponto de interesse ou exutorio (TUCCI, 2004, p.48).
Perfil longitudinal: os perfis longitudinais são obtidos em mapas planialtimetricos e representam a variação de cotas ao longo do comprimento do rio principal (TUCCI, 2004, p. 48).
Comprimento da bacia
Comprimento do rio principal
Comprimento da Bacia Hidrográfica
Os comprimentos da bacia e do rio principal são importantes para a estimativa do tempo que a água leva para percorrer a bacia.
Caracterizacao Fisiografica ou Fluviomorfologica de Bacias Hidrográficas
Declividades: a declividade é muito importante para a modelagem do escoamento, uma vez que a velocidade de fluxo depende desta variável. Pode ser determinada por vários métodos.
Em geral consiste na razão entre a diferença das altitudes dos pontos extremos de um curso d´agua e o comprimento desse curso d´agua, pode ser expressa em % ou m/m (PAIVA e PAIVA, 2001). (Como funciona a declividade?)
A diferença entre a elevação máxima e a elevação mínima resulta na amplitude altimetrica da bacia. Esta e a maneira mais simples de se calcular a declividade, entretanto, para rios que percorrem relevos muitos diferenciados e necessário fazer algumas correções.
Ponto mais alto: 300 m
Ponto mais baixo: 20 m
Comprimento drenagem = 7 km Declividade = 0,04 m/m ou 40 m por km
Ordenamento dos canais
Trata-se	de	uma	hierarquização	dos	canais fluviais
Cada	linha		de	drenagem		pode	ser categorizada	de		acordo	com	sua
posição
(ordem ou magnitude) dentro da bacia
A ordenação	pode	ser	utilizada	para	descrever
a	linha
de	drenagem
e	dividir	a
que	podem
rede		de ser
drenagem	em	partes quantificadas e comparadas
Ordenamento dos canais
como fazer a ordenação?
linhas de drenagem que não possuem nenhum tributário são designadas como linhas de 1ª ordem
A ordem ou magnitude das demais linhas de drenagem depende do método utilizado  O mais adotado: Strahler
Strahler  linhas de 2ª ordem são formadas pela junção de 2 linhas de 1ª ordem, as linhas de 3ª ordem são formadas pela junção de 2 linhas de 2ª ordem e assim sucessivamente  as linhas de 3ª ordem, por exemplo, podem também receber um canal de 1ª ordem
Strahler (1945)
Ordenamento dos canais
Shreve magnitudes somadas todas as vezes que há a junção de duas linhas de drenagem  exemplo  quando 2 linhas de 2ª ordem se unem, o trecho a jusante recebe a designação de 4ª ordem
Ordenamento dos canais
Shreve
Ordenamento dos canais
Ordenar	a	bacia	do	exercício	segundo Strahler
Ordenamento dos canais
Densidade da Rede de Drenagem:
Controlada pela Geologia e pelo Clima
Forma da Rede de Drenagem:
Controlada pela Geologia
Rede de Drenagem
Forma da rede de Drenagem
Forma da rede de Drenagem
Forma da rede de Drenagem
Forma da rede de Drenagem
Forma da Bacia
A forma da bacia influencia no escoamento superficial?
3 bacias de formatos diferentes, porém de mesma área e sujeitas a uma precipitação de mesma intensidade
Forma da Bacia
Índices de forma: a forma de uma bacia hidrográfica também tem um papel importante no seu comportamento hidrológico.
A partir do comparativo de bacias com características semelhantes, identificamos que as bacias com forma mais circular apresentam uma tendência de gerar picos de enchente mais elevados em relação as bacias alongadas (VILLELA e MATTOS, 1975, p. 13).
Forma da Bacia
Se	as	bacias
circulares	apresentarem	diversas
drenagens com comprimentos semelhantes, o percurso dos escoamentos é mais curto, gerando respostas mais rápidas e concentradas a eventos de chuva.
Já as bacias mais alongadas, em geral apresentam um rio principal com diversos tributários menores, onde as águas tem que percorrer um caminho mais longo ate o exutorio. Assim, tendem a apresentar cheias mais distribuídas com menor vazão de pico (VILLELA e MATTOS, 1975 p. 13).
Forma da Bacia
Exprimir satisfatoriamente a forma de uma bacia hidrográfica por meio de índice numérico não é tarefa fácil. Apesar disto Gravelius propôs três índices:
* COEFICIENTE DE COMPACIDADE (Kc)
FATOR DE FORMA (Kf)
Indice de Circularidade (Ic) – menos utilizado
Forma da Bacia
Coeficiente de forma ou compacidade (Indice de Gravelius) – kc: É a relação entre o perímetro da bacia hidrográfica e a circunferência de um circulo com a mesma área da bacia (VILLELA e MATTOS, 1975, p.13).
É um numero adimensional que varia de acordo com a forma da bacia; quanto maior o coeficiente, mais longa é a bacia.
Quanto mais próximo de 1, mais circular é a bacia e maior é a sua tendência a gerar enchentes rápidas e acentuadas.
Forma da Bacia
Coeficiente de forma ou compacidade (Indice de Gravelius) – kc:
onde	P	e	A	são,	respectivamente,	o	perímetro	(em	metros,
kilometros...) e a área da bacia (em m², km²...)
Forma da Bacia
FATOR DE FORMA (Kf) : corresponde a razão entre a área de bacia e o quadrado de seu comprimento axial medido ao longo do curso d’agua principal do exutorio a cabeceira mais distante (VILLELA e MATTOS, 1975, p14).
A – Área em m², km²...
L – Comprimento em m, km...
Forma da Bacia
ou	menor
Este	índice	também	indica	a	maior tendência para enchentes de uma bacia.
Uma bacia com Kf baixo, ou seja, com o L grande, terá menor propensão a enchentes que outra com mesma área, mas Kf maior. Isto se deve a fato de que, numa bacia estreita e longa (Kf baixo), haver
ocorrência
menor	possibilidade	de intensas		cobrindo
simultaneamente
de	chuvas toda		a	sua
extensão.
Forma da Bacia
Indice de Circularidade : Este índice tende a unidade a medida que a bacia se aproxima da forma circular e diminui a medida que a forma dela se alonga.
A – Área em m²
p – Perimetro em m
Forma da Bacia
Densidade de Drenagem
A densidade de drenagem é expressa pelo comprimento total de todos os cursos d’ água de uma bacia (sejam eles efêmeros, intermitentes ou perenes) e sua área total.
Densidade de Drenagem
EXERCICIO
Bacias hidrográficas como unidades de estudo e planejamento
Água	morro	abaixo,	fogo	morro	acima	e	mulher... Ninguém	segura!!!
(velho ditado interiorano...)
permite que se determine limite de possíveis irreversibilidades, devido a conflitos ambientais e pontos de fragilidade biológica, antes que se tomem decisões sobre o uso de cada área
permite a identificação de atividades antrópicas para cada setor da unidade ambiental e seu respectivo manejo, possibilitando a descentralização de comando e decisão;
pelo fato da metodologia do zoneamento ambiental ser flexível, permite que se adapte a definição e manejo de uma zona, conforme necessidade.
Bacias hidrográficas como unidades de estudo e planejamento
Por que atuar numa sub-bacia local ?
Conceito: pensar globalmente e agir localmente
Bacias hidrográficas como unidades de estudo e planejamento
Qual é a sua pegada?