ESTIMATIVAS

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Universidade Federal de Campina Grande – UFCG
Centro de Tecnologia e Recursos Naturais – CTRN
Unidade Acadêmica de Engenharia Civil – UAEC
Disciplina: Hidrologia Aplicada
Professor: Carlos de Oliveira Galvão
Mestranda: Maria Isabel Mota Carneiro
ESTIMATIVAS
1. Precipitações médias sobre uma bacia hidrográfica
Para calcular a precipitação média de uma superfície qualquer, é necessário utilizar as observações dos postos dentro dessa superfície e nas suas vizinhanças.
Existem três métodos para o cálculo da chuva média: método da Média Aritmética, método de Thiessen e método das Isoietas.
Métodos dos Polígonos de Thiessen
Polígonos de Thiessen são áreas de “domínio” de um posto pluviométrico. Considera-se que no interior dessas áreas a altura pluviométrica é a mesma do respectivo posto.
Os polígonos são traçados da seguinte forma;
1º. Dois postos adjacentes são ligados por um segmento de reta;
2º. Traça-se a mediatriz deste segmento de reta. Esta mediatriz divide para um lado e para outro, as regiões de “domínio”.
Figura 1. Traçado da mediatriz
3º. Este procedimento é realizado, inicialmente, para um posto qualquer (ex.: posto B), ligando-o aos adjacentes. Define-se, desta forma, o polígono daquele posto.
Figura 2. Definição do polígono de área
4º. Repete-se o mesmo procedimento para todos os postos.
5º. Desconsidera-se as áreas dos polígonos que estão fora da bacia.
6º. A precipitação média na bacia é calculada pela expressão:
onde é a precipitação média na bacia (mm);
 hi é a precipitação no posto i (mm);
 Ai é a área do respectivo polígono, dentro da bacia (km2);
 A é a área total da bacia.
Exercício 1: Cálculo de precipitação média pelo método de Thiessen.
A figura 3 mostra a bacia hidrográfica do Ribeirão Vermelho e 10 postos pluviométricos, instalados no seu interior e nas áreas adjacentes. Os totais anuais de chuva dos referidos postos estão apresentados na tabela abaixo:
	Posto pluviométrico
	Precipitação anual (mm)
	P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
P8
P9
P10
	703,2
809,0
847,2
905,4
731,1
650,4
693,4
652,4
931,2
871,4
Figura 3. Bacia hidrográfica do Ribeirão Vermelho
Com base nestes dados, pede-se:
Traçar o polígono de Thiessen;
Indicar o procedimento de cálculo para determinar a chuva média na bacia.
Exercício 2. As chuvas registradas nos três pluviógrafos (área de captação A=150 cm² e área da Bacia A=1000 m²) foram 320,240 e 360 cm³ durante 150 min. a) determinar a chuva média na bacia por thiessen; b) a intensidade média da chuva; c) o volume precipitado e d) o rendimento se a vazão média, durante o tempo da chuva, foi de 1,0 m³/h.P1
P2
P3
2. Medida e Estimativa da Evaporação e Evapotranspiração
Medida Através de aparelhos de medição direta (evaporímetros ou tanques) ou pelo uso de registradores (evaporígrafos).
Estimativa Através de fórmulas empíricas ou baseadas na física da atmosfera estabelecidas com o objetivo de uma melhor aproximação das condições reais.
Métodos de Medida da Evapotranspiração
Evaporímetros: aparelhos que medem a evaporação, possuem dois tipos:
Tanque classe A
Evaporímetros de Piche
TANQUE CLASSE A
O mais usado é o tanque classe A, que tem forma circular com um diâmetro de 121 cm e profundidade de 25,5 cm. Construído em aço ou ferro galvanizado, deve ser pintado na cor alumínio e instalado numa plataforma de madeira a 15 cm da superfície do solo. Deve permanecer com água variando entre 5,0 e 7,5 cm da borda superior. 
