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UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA DISCIPLINA DE HIDROLOGIA APLICADA ANDRÉ CISLAGUI GUSTAVO PEDRO ZUCCO WAGNER LORENZET FISIOGRAFIA DE BACIAS HIDROGRÁFICAS CAXIAS DO SUL 2016 ANDRÉ CISLAGUI GUSTAVO PEDRO ZUCCO WAGNER LORENZET FISIOGRAFIA DE BACIAS HIDROGRÁFICAS Trabalho entregue como requisito parcial de avaliação à disciplina de Hidrologia Aplicada. Orientador Prof. Eng. Taison Anderson Bortolin Caxias do Sul 2016 Sumário 1 INTRODUÇÃO 5 2 OBJETIVOS 6 3 FISIOGRAFIA DA BACIA HIDROGRÁFICA 7 3.1 Caracterização da área de estudo 7 3.2 Metodologia 8 3.3 Localização e Identificação da Bacia Hidrográfica 10 3.3.1 Delimitação das Bacias Hidrográficas Brasileiras. 10 3.3.2 Bacias Hidrográficas do Santa Catariana 11 3.3.3 Delimitação da Bacia Hidrográfica Rio Tijucas, com seu exutório da bacia obtida através da utilização do software Idrisi Selva. 12 3.3.4 Ordenamento dos rios pelo método de Strahler 13 3.4 Cálculo de Parâmetros Fisiográficos 14 4 CARACTERIZAÇÃO CLIMÁTICA DA BACIA 18 4.2 Dados de temperatura média, mínima e máxima 18 4.3 Insolação 20 4.3.1 Dados de insolação média mensal 20 4.4 Umidade Relativa 23 4.4.1 Dados de umidade relativa do ar 23 4.5 EVAPORAÇÃO 25 4.5.1 Dados de evaporação média mensal 25 4.5.2 Evaporação do piche 26 4.5.3 Evaporação BH potencial 28 4.5.4 Evaporação BH real 30 4.6 PRECIPITAÇÃO 33 4.6.1 Dados de precipitação média mensal, anual e total anual 33 4.6.2 Precipitação média mensal 37 4.6.3 Precipitação média anual: 39 4.6.4 Precipitação total anual: 41 4.7 Dados de número de dias com chuva 44 5 USO DO SOLO 47 5.1 Drenagem 47 6 CURVA DE PERMANÊNCIA 49 6.1 Metodologia 49 6.2 Curva de permanência do ano de 1885 50 6.3 Curva de Permanência Mensal 51 7. VAZÕES MÁXIMAS E MÍNIMAS 55 7.1 Metodologia 55 7.2 Vazões máximas 55 7.3 Vazões mínimas 56 8. Curva chave 58 8.1 Calculando a Equação da curva chave 61 8.1.1 Gráfico da curva chave posto São João Batista. 62 8.1.2 Equação da curva chave. 62 9. Hidrograma de Vazão 63 10 . Métodos de separação de escoamento de Eckhardt, Chapman e Collischonm 66 10.1 Método de Collischonm para separação de escoamento. 67 10.2 Método de Eckhardt para separação de escoamento 68 10.3 Método de Chapman de separação de escoamento 69 10.4 Dados de vazão e vazão de base do posto fluviométrico de São João Batista. 70 10.5 Gráfico de separação de escoamento 78 10.6 Taxa de Recarga 80 11 Capacidade de Geração de Energia 85 12 Cálculo de vazões máximas pelo método racional 87 12.1 Resultados 88 13 Cálculo de vazões máximas pelo método do Hidrograma unitário SCS 89 13.1 Resultados 93 14 CONCLUSÃO 95 15 REFERÊNCIAS 96 1 INTRODUÇÃO A bacia hidrográfica é o elemento principal de análise do ciclo hidrológico na fase terrestre. É a área para onde é drenada toda a precipitação que ocorre em determinada região. Uma bacia hidrográfica é delimitada por divisores de águas, que são regiões de relevo mais elevado e determinam se a água precipitada em uma região convergirá para o ponto de saída da bacia em questão ou se está água escoará para a bacia vizinha, e por talvegues, que são os pontos mais baixos e, portanto, formam canais de escoamento. Estes canais de escoamento formam a rede que drena a precipitação para um único ponto, denominado de exutório. “Consideram-se dados fisiográficos de uma bacia hidrográfica todos aqueles dados que podem ser extraídos de mapas, fotografias aéreas e imagens de satélite. Basicamente são áreas, comprimentos, declividades e coberturas do solo, medidos diretamente ou expressos por índices.” (TUCCI, 2009) Os parâmetros fisiográficos de uma bacia possibilitam, através de cálculos, realizar as estimativas de vazões pelos canais, bem como de volume de chuvas e a maior enchente que uma região poderá enfrentar. A determinação dos parâmetros fisiográficos pode ser realizada de forma manual ou através da utilização de softwares, neste trabalho utilizaremos os softwares Idrisi Selva e AutoCad. 2 OBJETIVOS O presente trabalho tem por objetivo delimitar e caracterizar uma sub-bacia hidrográfica do estado de Santa Catarina, quanto aos seus parâmetros fisiográficos, tomando por base um posto fluviométrico como exutório. 3 FISIOGRAFIA DA BACIA HIDROGRÁFICA 3.1 Caracterização da área de estudo A bacia hidrográfica do rio tijucas está localizada na região hidrográfica do litoral centro, passando por perto destes municípios, Rancho Queimado, Leoberto Leal, Angelina, Major Gercino, Nova Trento, São João Batista, Canelinha, Antônio Carlos, Tijucas, Porto Belo, Bombinhas e Governador Celso Ramos, Itapema e Biguaçu em Santa Catarina. As coordenadas geográficas do exutório são Latitude -27°16’00’’ e Longitude -48°51’00’’. Ao longo do presente trabalho serão explicitados os índices fisiográficos da bacia analisada. Sendo eles: área de drenagem, perímetro, número total de segmentos de drenagem, comprimento total da rede de drenagem, coeficiente de compacidade, índice de circularidade, densidade de drenagem, densidade de rios, extensão média de escoamento, coeficiente de manutenção, declividade média da bacia, curva hipsométrica, ordenamento da bacia pelo Método de Strahler e uso do solo. 3.2 Metodologia No trabalho presente, foi utilizado o software Idrisi Selva para a delimitação da área da bacia e determinação dos parâmetros fisiográficos. Os comprimentos dos segmentos de primeira ordem e o comprimento total da rede de drenagem foram obtidos através do software AutoCad 2014.Por meio do software IDRISI Selva 17.0, foi determinada a delimitação da bacia hidrográfica em questão. Este software é utilizado em estudos cujo foco são informações de geoprocessamento de imagens, os quais enfatizam funções de análise. O IDRISI foi desenvolvido e continua a ser aprimorado pela Clark University Graduate School of Geography, é um programa muito eficiente quando se trata deste tipo de estudo, por englobar um conjunto de módulos que abrangem uma série de operações analíticas que caracterizam as regiões. Além deste, utilizou-se o software AutoCad versão 2014, da Autodesk, a fim de se determinar através do Método de Strahler o ordenamento da bacia analisada Para a caracterização climática da bacia do Rio Tijuca foram utilizados os softwares de cálculos e tabulação de dados Microsoft Office Excel e Hidro 1.2 de desenho AUTOCAD 2014, os dados obtidos através de pesquisas nos Sistema de Informações Hidrológicas (Hidroweb), e BDMEP Banco de dados Meteorológicos para Ensino e Pesquisa, todos os dados são referentes a uma parcela de anos nos quais se tinha disponibilidade de dados sendo assim utilizados dados do ano de 1985 até o ano de 2002. Cabe ressaltar que para os dados de pluviométricos foram baixados os dados do HIDROWEB e feitos ajustes pelo método de preenchimento de falhas da ponderação regional e para os dados climáticos foram utilizados os dados disponíveis no site do BDMEP, ressaltando que para a construção dos dados climáticos foram utilizados dados de duas estações, a estação de Florianópolis (OMM 83897) com coordenadas geográficas (-27.58° e -48.56°) e a estação de Indaial (OMM 83872) com coordenadas geográficas (-26,9° e -49,21°) latitude e longitude respectivamente, devido a posição geográfica dos mesmos, pois um está muito próximo ao mar, o qual pode sofrer influência do oceano e pôr o outro estar localizado um pouco acima da bacia, por isto então foi feito uma média entre os dois postos. 3.3 Localização e Identificação da Bacia Hidrográfica 3.3.1 Delimitação das Bacias Hidrográficas Brasileiras. Nossa bacia está localizada dentro da Bacia do atlântico sudeste. Bacia de número 8 na cor verde escuro. Divisão de bacias hidrográficas presentes no Brasil. Fonte: Retirada do google (2016) 3.3.2 Bacias Hidrográficas do Santa Catariana Dentro das regiõeshidrográficas de Santa Catarina a nossa bacia pertence a região hidrográfica 8 (RH8), chamada de região litoral centro obtendo como rio principal o Rio tijucas. Mapa de regiões e bacias hidrográficas de Santa Catarina. Fonte: Retirada do google (2016) 3.3.3 Delimitação da Bacia Hidrográfica Rio Tijucas, com seu exutório da bacia obtida através da utilização do software Idrisi Selva. A linha preta é a delimitação da bacia e o ponto em vermelho é o exutório da bacia e as linhas brancas são os rios. Delimitação da bacia hidrográfica, rios e o exútorio no posto de são João batista. Fonte: Os autores (2016) 3.3.4 Ordenamento dos rios pelo método de Strahler Figura 4: Ordenamento dos rios pelo método de Strahler obtido através do software AutoCAD. Fonte: Os autores (2016) 3.4 Cálculo de Parâmetros Fisiográficos Com o auxílio dos dados acima, foi possível efetuar os cálculos de índices fisiográficos. Com estas informações, é possível prever as futuras reações do comportamento hidrológico desta região hidrográfica. - Área de drenagem da bacia hidrográfica [A]: É a característica mais importante da bacia. Através dela pode-se determinar o volume total de água presente dentro da mesma. Devemos salientar que a área de drenagem não e proporcional a vazão da mesmo. - Perímetro da bacia hidrográfica [P]: É muito importante para definirmos a forma da bacia, circular ou alongado, assim conseguindo calcular o índice de circularidade e