Plano_Aula_Hidro_02_Bacia

Prévia do material em texto

HIDROLOGIA
BACIA HIDROGRÁFICA
A área de captação natural da água da precipitação que faz convergir os escoamentos para um único ponto de saída, seu exutório. Compõe-se basicamente de um conjunto de superfícies vertentes e de uma rede de drenagem formada por cursos d’água que confluem até resultar um leito único no exutório.
Sistema físico onde a entrada é o volume de água precipitado e a saída é o volume de água escoado pelo exutório, considerando-se como perdas intermediárias os volumes evaporados e transpirados e também os infiltrados profundamente.
Área definida topograficamente, drenada por um único curso d’água ou um sistema conectado de cursos d’água, tal que toda vazão efluente seja descarregada por uma única saída.
Divisores de água:
O deflúvio de uma bacia é composto de água que atinge os álveos após ter escoado superficialmente, assim como também de água que chega aos cursos d’água depois de ter percorrido caminhos subsuperficiais e subterrâneos. Os terrenos de uma bacia são delimitados por três tipos de divisores de água:
divisor topográfico: é condicionado pela topografia. Ele fixa a área da qual provem o defluxo superficial da bacia.
divisor freático: é influenciado pela topografia e pela estrutura geológica do terreno. Estabelece os limites dos reservatórios de água subterrânea de onde é derivado o deflúvio básico da bacia.
divisor geológico: definido pela estrutura rochosa do terreno, seja ela aflorada ou submersa. Ajuda a direcionar a água do lençol freático para uma ou outra bacia.
As áreas demarcadas pelos divisores dificilmente coincidem exatamente.
Devido à dificuldade de se determinar precisamente o divisor freático, a área da bacia de drenagem é aquela determinada pelo divisor topográfico.
Representação do divisor topográfico
Resposta hidrológica de uma Bacia Hidrográfica:
A bacia hidrográfica pode ser considerada um sistema físico onde a entrada é o volume de água precipitado e a saída é o volume que escoa pelo exutório, considerando-se como perdas intermediárias os volumes evaporados e transpirados e também os infiltrados profundamente.
Em um evento isolado pode-se considerar estas perdas e analisar a transformação de chuva em vazão, através do hidrograma (saída) e do hietograma (entrada).
O papel hidrológico da bacia hidrográfica consiste em transformar uma entrada de volume concentrada no tempo (precipitação) em uma saída de água (escoamento), de forma mais distribuída no tempo.
A figura mostra a resposta hidrológica de uma bacia hidrológica.
Na figura é feito uma diferença entre um escoamento mais lento e outro mais rápido, identificável pela forte elevação das vazões em um curto espaço de tempo que, após atingir um pico, decresce rapidamente, porém em tempo maior que o da elevação.
Ao escoamento rápido atribui-se como escoamento superficial e, ao escoamento lento, escoamento subterrâneo. Esta diferenciação permite quantificar e analisar separadamente o escoamento superficial, geralmente de maior magnitude em uma cheia, explicado pela relação de causa e efeito com a precipitação. 
Características físicas de uma Bacia Hidrográfica:
Principais características físicas de uma Bacia Hidrográfica:
Área de drenagem: defini a potencialidade hídrica da bacia. Uma vez definidos os contornos da bacia em um mapa ou carta topográfica, a área pode ser determinada por:
planímetro.
método das quadrículas.
método das pesagens.
técnicas de geoprocessamento.
Comprimento
para cada bacia existe um rio principal que drena a maior área no seu interior. A determinação do comprimento do rio poderá ser feita através de curvímetro ou por geoprocessamento.
Declividade média dos rios: 
A velocidade de um rio depende da declividade dos canais fluviais. Quanto maior a declividade, maior será a velocidade de escoamento; neste caso, os hidrogramas de enchente terão ascensão mais rápida e picos mais elevados.
A declividade média do rio poderá ser determinada através dos seguintes métodos:
Quociente entre a diferença de suas cotas e sua extensão horizontal:
onde: (H – diferença entre as cotas do ponto mais distante e da seção considerada;
 L – comprimento do talvegue principal.
Método de “compensação de área”:
Traça-se no gráfico do perfil longitudinal, uma linha reta, tal que, a área compreendida entre ela e o eixo das abscissas (extensão horizontal) seja igual à compreendida entre a curva do perfil e a abscissa.
A1 = A2
 ( 
 ( 
Como a área do triângulo retângulo é igual à área abaixo do perfil longitudinal do talvegue, pode-se escrever a equação de Ieq da seguinte forma:
Média harmônica (mais utilizada)
A declividade equivalente é determinada pela seguinte fórmula:
onde L é a extensão horizontal do perfil, que é dividido em n trechos, 
Li – extensão horizontal
Ii, - declividade média em cada trecho.
Exercício-exemplo 3.1:
Desenhar o perfil longitudinal do talvegue principal da bacia abaixo e determinar a declividade equivalente, utilizando o método de “compensação de área” e da média harmônica. Determinar também o tempo de concentração para duas declividades.
Com auxílio de um curvímetro (aparelho que mede o comprimento de linhas), mediu-se, a partir do exutório (ponto L), para montante, as distâncias dele até os pontos onde o curso d´água “corta” as curvas de nível. Com os dados obtidos, construiu-se a seguinte tabela:
	Ponto
	Dist. de L (m)
	Cota (m)
	L
A
B
C
D
E
F
	0,0
12.400
30.200
41.000
63.700
74.000
83.200
	 372 (*)
400
450
500
550
600
 621 (*)
 (*) – estimado
a) Perfil longitudinal
Cálculo da declividade equivalente pelo método de “compensação de área”
		
