Bacia Hidrográfica

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Bacias	
  Hidrográficas	
  
Hemerson	
  Pinheiro	
  
Bacia	
  Hidrográfica	
  -­‐	
  Definição	
  
•  Uma	
  bacia	
  hidrográfica	
  
é	
  uma	
  determinada	
  
área	
  de	
  terreno	
  que	
  
drena	
  água,	
  par?culas	
  
de	
  solo	
  e	
  material	
  
dissolvido	
  para	
  um	
  
ponto	
  de	
  saída	
  comum,	
  
situado	
  ao	
  longo	
  de	
  um	
  
rio,	
  riacho	
  ou	
  ribeirão	
  
(Dunne	
  e	
  Leopold,	
  
1978).	
  	
  dentro	
  de	
  uma	
  bacia	
  hidrográfica	
  podem	
  exisLr	
  
inúmeras	
  sub-­‐bacias.	
  	
  
	
  
Bacia	
  Hidrográfica	
  
•  Definida	
  por	
  uma	
  seção	
  de	
  rio	
  
•  Representa	
  toda	
  a	
  área	
  de	
  contribuição	
  
superficial	
  que	
  a	
  água	
  	
  escoa	
  por	
  gravidade	
  até	
  a	
  
seção	
  do	
  rio;	
  
•  A	
  bacia	
  hidrográfica	
  do	
  escoamento	
  subterrâneo	
  
pode	
  ser	
  diferente.	
  O	
  erro	
  pode	
  diminuir	
  com	
  o	
  
aumento	
  da	
  bacia	
  ou	
  a	
  escala	
  da	
  informação;	
  
•  Delimitação	
  gráfica	
  ou	
  através	
  de	
  
geoprocessamento;	
  
Bacia	
  hidrográfica	
  
A
A - seção principal
Delimitação da
bacia
Sistema
fluvial
• A bacia hidrográfica é definida por uma 
seção transversal; 
• Drena toda a água que escoa 
superficialmente por gravidade para a seção 
principal; 
• O divisor de água subterrâneo pode ser 
diferente do superficial. Efeito maior para 
bacias pequenas 
divisor de água da 
bacia 
exutório 
afluente ou 
tributário 
Talvegue: lugar 
geométrico dos pontos 
de mínimas cotas das 
seções transversais 
Delimitação	
  de	
  Bacias	
  
Delimitação	
  de	
  Bacias	
  
Informações	
  de	
  topografia:	
  	
  
•  IdenLficar	
  para	
  onde	
  escoa	
  a	
  água	
  sobre	
  o	
  relevo	
  
usando	
  como	
  base	
  as	
  curvas	
  de	
  nível	
  	
  
–  a	
  água	
  escoa	
  na	
  direção	
  da	
  maior	
  declividade,	
  o	
  
escoamento	
  é	
  ortogonal	
  às	
  curvas	
  de	
  nível	
  	
  
•  Diferenciar	
  as	
  áreas	
  que	
  contribuem	
  para	
  um	
  ponto	
  no	
  
curso	
  d’água	
  (seção	
  transversal	
  de	
  referência	
  ou	
  
exutório)	
  =>	
  divisor	
  (cumeada,	
  espigão,	
  crista)	
  	
  
–  o	
  divisor	
  não	
  corta	
  a	
  drenagem	
  exceto	
  no	
  exutório	
  e	
  passa	
  
pelas	
  regiões	
  mais	
  elevadas	
  da	
  bacia,	
  mas	
  podem	
  exisLr	
  
pontos	
  internos	
  mais	
  altos.	
  	
  
Delimitação	
  de	
  Bacias	
  
Divisor	
  Topográfico	
  /	
  Superficial	
  	
  
X	
  
	
  Divisor	
  Geológico	
  /	
  FreáLco	
  /	
  Subterrâneo	
  	
  
–  possibilidade	
  de	
  escoamento	
  subterrâneo	
  com	
  origem	
  
em	
  bacias	
  vizinhas...	
  	