o índice de compacidade. Analisando esses dados podemos definir a sua forma. Analisando estes dados, podemos afirmar que a bacia é de formato alongado, devido nosso índice de circularidade ser de 0.26, sendo que bacias circulares seu índice fica em torno de 1. - Número total de segmentos da rede de drenagem [Nt]: indicador do número total de cursos de água na bacia. Esse dado é muito importante para sabermos qual é drenagem da bacia, podendo ser esparsa, média ou densa. Sabendo que quando mais densa for a bacia mais vazão em menos tempo vai ter. - Comprimento total da rede de drenagem [Lt]: representa o somatório dos comprimentos de rio da bacia. Realizando uma análise na bacia estudada, pode-se dizer a bacia tem como um final do seu escoamento em mares e oceanos então ela pode se enquadrar em drenagens do tipo exorreica. - Declividade média da bacia [S]: é a diferença de altitude entre o início e o fim da drenagem, dividida pelo seu comprimento. A declividade média da bacia afeta diretamente o tempo de viagem da água ao longo de seu sistema, que também interfere diretamente na velocidade do percurso, assim podendo afirmar que esse parâmetro é a vazão (Q). Sabendo que, quanto maior a declividade mais rápido uma partícula de água sairá de seu ponto inicial e chegará ao seu exutório. No caso acima, verifica-se que devido à declividade ser mediana, então podemos afirmar que tem influência no tempo de concentração da bacia (tc). - Curva Hipsométrica: descrição entre a área da contribuição e altitude, representação gráfica da declividade em relação a área da bacia hidrográfica. Figura 5: Curva Hipsométrica da Bacia, obtida através do software Idrisi. Fonte: Os autores (2016) Observando o gráfico, percebemos que nos últimos 30% da área da bacia teve-se uma declividade mais intensa acima da média de 25,2%. - Coeficiente de compacidade [Kc]: Relaciona o perímetro da bacia com o de um círculo de mesma área. Devido ao formato alongado da bacia, pode-se comprovar que seu coeficiente de compacidade indica escoamentos mais lentos, assim dificultando haver enchentes. - Índice de circularidade [Ic]: Determina a forma da bacia caso ela se aproxime de uma circularidade ou um alongamento. De acordo com o valor encontrado para o índice de circularidade, pode-se observar que o formato da bacia tem a forma mais alongado, devido valor não ser próxima a 1. - Densidade de drenagem [Dd]: É a relação entre o comprimento total dos canais de escoamento com a área da bacia. Assim podemos concluir que nossa bacia é de uma drenagem podre. - Densidade dos rios [Dr]: é a razão entre o número total de segmentos de ordem 1 e a área da bacia hidrográfica. Podemos analisar que a bacia possui drenagem esparsa. - Extensão média de escoamento [Les]: indicativo de distância média que a água da chuva deve percorrer até atingir o curso de água mais próximo. - Coeficiente de manutenção [Cm]: é a inversamente proporcional a densidade de drenagem. 4 CARACTERIZAÇÃO CLIMÁTICA DA BACIA Nesta faze do trabalho serão apresentados e analisados dados sobre as características climáticas da bacia hidrográfica do Rio Tijucas, dados estes referentes a de temperatura, insolação, umidade relativa do ar, evaporação e precipitação. 4.1 Temperatura Conceitua-se temperatura como uma grandeza que se associa à noção de calor e frio. A mesma caracteriza o estado térmico de um corpo ou um sistema, relacionando um corpo quente como o que possui suas moléculas agitando-se muito, ou seja, um alto valor de energia cinética. 4.2 Dados de temperatura média, mínima e máxima Temos nas tabelas a seguir os dados de temperatura média, mínima e máxima da região estudada, dados expressos em graus célsius °C. Estação Florianópolis Temperatura média compensada por mês dos anos de 1988 a 2002 em (graus °C) Estação Mês Média por mês Maior histórico mês Menor histórico mês 83897 Janeiro 24.84959378 25.424516 24.030968 83897 Fevereiro 24.90619456 25.385517 24.056429 83897 Março 24.29162638 26.174667 23.419333 83897 Abril 21.88406313 22.795172 20.878667 83897 Maio 19.34845889 20.886452 18.389677 83897 Junho 16.75 18.324 15.63 83897 Julho 16.08666667 17.68129 13.570968 83897 Agosto 16.82387111 18.049032 15.242581 83897 Setembro 18.11091663 18.979333 17.042 83897 Outubro 20.29822575 22.102581 18.974839 83897 Novembro 22.11514933 23.43 20.583333 83897 Dezembro 24.12868578 24.692258 23.524516 Fonte: Os autores (2016) Estação Indaial Temperatura média compensada por mês dos anos de 1988 a 2002 em (graus °C) Estação Mês Média por mês Maior histórico mês Menor histórico mês 83872 Janeiro 24.8053953 25.340645 23.882667 83872 Fevereiro 24.610961 25.105517 23.847857 83872 Março 23.7509141 26.186452 23.02 83872 Abril 21.4323172 23.124138 20.526 83872 Maio 18.3388387 20.514194 17.189677 83872 Junho 16.08382711 17.92 14.460667 83872 Julho 15.26939056 17.780645 12.589032 83872 Agosto 16.69532263 18.483871 15.745161 83872 Setembro 18.1109518 19.077333 17.203333 83872 Outubro 20.5026518 22.271613 18.868387 83872 Novembro 22.2194001 23.677333 20.442667 83872 Dezembro 24.2037526 24.930323 23.297419 Fonte: Os autores (2016) Média entre duas Estações Temperatura média compensada por mês dos anos de 1988 a 2002 em (graus °C) Estação Mês Média por mês Maior histórico mês Menor histórico mês Média dos postos Janeiro 24.82749454 25.3825805 23.9568175 Média dos postos Fevereiro 24.75857778 25.245517 23.952143 Média dos postos Março 24.02127024 26.1805595 23.2196665 Média dos postos Abril 21.65819016 22.959655 20.7023335 Média dos postos Maio 18.84364879 20.700323 17.789677 Média dos postos Junho 16.41691356 18.122 15.0453335 Média dos postos Julho 15.67802861 17.7309675 13.08 Média dos postos Agosto 16.75959687 18.2664515 15.493871 Média dos postos Setembro 18.11093421 19.028333 17.1226665 Média dos postos Outubro 20.40043878 22.187097 18.921613 Média dos postos Novembro 22.16727472 23.5536665 20.513 Média dos postos Dezembro 24.16621919 24.8112905 23.4109675 Fonte: Os autores (2016) Análise Gráfica Fonte: Os autores (2016) Análise dos dados Como podemos analisar a temperatura média mensal nestes 17 anos manter-se mais elevada nos meses de verão e final da primavera, com as temperaturas mínimas registradas e máximas registradas médias muito próximas,percebe-se então que não temos grandes variações de temperatura, nota-se também que as temperaturas mais baixas são registradas nos meses de junho e julho, inverno do hemisfério sul, também sem muitas alterações nas mínimas e máximas. 4.3 Insolação Conceitua-se insolação como a quantidade de radiação solar sobre uma superfície, livre de interferências, como nevoeiros, neblinas, entre outros. 4.3.1 Dados de insolação média mensal Nas tabelas a seguir serão apresentados os dados de insolação média mensal na região estudada. Estação Florianópolis Insolação total por mês dos anos de 1988 a 2002 em (horas H) Estação Mês Média por mês Maior histórico mês Menor histórico mês 83897 Janeiro 268.1339286 625 83.339286 83897 Fevereiro 198.580303 438.4 78.9 83897 Março 143.8615835 249.7 23.877419 83897 Abril 91.50729436 207.4 22.893333 83897 Maio 75.64091355 200.2 5.7 83897 Junho 74.8435725 153.8 16.421333 83897 Julho 102.9179605 185.6 16.385161 83897 Agosto 80.4737396 226.3 12.7 83897 Setembro 139.6895371 255.7 64.6 83897 Outubro 129.1272432 339 20.471613 83897 Novembro 114.2415293 233.6 11.9 83897 Dezembro 165.2316889 563.2 50.1 Fonte: Os autores (2016) Estação Indaial Insolação total por mês dos anos de 1988 a 2002 em (horas H) Estação Mês Média por mês Maior histórico mês Menor histórico mês 83872 Janeiro 254.4083333 485 72.5 83872 Fevereiro 158.88875 281.1 23.643571 83872 Março 124.65 282.2 46.5 83872 Abril 104.5916667 217.2 41.3 83872 Maio 84.61513869 394.4 10.2 83872 Junho 103.0555 190.8 16.046 83872 Julho 115 214.5 29.7 83872 Agosto 78.90169882 299.1 11.7 83872 Setembro 175.0636364 338.2 42.1 83872 Outubro 159.9407052 315.6 35.5 83872 Novembro 127.4196839 310.2 64.8 83872 Dezembro 153.6026028 251.5 74.62931 Fonte: Os autores (2016) Média entre duas Estações Insolação total por mês dos anos de 1988 a 2002 em (horas H) Estação Mês Média por mês Maior histórico mês Menor histórico mês Média dos postos Janeiro 261.271131 555 77.919643 Média dos postos Fevereiro 178.7345265 359.75 51.2717855 Média dos postos Março 134.2557918 265.95 35.1887095 Média dos postos Abril 98.04948052 212.3 32.0966665 Média dos postos Maio 80.12802612 297.3 7.95 Média dos postos Junho 88.94953625 172.3 16.2336665 Média dos postos Julho 108.9589803 200.05 23.0425805 Média dos postos Agosto 79.68771921 262.7 12.2 Média dos postos Setembro 157.3765867 296.95 53.35 Média dos postos Outubro 144.5339742 327.3 27.9858065 Média dos postos Novembro 120.8306066 271.9 38.35 Média dos postos Dezembro 159.4171458 407.35 62.364655 Fonte: Os autores (2016) Analise gráfica Fonte: Os autores (2016) Análise dos dados Nota-se que os períodos em que se tem a maior presença do sol são na estação do verão, nos meses de dezembro e janeiro, natural devido a inclinação do globo terrestre onde acabamos tendo um período maior de sol com dias mais longo e noite mais curtas, mas também devido a este fato temos a tendência de ter uma maior evaporação devido a um maior aquecimento por receber mais horas de incidência solar, e automaticamente temos uma menor incidência de sol nos períodos de inverno, onde temos dias mais curto e noites mais longas. 