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HIDROLOGIA BACIA HIDROGRÁFICA A área de captação natural da água da precipitação que faz convergir os escoamentos para um único ponto de saída, seu exutório. Compõe-se basicamente de um conjunto de superfícies vertentes e de uma rede de drenagem formada por cursos d’água que confluem até resultar um leito único no exutório. Sistema físico onde a entrada é o volume de água precipitado e a saída é o volume de água escoado pelo exutório, considerando-se como perdas intermediárias os volumes evaporados e transpirados e também os infiltrados profundamente. Área definida topograficamente, drenada por um único curso d’água ou um sistema conectado de cursos d’água, tal que toda vazão efluente seja descarregada por uma única saída. Divisores de água: O deflúvio de uma bacia é composto de água que atinge os álveos após ter escoado superficialmente, assim como também de água que chega aos cursos d’água depois de ter percorrido caminhos subsuperficiais e subterrâneos. Os terrenos de uma bacia são delimitados por três tipos de divisores de água: divisor topográfico: é condicionado pela topografia. Ele fixa a área da qual provem o defluxo superficial da bacia. divisor freático: é influenciado pela topografia e pela estrutura geológica do terreno. Estabelece os limites dos reservatórios de água subterrânea de onde é derivado o deflúvio básico da bacia. divisor geológico: definido pela estrutura rochosa do terreno, seja ela aflorada ou submersa. Ajuda a direcionar a água do lençol freático para uma ou outra bacia. As áreas demarcadas pelos divisores dificilmente coincidem exatamente. Devido à dificuldade de se determinar precisamente o divisor freático, a área da bacia de drenagem é aquela determinada pelo divisor topográfico. Representação do divisor topográfico Resposta hidrológica de uma Bacia Hidrográfica: A bacia hidrográfica pode ser considerada um sistema físico onde a entrada é o volume de água precipitado e a saída é o volume que escoa pelo exutório, considerando-se como perdas intermediárias os volumes evaporados e transpirados e também os infiltrados profundamente. Em um evento isolado pode-se considerar estas perdas e analisar a transformação de chuva em vazão, através do hidrograma (saída) e do hietograma (entrada). O papel hidrológico da bacia hidrográfica consiste em transformar uma entrada de volume concentrada no tempo (precipitação) em uma saída de água (escoamento), de forma mais distribuída no tempo. A figura mostra a resposta hidrológica de uma bacia hidrológica. Na figura é feito uma diferença entre um escoamento mais lento e outro mais rápido, identificável pela forte elevação das vazões em um curto espaço de tempo que, após atingir um pico, decresce rapidamente, porém em tempo maior que o da elevação. Ao escoamento rápido atribui-se como escoamento superficial e, ao escoamento lento, escoamento subterrâneo. Esta diferenciação permite quantificar e analisar separadamente o escoamento superficial, geralmente de maior magnitude em uma cheia, explicado pela relação de causa e efeito com a precipitação. Características físicas de uma Bacia Hidrográfica: Principais características físicas de uma Bacia Hidrográfica: Área de drenagem: defini a potencialidade hídrica da bacia. Uma vez definidos os contornos da bacia em um mapa ou carta topográfica, a área pode ser determinada por: planímetro. método das quadrículas. método das pesagens. técnicas de geoprocessamento. Comprimento para cada bacia existe um rio principal que drena a maior área no seu interior. A determinação do comprimento do rio poderá ser feita através de curvímetro ou por geoprocessamento. Declividade média dos rios: A velocidade de um rio depende da declividade dos canais fluviais. Quanto maior a declividade, maior será a velocidade de escoamento; neste caso, os hidrogramas de enchente terão ascensão mais rápida e picos mais elevados. A declividade média do rio poderá ser determinada através dos seguintes métodos: Quociente entre a diferença de suas cotas e sua extensão horizontal: onde: (H – diferença entre as cotas do ponto mais distante e da seção considerada; L – comprimento do talvegue principal. Método de “compensação de área”: Traça-se no gráfico do perfil longitudinal, uma linha reta, tal que, a área compreendida entre ela e o eixo das abscissas (extensão horizontal) seja igual à compreendida entre a curva do perfil e a abscissa. A1 = A2 ( ( Como a área do triângulo retângulo é igual à área abaixo do perfil longitudinal do talvegue, pode-se escrever a equação de Ieq da seguinte forma: Média harmônica (mais