  
Pequenas	
  Bacias	
  ou	
  Lençol	
  FreáLco	
  Alto	
  	
  
⇓	
  
Erros	
  	
  
Seção transversal de uma bacia mostrando os 
divisores topográficos e freáticos 
Delimitação	
  de	
  Bacias	
  
Delimitação	
  de	
  Bacias	
  uLlizando	
  plantas	
  
planialLmétricas	
  
Instrumentos	
  ULlizados	
  
•  Planímetro	
  
Instrumentos	
  ULlizados	
  
•  Curvímetro	
  
Delimitação	
  de	
  Bacias	
  
•  U4lizando	
  Imagens	
  de	
  Satélites	
  
Delimitação	
  de	
  Bacias	
  
•  U4lizando	
  modelo	
  digital	
  de	
  terreno	
  (DEM)	
  	
  
Características Físicas 
Finalidade: 
ü Comparação entre bacias hidrográficas; 
ü Tranferência de dados entre bacias 
ü Projeção de Cenários futuros 
ü Fórmulas empíricas – regionalização de vazões 
18	
  
Principais	
  Variáveis	
  
•  Área	
  de	
  drenagem	
  –	
  A	
  vazão	
  de	
  um	
  rio	
  depende	
  da	
  área	
  da	
  bacia	
  	
  	
  
-­‐Q	
  =	
  q.	
  A	
  	
  	
  
q	
  é	
  a	
  vazão	
  específica	
  (em	
  mm	
  ou	
  l/s/km2	
  e	
  A	
  em	
  km2	
  	
  
Ex.	
  Q	
  médio	
  de	
  30	
  m3/s	
  numa	
  bacia	
  de	
  2000	
  km2,	
  a	
  vazão	
  específica	
  é	
  q	
  =	
  Q/A	
  
=	
  15	
  l/s/km2	
  	
  
•  Comprimento	
  do	
  rio	
  principal:	
  é	
  um	
  indicador	
  da	
  caracterísLca	
  da	
  bacia	
  e	
  
indiretamente	
  da	
  área	
  
•  Declividade	
  média	
  do	
  rio	
  principal	
  –	
  influencia	
  as	
  vazões	
  máxima	
  e	
  
mínimas.	
  (Ex	
  maior	
  declividade	
  maior	
  pico	
  e	
  menor	
  vazão	
  de	
  esLagem)	
  
•  Densidade	
  de	
  drenagem	
  –	
  maior	
  densidade,	
  maior	
  escoamento	
  e	
  volume	
  
de	
  escoamento.	
  	
  
•  Desnível.	
  
Área	
  da	
  Bacia	
  
•  medida	
  por	
  planímetro	
  (mecanicamente)	
  	
  
•  calculada	
  pelas	
  coordenadas	
  do	
  polígono,	
  
(equação	
  de	
  Gauss)	
  	
  
•  aproximação	
  por	
  composição	
  de	
  figuras	
  
geométricas	
  	
  
•  calculada	
  a	
  parLr	
  de	
  imagens	
  digitalizadas	
  em	
  
soowares	
  como	
  AutoCAD,	
  ArcVIEW,	
  Spring,	
  
Idrisi,	
  Grass,	
  Erdas,	
  etc	
  	
  
Área	
  da	
  Bacia	
  E	
  
Influência	
  nas	
  vazões	
  	
  
•  Vazão	
  específica:	
  vazão	
  de	
  contribuição	
  por	
  
unidade	
  de	
  área	
  (L/s/Km2)	
  	
  
•  Mínimas:	
  bacias	
  maiores	
  têm	
  maior	
  vazão	
  
específica	
  pois	
  há	
  complementariedade	
  
hidrológica	
  de	
  sub-­‐bacias	
  	
  
•  Médias:	
  pouco	
  efeito	
  sobre	
  as	
  vazões	
  
específicas	
  	
  
•  Máximas:	
  menores,	
  os	
  picos	
  de	
  enchente	
  são	
  
atenuados	
  e	
  os	
  tempos	
  de	
  base	
  maiores	
  	
  
Fator	
  de	
  Forma	
  
•  Influência	
  da	
  forma	
  da	
  bacia	
  na	
  captação	
  de	
  
água	
  da	
  chuva	
  
Fator de forma ou Índice de Gravelius - 
Exemplo	
  
Interpretação	
  do	
  Fator	
  Forma	
  (Ff	
  ou	
  Kf)	
  
•  Este	
  indica	
  a	
  maior	
  ou	
  menor	
  tendência	
  para	
  
enchentes	
  de	
  uma	
  bacia.	
  	