4.4 Umidade Relativa Define-se umidade relativa como a relação entre a umidade absoluta e o ponto de saturação, ou seja, a quantidade de água existente no ar e a quantidade máxima que poderia haver na mesma temperatura. 4.4.1 Dados de umidade relativa do ar Teremos nas tabelas a seguir os dados de referentes a umidade relativa do ar média mensal da região estudada, dados estes expressos em percentual (%). Estação Florianópolis Umidade relativa por mês dos anos de 1988 a 2002 em (%) Estação Mês Média por mês Maior histórico mês Menor histórico mês 83897 Janeiro 81.779634 84.677419 76.870968 83897 Fevereiro 82.3802725 84.892857 79.982143 83897 Março 81.47574278 84.354839 79.451613 83897 Abril 80.00714286 83.9 74.841667 83897 Maio 81.72066244 87.516129 77.951613 83897 Junho 82.32604163 85.333333 78.491667 83897 Julho 84.24024289 86.822581 81.194444 83897 Agosto 82.34322311 84.596774 80.032258 83897 Setembro 81.625463 84.583333 79.866667 83897 Outubro 80.48115189 85.612903 77.774194 83897 Novembro 77.47129622 82.275 72.7 83897 Dezembro 78.34795711 82 75.645161 Fonte: Os autores (2016) Estação Indaial Umidade relativa por mês dos anos de 1988 a 2002 em (%) Estação Mês Média por mês Maior histórico mês Menor histórico mês 83872 Janeiro 81.57331382 86.612903 73.330645 83872 Fevereiro 83.64480689 87.928571 76.491071 83872 Março 84.11876827 86.459677 81.330645 83872 Abril 83.03646818 86.875 77.6 83872 Maio 84.84845773 88.282258 83.33871 83872 Junho 86.0716667 90.175 81.858333 83872 Julho 85.58302255 90.620968 80 83872 Agosto 84.29133063 88.451613 79.717742 83872 Setembro 85.2192816 89.55 81.95 83872 Outubro 83.3475806 88.741935 77.677419 83872 Novembro 79.5166668 85.15 73.1 83872 Dezembro 79.29749122 84.58871 73.524194 Fonte: Os autores (2016) Média entre duas Estações Umidade relativa por mês dos anos de 1988 a 2002 em (%) Estação Mês Média por mês Maior histórico mês Menor histórico mês Média dos postos Janeiro 81.67647391 85.645161 75.1008065 Média dos postos Fevereiro 83.01253969 86.410714 78.236607 Média dos postos Março 82.79725553 85.407258 80.391129 Média dos postos Abril 81.52180552 85.3875 76.2208335 Média dos postos Maio 83.28456009 87.8991935 80.6451615 Média dos postos Junho 84.19885416 87.7541665 80.175 Média dos postos Julho 84.91163272 88.7217745 80.597222 Média dos postos Agosto 83.31727687 86.5241935 79.875 Média dos postos Setembro 83.4223723 87.0666665 80.9083335 Média dos postos Outubro 81.91436624 87.177419 77.7258065 Média dos postos Novembro 78.49398151 83.7125 72.9 Média dos postos Dezembro 78.82272417 83.294355 74.5846775 Fonte: Os autores (2016) Análise gráfica Fonte: Os autores (2016) Análise dos dados Como podemos perceber por esta bacia estar localizada numa região de clima subtropical, temos sim altos índices de umidade, em todos os meses do ano com os maiores índices registrados nos meses de julho, estes altos índices se devem também as grandes áreas de floresta. 4.5 EVAPORAÇÃO Processo físico que consiste na passagem lenta e gradual de um estado líquido para um estado de vapor, em função de aumento natural ou artificial de temperatura. Ao atingir determinada temperatura, que varia de acordo com o líquido, ocorre a transformação em vapor de água. 4.5.1 Dados de evaporação média mensal Na próxima tabela teremos os dados de evaporação média mensal da região estudada, os mesmos estão expressos em (mm). 4.5.2 Evaporação do piche Estação Florianópolis Evaporação do piche por mês dos anos de 1988 a 2002 em (mm) Estação Mês Média por mês Maior histórico mês Menor histórico mês 83897 Janeiro 94.73549782 127 7.190476 83897 Fevereiro 92.15454545 125.3 75.3 83897 Março 102.4909091 131.9 75.4 83897 Abril 90.87272727 113.4 76.5 83897 Maio 105.1272727 184.6 64.5 83897 Junho 80.67768591 195.2 4.954545 83897 Julho 79.67985255 185.4 4.378378 83897 Agosto 83.591866 178.5 4.710526 83897 Setembro 76.059798 131.6 2.677778 83897 Outubro 98.07158242 178.2 6.558989 83897 Novembro 106.2848012 147.1 6.917614 83897 Dezembro 111.45 142.1 6 Fonte: Os autores (2016) Estação Indaial Evaporação do piche por mês dos anos de 1988 a 2002 em (mm) Estação Mês Média por mês Maior histórico mês Menor histórico mês 83872 Janeiro 93.62142857 271 57.4 83872 Fevereiro 69.06119693 172.5 6.756757 83872Março 77.92142857 178.3 57.6 83872 Abril 64.24285714 98.1 45.1 83872 Maio 59.89241071 119.2 8.09375 83872 Junho 50.82857143 106.5 5 83872 Julho 44.78663593 76.4 4.612903 83872 Agosto 50.89230769 69.1 2 83872 Setembro 53.33333333 67 39.2 83872 Outubro 60.47808992 80.5 6.615169 83872 Novembro 70.87240257 105.7 7.613636 83872 Dezembro 81.16674208 120.7 6.367647 Fonte: Os autores (2016) Média entre duas Estações Evaporação do piche por mês dos anos de 1988 a 2002 em (mm) Estação Mês Média por mês Maior histórico mês Menor histórico mês Média dos postos Janeiro 94.17846319 199 32.295238 Média dos postos Fevereiro 80.60787119 148.9 41.0283785 Média dos postos Março 90.20616883 155.1 66.5 Média dos postos Abril 77.55779221 105.75 60.8 Média dos postos Maio 82.50984172 151.9 36.296875 Média dos postos Junho 65.75312867 150.85 4.9772725 Média dos postos Julho 62.23324424 130.9 4.4956405 Média dos postos Agosto 67.24208685 123.8 3.355263 Média dos postos Setembro 64.69656567 99.3 20.938889 Média dos postos Outubro 79.27483617 129.35 6.587079 Média dos postos Novembro 88.57860187 126.4 7.265625 Média dos postos Dezembro 96.30837104 131.4 6.1838235 Fonte: Os autores (2016) Análise gráfica Fonte: Os autores (2016) Análise dos dados Neste gráfico podemos fazer uma comparação pois o maior índice de evaporação está localizado no mês de Janeiro que é exatamente o mês com maior índice de insolação, ou seja, a evaporação está diretamente ligada a insolação pois quanto maior for a quantidade de sol incidido maior será a temperatura e naturalmente maior será a evaporação. 4.5.3 Evaporação BH potencial Estação Florianópolis Evaporação BH potencial por mês dos anos de 1988 a 2002 em (mm) Estação mês média por mês Maior histórico mês Menor histórico mês 83897 Janeiro 155.7532311 204.9 8.385542 83897 Fevereiro 129.2350257 203.8 6.492063 83897 Março 161.485044 217.5 1.935484 83897 Abril 129.5904289 242.9 1.777778 83897 Maio 119.6395225 211.7 2.010753 83897 Junho 95.43481627 183.9 1.422222 83897 Julho 108.4785308 174.2 2.010753 83897 Agosto 113.6192354 196.1 2.096774 83897 Setembro 102.1670455 163.9 6.7375 83897 Outubro 112.4633729 259.1 2.806452 83897 Novembro 169.2515701 239.9 5.318841 83897 Dezembro 163.8214976 228.7 7.057971 Fonte: Os autores (2016) Estação Indaial Evaporação BH potencial por mês dos anos de 1988 a 2002 em (mm) Estação Mês Média por mês Maior histórico mês Menor histórico mês 83872 Janeiro 147.3167832 196.1 6.418182 83872 Fevereiro 112.4532967 201.2 1.919643 83872 Março 134.4921856 195.5 4.698413 83872 Abril 119.0635199 198.1 6.396825 83872 Maio 125.7941719 203.5 6.176471 83872 Junho 95.12232785 163 1.556522 83872 Julho 108.7700549 175.1 5.980769 83872 Agosto 95.0730655 168.5 2.04878 83872 Setembro 79.83928575 131.8 8.071429 83872 Outubro 104.1678062 206.8 6.981481 83872 Novembro 128.5122749 197.5 7.659574 83872 Dezembro 113.776164 173.5 6.764045 Fonte: Os autores (2016) Média entre duas Estações Evaporação BH potencial por mês dos anos de 1988 a 2002 em (mm) Estação Mês Média por mês Maior histórico mês Menor histórico mês Média dos postos Janeiro 151.5350072 200.5 7.401862 Média dos postos Fevereiro 120.8441612 202.5 4.205853 Média dos postos Março 147.9886148 206.5 3.3169485 Média dos postos Abril 124.3269744 220.5 4.0873015 Média dos postos Maio 122.7168472 207.6 4.093612 Média dos postos Junho 95.27857206 173.45 1.489372 Média dos postos Julho 108.6242929 174.65 3.995761 Média dos postos Agosto 104.3461504 182.3 2.072777 Média dos postos Setembro 91.0031656 147.85 7.4044645 Média dos postos Outubro 108.3155896 232.95 4.8939665 Média dos postos Novembro 148.8819225 218.7 6.4892075 Média dos postos Dezembro 138.7988308 201.1 6.911008 Fonte: Os autores (2016) Análise gráfica Fonte: Os autores (2016) Análise dos dados Os valores de evaporação potencial média são maiores nos meses de verão como podemos ver devido a temperatura na região da bacia ser mais elevada que no restante do ano, nota-se porém que temos uma maior histórica no mês de outubro que é no período de outono. 