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Hidrologia I

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Veredas: Área de preservação do rio 
Várzea: Área fértil do rio 
Vazão 
É o volume de água escoado na unidade de 
tempo em uma determinada seção do cur-
so d’água. Podem ser vazões normais ou 
vazões de inundação. São expressas em 
m³/s. Se referem a um determinado instan-
te de tempo ou valor máximo, médio ou 
mínimo de um intervalo de tempo maior. 
Quando relacionadas com a precipitação 
pode ser expressa em mm/dia, mm/mês 
ou mm/ano em toda a área da bacia. Cha-
ma-se vazão específica à relação entre a 
vazão em uma seção do curso d’água e a 
área da bacia hidrográfica relativa a essa 
seção, comumente expressa em litros por 
segundo e por quilometro quadrado. 
Vazão = (Área X Precipitação) / Tempo 
Tempo de concentração 
Intervalo de tempo contado a partir do 
início da precipitação para que toda a bacia 
hidrográfica correspondente passe a con-
tribuir na seção em estudo. 
Coeficiente de deflúvio 
Relação entre a quantidade total de água 
escoada pela seção e a quantidade total de 
água precipitada na bacia hidrográfica. 
Também conhecido como “Run Off”. 
C = Escoamento Superficial / Precipitação 
Dessa forma a Vazão Q pode ser expressa 
como: 
 � � ∙ � ∙ �� 
Calculo da chuva média da bacia 
Com as informações dos coeficientes de 
deflúvio, áreas e precipitações ao longo do 
tempo pode-se calcular a vazão do exultó-
rio de uma bacia hidrográfica antes e du-
rante a precipitação calcula-se conforme 
exemplo: 
 
T=1 – Início da chuva, só A1 contribui 
�1 ∙ �1 ∙ �1∆� 
 
T=2 – A1 e A2 contribuem 
�1 ∙ �1 ∙ ��2 � �1�∆� � �2 ∙
�2 ∙ �1
∆� 
 
T=3 – A1, A2 e A3 contribuem 
�1 ∙ �1 ∙ ��3 � �2�∆� � �2 ∙
�2 ∙ ��2 � �1�
∆� � �3 ∙
�3 ∙ �1
∆� 
 
T=4 – A1, A2 e A3 contribuem 
�1 ∙ �1 ∙ ��4 � �3�∆� � �2 ∙
�2 ∙ ��3 � �2�
∆� � �3 ∙
�3 ∙ ��2 � �1�
∆� 
 
T=5 – Fim da chuva, A1 não contribui mais 
�2 ∙ �2 ∙ ��4 � �3�∆� � �3 ∙
�3 ∙ ��3 � �2�
∆� 
 
T=6 – Sem chuva, somente A3 contribui 
�3 ∙ �3 ∙ ��4 � �3�∆� 
T=7 – Sem chuva, não há mais escoamento 
superficial contribuindo para o aumento da 
vazão do curso d’água. 
 
• Tempo de chuva: 
o Concentração: 3h 
o Base: 7h 
o Duração: 4h 
o Pico: maior Q 
• Hidrograma: 
T 
(h) 
Precipitação 
(mm) 
1 P1 
2 P2 
3 P3 
4 P4 
5 P4 
 
 
Índice de compacidade 
O índice de compacidade é um método que 
serve para caracterizar a forma de bacias 
hidrográficas. O método consiste em extra-
ir a forma geral de uma bacia hidrográfica a 
partir de um índice, obtido a partir da rela-
ção entre o perímetro da bacia e o períme-
tro de uma bacia com a mesma área, mas 
de forma circular. 
�� � ������� ��!���������!"�
#�" �
�
2√%� � 0,282
�
√� 
Retângulo equivalente 
A área da bacia também pode ser expressa 
na forma de um retângulo equivalente, 
sendo os lados maiores da bacia e do re-
tângulo de mesma medida, assim como o 
outro lado. 
 
 
 Bacia Retângulo 
L – Lado maior 
l – Lado menor 
) � � * ∙ +� � 2 ∙ �* � +� 
+ � �* 
2* � 2�* � � 
2*� � 2� � �* 
2*� 
Calculando a equação do segundo grau 
descobrimos o tamanho do lado maior, 
como P = 2(L+l), descobrimos o lado menor 
e as medidas da bacia. 
Ordenação da bacia 
A ordenação da bacia pelos seus talvegues 
é importante para o estudo do rio principal 
e seus efluentes. Existem dois métodos de 
ordenação: 
Schumann 
a) Considere a nascente de ordem 1. 
b) O encontro de dois rios de mesma 
ordem adiciona 1 à ordem. 
c) O encontro de dois rios com ordem 
diferentes, mantém a ordem mai-
or. 
 