  
•  Uma	
  bacia	
  com	
  Kf	
  baixo,	
  ou	
  seja,	
  com	
  o	
  L	
  
grande,	
  terá	
  menor	
  propensão	
  a	
  enchentes	
  
que	
  outra	
  com	
  mesma	
  área,	
  mas	
  Kf	
  maior.	
  Isto	
  
se	
  deve	
  a	
  fato	
  de	
  que,	
  numa	
  bacia	
  estreita	
  e	
  
longa	
  (Kf	
  baixo),	
  haver	
  menor	
  possibilidade	
  de	
  
ocorrência	
  de	
  chuvas	
  intensas	
  cobrindo	
  
simultaneamente	
  toda	
  a	
  sua	
  extensão.	
  	
  
Forma	
  da	
  Bacia	
  
Índice	
  de	
  Compacidade:	
  relação	
  entre	
  o	
  perímetro	
  da	
  
bacia	
  e	
  o	
  perímetro	
  de	
  um	
  círculo	
  de	
  mesma	
  área	
  	
  
•  Kc≥1,	
  quanto	
  mais	
  irregular	
  a	
  bacia,	
  maior	
  o	
  Kc	
  e	
  
menor	
  a	
  tendência	
  a	
  enchentes	
  	
  
•  Um	
  coeficiente	
  mínimo	
  igual	
  a	
  1	
  corresponderia	
  à	
  
bacia	
  circular;	
  portanto,	
  inexisLndo	
  outros	
  fatores,	
  
quanto	
  maior	
  o	
  Kc	
  menos	
  propensa	
  à	
  enchente	
  é	
  a	
  
bacia.	
  	
  
	
  
Forma	
  Circular	
  e	
  forma	
  Esbelta	
  
Índice	
  de	
  Conformação	
  
•  Compara	
  a	
  área	
  da	
  bacia	
  com	
  a	
  área	
  do	
  quadrado	
  
de	
  lado	
  igual	
  ao	
  comprimento	
  axial.	
  
	
  
•  Quanto	
  mais	
  alongada	
  a	
  bacia,	
  menor	
  o	
  Kf	
  emenor	
  a	
  tendência	
  a	
  enchentes	
  .	
  
•  Quanto	
  mais	
  próximo	
  de	
  1,	
  maior	
  a	
  
potencialidade	
  de	
  produção	
  de	
  picos	
  de	
  cheia.	
  
	
  
Índice	
  de	
  Conformação	
  
Observação	
  
Exemplo	
  
Solução	
  
Uso	
  do	
  Solo	
  
Influência	
  na	
  infiltração	
  e	
  velocidade	
  do	
  escoamento	
  	
  
•  Áreas	
  de	
  florestas:	
  maior	
  interceptação,	
  folhas	
  e	
  
galhos	
  retardam	
  o	
  escoamento,	
  raízes	
  profundas	
  e	
  
maior	
  consumo	
  de	
  água	
  das	
  plantas	
  	
  
•  Agricultura:	
  redução	
  da	
  quanLdade	
  de	
  matéria	
  
orgânica	
  no	
  solo,	
  porosidade	
  diminui,	
  infiltração	
  
diminui,	
  raízes	
  mais	
  superficiais	
  e	
  menor	
  consumo	
  de	
  
água	
  das	
  plantas	
  	
  
•  Áreas	
  urbanas:	
  impermeabilização,	
  pouca	
  infiltração	
  e	
  
grande	
  velocidade	
  do	
  escoamentoè	
  grandes	
  picos	
  de	
  
cheias	
  	
  
Tipo	
  do	
  Solo	
  
•  Solo	
  arenoso,	
  menor	
  escoamento	
  superficial	
  
•  Solo	
  argiloso,	
  maior	
  escoamento	
  superficial	
  	
  
•  Solo	
  raso,	
  maior	
  escoamento	
  superficial	
  
•  Solo	
  profundo,	
  menor	
  escoamento	
  superficial	
  	
  
 
Relação com 	
  
Infiltração 
Escoam. Superficial 
Umidade do solo 
Contribuiçao água subt. ao curso d’água 
Declividade	
  do	
  terreno	
  