4.5.4 Evaporação BH real Estação Florianópolis Evaporação BH real por mês dos anos de 1988 a 2002 em (mm) Estação Mês Média por mês Maior histórico mês Menor histórico mês 83897 Janeiro 36.9646306 344.3 2.032258 83897 Fevereiro 25.14949245 166.3 2.154762 83897 Março 24.66349436 239.3 1.537634 83897 Abril 23.45757573 122.9 1.222222 83897 Maio 45.43333336 221.9 1.387097 83897 Junho 22.39315882 85.113636 1.488889 83897 Julho 25.44029318 117.8 1.763441 83897 Agosto 11.32016618 81.11 1.763441 83897 Setembro 26.96575755 170.9 2.011111 83897 Outubro 26.25595558 109.2 2.172043 83897 Novembro 8.55445725 49 1.855556 83897 Dezembro 16.60154142 144.5 1.526882 Fonte: Os autores (2016) Estação Indaial Evaporação BH real por mês dos anos de 1988 a 2002 em (mm) Estação Mês Média por mês Maior histórico mês Menor histórico mês 83872 Janeiro 14.34925269 151.1 1.504065 83872 Fevereiro 47.75069442 297.5 1.517857 83872 Março 8.372187154 72.9 1.298387 83872 Abril 13.46016807 89.4 1.141667 83872 Maio 17.15897362 122.2 1.354839 83872 Junho 22.15213685 125.3 1.358333 83872 Julho 5.051473308 31.1 1.620968 83872 Agosto 17.33933725 92.5 1.615385 83872 Setembro 16.44745375 157.8 1.808333 83872 Outubro 12.50996692 102 1.766129 83872 Novembro 8.932232615 56.4 1.491667 83872 Dezembro 11.01263662 49.3 1.58871 Fonte: Os autores (2016) Média entre duas Estações Evaporação BH real por mês dos anos de 1988 a 2002 em (mm) Estação Mês Média por mês Maior histórico mês Menor histórico mês Média dos postos Janeiro 25.65694165 247.7 1.7681615 Média dos postos Fevereiro 36.45009344 231.9 1.8363095 Média dos postos Março 16.51784076 156.1 1.4180105 Média dos postos Abril 18.4588719 106.15 1.1819445 Média dos postos Maio 31.29615349 172.05 1.370968 Média dos postos Junho 22.27264783 105.206818 1.423611 Média dos postos Julho 15.24588324 74.45 1.6922045 Média dos postos Agosto 14.32975172 86.805 1.689413 Média dos postos Setembro 21.70660565 164.35 1.909722 Média dos postos Outubro 19.38296125 105.6 1.969086 Média dos postos Novembro 8.743344933 52.7 1.6736115 Média dos postos Dezembro 13.80708902 96.9 1.557796 Fonte: Os autores (2016) Análise gráfica Fonte: Os autores (2016) Análise dos dados Novamente podemos este gráfico podemos fazer uma comparação pois o maior índice de evaporação está localizado no mês de Janeiro que é exatamente o mês com maior índice de insolação, ou seja, a evaporação está diretamente ligada a insolação pois quanto maior for a quantidade de sol incidido, maior será a temperatura e naturalmente maior será a evaporação. 4.6 PRECIPITAÇÃO Segundo TUCCI (2013), na hidrologia toda a água oriunda do meio atmosférico que atinge a superfície terrestre é entendida como precipitação, como por exemplo, neblina, chuva, granizo, orvalho, geada, neve, entre outros. A diferença entre essas formas de precipitação é o estado em que a água se encontra. A chuva é o tipo de precipitação mais importante na hidrologia. 4.6.1 Dados de precipitação média mensal, anual e total anual Para a construção dos dados a seguir foram definidos sete postos pluviométricos localizados no interior ou próximos à bacia do Rio tijucas. Dentre as estações pluviométricas presentes e dentro de um raio de aproximadamente de 30 km do centro da bacia, foram selecionadas aquelas que possuem dados de regimes de chuvas no intervalo de17 anos (1985 à 2002). Com auxílio do banco de dados do Sistema de Informações Hidrológicas (Hidroweb), software Hidro 1.2 e o software Microsoft Office Excel, os dados referentes a precipitações dos anos entre 1985 até 2002 de sete postos pluviométricos foram baixados e tabulados, sendo os postos, posto de Brusque (2748000), Major Gercino (2748001), Nova Trento (2748002), Governador Celso Ramos (2748019), Fazenda Boa Esperança (2749015), Rancho Queimado (2749020) e Leoberto Leal (2749034). Postos Pluviométricos Fonte: Os autores (2016) Os postos selecionados possuíam um número grande de dados, porém houve a necessidade de fazer o preenchimento de falhas através do método da ponderação regional. Tais falhas são ocasionadas por inúmeros motivos. Os mais comuns são devidos ao erro humano, onde a pessoa encarregada de verificar a medição não foi tecnicamente correta, ou por mal funcionamento dos medidores pluviométricos utilizados nos postos. Ponderação Regional • Posto Y apresenta falha • Postos X1, X2 e X3 tem dados. • Um é a precipitação média do posto Y • Xm1 a Xm3 são as médias dos postos X • n é o número de postos • PX1 a PX3 são as precipitações nos postos X1 a X3 no intervalo de tempo em que Y apresenta falha. • PY é a precipitação estimada em Y no intervalo que apresenta falha O método escolhido para a determinação da área de influência dos postos pluviométricos foi o “Polígonos de Thiessen”. Este método engloba todos os postos presentes na bacia e determina a distribuição de chuvas sobre suas áreas, através do software AUTOCAD obteve-se a área total da bacia e a área de cada região de influência de cada posto pluviométrico, ressaltando que divido a posição geográfica dos postos pluviométricos, dois deles pelo Método dos Polígonos de Thiessen não tinham influência sobre a bacia, sendo assim foram utilizando apenas 5 postos pluviométricos para o cálculo, Rancho Queimado (2749020) e Leoberto Leal (2749034), Major Gercino (2748001), Nova Trento (2748002), Fazenda Boa Esperança (2749015). Polígonos de Thiessen com suas áreas de influência Fonte: Os autores (2016) Tendo posse de todas estas informações e possível calcular a precipitação na bacia, utilizando a seguinte formulação: ai = fração da área da bacia sob influência do posto i Pi = precipitação do posto i Novamente utilizando o software Microsoft Office Excel foi possível gerar as seguintes informações. 4.6.2 Precipitação média mensal Trata-se da precipitação média mensal que ocorreu na área de influência dos postos pluviométricos da bacia em estudo (Polígonos de Thiessen). Polígonos de Thiessen Área total bacia Leoberto Leal Posto 2749034 Rancho Queimado Posto 2749020 Major Gercino Posto 2748001 Faz. Boa Esperança Posto 2749015 Nova Trento Posto 2748002 Soma áreas EM KM² EM KM² EM KM² EM KM² EM KM² EM KM² 1905.3144 558.115148 456.579425 231.804593 403.903106 254.895925 1905.298 Fonte: Os autores (2016) Dados de precipitação média mensais. Dados de precipitação média mensal por posto dos anos de 1985 até 2002 em (mm/mês) Ano/Posto Leoberto Leal Rancho Queimado Major Gercino Faz. Boa Esperança Nova Trento Janeiro 182.9944444 281.2944444 233.9666667 247.4944444 194.8833333 Fevereiro 176.3944444 246.5833333 196.1444444 220.1 177.1111111 Março 107.2444444 153.3888889 115.2444444 130.2 112.7786626 Abril 97.94266136 102.4444444 93.21111111 109.2222222 109.8111111 Maio 127 112.4111111 82.11111111 96.83888889 103.2666667 Junho 86.45 93.63888889 69.81111111 82.76666667 72.68333333 Julho 119.8166667 125.5111111 81.47777778 91.48895637 83.42777778 Agosto 102.1222222 89.36666667 68.32222222 108.6611111 84.38888889 Setembro 135.5888889 149.0666667 119.0777778 142.8277778 141.5611111 Outubro 154.05 197.1 121.4277778 148.35 139.0444444 Novembro 124.5125526 143.2729392 92.45 136.5111111 109.543367 Dezembro 119.2368331 202.424679 150.1333333 149.8860394 126.5139209 Fonte: Os autores (2016) Através do cálculo da área de influência da cada posto se obtêm a seguintes precipitações médias mensais na bacia. Precipitação média mensal entre 1985 e 2002 em (mm/mês) Janeiro 228.0140839 Fevereiro 204.9763783 Março 124.8813094 Abril 102.4238686 Maio 108.4727736 Junho 83.52510221 Julho 105.6425569 Agosto 93.96627115 Setembro 139.1422303 Outubro 157.1802784 Novembro 125.6472801 Dezembro 150.4002396 Fonte: Os autores (2016) Análise gráfica Fonte: Os autores (2016) Análise dos dados Percebe-se que temos no período do verão nos meses de janeiro e fevereiro as maiores quantidades de precipitação média, chagando a média de 228 mm no mês de janeiro, e nós e no período do inverno no hemisfério sul temos então os menores índices de precipitação média, especificamente no mês de junho temos apenas 83 mm de precipitação media , podemos assim perceber que a quantidade de chuva e de água precipitada no período do inverno é menor que no verão, sabendo destes dados podemos sim analisar e pensar/projetar melhores formas de armazenamento deste recurso tão importante para o ser humano. 4.6.3 Precipitação média anual: Trata-se da precipitação média anual que ocorreu nas áreas de influência dos postos pluviométricos da bacia em estudo (Polígonos de Thiessen). Polígonos de Thiessen Área total bacia Leoberto Leal Posto 2749034 Rancho Queimado Posto 2749020 Major Gercino Posto 2748001 Faz. Boa Esperança Posto 2749015 Nova Trento Posto 2748002 Soma áreas EM KM² EM KM² EM KM² EM KM² EM KM² EM KM² 1905.3144 558.115148 456.579425 231.804593 403.903106 254.895925 1905.298 Fonte: Os autores (2016) Dados de precipitação média anual. Dados de precipitação média anual dos anos de 1985 até 2002 em (mm/mês) Ano/Posto Leoberto Leal Rancho Queimado Major Gercino Faz. Boa Esperança Nova Trento 1985 101.3833333 129.975453 94.60833333 114.4416667 106.7583333 1986 111.6833333 140.95 117.825 121.375 151.975 1987 150.0083333 174.6916667 121.7 142.4667679 178.3833333 1988 103.5833333 116.8666667 101.7 97.925 124.2416667 1989 124.5583333 154.325 126.7333333 133.65 143.1916667 1990 134.7402305 174.1416667 156.7583333 184.9083333 59.4 1991 96.11666667 128.0916667 104.075 104.6083333 68.58333333 1992 126.7083333 149.6916667 123.3583333 148.85 157.9416667 1993 148.2035692 179.275 144.1166667 130.1333333 112.2083333 1994 129.4833333 151.3166667 125.6666667 118.3715084 75.04943591 1995 142.0333333 169.175 120.15 115.625 80.28633647 1996 133.5276042 159.1767142 128.375 151.7408841 58.54315344 1997 140.3333333 167.1694405 145.85 151.8833333 96.825 1998 136.5666667 200.8914863 167.625 198.8833333 201.2 1999 112.55 142.75 111.4916667 135.4333333 127.45 2000 120.5833333 167.05 115.0333333 129.2666667 115.125 2001 150.5333333 189.3333333 111.5416667 175.125 164.875 2002 137.4333333 149.8833333 18.45833333 141.8333333 160.4833333 Fonte: Os autores (2016) Através do cálculo da área de influência da cada posto se obtêm a seguintes precipitações médias anuais na bacia. Precipitação média anual entre 1985 e 2002 em (mm/mês) 1985 110.8971552 1986 126.8876958 1987 154.6753216 1988 108.1006768 1989 136.3751324 1990 147.4156892 1991 102.8630724 1992 140.6794953 1993 146.5047149 1994 124.6120914 1995 132.014988 1996 132.8754622 1997 144.0620162 1998 177.6156973 1999 126.5015805 2000 132.1526434 2001 162.2178501 2002 129.957276 Fonte: Os autores (2016) Análise gráfica Fonte: Os autores (2016) Podemos perceber que a quantidade de precipitação está oscilando anos para mais, anos para menos, formando assim alguns picos e vales, mas também percebe-se pela linha de tendência que as quantidadesde precipitação tendem a aumentar, ou seja, estão em uma linha crescente, o que de certa forma é bom pois a água é um bem muito valioso mas também causa uma preocupação, pois nossas infraestruturas estão preparadas para receber esta maior quantidade de água da chuva? 