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Aula_Hidrometria_Morfometria

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GEOGRAFIA E RECURSOS 
HÍDRICOS 
2º semestre / 2012 
AULA 9 
Prof. Luiz F P Barros 
IGC – UFMG 
Departamento de Geografia 
Obtenção de dados 
• HIDROWEB - Agência Nacional de Água (ANA): 
– Series temporais de precipitação e vazão 
– www.hidroweb.ana.gov.br 
• Serviço Geológico do Brasil (CPRM): 
– Águas subterrâneas, poços 
– www.cprm.gov.br 
• Instituto Nacional de Meteorologia (INMET): 
– Imagens de satélites meteorológicos, balanço hídrico 
climático 
– www.inmet.gov.br 
• Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE): 
– Imagens de satélite, mapas temáticos 
– www.inpe.br 
• Experimento de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera na 
Amazônia: 
– Series temporais de temperatura e precipitação na Amazônia 
– ftp://daac.ornl.gov/data/lba/ 
Noções de hidrometria fluvial 
NÍVEL DA ÁGUA 
• É medido por meio de réguas linimétricas ou linígrafos 
 
 
 
 
 
 
 
 
VAZÃO FLUVIAL 
• Quantidade de água que passa em dada seção do canal 
fluvial, em certo período de tempo (l/s, m3/s) 
Noções de hidrometria fluvial... 
ESTAÇÕES HIDROLÓGICAS OU 
HIDROMETEOROLÓGICAS 
• Podem ser utilizadas para 
planejamento e projetos de obras 
hidráulicas (barragens, diques, 
desvios), ou para a gestão de 
bacias hidrográficas (incluindo a 
gestão de riscos hidrológicos) 
• O local ideal para a instalação da 
régua ou do linígrafo deve estar 
em um trecho relativamente 
homogêneo, sem sinuosidades 
ou meandramentos 
Vazão fluvial 
Parâmetros característicos das vazões ou descarga 
líquida: 
• Tempo de retardamento da bacia: intervalo entre o 
máximo de precipitações e o máximo de escoamento; 
• Tempo de recorrência ou período de retorno: intevalo 
de tempo estimado para a ocorrência de um evento 
• Tempo de concentração: tempo necessário para que 
toda a bacia contribua para dada seção 
Vazão fluvial... 
• Para o cálculo da vazão é necessário se obter a 
velocidade da corrente, utilizando um molinete 
fluviométrico ou fluxímetros 
Vazão fluvial... 
• No caso do molinete, conta-se o número de voltas da 
hélice durante um intervalo de tempo fixo e se obtém a 
velocidade de rotação, que está relacionada com a 
velocidade do fluxo: 
V = a N + b 
– Sendo: V: velocidade do fluxo; N: velocidade de 
rotação; a e b: constantes características da hélice, 
fornecidas pelo fabricante do aparelho 
• Métodos alternativos: 
– Flutuadores, sacolas, traçadores... 
 
Vazão fluvial... 
• O cálculo das vazões também depende da área da 
seção do canal 
Q = V x S 
(Vazão = Velocidade x Área da seção) 
• A depender da forma do canal ou para uma maior 
precisão, podem ser feitas várias medidas de 
velocidade, em posições adequadas, em verticais 
espaçadas homogeneamente 
• A apresentação dos resultados do monitoramento de 
vazões pode ser feita em curvas chave ou hidrogramas 
CURVA CHAVE 
• Fruto da relação entre o nível da água e a vazão 
• Facilita o cálculo das vazões futuras com base 
simplesmente na obtenção das cotas (níveis da água) 
• Obtenção da curva chave 
– Métodos teóricos: uso de equações gerais da 
hidráulica 
– Métodos experimentais: estabelecem a curva-chave 
a partir de vários pares cota/descarga medidos 
diretamente com uma distribuição regular 
Vazão fluvial... 
Curva chave... 
HIDROGRAMA 
• Gráfico que expressa 
as vazões ao longo 
do tempo 
• Permitem a 
diferenciação do 
escoamento de base 
e do escoamento 
direto (precipitação 
útil) 
• Sua forma também 
indica o regime 
fluvial e possíveis 
influências humanas 
Vazão fluvial... 
Descarga (vazão) sólida 
• Quantidade de sedimentos em movimento 
• Envolve a medida da descarga líquida (m3/s), 
amostragem do sedimento em suspensão (g/l), 
amostragem de material do leito, medida da temperatura 
da água, medida da declividade do gradiente energético 
da linha d’água, etc. 
 