utilizada) A declividade equivalente é determinada pela seguinte fórmula: onde L é a extensão horizontal do perfil, que é dividido em n trechos, Li – extensão horizontal Ii, - declividade média em cada trecho. Exercício-exemplo 3.1: Desenhar o perfil longitudinal do talvegue principal da bacia abaixo e determinar a declividade equivalente, utilizando o método de “compensação de área” e da média harmônica. Determinar também o tempo de concentração para duas declividades. Com auxílio de um curvímetro (aparelho que mede o comprimento de linhas), mediu-se, a partir do exutório (ponto L), para montante, as distâncias dele até os pontos onde o curso d´água “corta” as curvas de nível. Com os dados obtidos, construiu-se a seguinte tabela: Ponto Dist. de L (m) Cota (m) L A B C D E F 0,0 12.400 30.200 41.000 63.700 74.000 83.200 372 (*) 400 450 500 550 600 621 (*) (*) – estimado a) Perfil longitudinal Cálculo da declividade equivalente pelo método de “compensação de área” Atot = 173.600 + 943.400 + 1.112.400 + 3.473.100 + 2.090.900 + 2.194.200 = 9.987.600 m2 ou 2,9 m/km Cálculo da declividade equivalente pelo método da média harmônica. Forma da bacia: Tempo de concentração: Tempo, a partir do início da precipitação, que a água leva para percorrer a distância entre o ponto mais remoto da bacia e o ponto de deságüe. Ou seja, é o tempo necessário para que toda a bacia passe a contribuir na seção de deságüe. Fator de forma (kf): A forma da bacia hidrográfica é importante porque influencia no tempo de concentração. O fator de forma é a relação entre a área da bacia e o quadrado de seu comprimento axial. Mede-se o comprimento axial da bacia (L) quando se segue o curso d’água mais longo desde a foz até a cabeceira mais distante. A largura média é obtida dividindo-se a área da bacia pelo seu comprimento axial. Como: A (km2) e L (km) Uma bacia com fator de forma baixo é menos sujeita a enchentes que outra de mesmo tamanho porém com maior fator de forma. Isso se deve ao fato de que em uma bacia estreita e longa, com fator de forma baixo, há menos possibilidade de ocorrência de chuvas intensas cobrindo simultaneamente toda sua extensão. Coeficiente de compacidade: É a relação entre o perímetro da bacia e a circunferência de um círculo de área igual a da bacia. Onde: P é o perímetro da bacia em Km; A é a área da bacia em Km2 Quanto mais irregular for a bacia, tanto maior será o coeficiente de compacidade. Um coeficiente mínimo (igual a unidade) corresponderia a uma bacia circular. Se os outros fatores forem iguais, a tendência para maiores enchentes é tanto mais acentuada quanto mais próximo da unidade for o valor desse coeficiente. Sistema de Drenagem: Ordem dos cursos d’água Dentre os critérios utilizados para ordenamento de canais da rede de drenagem da bacia hidrográfica, destacam-se osde Horton (1945) e Strahler (1957). Sistema de Horton ( canais de 1a ordem não possuem tributários; canais de 2a ordem têm apenas afluentes de 1a ordem; canais de 3a ordem recebem canais de 2a ordem, podendo também receber diretamente canais de 1a ordem; sucessivamente, um canal de ordem u pode ter tributários de ordem u-1 até 1. Isto implica atribuir maior ordem ao rio principal, valendo esta designação em todo o seu comprimento, desde o exutório da bacia até sua nascente. Sistema de Strahler ( 1a ordem ( canais sem tributários; canais de 2a ordem ( originam da confluência de dois canais de 1a ordem, podendo ter afluentes também de 1a ordem; canais de 3a ordem ( originam-se da confluência de dois canais de 2a ordem, podendo receber afluentes de 2a e 1a ordens. Um canal de ordem u é formado pela união de dois canais de ordem n-1, podendo receber afluência de canais com qualquer ordem inferior. Portanto, no sistema Strahler, o rio principal e afluentes não mantém o número de ordem na totalidade de suas extensões Rede de drenagem (Rd) É o conjunto de todos os cursos d´água de uma bacia hidrográfica, sendo expressa em km. onde: li – comprimento dos cursos d´água. Densidade de drenagem (Dd) A densidade de drenagem indica eficiência da drenagem na bacia. Ela é definida como a relação entre o comprimento total dos cursos d´água e a área de drenagem e é expressa em km/ km2. A bacia tem a maior eficiência de drenagem quanto maior for essa relação onde: Li – somatório dos comprimentos de todos os canais da rede de drenagem (km); A – área da bacia (km2) Manejo integrado de uma Bacia Hidrográfica O manejo integrado de uma Bacia Hidrográfica refere-se às atividades técnicas e científicas usadas na montagem e na execução do Projeto Integrado Já o gerenciamento de uma Bacia Hidrográfica