4.6.4 Precipitação total anual: Trata-se de toda a precipitação que ocorreu na área de influência dos postos pluviométricos da bacia em estudo (Polígonos de Thiessen). Polígonos de Thiessen Área total bacia Leoberto Leal Posto 2749034 Rancho Queimado Posto 2749020 Major Gercino Posto 2748001 Faz. Boa Esperança Posto 2749015 Nova Trento Posto 2748002 Soma áreas EM KM² EM KM² EM KM² EM KM² EM KM² EM KM² 1905.3144 558.115148 456.579425 231.804593 403.903106 254.895925 1905.298 Fonte: Os autores (2016) Dados de precipitação total anuais. Dados de precipitação total anual dos ano de 1985 até 2002 em (mm/ano) Ano/Posto Leoberto Leal Rancho Queimado Major Gercino Faz. Boa Esperança Nova Trento 1985 1216.6 1559.705436 1135.3 1373.3 1281.1 1986 1340.2 1691.4 1413.9 1456.5 1823.7 1987 1800.1 2096.3 1460.4 1709.601215 2140.6 1988 1243 1402.4 1220.4 1175.1 1490.9 1989 1494.7 1851.9 1520.8 1603.8 1718.3 1990 1616.882767 2089.7 1881.1 2218.9 712.8 1991 1153.4 1537.1 1248.9 1255.3 823 1992 1520.5 1796.3 1480.3 1786.2 1895.3 1993 1778.44283 2151.3 1729.4 1561.6 1346.5 1994 1553.8 1815.8 1508 1420.458101 900.5932309 1995 1704.4 2030.1 1441.8 1387.5 963.4360376 1996 1602.331251 1910.12057 1540.5 1820.890609 702.5178412 1997 1684 2006.033286 1750.2 1822.6 1161.9 1998 1638.8 2410.697835 2011.5 2386.6 2414.4 1999 1350.6 1713 1337.9 1625.2 1529.4 2000 1447 2004.6 1380.4 1551.2 1381.5 2001 1806.4 2272 1338.5 2101.5 1978.5 2002 1649.2 1798.6 221.5 1702 1925.8 Fonte: Os autores (2016) Através do cálculo da área de influência da cada posto obtêm-se as seguintes precipitações totais anuais na bacia. Precipitação Total anual entre 1985 e 2002 em (mm/ano) 1985 1330.765862 1986 1522.652349 1987 1856.10386 1988 1297.208122 1989 1636.501589 1990 1768.988271 1991 1234.356869 1992 1688.153943 1993 1758.056579 1994 1495.345097 1995 1584.179855 1996 1594.505546 1997 1728.744195 1998 2131.388368 1999 1518.018966 2000 1585.831721 2001 1946.614202 2002 1559.487312 Fonte: Os autores (2016) Análise gráfica Fonte: Os autores (2016) No estado de Santa Catarina, onde está localizada a bacia em estudo, a chuva é bem distribuída ao longo do ano, não apresentando assim, estação seca definida Como podemos ver este gráfico é muito parecido com o anterior, ou seja, temos alguns picos e vales mas temos também uma linha de tendência acedente, o que de certa forma causa sim uma preocupação com relação a capacidade de nossa infraestrutura. 4.7 Dados de número de dias com chuva Nesta próxima tabela veremos os dados da quantidade de dias com chuva da região estudada, devido a posição geográfica utilizou-se dois pontos um em Florianópolis e outro em Indaial a partir destes dados foi feita uma média entre as duas estações, os mesmos estão expressos em quantidades de dias. Estação Florianópolis Número de dia com precipitação por mês dos anos de 1988 a 2002 Qtd. Estação Mês Média por mês Maior histórico mês Menor histórico mês 83897 Janeiro 20 23 16 83897 Fevereiro 19.44444444 22 15 83897 Março 16.875 23 12 83897 Abril 15.33333333 19 12 83897 Maio 7.5 11 4 83897 Junho 9 9 9 83897 Julho 15.66666667 18 12 83897 Agosto 14.33333333 16 12 83897 Setembro 16.25 20 10 83897 Outubro 18.25 26 14 83897 Novembro 16.66666667 21 12 83897 Dezembro 16.66666667 21 11 Fonte: Os autores (2016) Estação Indaial Número de dia com precipitação por mês dos anos de 1988 a 2002 T.d. Estação Mês Média por mês Maior histórico mês Menor histórico mês 83872 Janeiro 18.16666667 23 15 83872 Fevereiro 18.4 23 13 83872 Março 16.75 19 14 83872 Abril 11.66666667 15 5 83872 Maio 12 13 11 83872 Junho 9 11 7 83872 Julho 12.33333333 17 8 83872 Agosto 12 17 8 83872 Setembro 17.33333333 21 12 83872 Outubro 16.44444444 23 8 83872 Novembro 16.5 19 14 83872 Dezembro 16.57142857 20 12 Fonte: Os autores (2016) Média entre duas Estações Número de dia com precipitação por mês dos anos de 1988 a 2002 Qtd. Estação Mês Média por mês Maior histórico mês Menor histórico mês Média dos postos Janeiro 19.08333333 23 15.5 Média dos postos Fevereiro 18.92222222 22.5 14 Média dos postos Março 16.8125 21 13 Média dos postos Abril 13.5 17 8.5 Média dos postos Maio 9.75 12 7.5 Média dos postos Junho 9 10 8 Média dos postos Julho 14 17.5 10 Média dos postos Agosto 13.16666667 16.5 10 Média dos postos Setembro 16.79166667 20.5 11 Média dos postos Outubro 17.34722222 24.5 11 Média dos postos Novembro 16.58333333 20 13 Média dos postos Dezembro 16.61904762 20.5 11.5 Fonte: Os autores (2016) Analise gráfica Fonte: Os autores (2016) Análise dos dados Como podemos perceber os meses que se tem maior quantidade de dias com precipitação são os meses com maiores temperaturas, ou seja temos um ciclo bem definido, maior temperatura, maior evaporação, maior quantidade de vapor que vai para a atmosfera, sendo assim maior a possibilidade de ser ter precipitação. 5 USO DO SOLO Fonte: Os autores (2016) 5.1 Drenagem Fonte: Os autores (2016) Análise do mapa do uso do solo e Drenagem Uso do solo é de extrema importância para o ciclo hidrológico, pois eles influenciam diretamente nos processos de infiltração, interceptação, escoamento superficial, escoamento subterrâneo e evapotranspiração. Na presente bacia a maior área é coberta por mata nativa, isso garante menor escoamento superficial maior interceptação e infiltração e como consequência maior escoamento subterrâneo. Há ainda áreas destinadas a práticas agrícolas, nessas áreas normalmente são feitas modificações no solo para que se possam introduzir diferentes culturas, essas modificações podem aumentar ou diminuir o escoamento superficial. Já nas áreas de solo exposto espera-se altas velocidades de escoamento da água quando ocorrem precipitações. Estas alta velocidade diminui a infiltração e o escoamento subterrâneo, aumenta o escoamento superficial e ainda pode arrastar, das vertentes, corpos de diferentes tamanhos, densidades e origens. Esses corpos podem poluir e modificar as características físico-químicas e biológicas originais dos cursos d’água. Sendo assim torna-se de suma importância conhecer o uso dos solo para os diferentes projetos que podemos nos depara em nossas futuras carreiras. 6 CURVA DE PERMANÊNCIA A chamada curva de permanência é uma variação do diagrama de frequências relativas acumuladas, na qual a frequência de não superação é substituída pela porcentagem de um intervalo de tempo específico em que o valor da variável, indicado em abscissas, foi igualado ou superado. Em hidrologia, a curva de permanência é muito usada para ilustrar o padrão de variação de vazões, assim como o é para indicadores de qualidade da água, tais como turbidez de um trecho fluvial, dureza da água e concentrações de sedimento em suspensão, entre outros. Em particular, é frequente o emprego da curva de permanência de vazões para o planejamento e projeto de sistemas de recursos hídricos e, também, como instrumento de outorga de direito de uso da água em alguns estados brasileiros. Por exemplo, a Superintendência de Recursos Hídricos do Estado da Bahia pode outorgar, para um novo usuário dos recursos hídricos de domínio daquele estado, até 80% da vazão denotada por Q90, ou seja, a vazão local que é igualada ou superada em 90% do tempo. 6.1 MetodologiaPara análise da curva de permanência foram utilizados dados de vazões dos postos fluviométricos retirados dos dados históricos no HIDROWEB. Utilizamos o software hidro 1.2 para gerar curva de permanência, como também foi utilizado o Microsoft Office Excel para gerar a curva de permanência mensal. 