Morfometria fluvial 
• Mensurar as dimensões quantitativas e geométricas dos 
elementos da rede de drenagem e das bacias 
• Compreensão acerca do comportamento 
hidrossedimentológico natural de bacias hidrográficas, 
pautado em sua configuração morfológica 
• Aplicação, em diferentes relações matemáticas, de 
atributos do relevo e dos canais fluviais, tais como: 
– área da bacia, número, comprimento e gradiente dos 
canais, etc 
– comparação dos resultados com valores padrões 
estabelecidos na literatura, ou entre si em análises de 
bacias vizinhas 
– permite a identificação de anomalias e/ou 
condicionantes climáticas, tectônicas ou estruturais 
Morfometria fluvial... 
• A análise morfométrica pode ser feita considerando três 
dimensões: linear, zonal e hipsométrica 
• Segundo Christofoletti (1980): 
– parâmetros lineares: estão associados à rede de 
drenagem e ao seu arranjo espacial dentro da bacia, 
sendo representados por uma unidade de medida 
linear 
– parâmetros zonais: são, muitas vezes, representados 
em relação à área da bacia e indicam as relações entre 
a rede de drenagem e seu arranjo espacial na bacia 
– parâmetros hipsométricos: representam a 
tridimensionalidade da bacia ao incluir a variação 
altimétrica e não possuem unidade de medida 
específica 
Morfometria fluvial... 
LEIS DE HORTON 
• Lei do número de canais 
• Lei do comprimentos dos canais 
• Lei da declividade de canais 
• Lei da área das bacias dos canais 
CLASSE LINEAR 
Principais atributos 
• Perímetro da bacia 
– representa o comprimento total da linha que serve 
como divisor de águas da bacia 
– está ligado ao desenvolvimento da bacia, pois quanto 
maior o perímetro maior a área da bacia 
• Comprimento dos canais 
– Comprimento real do canal 
• Distância vetorial 
– Distância em linha reta entre o início (nascente) e o fim 
(foz) de um canal ou de um trecho 
• Número de canais 
– Quantidade de canais de uma determinada bacia ou 
ordem hierárquica 
Principais parâmetros 
HIERARQUIA FLUVIAL 
• Corresponde à ordenação dos canais fluviais dentro de 
uma bacia hidrográfica 
• As duas propostas mais utilizadas: 
CLASSE LINEAR... 
MAGNITUDE FLUVIAL 
• Também envolve o ordenamento de canais, porém há a 
consideração de princípios hidrológicos 
• O aumento de ordem dos canais corresponde à soma das 
ordens dos canais a montante da confluência 
CLASSE LINEAR... 
ÍNDICE DE SINUOSIDADE 
• Demonstra o grau de divagação de um curso fluvial 
• Quanto mais retilíneo o canal, mais rápido tende a ser 
fluxo, logo, maior sua competência 
Is = C ÷ Dv 
(C – comprimento do canal; Dv – distância vetorial entre os 
extremos do canal) 
• Valores próximos a 1 indicam um canal retilíneo, com 
possibilidade de elevado controle estrutural ou alta 
energia, enquanto valores maiores ou iguais a 2 indicam 
baixa energia e elevada divagação, não necessariamente 
meandramento 
CLASSE ZONAL 
Principal atributo 
• Área da bacia 
Principais parâmetros 
ÍNDICE DE CIRCULARIDADE 
Ic = A ÷ Ac 
(A = área da bacia; Ac = área de um círculo que tenha o perímetro 
idêntico ao da bacia considerada) 
• Segundo Alves e Castro (2003): 
– Ic = 0,51 – escoamento moderado e pequena probabilidade 
de cheias rápidas 
– Ic > 0,51 – bacia circular favorecendo os processos de 
inundação (cheias rápidas) 
– Ic < 0,51 – bacia mais alongada favorecendo o escoamento 
• Relação com o grau de evolução da bacia 
CLASSE ZONAL... 
DENSIDADE HIDROGRÁFICA 
• Relação entre o número de cursos d’água e a área da 
bacia 
• Expressa o número de canais existentes em cada 
quilômetro quadrado da bacia hidrográfica, indicando o 
potencial hídrico da região