Determinação da Declividade dos terrenos 
Decliv. (m/
m) 
n o d e 
ocorrências 
% do total % 
acumulada 
Decliv. Média 
(D) 
n o d e 
ocorrências x D 
intervalos 
'Xi ∑ Xi.Di 
( )∑
∑=
i
i
X
D
 socorrência de número
.X
 bacia da média Decliv. i
Caracterização	
  
•  Comprimento	
  do	
  rio	
  principal	
  (L):	
  para	
  cada	
  bacia	
  existe	
  um	
  rio	
  
principal.	
  Define-­‐se	
  o	
  rio	
  principal	
  de	
  uma	
  bacia	
  hidrográfica	
  como	
  
aquele	
  que	
  drena	
  a	
  maior	
  área	
  no	
  interior	
  da	
  bacia.	
  A	
  medição	
  do	
  
comprimento	
  do	
  rio	
  pode	
  ser	
  realizada	
  por	
  curvímetro	
  ou	
  por	
  
geoprocessamento;	
  
•  Declividade	
  média	
  do	
  rio	
  (Sm)	
  :	
  	
  	
  	
  
L
Sl
S
N
i
ii
m
∑
== 1
L,
)L,(H)L,(H
Sm 750
100850 −
=
Declividade	
  dos	
  Rios	
  
•  Elevação	
  total	
  /	
  comprimento	
  	
  
Declividade	
  dos	
  Rios	
  
•  Considerando	
  a	
  área.	
  
Declividade	
  dos	
  Rios	
  
•  Declividade equivalente constante: tempo de translação 
acumulado ao longo de trechos do rio igual ao tempo de 
translação de uma linha de declividade constante 
Exemplo	
  
Densidade	
  de	
  Drenagem	
  
•  Topografia:	
  	
  
– Plana	
  =	
  Rios	
  longos	
  e	
  escassos	
  	
  
– Acidentada	
  =	
  Rios	
  pequenos	
  e	
  numerosos	
  	
  
•  Influência	
  no	
  escoamento,	
  maior	
  densidade:	
  	
  
– Menor	
  tempo	
  de	
  concentração	
  
– Maior	
  vazão	
  de	
  pico	
  de	
  cheia	
  	
  
Densidade	
  de	
  Drenagem	
  
•  Índices:	
  	
  
– Densidade	
  de	
  cursos	
  d’água	
  =	
  número	
  de	
  cursos	
  
d’água	
  por	
  unidade	
  de	
  área	
  	
  
– Densidade	
  de	
  drenagem	
  =	
  comprimento	
  total	
  de	
  
cursos	
  d’água	
  por	
  unidade	
  de	
  área	
  	
  
Densidade	
  de	
  drenagem	
  
•  D	
  –	
  densidade	
  de	
  drenagem;	
  A	
  a	
  área	
  de	
  
drenagem	
  
A
L
D
N
i
i∑
== 1
Ordem	
  	
  
•  Horton:	
  	
  os	
  canais	
  de	
  primeira	
  ordem	
  são	
  aqueles	
  que	
  não	
  possuem	
  	
  
tributários;	
  os	
  canais	
  de	
  segunda	
  ordem	
  têm	
  apenas	
  afluentes	
  de	
  primeira	
  	
  	
  
ordem;	
  os	
  canais	
  de	
  terceira	
  ordem	
  recebem	
  afluência	
  de	
  canais	
  de	
  
segunda	
  	
  ordem,	
  podendo	
  também	
  receber	
  diretamente	
  canais	
  de	
  
primeira	
  ordem;	
  	
  sucessivamente,	
  um	
  canal	
  de	
  ordem	
  u	
  pode	
  ter	
  
tributários	
  de	
  ordem	
  u‑1	
  até	
  1.	
  	