6.2 Curva de permanência do ano de 1885 Fonte: Os autores (2016) Perm. (%) Vazão (m3/s) Q99 22.6 Q95 22.6 Q90 25.1 Q50 31.4 Qmlp 38.212 Fonte: Os autores (2016) Análise Fazendo uma análise aos dados da curva de permanência do ano de 1985, podemos perceber que os dados de vazão da bacia do rio tijucas teve um ano com seu fluxo de águas bem equilibrado, sendo que a Q99 para o Q50 obtivemos um diferença de 8.8 m³/s, isso por seu uma bacia de em média 1900 km² é uma vazão considerável pequena. Portanto nesse ano provavelmente obtivemos um ciclo hidrológico bem equilibrado durante o ano todo. 6.3 Curva de Permanência Mensal Série de 1985 até 2002 Perc(%) Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez 100 17.3 33.3 14.1 6.86 23.1 25.3 19.3 10.3 9.89 27.4 20.5 17.4 99 17.3 33.3 14.1 6.86 23.1 25.3 19.3 10.3 9.89 27.4 20.5 17.4 98 17.3 33.3 14.1 6.86 23.1 25.3 19.3 10.3 9.89 27.4 20.5 17.4 97 17.3 33.3 14.1 6.86 23.1 25.3 19.3 10.3 9.89 27.4 20.5 17.4 96 17.3 33.3 14.1 6.86 23.1 25.3 19.3 10.3 9.89 27.4 20.5 17.4 95 17.3 33.3 14.1 6.86 23.1 25.3 19.3 10.3 9.89 27.4 20.5 17.4 94 20.1 34.5 16.4 10.2 23.4 25.5 19.8 11.4 12 27.8 21.2 18.5 93 22.9 35.8 18.8 14.8 23.8 25.7 20.4 13 14.9 28.3 22.2 20.1 92 25.8 37.1 21.2 19.4 24.2 26 20.9 14.5 17.8 28.8 23.2 21.6 91 28.6 38.3 23.6 24 24.7 26.2 21.4 16.1 20.7 29.3 24.2 23.1 90 31.4 39.6 26 28.6 25.1 26.5 21.9 17.6 23.6 29.8 25.2 24.7 89 31.9 40.2 26 31.1 25.7 26.7 23.1 18.4 25.2 30.7 25.8 25.7 88 32.5 40.8 26.1 31.2 26.5 26.8 24.3 18.5 25.4 32 26 26 87 33 41.4 26.1 31.4 27.4 26.9 25.5 18.5 25.7 33.2 26.2 26.4 86 33.5 42 26.2 31.5 28.2 27 26.8 18.5 25.9 34.5 26.4 26.8 85 34 42.6 26.2 31.6 29.1 27.1 28 18.5 26.1 35.8 26.6 27.2 84 34.3 43.6 26.9 31.7 29.8 27.2 28.1 18.7 26.5 37 26.9 27.5 83 34.6 44.7 27.6 32 30 27.5 28.3 19.3 27.5 37.8 27.4 27.7 82 34.9 45.7 28.4 32.2 30.1 27.9 28.5 20 28.5 38.7 27.9 27.9 81 35.2 46.7 29.1 32.4 30.3 28.2 28.7 20.6 29.6 39.5 28.4 28 80 35.6 47.8 29.8 32.7 30.5 28.6 28.8 21.2 30.6 40.4 28.9 28.2 79 36.2 47.8 32.4 32.9 30.7 28.9 29.4 21.9 31.6 41.2 29.4 28.4 78 36.8 47.8 35.1 33 30.8 29.1 30.1 22 32 41.4 30 28.4 77 37.4 47.8 37.8 33.2 30.9 29.4 30.7 22.2 32.4 41.5 30.5 28.5 76 38 47.9 40.4 33.3 31 29.6 31.3 22.3 32.9 41.5 31 28.5 75 38.6 47.9 43.1 33.4 31.1 29.8 31.9 22.4 33.3 41.6 31.5 28.6 74 40 49 43.2 33.6 31.2 30.1 32.1 22.5 33.7 41.7 32.1 28.6 73 41.4 50.1 43.2 33.6 31.6 30.7 32.3 23.6 33.8 41.8 32.9 29 72 42.7 51.2 43.3 33.6 32.1 31.5 32.6 25 33.9 42 33.9 29.5 71 44.1 52.3 43.4 33.6 32.6 32.2 32.8 26.4 33.9 42.2 34.8 30 70 45.5 53.4 43.4 33.7 33.1 33 33 27.8 33.9 42.3 35.8 30.5 69 46.1 53.5 43.6 33.7 33.7 33.8 33.6 29.3 33.9 42.5 36.7 31.1 68 46.7 53.6 43.7 33.7 34.5 34.4 34.2 30.1 34 42.6 37.4 31.6 67 47.3 53.6 43.9 33.8 35.7 34.9 34.8 30.2 34.1 42.7 37.5 32.3 66 47.8 53.7 44 33.9 37 35.4 35.3 30.2 34.2 42.8 37.7 32.9 65 48.4 53.8 44.2 33.9 38.2 35.9 35.9 30.3 34.3 42.9 37.8 33.5 64 48.8 56.5 44.4 34 39.4 36.3 36 30.3 34.4 43 38 34.1 63 49.2 59.2 44.6 34.2 40.5 36.8 36.1 30.4 34.7 43.1 38.1 34.7 62 49.6 61.8 44.8 34.8 40.7 36.9 36.2 30.6 36.1 43.3 38.1 34.9 61 50 64.5 45 35.3 40.9 37 36.3 30.8 37.4 43.5 38.1 35.1 60 50.4 67.2 45.1 35.9 41.1 37.1 36.5 31 38.7 43.6 38.1 35.3 59 51.5 67.5 45.4 36.5 41.3 37.2 37 31.2 40 43.8 38.2 35.4 58 52.6 67.9 45.7 37 41.6 37.4 37.5 31.4 41.4 44 38.2 35.6 57 53.7 68.3 45.9 37.5 42.3 37.8 38 31.8 42.6 44.2 38.6 36.5 56 54.7 68.6 46.2 37.9 43.2 38.3 38.5 32.1 43.7 44.5 39 37.4 55 55.8 69 46.4 38.4 44 38.7 39 32.5 44.9 44.8 39.4 38.3 54 56.6 69 46.6 38.8 44.9 39.2 39.8 32.9 46 45 39.9 39.2 53 57.3 69.1 46.7 39.3 45.7 39.7 40.6 33.2 47.2 45.3 40.3 40.1 52 58.1 69.1 46.9 39.5 46.3 40.1 41.4 33.7 48.3 45.5 40.9 41 51 58.9 69.1 47 39.5 46.7 40.6 42.2 34.4 49.3 45.7 41.6 42 50 59.6 69.2 47.1 39.5 47.1 41.1 43 35 50.3 45.9 42.2 43 49 59.9 69.3 48.8 39.6 47.6 41.5 46 35.6 51.3 46.1 42.9 43.9 48 60.2 69.4 50.4 39.6 48 42 49 36.2 52.3 46.3 43.5 44.9 47 60.5 69.5 52.1 40 48.2 42.7 52.1 36.6 53.2 46.7 44 45.6 46 60.8 69.6 53.7 41.1 48.3 43.8 55.1 36.8 53.8 47.6 44.3 45.7 45 61.1 69.8 55.3 42.2 48.3 44.8 58.1 36.9 54.4 48.4 44.5 45.8 44 61.5 71.1 56.2 43.3 48.3 45.9 58.6 37.1 55 49.2 44.7 46 43 61.9 72.3 57.1 44.3 48.3 46.9 59 37.2 55.6 50.1 45 46.1 42 62.3 73.6 58 45.3 48.3 47.9 59.5 37.4 56.2 51 45.2 46.3 41 62.8 74.9 58.9 45.7 48.8 48.1 59.9 37.6 56.6 52.6 45.2 46.4 40 63.2 76.2 59.8 46.1 49.2 48.2 60.4 37.9 56.9 54.2 45.3 46.5 39 63.7 77.6 60.5 46.5 49.7 48.4 60.9 38.1 57.2 55.8 45.4 46.7 38 64.3 78.9 61.2 46.9 50.1 48.6 61.3 38.4 57.6 57.4 45.4 46.8 37 64.8 80.3 62 47.3 50.5 48.7 61.8 38.6 57.9 59 45.5 47 36 65.4 81.6 62.7 47.6 51 49.9 62.3 39 58.1 59.6 45.9 47 35 65.9 83 63.4 48 51.5 51.2 62.7 39.4 58.3 60 46.3 47 34 67 84.1 63.4 48.3 52 52.6 63.6 39.7 58.6 60.5 46.8 47 33 68 85.2 63.4 48.6 52.5 53.9 64.4 40.1 58.8 61 47.2 47 32 69 86.4 63.5 48.9 53 55.3 65.3 40.5 59 61.4 47.7 47 31 70.1 87.5 63.5 49.2 53.6 56.4 66.2 41.1 59.7 62.1 48.4 47.1 30 71.1 88.7 63.5 49.5 54.3 57.4 67 41.9 60.8 63.1 49.2 47.3 29 71.2 89.2 64.4 49.8 54.9 58.4 67.4 42.7 61.9 64 50.1 47.5 28 71.2 89.7 65.2 50.1 55.6 59.4 67.7 43.6 62.9 64.9 50.9 47.7 27 71.2 90.3 66.1 50.4 56.2 60.4 68 44.4 64 65.8 51.8 47.9 26 71.2 90.8 66.9 50.7 57 61.1 68.3 47 65.9 67.4 53.3 48.7 25 71.3 91.3 67.7 51 58.1 61.1 68.6 53.7 69.5 70.6 56.1 51 24 71.9 91.4 67.9 51.3 59.1 61.1 69.1 60.3 73.1 73.7 58.9 53.2 23 72.5 91.4 68 51.6 60.2 61.1 69.6 67 76.7 76.9 61.7 55.5 22 73.2 91.5 68.1 51.9 61.2 61.1 70.1 73.7 80.3 80 64.5 57.8 21 73.8 91.5 68.2 52.2 62.6 61.2 70.6 80.1 83.8 83.2 67.3 60.2 20 74.4 91.5 68.3 54 70.2 64.1 71.1 82.9 84.8 86.3 70.1 65.3 19 74.8 97.2 69.1 55.9 77.8 66.9 71.5 85.7 85.8 89.3 72.9 70.4 18 75.1 103 69.9 57.7 85.3 69.7 71.9 88.5 86.8 92.4 75.7 75.5 17 75.4 109 70.7 59.5 92.9 72.6 72.3 91.3 87.8 95.5 78.5 80.7 16 75.7 114 71.5 61.3 101 75.4 72.6 94.2 88.8 98.5 81.3 85.8 15 76.1 120 72.3 62.1 102 78.8 73 101 91 99.4 83.3 87.5 14 87.4 123 72.3 62.7 102 82.3 80.2 108 93.6 99.8 85.1 88.3 13 98.7 126 72.3 63.2 102 85.8 87.4 116 96.2 100 86.8 89.1 12 110 129 72.4 63.8 102 89.3 94.5 123 98.7 100 88.6 90 11 121 132 72.4 64.3 102 92.8 102 131 101 101 90.4 90.8 10 133 135 72.4 67.3 104 95 109 137 103 101 94.2 91.4 9 140 140 73.9 72.6 107 95.9 152 140 103 101 100 91.9 8 148 144 75.5 77.8 111 96.8 194 144 103 101 106 92.4 7 155 148 77 83.1 114 97.7 237 148 103 101 11292.9 6 163 152 78.5 88.4 117 98.6 280 152 104 101 117 93.4 5 171 157 80.1 92.2 120 99.2 322 155 104 101 122 93.7 4 171 157 80.1 92.2 120 99.2 322 155 104 101 122 93.7 3 171 157 80.1 92.2 120 99.2 322 155 104 101 122 93.7 2 171 157 80.1 92.2 120 99.2 322 155 104 101 122 93.7 1 171 157 80.1 92.2 120 99.2 322 155 104 101 122 93.7 Qmlp 64.1 75.9 50.4 43.39 53 48.9 67.5 49.9 52.76 56.7 49.9 46.5 QmlpT 54.9 *QmlpT = Qmlp média de todos os meses. Fonte: Os autores (2016) Fonte: Os autores (2016) Análise Observando o gráfico das curvas de permanências da série de 1985 até 2002, fica claro que no mês de julho é um mês de muito precipitação na região do bacio hidrográfica do rio tijucas, como também nos meses de janeiro, fevereiro e agosto também é um período de grande volume de precipitação, sendo que provavelmente ocorreu enchente, por ser o Q10 foram superior a 150 m³/s, nos demais meses do ano podemos ressaltar também que nos meses de abril e de setembro são os meses quem em alguns dos anos pode ter passado por um período de seca devido sua vazão média ter chego a ser menor do que 10 m³/s. Nós demais meses do ano a vazão se manteve constante, sem muita variação. Também podemos evidenciar que o Qmlp desta série fico perto dos 55 m³/s. 7. VAZÕES MÁXIMAS E MÍNIMAS 7.1 Metodologia Para análise das vazões utilizamos o software sisCAH, carregado os dados de vazões retirado do HIDROWEB em series históricas da nossa bacia hidrográfica do rio tijucas, utilizando também como auxilio da demonstração dos dados o software Microsoft Office Excel. 7.2 Vazões máximas A vazão máxima é uma variável hidrológica necessária a diferentes projetos em Engenharia de Recursos Hídricos. Os dados hidrológicos disponíveis no Brasil, normalmente são de postos fluviométricos com apenas duas observações diárias. Os postos fluviométricos, baseados somente em observadores, normalmente possuem duas leituras diárias (7 h e 19 h) e adotam como valor máximo o maior dos dois valores. Estes dados servem para confeccionar um gráfico da variação da vazão em relação ao tempo, chamado hidrograma ou hidrógrafa. A vazão máxima, que é o registro da maior vazão medida durante um determinado período de tempo. A vazão máxima de projeto pode ser estimada com base em séries de vazões históricas ou através de séries de precipitação (chuvas) junto com modelos hidrológicos do tipo precipitação-vazão. Essas análises são realizadas devido a demanda de: Dimensionamento de estruturas de drenagem Dimensionamento de vertedores Dimensionamento de proteções contra cheias Análises de risco de inundação Dimensionamento de ensecadeiras Dimensionamento de pontes Na análise do nosso trabalho é realizada as vazões máximas em vários períodos de retorno entre eles 10 anos 100 anos 1000 anos, isso irá várias dependendo da necessidade do projeto, esses dados são referentes ao série de 1885 até 2002. TR 10 anos Distribuição Interv. conf. sup. (95%) Evento (m³/s) Interv. conf. inf. (95%) Gumbel 1343.560047 1009.801165 676.0422828 Pearson 3 1220.105214 907.6161561 595.1270985 Logpearson 3 1401.013347 967.7344873 534.4556274 Lognormal 2 1243.076847 893.8248413 544.5728356 Lognormal 3 1168.769519 909.6295609 650.489603 Fonte: Os autores (2016) TR 100 anos Distribuição Interv. conf. sup. (95%) Evento (m³/s) Interv. conf. inf. (95%) Gumbel 2307.94832 1660.091984 1012.235648 Pearson 3 2522.111332 1516.020049 509.9287648 Logpearson 3 3611.824706 2107.487946 603.1511855 Lognormal 2 2285.316398 1519.904095 754.4917907 Lognormal 3 2124.526944 1387.308904 650.0908635 Fonte: Os autores (2016) TR 1000 anos Distribuição