Horton 
a) Classifica de jusante para montan-
te o talvegue principal 
b) Em caso de empate, segue pelo de 
maior comprimento 
 
Precipitação média nas bacias 
Após a coleta dos dados nos pluviômetros 
e pluviógrafos da bacia, devemos analisar 
se essa coleta é válida para toda a bacia ou 
somente para pontos isolados. 
Existem três métodos para essa análise: 
média aritmética, método de Thiessen e o 
método das isoietas 
Média aritmética 
Esse método só é valido para bacias meno-
res de 5.000 km², com equipamentos dis-
tribuídos uniformemente e uma região 
plana ou de relevo suave. 
� Soma-se as precipitações registra-
das em todos os postos da bacia. 
� Divide o valor pelo número de pos-
tos. 
Método de Thiessen 
Método para bacias maiores porém com 
terreno de relevo suave. Consiste em dar 
pesos aos totais precipitados em cada apa-
relho, proporcionais a área de influência de 
cada um. 
� Estações adjacentes são unidas por 
linhas retas 
� Traça-se a medianiz desse segmen-
tos de reta, dividindo as regiões. 
 
� Esse procedimento para cada pes-
tação define o polígono dessa es-
tação. 
 
� Faz-se o mesmo procedimento pa-
ra todos os postos 
� Desconsidera a área dos polígonos 
fora da bacia 
� Calcula a precipitação média da 
bacia por: 
� � ∑ �!�!
.�
∑ �!.� 
Método das Isoietas 
Esse método é essencial para o estudo de 
áreas montanhosas, pois leva em conside-
ração a topografia da região, dando pesos 
as precipitações de acordo com a altitude 
dos aparelhos. 
O traçado as isoietas se assemelham às 
curvas de nível em que a altura de chuvas 
substitui a cota do terreno. Com as linhas 
desenhadas, calcula-se a área entre as isoi-
etas e a altura média entre elas: 
� � ∑ �!�
�" � �"/�2 �.�
∑ �!.� 
 
Método de Taborga 
Para sabermos o tempo de recorrência de 
uma chuva em um longo tempo, podemos 
usar o método de taborga: 
Dado uma bacia com precipitação P de 
tempo de concentração t < 24h dividido em 
seu comprimento por tempos Δt podemos 
transformar essa chuva em uma chuva de 
24 horas, com: 
��0 � �1 ∙ 1,10 
Com esse dado, podemos calcular a preci-
pitação em um tempo de recorrência T 
grande. Mas precisamos conhecer os fato-
res 2, 3�	�	3� da bacia. 
�4 = ��0 ∙ (2 + 3! ∙ log ∆�) 
Se Δt < 1h, usa-se β1 
Se Δt > 1h, usa-se β2 
Vazões de enchentes 
O estudo das precipitações nos leva a con-
siderar o efeito que a chuva tem nos rios e 
cursos d’água, por isso foi desenvolvido 
métodos para calcular a vazão de cheias 
nos rios devido às precipitações em suas 
bacias. 
Métodos Estatísticos 
Importante para conhecer os possíveis 
danos causados por enchentes maiores 
que as esperadas pelo projeto, uma vez 
que este deve aceitar a probabilidade da 
ocorrência desses fenômenos ao longo da 
vida útil da obra. 
O tempo de recorrência (T) é o período 
médio de anos que a cheia de vazão (Q) 
pode ocorrer. Se a probabilidade (P) desse 
evento ocorrer, a relação T = 1/P é válida. 
Como não podemos conhecer a probabili-
dade teórica P, faz-se uma estimativa com 
base na frequência das vazões observadas. 
Dado (N) anos de observação de um rio, 
seleciona-se a maior vazão ocorrida em 
cada ano e obtém a série anual de valores. 
Após a ordenação decrescente com núme-
ro de ordem (M) variante de N a 1, pode-se 
aplicar o método de Kimball para calcular a 
frequência com que o valor Q de ordem M 
é igualado ou superado nos N anos sendo 8 = 9:/�. Quando N é grande, F se aproxi-
ma de P. 
O método de Gumbel leva em considera-
ção os máximos e mínimos da série. De 
modo que a probabilidade (P) da vazão (Q) 
ocorrer é: 
� = 1 − �;<=> 
Onde, 
? = (
 − 
@ + 0,45B)0,7797B 
@ é a média das vazões máximas e B é o 
desvio padrão da série. 
B = ∑(
 − 
@)²F − 1 
Método Racional 
O método racional serve para estimar o 
pico da cheia em bacias de baixa extensão. 
 = � ∙ GH ∙ �3,6 
Onde, 
Q = Pico de vazão em m³/s 
Im = intensidade média da precipitação.