  	
  
•  Strahler:	
  	
  todos	
  os	
  canais	
  sem	
  tributários	
  são	
  de	
  primeira	
  ordem,	
  mesmo	
  	
  
que	
  sejam	
  nascentes	
  dos	
  rios	
  principais	
  e	
  afluentes;	
  os	
  canais	
  de	
  segunda	
  	
  
ordem	
  são	
  os	
  que	
  se	
  originam	
  da	
  confluência	
  de	
  dois	
  canais	
  de	
  primeira	
  
ordem,	
  	
  podendo	
  ter	
  afluentes	
  também	
  de	
  primeira	
  ordem;	
  os	
  canais	
  de	
  
terceira	
  ordem	
  	
  originam‑se	
  da	
  confluência	
  de	
  dois	
  canais	
  de	
  segunda	
  
ordem	
  	
  
Depende	
  da	
  escala	
  analisada	
  
Ordem	
  
Hidrograma	
  
¡  As funções de entrada 
na bacia são P(t) e E(t) 
 P(t) = hietograma 
¡  A saída é Q(t) 
 Q(t) = hidrograma que 
integra no espaço o 
efeito da precipitação e 
de todas as variáveis e 
processos no espaço da 
bacia 
A vazão integra o 
escoamento superficial, 
sub-superficial e 
subterrâneo 
CaracterísLcas	
  do	
  hidrograma	
  
•  Tempo	
  de	
  concentração:	
  é	
  o	
  
tempo	
  que	
  a	
  água	
  superficial	
  
leva	
  para	
  escoar	
  do	
  ponto	
  mais	
  
distante	
  até	
  a	
  seção	
  principal;	
  
•  Tempo	
  de	
  pico	
  :	
  é	
  o	
  tempo	
  
entre	
  o	
  centro	
  de	
  gravidade	
  da	
  
precipitação	
  e	
  o	
  pico	
  do	
  
hidrograma;	
  
•  Tempo	
  médio	
  de	
  
deslocamento	
  da	
  vazão:	
  é	
  o	
  
tempo	
  entre	
  o	
  centro	
  de	
  
gravidade	
  do	
  hietograma	
  e	
  o	
  
do	
  hidrograma.	
  
•  Período	
  de	
  recessão:	
  quando	
  
termina	
  o	
  escoamento	
  
superficial	
  	
  	
  
tr	
  
tm	
  
tp	
  
tc	
  
Variáveis	
  que	
  influenciam	
  o	
  
hidrograma	
  
•  Precipitação:	
  distribuição	
  temporal	
  e	
  espacial	
  
•  Evapotranspiração	
  e	
  interceptação;	
  
•  Cobertura	
  do	
  solo;	
  
•  Tipo	
  e	
  espessura	
  do	
  solo;	
  
•  Relevo	
  e	
  forma:	
  declividade	
  o	
  rio	
  e	
  da	
  bacia,	
  
comprimento,	
  área,	
  densidade	
  de	
  drenagem,	
  
etc.	
  	
  
•  Tipo	
  de	
  aqüifero	
  e	
  formação	
  rochosa.	
  	
  
Efeito	
  das	
  caracterís4cas	
  Vsicas	
  no	
  hidrograma	
  
•  Bacias	
  radiais	
  com	
  declividade	
  
alta	
  possuem	
  tempo	
  de	
  
concentração	
  e	
  hidrograma	
  
com	
  maiores	
  picos	
  que	
  as	
  
bacias	
  longitudinais	
  
•  Bacias	
  com	
  aqüífero	
  com	
  
volume	
  maior	
  (p.ex.	
  
sedimentar)	
  regulariza	
  a	
  
vazão	
  de	
  esLagem,	
  enquanto	
  
que	
  uma	
  bacia	
  com	
  pequena	
  
profundidade	
  do	
  solo	
  e	
  rocha	
  
tende	
  a	
  apresentar	
  pequena	
  
regularização	
  anual	
  
longitudinal	
  
radiais	
  
Efeito	
  da	
  precipitação:	
  distribuição	
  temporal	
  e	
  
espacial	
  
t	
   t	
  
• Efeito temporal da chuva 
• Efeito espacial: chuva de montante para jusante pode 
sincronizar o pico 
Exercício	
  com	
  Mapas	
  
Bacia	
  Hidrográfica	
  
§  Uma região em que a chuva ocorrida em qualquer 
ponto drena para a mesma seção transversal do curso-
d’água. 
 
§  Área de captação natural das precipitações,que faz 
convergir os escoamentos para um único ponto de 
saída: o exutório. 
 