Interv. conf. sup. (95%) Evento (m³/s) Interv. conf. inf. (95%) Gumbel 3261.371203 2298.57241 1335.773616 Pearson 3 4165.754329 2128.471716 91.18910266 Logpearson 3 7903.004944 4031.174356 159.3437678 Lognormal 2 3492.337646 2240.341844 988.3460412 Lognormal 3 3322.913032 1839.983901 357.05477 Fonte: Os autores (2016) 7.3 Vazões mínimas As vazões mínimas são, normalmente, obtidas a partir da análise e processamento dos registros das descargas diárias observadas na estação fluviométrica. Da análise e processamentos dos registros podem ser construídas as curvas de frequência das vazões mínimas anuais. Outras vezes, a vazão mínima é obtida das curvas de permanência dessas mesmas vazões diárias. As vazões mínimas também podem ser avaliadas A análise de frequência é o procedimento mais comum para a quantificação da vazão mínima de dada recorrência. Essa análise é feita mediante a construção da série anual de vazões mínimas, tomando-se por base os registros das vazões diárias em uma estação fluviométrica. As vazões mínimas da série anual podem ser as menores vazões diárias de cada ano de registro, ou as menores vazões médias de 2, 3, 7, 10 ou mais dias consecutivos. A análise das vazões mínimas do nosso trabalho será realizada no período de retorno de 10 anos e vazões menores médias de 7 dias, conhecida como (Q10,7). Essas analises são realizadas para usos de: Disponibilidade hídrica em períodos críticos Legislação de qualidade de água A análise das vazões mínimas do nosso trabalho será realizada no período de retorno de 10 anos e vazões menores médias de 7 dias, conhecida como (Q10,7), esses dados são referente ao série de 1885 até 2002. TR 10,7 Distribuição Interv. conf. sup. (95%) Evento (m³/s) Interv. conf. inf. (95%) Weibull 14.03592867 9.441344071 4.846759467 Pearson 3 14.36585646 9.877823498 5.389790536 Logpearson 3 13.13832225 10.47001417 7.801706078 Lognormal 2 16.14119075 11.05840828 5.975625817 Lognormal 3 14.64078518 9.280855138 3.920925099 Fonte: Os autores (2016) 8. Curva chave A curva chave estabelece uma relação entre o nível de água e a vazão em uma seção. Através dela é possível transformar medições diárias de cota feita nos postos, em medições diárias de vazão, não é apenas o nível da agua que influencia a vazão, a declividade do rio, a forma da seção também altera a vazão, e ainda que o nível seja o mesmo. Para os casos consistentes de medições é possível estabelecer uma equação que represente as medições existentes. Desta forma uma vez calibrada tal expressão, fica muito mais fácil e com menor custo o monitoramento da vazão do rio, dado que a medição da vazão em um curso d’água é um processo relativamente complexo que envolve equipamento técnico especializados. Para este trabalho foram então utilizados, os dados de vazão obtidos através de pesquisas nos Sistema de Informações Hidrológicas (HIDROWEB) para estabelecer a curva chave de posto fluviométrico 84095500 São João Batista, os dados encontrados na tabela a seguir e a adoção dos parâmetros a, b e ho, visam assim uma aproximação da equação com dados medidos, que geram a curva chave e sua equação como será visto a seguir. Medição Q (m³/s) h (m) x y xy x² Q (Qobs-Qest)² (Qobs-Qobs)² 1.00 51.10 0.73 0.64 3.93 2.54 0.42 41.83 85.95 16.33 2.00 63.60 0.94 0.75 4.15 3.11 0.56 45.97 310.65 273.59 3.00 72.10 1.07 0.81 4.28 3.46 0.65 48.52 555.98 627.04 4.00 101.00 1.50 0.98 4.62 4.54 0.97 56.85 1949.58 2909.60 5.00 130.00 1.71 1.06 4.87 5.16 1.12 60.86 4779.82 6879.16 6.00 46.00 0.64 0.60 3.83 2.28 0.36 40.04 35.53 1.12 7.00 25.80 0.28 0.38 3.25 1.22 0.14 32.79 48.84 451.96 8.00 61.20 0.90 0.73 4.11 3.00 0.53 45.19 256.38 199.96 9.00 86.60 0.81 0.69 4.46 3.06 0.47 43.41 1865.09 1563.47 10.00 57.10 0.80 0.68 4.04 2.75 0.46 43.22 192.77 100.82 11.00 32.30 0.38 0.44 3.48 1.53 0.19 34.82 6.34 217.84 12.00 21.50 0.10 0.24 3.07 0.75 0.06 29.10 57.77 653.28 13.00 40.10 0.58 0.56 3.69 2.08 0.32 38.84 1.58 48.43 14.00 46.30 0.32 0.40 3.84 1.54 0.16 33.60 161.23 0.58 16.00 20.10 0.070.22 3.00 0.66 0.05 28.48 70.24 726.80 17.00 23.90 0.12 0.26 3.17 0.82 0.07 29.51 31.50 536.35 19.00 96.90 1.82 1.10 4.57 5.02 1.20 62.96 1152.13 2484.09 20.00 53.30 0.68 0.62 3.98 2.46 0.38 40.84 155.35 38.95 21.00 42.50 0.56 0.55 3.75 2.07 0.30 38.44 16.47 20.79 23.00 33.90 0.27 0.37 3.52 1.30 0.14 32.59 1.73 173.17 24.00 29.40 0.27 0.37 3.38 1.24 0.14 32.59 10.15 311.85 25.00 61.50 0.86 0.71 4.12 2.93 0.50 44.40 292.40 208.53 28.00 73.30 0.86 0.71 4.29 3.05 0.50 44.40 835.19 688.57 29.00 31.10 0.25 0.35 3.44 1.22 0.13 32.18 1.16 254.70 30.00 23.80 0.04 0.19 3.17 0.62 0.04 27.86 16.49 541.00 32.00 146.00 0.90 0.73 4.98 3.64 0.53 45.19 10163.02 9789.26 33.00 50.80 0.30 0.39 3.93 1.53 0.15 33.20 309.90 13.99 34.00 120.00 1.38 0.94 4.79 4.49 0.88 54.54 4285.46 5320.34 35.00 31.50 0.13 0.27 3.45 0.92 0.07 29.72 3.17 242.09 36.00 105.00 0.64 0.60 4.65 2.77 0.36 40.04 4219.89 3357.12 37.00 39.40 0.09 0.24 3.67 0.86 0.06 28.89 110.37 58.66 38.00 28.00 0.02 0.18 3.33 0.59 0.03 27.45 0.31 363.26 41.00 41.40 0.92 0.74 3.72 2.75 0.55 45.58 17.49 32.03 42.00 33.80 0.74 0.65 3.52 2.29 0.42 42.03 67.69 175.81 43.00 34.50 0.78 0.67 3.54 2.37 0.45 42.82 69.22 157.74 44.00 41.50 0.81 0.69 3.73 2.55 0.47 43.41 3.66 30.91 45.00 28.40 0.53 0.53 3.35 1.79 0.28 37.84 89.11 348.17 46.00 41.70 0.73 0.64 3.73 2.40 0.42 41.83 0.02 28.72 47.00 21.10 0.24 0.35 3.05 1.06 0.12 31.97 118.23 673.89 48.00 44.20 0.70 0.63 3.79 2.38 0.40 41.23 8.80 8.18 49.00 48.70 0.75 0.65 3.89 2.54 0.43 42.23 41.91 2.69 50.00 35.20 0.45 0.49 3.56 1.73 0.24 36.23 1.06 140.64 51.00 35.20 0.45 0.49 3.56 1.73 0.24 36.23 1.06 140.64 53.00 42.20 0.56 0.55 3.74 2.06 0.30 38.44 14.13 23.61 54.00 43.80 0.58 0.56 3.78 2.13 0.32 38.84 24.59 10.62 55.00 34.20 0.36 0.43 3.53 1.51 0.18 34.41 0.05 165.36 57.00 108.00 1.48 0.98 4.68 4.57 0.95 56.46 2656.19 3713.77 58.00 54.70 0.70 0.63 4.00 2.52 0.40 41.23 181.35 58.38 59.00 42.60 0.49 0.51 3.75 1.91 0.26 37.04 30.95 19.89 60.00 39.60 0.37 0.44 3.68 1.60 0.19 34.62 24.84 55.64 62.00 43.00 0.27 0.37 3.76 1.38 0.14 32.59 108.47 16.48 61.00 42.00 0.27 0.37 3.74 1.38 0.14 32.59 88.64 25.60 63.00 39.20 0.30 0.39 3.67 1.43 0.15 33.20 36.05 61.77 64.00 57.90 0.61 0.58 4.06 2.35 0.34 39.44 340.74 117.52 65.00 51.80 0.48 0.50 3.95 1.99 0.25 36.84 223.92 22.47 66.00 19.21 0.83 0.70 2.96 2.06 0.48 43.81 605.23 775.75 67.00 16.80 1.41 0.95 2.82 2.68 0.90 55.11 1468.03 915.63 1.00 56.40 1.56 1.01 4.03 4.06 1.01 58.00 2.55 87.25 2.00 44.22 1.32 0.91 3.79 3.46 0.84 53.38 83.87 8.06 3.00 46.62 1.33 0.92 3.84 3.53 0.84 53.57 48.32 0.19 1.00 38.61 1.12 0.83 3.65 3.04 0.69 49.50 118.51 71.39 2.00 3.31 0.85 0.71 1.20 0.84 0.50 44.20 1672.25 1914.00 3.00 43.49 1.00 0.78 3.77 2.93 0.60 47.15 13.41 12.74 4.00 19.42 1.85 1.11 2.97 3.28 1.23 63.53 1945.38 763.93 8.00 25.35 0.76 0.66 3.23 2.13 0.44 42.42 291.62 471.42 1.00 24.58 0.78 0.67 3.20 2.15 0.45 42.82 332.59 505.18 9.00 24.58 0.78 0.67 3.20 2.15 0.45 42.82 332.70 505.32 10.00 26.62 0.74 0.65 3.28 2.13 0.42 42.03 237.39 417.77 11.00 26.99 0.78 0.67 3.30 2.21 0.45 42.82 250.56 402.74 12.00 51.37 1.18 0.86 3.94 3.37 0.73 50.66 0.50 18.58 16.00 25.47 0.42 0.47 3.24 1.51 0.22 35.63 103.16 466.10 18.00 45.43 1.80 1.09 3.82 4.16 1.19 62.58 293.95 2.65 Soma 3388.27 52.10 44.21 266.84 167.32 31.00 2995.42 43930.65 52441.93 Média 47.06 0.72 0.61 3.71 2.32 0.43 41.60 610.15 728.36 Fonte: Os autores (2016) 8.1 Calculando a Equação da curva chave Onde; Q = Vazão h = cota ho = cota quando a vazão é zero a e b ajustados por um critério como erros mínimos quadrados Inicialmente arbitra-se um valor de h0, o que permite estimar os coeficientes a e b, a partir de uma regressão linear entre ln(Q) e ln (h-h0). Uma regressão linear minimiza o somatório de desvios quadrados do logaritmo da vazão observada e do logaritmo da vazão calculada pela curva-chave para uma mesma cota Pelo método dos mínimos quadrados, o valor do somatório da equação anterior é mínimo para o seguinte valor de b; 8.1.1 Gráfico da curva chave posto São João Batista. Fonte: Os autores (2016) Para a construção desta curva chave foram excluídos os valores de cota negativos que faziam parte dos dados obtidos através da pesquisa, pois para este método trabalhado eles não se adequam, e como podemos ver não existe neste posto uma boa relação entre os dados de cota medida e vazão por isto está curva ficou um pouco distorcida, e talvez não represente uma aproximação da realidade do curso d’água, estas fatos se devem muito possivelmente por talvez termos os dados mal preenchidos nas tabelas, imperícia na leitura da régua, possibilidade de ter avido enchentes e ter movido de lugar a régua de medição ou até mesmo ter sido levada pela correnteza, e quando recolocado ter sido disposta de maneira diferente ou em um diferente ponto do rio. 8.1.2 Equação da curva chave. 