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 regiãoDh = N ÷ A 
 
• A maior ou menor concentração de canais tem relação 
direta com os processos de infiltração e escoamento, 
relacionados com as características geológicas e 
climáticas da área analisada 
CLASSE ZONAL... 
DENSIDADE DE DRENAGEM 
• relação entre a soma do comprimento total dos canais de 
escoamento (efêmeros, intermitentes ou perenes) com a 
área da bacia hidrográfica 
• apresenta relação inversa com a extensão do escoamento 
superficial 
 
Dh = L ÷ A 
 
• É definida pelo comportamento hidrológico das rochas (e 
regolito), sendo maior quanto menor a permeabilidade do 
substrato – varia entre 0,5 para bacias com drenagem 
pobre e 3,5 para bacias muito bem drenadas 
Densidade de drenagem... 
CLASSE HIPSOMÉTRICA 
Principais atributos 
• Declividade da bacia 
– média, máxima e mínima 
– expressa a energia e a intensidade de atuação dos 
processos morfogenéticos, incluindo a dinâmica dos 
escoamentos superficiais concentrados e difusos 
(laminar) nas vertentes 
• Altimetria 
– média, máxima, mínima e variação altimétrica dos 
canais com base nas curvas de nível 
Principais Parâmetros 
ÍNDICE DE RUGOSIDADE 
• produto da amplitude altimétrica pela densidade de 
drenagem 
 
Ir = H x Dd 
 
• os valores de Ir aumentam quando a amplitude topográfica 
ou a densidade de drenagem apresentam valores 
elevados 
• altos índices de Ir podem indicar que as bacias 
apresentam alta transmissividade hidráulica, já que todos 
os pontos desta estão mais próximos da rede de 
drenagem 
Índice de Rugosidade... 
CLASSE HIPSOMÉTRICA... 
GRADIENTE DOS CURSOS D’ÁGUA 
• relação entre a amplitude altimétrica dos cursos d’água 
com o comprimento dos mesmos 
Gc = (Ac ÷ Cc) x 1000 
• reflete o potencial de energia no canal fluvial, haja vista 
que sua finalidade é indicar a declividade dos cursos de 
água