§  Para definir uma bacia: 
•  Curso d’água 
•  Seção transversal de referência (exutório) 
•  Informações de topografia. 
§  Diferenciar áreas que contribuem para um ponto 
Definição	
  de	
  Bacia	
  Hidrográfica	
  
§  Identificar para onde escoa a água sobre o relevo 
usando como base as curvas de nível. 
Definição	
  de	
  Bacia	
  Hidrográfica	
  
•  A água escoa na direção da 
maior declividade. 
•  Assim, as linhas de 
escoamento são ortogonais 
às curvas de nível. 
adaptado do original de Francisco Olivera, Ph.D., P.E. 
Texas A&M University 
Department of Civil Engineering 
 
250 300 350 400
50
100
150
200
250
250 300 350 400
50
100
150
200
250
IdenLficação	
  do	
  
Divisor	
  de	
  Águas	
  
250 300 350 400
50
100
150
200
250
250 300 350 400
50
100
150
200
250
IdenLficação	
  do	
  
“Talweg”	
  
413000 414000 415000 416000 417000 418000
6614000
6615000
6616000
6617000
6618000
6619000
180
200
220
240
260
280
300
320
340
360
380
400
420
440
460
480
500
520
540
413000 414000 415000 416000 417000 418000
6614000
6615000
6616000
6617000
6618000
6619000
180
200
220
240
260
280
300
320
340
360
380
400
420
440
460
480
500
520
540
413000 414000 415000 416000 417000 418000
6614000
6615000
6616000
6617000
6618000
6619000
180
200
220
240
260
280
300
320
340
360
380
400
420
440
460
480
500
520
540
413000 414000 415000 416000 417000 418000
6614000
6615000
6616000
6617000
6618000
6619000
413000 414000 415000 416000 417000 418000
6614000
6615000
6616000
6617000
6618000
6619000
Fontes de dados de topografia 
Seção de 
referência, 
ou exutório 
Divisor não corta drenagem 
exceto no exutório. 
 
Divisor passa pela região mais 
elevada da bacia, mas não 
necessariamente pelos pontos 
mais altos. 
Delimitação	
  da	
  bacia	
  hidrográfica:	
  
-­‐ A	
  linha	
  passa	
  pelas	
  elevações	
  periféricas	
  
-­‐ Sempre	
  ortogonal	
  às	
  curvas	
  de	
  nível	
  
-­‐	
   Cruza	
   apenas	
   uma	
   vez	
   o	
   curso	
   d’água	
  
(no	
  exutório)	
  
CaracterísLcas	
  zsicas	
  da	
  bacia	
  
Exemplo	
  delimitação	
  de	
  bacia:	
  
CaracterísLcas	
  zsicas	
  da	
  bacia	
  
Exemplo	
  delimitação	
  de	
  bacia:	
  
CaracterísLcas	
  zsicas	
  da	
  bacia	
  
•  Característica mais importante da bacia 
 
•  Reflete o volume total de água que pode ser 
gerado potencialmente na bacia 
•  Bacia impermeável e chuva constante: 
•  Q = P . A 
•  Se A = 60 km2 (60 milhões de m2) 
•  e P = 10 mm/hora (2,7 . 10-6 m/s) 
•  Q = 166 m3/s 
Área	
  da	
  Bacia	
  Hidrográfica	
  
•  Uma vez definidos os contornos (divisor), a área pode ser 
calculada por uma integral numérica (SIG) ou por métodos 
manuais (planímetro, contagem, pesagem). 
Área	
  da	
  Bacia	
  Hidrográfica	
  
CaracterísLcas	
  zsicas	
  da	
  bacia	
  
“Bacias	
  com	
  mesma	
  área	
  podem	
  responder	
  de	
  maneiras	
  disLntas”	
  
Bacia Local Área 
 (km2) 
Qmax 
 (m3/s) 
Qmax 
(ls/km2) 
Rio Souris Minot, ND 26.600 340 12,8 
Rio Deschutes Moody, OR 27.185 1.235 46,8 
Rio Gila Coolige Dam, AR 33.370 3.680 110,8 
Rio Cumberland Carthage, Tenn 27.700 5.270 190,9 
Rio Susquehanna Wilkes-Barre, Pa 25.785 6.570 225,6 
Rio Potomac Point of Rocks, Md 24.980 13.595 545,2 
Rio Little Cameron, Texas 18.200 18.320 1009,2 
 
Como	
  isso	
  é	
  possível?	
  