	
	
Atot = 173.600 + 943.400 + 1.112.400 + 3.473.100 + 2.090.900 + 2.194.200 = 9.987.600 m2
ou 2,9 m/km
Cálculo da declividade equivalente pelo método da média harmônica.
	
	
	
Forma da bacia:
Tempo de concentração:
Tempo, a partir do início da precipitação, que a água leva para percorrer a distância entre o ponto mais remoto da bacia e o ponto de deságüe. Ou seja, é o tempo necessário para que toda a bacia passe a contribuir na seção de deságüe.
Fator de forma (kf):
A forma da bacia hidrográfica é importante porque influencia no tempo de concentração.
O fator de forma é a relação entre a área da bacia e o quadrado de seu comprimento axial.
Mede-se o comprimento axial da bacia (L) quando se segue o curso d’água mais longo desde a foz até a cabeceira mais distante.
A largura média 
 é obtida dividindo-se a área da bacia pelo seu comprimento axial.
Como:
 			A (km2) e L (km)
Uma bacia com fator de forma baixo é menos sujeita a enchentes que outra de mesmo tamanho porém com maior fator de forma. Isso se deve ao fato de que em uma bacia estreita e longa, com fator de forma baixo, há menos possibilidade de ocorrência de chuvas intensas cobrindo simultaneamente toda sua extensão.
Coeficiente de compacidade:
É a relação entre o perímetro da bacia e a circunferência de um círculo de área igual a da bacia.
Onde:
P é o perímetro da bacia em Km;
A é a área da bacia em Km2
Quanto mais irregular for a bacia, tanto maior será o coeficiente de compacidade.
Um coeficiente mínimo (igual a unidade) corresponderia a uma bacia circular. Se os outros fatores forem iguais, a tendência para maiores enchentes é tanto mais acentuada quanto mais próximo da unidade for o valor desse coeficiente.
Sistema de Drenagem:
Ordem dos cursos d’água
Dentre os critérios utilizados para ordenamento de canais da rede de drenagem da bacia hidrográfica, destacam-se osde Horton (1945) e Strahler (1957).
Sistema de Horton ( canais de 1a ordem não possuem tributários; canais de 2a ordem têm apenas afluentes de 1a ordem; canais de 3a ordem recebem canais de 2a ordem, podendo também receber diretamente canais de 1a ordem; sucessivamente, um canal de ordem u pode ter tributários de ordem u-1 até 1.
Isto implica atribuir maior ordem ao rio principal, valendo esta designação em todo o seu comprimento, desde o exutório da bacia até sua nascente.
Sistema de Strahler ( 1a ordem ( canais sem tributários; canais de 2a ordem ( originam da confluência de dois canais de 1a ordem, podendo ter afluentes também de 1a ordem; canais de 3a ordem ( originam-se da confluência de dois canais de 2a ordem, podendo receber afluentes de 2a e 1a ordens. Um canal de ordem u é formado pela união de dois canais de ordem n-1, podendo receber afluência de canais com qualquer ordem inferior. Portanto, no sistema Strahler, o rio principal e afluentes não mantém o número de ordem na totalidade de suas extensões
Rede de drenagem (Rd)
É o conjunto de todos os cursos d´água de uma bacia hidrográfica, sendo expressa em km.
onde: li – comprimento dos cursos d´água.
Densidade de drenagem (Dd)
A densidade de drenagem indica eficiência da drenagem na bacia.
Ela é definida como a relação entre o comprimento total dos cursos d´água e a área de drenagem e é expressa em km/ km2. A bacia tem a maior eficiência de drenagem quanto maior for essa relação
onde:
Li – somatório dos comprimentos de todos os canais da rede de drenagem (km);
A – área da bacia (km2)
Manejo integrado de uma Bacia Hidrográfica
O manejo integrado de uma Bacia Hidrográfica refere-se às atividades técnicas e científicas usadas na montagem e na execução do Projeto Integrado 
Já o gerenciamento de uma Bacia Hidrográfica refere-se às atividades administrativas e políticas relativas ao Projeto Integrado.
O manejo integrado de uma Bacia Hidrográfica envolve a elaboração dos seguintes diagnósticos:
diagnostico físico-conservacionista:
Uso de técnicas de quantificação e retenção de água das chuvas por infiltração, associada a vários fatores correlatos, tais como: limpeza dos cursos d’água, seleção de terras apropriadas para o reflorestamento, faixas de contenção, controle de áreas agrícolas e pastoris, todos os processos de conservação de áreas agrícolas e pastoris, todos os processos de conservação de solos...
