Características fisiográficas das Bacias Hidrográficas

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Características fisiográficas de uma bacia hidrográfica 
FATOR FORMA
Universidade Veiga de Almeida
Hidrologia
Prof. Me. Luiz Teixeira
Características físicas de uma bacia hidrográfica
Os fatores físicos mais importantes para caracterizar uma bacia hidrográfica são:
Uso do solo,
Tipo do solo,
Área,
Forma,
Declividade,
Elevação,
Declividade do curso d’água
Tipo de rede de drenagem,
Densidade de drenagem.
Uso do solo.
É um dos fatores mais relevantes que afetam o escoamento das águas.
As áreas florestadas oferecem um solo coberto por galhos e folhas que, ao receberem as descargas pluviométricas fazem com que a água escorra com mais lentidão até alcançar o leito do rio, diminuindo assim as possibilidades de enchente. Nas áreas desflorestadas e com solos compactados podem favorecer à ocorrência de grandes enchentes.
As florestas tem ação regularizadora nas vazões dos cursos de água, sem contudo aumentar os valores médios de vazão.
Tipo de solo
Em qualquer bacia as características do escoamento superficial são fortemente influenciadas pelo tipo do solo, devido à capacidade de infiltração dos vários tipos de solo.
Solos que contém material coloidal contraem-se e incham-se com as mudanças na umidade, afetando a infiltração.
Tipos de solo
A porosidade do solo afeta tanto a infiltração como também a capacidade de armazenamento do solo.
Algumas rochas tem 1% de porosidade e alguns solos orgânicos possuem de 80% a 90% de porosidade.
A porosidade não depende apenas do tamanho das partículas, mas sim o arranjo, variedade, forma e grau de compactação das partículas.
Área da bacia
É a área plana definida pela projeção horizontal do divisor de águas. O valor da área multiplicado pela lâmina da chuva precipitada define o volume de água recebida pela bacia.
É determinada com o auxílio de uma planta topográfica ou através do SIG.
As bacias podem ser classificadas em GRANDES e PEQUENAS. Nestes casos, o tamanho da bacia (área) não é critério suficiente para a determinação de ser uma bacia grande ou pequena, pois bacias de mesmo tamanho podem apresentar comportamentos hidrológicos distintos.
Área de uma bacia.
Consideramos uma bacia como PEQUENA quando a quantidade de água acumulada no leito do rio devido à precipitação for superior a quantidade de água acumulada no solo e na vegetação.
Área da bacia.
Efeito sobre vazão máxima.
- Se em bacias de diferentes áreas precipitam quantidades de chuva iguais em igual período o volume de escoamento superficial por unidade de área será o mesmo para as duas bacias.
Entretanto este volume estará mais espalhado na bacia de maior área. O tempo necessário para que todo esse volume passe pela seção de controle será maior que o tempo gasto na bacia de área menor.
Área da bacia.
O pico de enchente será menos acentuado na bacia maior.
Por outro lado, o tempo necessário para que um escoamento de enchente atinja a seção de controle aumenta a medida que aumenta a área da bacia.
Área da bacia.
Efeito sobre a vazão mínima.
- Uma vez cessando o escoamento superficial, a vazão de um curso de água é alimentado pelas águas subterrâneas. Com o gasto deste armazenamento a vazão do curso de água vai diminuindo até que o curso de água fique seco ou haja outra recarga do solo por precipitação.
Essas precipitações, que ocorrem durante os períodos de seca atingem algumas partes de uma bacia grande, enquanto muitas vezes não caem sobre algumas pequenas bacias, fazendo com que o curso de água dos rios principais de uma bacia grande tem mais chances de promover uma vazão firme.
Área de uma bacia.
Efeito sobre a vazão média.
A área da bacia não afeta diretamente a vazão média. As vazões médias específicas são constantes em praticamente todos os pontos da bacia.
Forma da bacia.