§  Comprimento da bacia 
 
§  Comprimento do rio 
principal 
Comprimento	
  da	
  Bacia	
  Hidrográfica	
  
•  Os comprimentos da bacia e do 
rio principal são importantes para 
a estimativa do tempo que a 
água leva para percorrer a bacia. 
Medição	
  do	
  comprimento	
  de	
  um	
  rio	
  
•  CAD	
  	
  
•  SIG	
  –	
  Sistema	
  de	
  Informação	
  Geográfica	
  
•  Curvímetro	
  
•  Tem relação com a velocidade com a qual ocorre o 
escoamento. 
•  Diferença de altitude entre o início e o fim da 
drenagem dividida pelo comprimento da drenagem. 
•  Equação de Manning: V proporcional a S0.5 
Declividade	
  da	
  Bacia	
  Hidrográfica	
  
Ponto	
  mais	
  alto:	
  
300	
  m	
  
Ponto	
  mais	
  baixo:	
  20	
  
m	
  	
  
Comprimento	
  drenagem	
  =	
  7	
  km	
  
Declividade	
  =	
  0,04	
  m/m	
  ou	
  40	
  m	
  por	
  km	
  
Perfil típico: 
alto médio baixo 
Distância ao longo do rio principal 
A
lti
tu
de
 d
o 
le
ito
 
Valores típicos: 
Baixa declividade: alguns cm por km 
Alta declividade: alguns m por km 
Perfil	
  Longitudinal	
  
•  Descrição da relação entre área de contribuição e altitude. 
Altitude (m) 
350 
890 
Fração da área 
0 1,0 0,25 0,75 0,5 
Curva	
  Hipsométrica	
  
Tempo de viagem = 2 minutos Tempo de viagem = 15 minutos 
Tempo	
  de	
  escoamento	
  
15 minutos 
Q 
P 
tempo 
Chuva	
  de	
  curta	
  duração	
  
15 minutos 
Q 
P 
tempo 
Chuva	
  de	
  curta	
  duração	
  
•  Tempo necessário para que a água precipitada no ponto 
mais distante da bacia escoe até o ponto de controle, 
exutório ou local de medição. 
•  Relação com: 
§  Comprimento da bacia (área da bacia) 
§  Forma da bacia 
§  Declividade da bacia 
§  Alterações antrópicas 
§  Vazão (para simplificar não se 
considera) 
Tempo	
  de	
  concentração	
  
•  Fórmulas empíricas para tempo de concentração 
tc = tempo de concentração em minutos 
L = comprimento do talvegue (km) 
Δh = diferença de altitude ao longo do talvegue (m) 
•  Kirpich 
385,03
h
L57tc ⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
Δ
⋅=
Tempo	
  de	
  concentração	
  
Tempo	
  de	
  concentração	
  
•  EsLmaLva	
  do	
  tempo	
  de	
  concentração	
  para	
  bacias	
  maiores;	
  
•  Equação	
  de	
  Wa}	
  e	
  Chow,	
  publicada	
  em	
  1985	
  (Dingman,	
  2002)	
  
•  onde	
  tc	
  é	
  o	
  tempo	
  de	
  concentração	
  em	
  minutos;	
  L	
  é	
  o	
  
comprimento	
  do	
  curso	
  d’água	
  principal	
  em	
  Km;	
  e	
  S	
  é	
  a	
  
declividade	
  do	
  rio	
  curso	
  d’água	
  principal	
  (adimensional).	
  
•  Esta	
  equação	
  foi	
  desenvolvida	
  com	
  base	
  em	
  dados	
  de	
  bacias	
  de	
  
até	
  5840	
  Km2.	
  	