Objetivo geral: coletar subsídios para se prognosticar a retenção e o controle das águas das chuvas nas sub-bacias hidrográficas, atuando em micro-bacias independentes.
Objetivos específicos: fazer a distribuição espacial das terras propícias à agricultura, aos reflorestamentos e às paisagens, recomendando as práticas gerais para cada caso; coletar informação para a retenção das águas de chuva; coletara informação para prognosticar o controle para reduzir o assoreamento dos rios, lagos e barragens.
Diagnóstico sócio-econômico.
elaboração de recomendações visando diminuir a deterioração sócio-econômica, resultando em uma melhoria do ambiente quanto ás deterioração física e ambiental.
Pode fazer parte de dois grupos de levantamentos:
. Levantamento a nível de produtor;
. Levantamento a nível municipal
Diagnóstico Ambiental
Visa levantar todos os elementos da poluição direta do meio ambiente, para que se possa verificar o grau de deterioração das microbacias e recomendar, em projetos específicos, as práticas de recuperação e preservação ambiental 
Diagnóstico da Vegetação
Visa verificar a existência nas microbacias, em termos de vegetação, para se obter dados sobre a percentagem de cobertura, as espécies predominantes e sua distribuição espacial.
Diagnóstico da Água
Visa quantificar e qualificar as águas das microbacias.
Permite o planejamento adequado do uso da água para diferentes atividades, tais como: abastecimento doméstico e industrial, projeto e construção de obras hidráulicas, irrigação, drenagem, regularização dos cursos d’água e controle de inundações, controle de poluição, navegação, aproveitamento hidrelétrico, recreação, preservação e desenvolvimento da vida aquática.
Dados a serem levantados:
. Quantidade de água: dados pluviométricos, fluviométricos, linimétricos, ocorrência de níveis de água subterrânea, conformação topográfica, cobertura vegetal, infiltração da água no solo, evaporação e uso atual da água
. Qualidade da água: avaliação qualitativa e quantitativa da popuição e contaminação dos corpos d’água.
Diagnóstico da Fauna
tem por finalidade avaliar todo o tipo de fauna aquática, terrestre e aéreas existente em cada microbacia, identificando os tipos de “habitats” naturais, para que possam ser restabelecidos.
Diagnóstico do Solo
Tem a finalidade de mapear as unidades de solo nas microbacias, informar os níveis de fertilidade e acidez predominantes em cada unidade, para que se possa recomendar as mais adequadas técnicas de correção do solo, em função da cultura a ser introduzida, visando garantir uma produtividade maior e crescente, respeitando as técnicas conservacionistas.
Os diagnósticos levantam todos os problemas das bacias, analisam os conflitos e indicam as soluções em todos os níveis, integrando conclusões e recomendações para a recuperação total do meio ambiente.
Divisor geológico
Divisor freático
Divisor topográfico
Rocha Impermeável
�PAGE �
�PAGE �11�
_1291835041.unknown
_1291835803.unknown
_1291835932.unknown
_1291835942.unknown
_1291835997.unknown
_1291835937.unknown
_1291835926.unknown
_1291835141.unknown
_1291835160.unknown
_1291835248.unknown
_1291835524.unknown
_1291835183.unknown
_1291835149.unknown
_1291835112.unknown
_1291835118.unknown
_1291835046.unknown
_1291835013.unknown
_1291835029.unknown
_1291835035.unknown
_1291835023.unknown
_1170710045.unknown
_1170711289/ole-[42, 4D, D2, B7, 06, 00, 00, 00]
_1291834474.unknown
_1291834930.unknown
_1291833980.unknown
_1170710734.unknown
_1170710998.unknown
_1170710214.unknown
_1043674589.xls
Gráfico1
		372		372		372
		400		613.28		604.96
		450
		500
		550
		600
		621
Perfil longitudinal
Compens. área
Média harm6onica
Comprimento (m)
Cota (m)
Plan1
		
		0		372
		12400		400				0		372				0		372
		30200		450				83200		613.28				83200		604.96
		41000		500
		63700		550
		74000		600
		83200		621
Plan2
		
Plan3
		
_1170709624.unknown
_1043418883.xls
Gráf1
		372
		400
		450
		500
		550
		600
		621
Comprimento (m)
Cota (m)
Plan1
		
		0		372
		12400		400
		30200		450
		41000		500
		63700		550
		74000		600
		83200		621
Plan2
		
Plan3