refere-se às atividades administrativas e políticas relativas ao Projeto Integrado. O manejo integrado de uma Bacia Hidrográfica envolve a elaboração dos seguintes diagnósticos: diagnostico físico-conservacionista: Uso de técnicas de quantificação e retenção de água das chuvas por infiltração, associada a vários fatores correlatos, tais como: limpeza dos cursos d’água, seleção de terras apropriadas para o reflorestamento, faixas de contenção, controle de áreas agrícolas e pastoris, todos os processos de conservação de áreas agrícolas e pastoris, todos os processos de conservação de solos... Objetivo geral: coletar subsídios para se prognosticar a retenção e o controle das águas das chuvas nas sub-bacias hidrográficas, atuando em micro-bacias independentes. Objetivos específicos: fazer a distribuição espacial das terras propícias à agricultura, aos reflorestamentos e às paisagens, recomendando as práticas gerais para cada caso; coletar informação para a retenção das águas de chuva; coletara informação para prognosticar o controle para reduzir o assoreamento dos rios, lagos e barragens. Diagnóstico sócio-econômico. elaboração de recomendações visando diminuir a deterioração sócio-econômica, resultando em uma melhoria do ambiente quanto ás deterioração física e ambiental. Pode fazer parte de dois grupos de levantamentos: . Levantamento a nível de produtor; . Levantamento a nível municipal Diagnóstico Ambiental Visa levantar todos os elementos da poluição direta do meio ambiente, para que se possa verificar o grau de deterioração das microbacias e recomendar, em projetos específicos, as práticas de recuperação e preservação ambiental Diagnóstico da Vegetação Visa verificar a existência nas microbacias, em termos de vegetação, para se obter dados sobre a percentagem de cobertura, as espécies predominantes e sua distribuição espacial. Diagnóstico da Água Visa quantificar e qualificar as águas das microbacias. Permite o planejamento adequado do uso da água para diferentes atividades, tais como: abastecimento doméstico e industrial, projeto e construção de obras hidráulicas, irrigação, drenagem, regularização dos cursos d’água e controle de inundações, controle de poluição, navegação, aproveitamento hidrelétrico, recreação, preservação e desenvolvimento da vida aquática. Dados a serem levantados: . Quantidade de água: dados pluviométricos, fluviométricos, linimétricos, ocorrência de níveis de água subterrânea, conformação topográfica, cobertura vegetal, infiltração da água no solo, evaporação e uso atual da água . Qualidade da água: avaliação qualitativa e quantitativa da popuição e contaminação dos corpos d’água. Diagnóstico da Fauna tem por finalidade avaliar todo o tipo de fauna aquática, terrestre e aéreas existente em cada microbacia, identificando os tipos de “habitats” naturais, para que possam ser restabelecidos. Diagnóstico do Solo Tem a finalidade de mapear as unidades de solo nas microbacias, informar os níveis de fertilidade e acidez predominantes em cada unidade, para que se possa recomendar as mais adequadas técnicas de correção do solo, em função da cultura a ser introduzida, visando garantir uma produtividade maior e crescente, respeitando as técnicas conservacionistas. Os diagnósticos levantam todos os problemas das bacias, analisam os conflitos e indicam as soluções em todos os níveis, integrando conclusões e recomendações para a recuperação total do meio ambiente. Divisor geológico Divisor freático Divisor topográfico Rocha Impermeável �PAGE � �PAGE �11� _1291835041.unknown _1291835803.unknown _1291835932.unknown _1291835942.unknown _1291835997.unknown _1291835937.unknown _1291835926.unknown _1291835141.unknown _1291835160.unknown _1291835248.unknown _1291835524.unknown _1291835183.unknown _1291835149.unknown _1291835112.unknown _1291835118.unknown _1291835046.unknown _1291835013.unknown _1291835029.unknown _1291835035.unknown _1291835023.unknown _1170710045.unknown _1170711289/ole-[42, 4D, D2, B7, 06, 00, 00, 00] _1291834474.unknown _1291834930.unknown _1291833980.unknown _1170710734.unknown _1170710998.unknown _1170710214.unknown _1043674589.xls Gráfico1 372 372 372 400 613.28 604.96 450 500 550 600 621 Perfil longitudinal Compens. área Média harm6onica Comprimento (m) Cota (m) Plan1 0 372 12400 400 0 372 0 372 30200 450 83200 613.28 83200 604.96 41000 500 63700 550 74000 600 83200 621 Plan2 Plan3 _1170709624.unknown _1043418883.xls Gráf1 372 400 450 500 550 600 621 Comprimento (m) Cota (m) Plan1 0 372 12400 400 30200 450 41000 500 63700 550 74000 600 83200 621 Plan2 Plan3
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