O fator que relaciona a evaporação de um reservatório e do tanque classe A oscila entre 0,6 e 0,8, sendo 0,7 o valor mais utilizado.
Figura 5. Tanque classe A
Para se ter a evaporação potencial de superfícies líquidas naturais a partir dos dados medidos pelo tanque classe A, deve-se corrigir os dados pelo coeficiente de correção do tanque:
Ep = E x Kt
Onde: Ep = evaporação potencial
E = evaporação do tanque classe A
Kt = coeficiente do tanque (para a região nordeste Kt varia entre 	0.6 e 1,0; e no semi-árido é comum adotar-se Kt = 0,75)
Os dados do tanque classe A podem ser usados para avaliar a evapotranspiração potencial, corrigindo-os com o coeficiente de cultura Kc:
ETP = (E x Kt) x Kc
Onde os valores de Kc são tabelados para diferentes culturas nos seus vários estágios de desenvolvimento.
Coeficiente de Cultivo
Tabela 1. Coeficientes de cultivo
Exercício 3: Calcular o volume de irrigação de 1 hectare de feijão em zona árida sabendo que a evaporação do tanque classe A é de 6 mm/dia.
V = Ai . Et . Kt . Kc
Exercício 4: Calcular a perda média diária (em m³) por evaporação na liberação de água de um açude para um ponto a jusante distante 77 km. Considere E=4,6 mm/dia. K=0,7 e a largura média do rio de 33,5 m.
Exercício 5: Com os dados abaixo calcular as perdas mensais de água por evaporação de um açude cujas áreas do espelho d’água são também indicados abaixo:
	
	Jan
	Fev
	Mar
	Abr
	Mai
	Jun
	Jul
	Ago
	Set
	Out
	Nov
	Dez
	E(mm)
	7,4
	8,1
	8,9
	9,4
	8,4
	9,1
	8,1
	7,4
	7,1
	6,6
	6,6
	6,4
	K
	0,75
	1,00
	0,78
	0,68
	0,36
	0,66
	0,68
	0,7
	0,71
	0,72
	0,72
	0,73
	A(Km²)
	2,52
	2,55
	2,59
	2,61
	2,63
	2,53
	2,41
	2,35
	2,35
	2,39
	2,39
	2,43
3. Estimativa da Evapotranspiração
A Evapotranspiração pode ser estimada por:
Equações com base na temperatura do ar:
Método de Thornthwaite, 
Método de Blaney-Criddle;
Equações com base nos dados do tanque classe A;
Método de Thornthwaite
O Método de Thornthwaite foi desenvolvido com base em dados de evapotranspiração medidos e dados de temperatura média mensal, para dias com 12 horas de brilho solar e mês com 30 dias.
O método de Thorntwaite é calculado da seguinte forma:
Onde:
ETP = Evapotranspiração potencial (mm/mês)
Fc = Fator de correção em função da latitude e mês do ano;
a = 6,75 . 10-8 . I3 – 7,71 . 10-6 . I2 + 0,01791 . I + 0,492 (mm/mês)
I = índice anual de calor, correspondente a soma de doze índices mensais;
T =Temperatura média mensal (°C)
Tabela 2. Fator de Correção Fc do método de Thornthwaite
Para corrigir os valores da evapotranspiração para cada tipo de cultura é só multiplicar a ETP pelo coeficiente de cultura Kc:
ETPcultura = Kc . ETP
Onde:
ETPcultura = Evapotranspiração potencial da cultura (mm/mês);
ETP = evapotranspiração potencial (mm/mês).
Kc = coeficiente de cultura.
Exercício 6: Use a equação de Thorntwaite para calcular as evapotranspirações mensais da estação de São Gonçalo (20°S). T=25°C
	Ano
	Jan
	Fev
	Mar
	Abr
	Mai
	Jun
	Jul
	Ago
	Set
	Out
	Nov
	Dez
	T°C
	24,3
	24,7
	24,4
	23,9
	22,4
	22,2
	21,2
	21,0
	21,9
	22,5
	22,7
	23,8