  	
  
79,0
5,068,7 ⎟⎠
⎞
⎜
⎝
⎛⋅=
S
Ltc
Efeito	
  do	
  tempo	
  de	
  concentração	
  
•  Mesma	
  área,	
  tempo	
  de	
  concentração	
  
diferente	
  
Q 
P 
tempo 
bacia	
  com	
  alto	
  tempo	
  de	
  concentração	
  
bacia	
  com	
  baixo	
  tempo	
  de	
  concentração	
  
Forma	
  da	
  bacia	
  hidrográfica	
  
•  Avaliação	
  qualitaLva	
  
•  Avaliação	
  quanLtaLva	
  
– índice	
  de	
  compacidade	
  
– índice	
  de	
  conformação	
  ou	
  fator	
  de	
  forma	
  
São Francisco 
Outras: 
 Tietê; 
 Paranapanema; 
 Tocantins. 
Exemplos:	
  Alongadas	
  
Taquari Antas - RS 
Rio Itajaí - SC 
Exemplos:	
  Circular	
  
Efeito	
  da	
  forma	
  da	
  bacia	
  
•  Mesma	
  área,	
  forma	
  diferente	
  
Q 
P 
tempo 
bacia	
  alongada	
  
bacia	
  circular	
  
§  I alto: cheias mais rápidas 
 
§  I baixo: cheias mais lentas 
2LAI =
L
Índice	
  de	
  conformaçãoou	
  fator	
  de	
  forma:	
  
§  Relação entre o perímetro 
da bacia e o perímetro que a 
bacia teria se fosse circular. 
 
K = 0,28 P / A0.5 
mede mais ou menos a mesma 
coisa que o fator de forma 
Índice	
  de	
  compacidade	
  
Ordem	
  do	
  curso	
  d’água	
  principal	
  
•  Horton	
  propôs,	
  e	
  
Strahler	
  modificou	
  um	
  
critério	
  para	
  
hierarquizar	
  cursos	
  
d’água.	
  
•  Passou	
  a	
  ser	
  conhecido	
  
como	
  ordem	
  do	
  curso	
  
d’água	
  
Ordem	
  de	
  Strahler	
  
•  Um	
  curso	
  d’água	
  a	
  parLr	
  da	
  nascente	
  é	
  de	
  
ordem	
  1	
  
•  Quando	
  dois	
  cursos	
  de	
  ordem	
  1	
  se	
  encontram	
  
formam	
  um	
  curso	
  de	
  ordem	
  2	
  
•  Quando	
  dois	
  cursos	
  de	
  ordem	
  2	
  se	
  encontram	
  
formam	
  um	
  curso	
  de	
  ordem	
  3	
  
•  e	
  assim	
  por	
  diante…	
  
Ordem	
  de	
  Strahler	
  
1	
  
1	
  
1	
  
1	
  
1	
  
1	
   1	
  
1	
  
2	
  
1	
  
1	
   1	
  
1	
  
1	
  
1	
  
2	
  
2	
  
2	
  
2	
  
2	
  
2	
  
2	
  
2	
  2	
  
2	
  2	
  
3	
  
3	
  
3	
  
3	
  
3	
  
3	
  
1	
  
1	
  1	
  
1	
  
§  Maior profundidade de raízes = água consumida pela 
evapotranspiração pode ser retirada de maiores 
profundidades do solo. 
§  Florestas: maior interceptação; maior profundidade 
de raízes. 
§  Maior interceptação = escoamento demora mais a 
ocorrer. 
Cobertura	
  Vegetal	
  
§  Substituição de florestas por lavoura/
pastagens 
§  Urbanização: telhados, ruas, passeios, 
estacionamentos e até pátios de casas 
§  Modificação dos caminhos da água 
•  Aumento da velocidade do escoamento (leito 
natural rugoso x leito artificial com revestimento 
liso) 
•  Encurtamento das distâncias até a rede de 
drenagem (exemplo: telhado com calha) 
Uso	
  do	
  solo	
  
§  Agricultura = compactação do solo 
•  Redução da quantidade de matéria orgânica no 
solo 
•  Porosidade diminui 
•  Capacidade de infiltração diminui 
•  Raízes mais superficiais: Consumo de água das 
plantas diminui 
Uso	
  do	
  solo	
  
Bibliografia	
  
•  Tucci,	
  C.E.M.	
  Hidrologia:	
  ciência	
  e	
  aplicação.	
  3	
  
ed.	
  –	
  Porto	
  Alegre:	
  Editora	
  UFRGS/ABRH,	
  
2002;	
  
•  AposLla	
  Bacias	
  Hidrográficas	
  dos	
  professores:	
  
Rubem	
  La	
  Laina	
  Porto,	
  Kamel	
  Zahed	
  Filho	
  e	
  
Ricardo	
  MarLns	
  da	
  Silva	
  (USP)