9. Hidrograma de Vazão Grande parte da precipitação (chuva) que atinge uma bacia hidrográfica gera uma vazão, uma parte acaba infiltrando, outra parte evaporando e por fim uma parte dela gera escoamento superficial, A fração da chuva ocorrida num evento que gera escoamento superficial é conhecida como chuva efetiva. A chuva efetiva é responsável pelo crescimento rápido da vazão de um rio durante e após uma chuva é comum admitir-se que existe uma relação linear entre a chuva efetiva e a vazão, lembrando que a chuva efetiva é a parcela da chuva que gera escoamento superficial. A resposta de uma bacia a um evento de chuva depende das características físicas da bacia e das características do evento, como a duração e a intensidade da chuva. Chuvas de mesma intensidade e duração tendem a gerar respostas de vazão (hidrogramas) semelhantes. Chuvas mais intensas tendem a gerar mais escoamento e hidrogramas mais pronunciados, enquanto chuvas menos intensas tendem a gerar hidrogramas mais atenuados, com menor vazão de pico. Para a construção do hidrograma de vazão foram utilizados os dados de vazão do ano de 1985 do posto fluviométrico do posto de São João Batista, os dados obtidos através de pesquisas nos Sistema de Informações Hidrológicas (HIDROWEB). Tabulados os dados, geram então o seguinte gráfico. Hidrograma do ano de 1985 Fonte: Os autores (2016) Para um estudo mais detalhado foram feitas também umas comparações entre os dados de precipitação média mensal e os dados de vazão média mensal do ano de 1985 como podemos observar nos gráficos abaixo: Fonte: Os autores (2016) Fonte: Os autores (2016) Como podemos perceber temos sim então uma relação entre o mês em que tem a maior quantidade de precipitação com o mês em que temos a maior quantidade de vazão, pois temos chuvas mais intensas no mês de fevereiro, e temos também a maior vazão registrada no mês de fevereiro, sendo assim. Chuvas mais intensas tendem a gerar mais escoamento e hidrogramas mais pronunciados. 10 . Métodos de separação de escoamento de Eckhardt, Chapman e Collischonm Como já sabemos precipitação gera escoamento, dentre eles temos escoamento superficial e escoamento subterrâneo, o escoamento superficial é a parcela da chuva que escoa superficialmente no solo, ou seja, toda aquela parcela de água que atinge áreas impermeáveis, áreas saturadas e áreas com baixa permeabilidade e baixa capacidade de infiltração, já o escoamento subterrâneo é a parcela da chuva que infiltra para baixa da superfície e acaba escoando pelo subterrâneo. O hidrograma écomposto pelo escoamento superficial e de base. O escoamento superficial hortoniano ocorre quando a taxa de uma chuva intensa supera a taxa de infiltração do solo. Assim, a água se desloca pelas vertentes da bacia hidrográfica em direção aos cursos d’água. Durante o período sem chuva, a vazão do rio é mantida pelo escoamento de base, oriundo do reservatório de água subterrânea, abastecido durante os períodos chuvosos (Collischonn e Tassi, 2008). Separação de escoamento de base utiliza dados de series histórica de vazão para delimitar a parcela direta e indireta do escoamento, a partir da análise do hidrograma e da aplicação de filtros numéricos, mas diversos filtros foram propostos ao longo dos anos e uma das maiores contribuições para e estudo com uso de filtros para separação do escoamento de base foi a proposta por Eckhardt(2005) que desenvolveu uma formula geral que tem como parâmetro o BFLmax (índice máximo de escoamento de base) o qual possui valores pré-definidos por ele e que são definidos de acordo com as características geológicas e da drenagem da bacia. 10.1 Método de Collischonm para separação de escoamento. Collischonm propôs novas formas de estimativa do parâmetro BFLmax, dentre elas o método baseado na relação das vazões Q90/Q50, método este que foi aplicado para bacias hidrográficas localizadas nas áreas central e sul do Brasil e foi obtida uma boa relação. Podemos também calcular o BFLmax estimado por Collischonn que é baseado na curva de permanência Q90 e Q50, a partir destes valores é possível estimas BFLmax. Para este método não foram apresentados os respectivos cálculos. 10.2 Método de Eckhardt para separação de escoamento onde: BFLmax = 0,8 (rios perenes e aquíferos porosos) BFLmax = 0,5 (rios efêmeros ou intermitentes e aquíferos porosos) BFLmax = 0,25 (rios perenes e aquíferos impermeáveis) No presente trabalho foi utilizado o BFLmax = 0,25 Temos então na próxima tabela os dados das series históricas com os respectivos escoamentos de base já calculados, e em destaque os anos que foram utilizados para calcular o período de recessão através da equação Posteriormente foi feito uma média entre eles para uma melhor aproximação. 10.3 Método de Chapman de separação de escoamento Também na próxima tabela temos os dados gerados pelo Método de separação de escoamento de Chapman. Onde, Δt é o intervalo de tempo entre os dados observados Se a aplicação desta equação resultar em um valor de bi> yi, então bi = yi. 10.4 Dados de vazão e vazão de base do posto fluviométrico de São João Batista. Vazão de Base (Filtro Chapman) Vazão de Base (Filtro Eckhardt) Data Vazão (m³/s) - y Vazão (m³/s) - b Vazão (m³/s) 01/01/1985 53.8 53.8 53.8 02/01/1985 53.8 50.1 50.0 03/01/1985 38.4 38.4 38.4 04/01/1985 33 33.0 33.0 05/01/1985 35.4 30.9 30.7 06/01/1985 62.6 31.0 29.3 07/01/1985 58.8 30.8 27.9 08/01/1985 65.2 31.0 26.8 09/01/1985 52.6 30.4 25.5 10/01/1985 44.2 29.2 24.1 11/01/1985 49.2 28.6 23.0 12/01/1985 45.8 27.8 21.9 13/01/1985 42 26.9 20.8 14/01/1985 39.4 25.9 19.8 15/01/1985 44.2 25.4 18.9 16/01/1985 53.2 25.6 18.4 17/01/1985 42.5 25.0 17.7 18/01/1985 33 23.8 16.8 19/01/1985 32.1 22.8 15.9 20/01/1985 29.9 21.7 15.1 21/01/1985 29.9 20.8 14.4 22/01/1985 27.7 19.8 13.7 23/01/1985 28.1 19.0 13.1 24/01/1985 28.5 18.4 12.5 25/01/1985 26.8 17.7 11.9 26/01/1985 26 17.1 11.4 27/01/1985 24.3 16.4 10.9 28/01/1985 23.9 15.8 10.4 29/01/1985 22.8 15.2 10.0 30/01/1985 25.6 14.9 9.7 31/01/1985 23.9 14.5 9.3 01/02/1985 24.7 14.2 9.0 02/02/1985 24.3 13.9 8.7 03/02/1985 28.1 13.9 8.6 04/02/1985 54.4 15.7 9.0 05/02/1985 62 17.8 9.7 06/02/1985 51.5 18.9 10.0 07/02/1985 40.5 19.1 10.0 08/02/1985 30.7 18.6 9.8 09/02/1985 27.3 17.9 9.5 10/02/1985 29 17.4 9.3 11/02/1985 24.3 16.7 9.0 12/02/1985 78.3 19.8 10.0 13/02/1985 89.6 23.2 11.2 14/02/1985 187 32.8 14.5 15/02/1985 238 44.5 18.8 16/02/1985 84.3 44.2 19.0 17/02/1985 73.3 43.2 19.0 18/02/1985 111 44.8 19.8 19/02/1985 89.6 44.8 20.0 20/02/1985 71.9 43.6 19.8 21/02/1985 96.6 44.3 20.3 22/02/1985 76.9 43.5 20.2 23/02/1985 68.5 42.2 19.9 24/02/1985 55 40.2 19.3 25/02/1985 47.5 38.0 18.6 26/02/1985 35.9 35.2 17.7 27/02/1985 41 33.2 17.0 28/02/1985 40.5 31.5 16.3 01/03/1985 38.9 29.8 15.7 02/03/1985 35.4 28.2 15.0 03/03/1985 33 26.6 14.4 04/03/1985 31.2 25.1 13.8 05/03/1985 39.4 24.4 13.4 06/03/1985 42.5 23.9 13.1 07/03/1985 38.4 23.3 12.8 08/03/1985 35.4 22.5 12.4 09/03/1985 38.9 22.1 12.2 10/03/1985 120 27.3 13.9 11/03/1985 68.5 28.2 14.2 12/03/1985 52.6 28.0 14.1 13/03/1985 49.2 27.5 13.9 14/03/1985 45.8 26.9 13.7 15/03/1985 41 26.0 13.3 16/03/1985 35 24.8 12.9 17/03/1985 32.1 23.7 12.4 18/03/1985 30.3 22.5 12.0 19/03/1985 28.5 21.4 11.5 20/03/1985 27.3 20.3 11.1 21/03/1985 26.4 19.4 10.6 22/03/1985 25.2 18.4 10.2 23/03/1985 23.5 17.5 9.8 24/03/1985 32.1 17.3 9.6 25/03/1985 85.8 20.8 10.8 26/03/1985 91.1 24.2 11.9 27/03/1985 64.6 25.3 12.3 28/03/1985 57.5 25.8 12.5 29/03/1985 50.9 25.7 12.5 30/03/1985 43 25.1 12.4 31/03/1985 35.9 24.2 12.0 01/04/1985 32.1 23.1 11.7 02/04/1985 29 21.9 11.2 03/04/1985 24.7 20.6 10.8 04/04/1985 27.7 19.7 10.4 05/04/1985 45.8 20.1 10.5 06/04/1985 88 23.4 11.6 07/04/1985 85.8 26.0 12.5 08/04/1985 63.9 26.8 12.9 09/04/1985 58.1 27.1 13.0 10/04/1985 51.5 26.9 13.0 11/04/1985 47.5 26.5 12.9 12/04/1985 44.2 25.9 12.7 13/04/1985 42 25.2 12.5 14/04/1985 44.2 24.8 12.4 15/04/1985 42 24.3 12.2 16/04/1985 55 24.7 12.3 17/04/1985 77.6 26.6 13.0 18/04/1985 69.2 27.7 13.4 19/04/1985 60 28.0 13.6 20/04/1985 54.4 27.9 13.6 21/04/1985 49.7 27.5 13.5 22/04/1985 44.2 26.8 13.2 23/04/1985 39.4 25.8 12.9 24/04/1985 36.9 24.8 12.6 25/04/1985 41.5 24.3 12.4 26/04/1985 43.6 23.9 12.2 27/04/1985 36.4 23.1 11.9 28/04/1985 31.6 22.1 11.5 29/04/1985 28.1 21.0 11.1 30/04/1985 27.3 20.0 10.7 01/05/1985 26 19.1 10.3 02/05/1985 29.9 18.5 10.0 03/05/1985 28.5 17.9 9.8 04/05/1985 30.7 17.6 9.6 05/05/1985 28.1 17.1 9.3 06/05/1985 27.3 16.6 9.1 07/05/1985 26.8 16.2 8.9 08/05/1985 30.3 16.0 8.7 09/05/1985 28.5 15.8 8.6 10/05/1985 52.1 17.2 9.0 11/05/1985 53.2 18.5 9.4 12/05/1985 50.9 19.4 9.7 13/05/1985 40.5 19.5 9.8 14/05/1985 35.4 19.3 9.7 15/05/1985 31.2 18.8 9.5 16/05/1985 28.5 18.2 9.3 17/05/1985 26.4 17.5 9.0 18/05/1985 23.5 16.7 8.7 19/05/1985 24.7 16.1 8.5 20/05/1985 25.6 15.7 8.3 21/05/1985 28.1 15.4 8.2 22/05/1985 28.1 15.3 8.1 23/05/1985 29 15.2 8.0 24/05/1985 27.7 15.0 7.9 25/05/1985 28.1 14.8 7.8 26/05/1985 27.3 14.7 7.7 27/05/1985 27.7 14.6 7.6 28/05/1985 26.8 14.4 7.5 29/05/1985 27.7 14.3 7.5 30/05/1985 26 14.2 7.4 31/05/1985 26.4 14.0 7.3 01/06/1985 26.8 13.9 7.3 02/06/1985 29 14.0 7.3 03/06/1985 31.2 14.2 7.3 04/06/1985 30.3 14.4 7.3 05/06/1985 28.5 14.3 7.3 06/06/1985 26.4 14.2 7.2 07/06/1985 26.8 14.1 7.2 08/06/1985 26 13.9 7.1 09/06/1985 27.7 13.9 7.1 10/06/1985 27.7 13.9 7.1 11/06/1985 29 14.0 7.1 12/06/1985 28.1 14.0 7.1 13/06/1985 28.1 14.0 7.1 14/06/1985 27.7 14.0 7.1 15/06/1985 27.7 14.0 7.1 16/06/1985 27.7 14.0 7.0 17/06/1985 28.5 14.0 7.1 18/06/1985 27.7 14.0 7.0 19/06/1985 27.3 13.9 7.0 20/06/1985 26.4 13.8 7.0 21/06/1985 26.8 13.8 7.0 22/06/1985 27.3 13.8 6.9 23/06/1985 26.8 13.7 6.9 24/06/1985 26.8 13.7 6.9 25/06/1985 26.4 13.6 6.9 26/06/1985