As grandes bacias apresentam, via de regra, um formato em leque ou em forma de pera. Já as bacias pequenas apresentam uma multiplicidade de formas em função da estrutura geológica dos terrenos.
A forma da bacia influencia no escoamento superficial.
Entre os índices propostos para caracterizar a forma de uma bacia podemos citar o FATOR DE FORMA e os INDICES DE COMPACIDADE e de CONFORMAÇÃO. 
Forma da bacia - Fator de forma.
O fator de forma, ou índice de Gravelius é expresso como sendo a razão entre a largura média da bacia e o comprimento axial da mesma. O comprimento axial é medido da saída da bacia até seu ponto mais remoto, seguindo-se as curvas de seu corpo hídrico principal.
A largura média é obtida dividindo-se a área da bacia em faixas perpendiculares, onde o polígono formado se aproxime da forma da bacia real.
Fator forma
Fator forma – Calcule.
Resposta
Fator forma
O fator de forma pode assumir os seguintes valores:
1,00 – 0,75: sujeito a enchentes
0,75 – 0,50: tendência mediana
< 0,50: menor tendência a enchentes
Índice de compacidade
É a relação entre o perímetro da bacia e a circunferência do círculo de área igual a da bacia.
Como o círculo é a figura geométrica plana que comporta uma dada área com o menor perímetro, este índice nunca será menor que 1. Se a bacia tivesse um índice de compacidade igual a 1 ela seria um círculo perfeito.
O coeficiente de compacidade de uma bacia hidrográfica, kc, é um índice que informa sobre a susceptibilidade da ocorrência de inundações nas partes baixas da bacia 
Bacias que se aproximam geometricamente de um círculo convergem o escoamento superficial AO MESMO TEMPO para um trecho relativamente pequeno do rio principal. Menores valores do índice de compacidade indicam maior potencialidade de produção de picos de enchentes elevados.
Índice de compacidade
Índice de compacidade
Índice de compacidade
 
Índice de compacidade
pode-se interpretá-lo da seguinte forma:
1,00 – 1,25 = bacia com alta propensão a grandes picos de enchentes
1,25 – 1,50 = bacia com tendência mediana a grandes picos de enchentes
> 1,50 = bacia com menor propensão a grandes picos de enchentes
Índice de conformação
Compara a área da bacia com a área do quadrado de lado igual ao comprimento axial. Quanto mais próximo de 1 maior a potencialidade de produção de picos de enchente.
Índice de conformação
Índice de conformação
Quanto mais próximo de 1, maior a propensão à enchentes, pois a bacia fica cada vez mais próxima de um quadrado e com maior concentração do fluxo. 
No entanto, pode assumir valores acima e abaixo de 1. Se a bacia possuir a forma de um retângulo, por exemplo, e o comprimento axial for correspondente ao sentido do menor lado deste retângulo, o índice poderá ser maior que 1. Se esta mesma bacia apresentar comprimento axial no sentido do maior lado, o índice poderá ser menor que 1.
Compacidade - Kc
1,00 – 1,25 = bacia com alta propensão a grandes picos de enchentes
1,25 – 1,50 = bacia com tendência mediana a grandes picos de enchentes
> 1,50 = bacia com menor propensão a grandes picos de enchentes
Conformação - Fc
Quanto mais próximo de 1, maior a propensão à enchentes, pois a bacia fica cada vez mais próxima de um quadrado e com maior concentração do fluxo. 
Fator forma - Ff
1,00 – 0,75: sujeito a enchentes
0,75 – 0,50: tendência mediana
< 0,50: menor tendência a enchentes
Resolução
Fc = A/L²
Área das 3 bacias: 100 Km²
Comp. Axial: bacia 1 = 2,3 Km
 bacia 2 = 13,2 Km
 bacia 3 = 57,5 Km
Resolução: bacia 1 = Fc = 100/2,3² Fc = 100/5,29 Fc = 18,90
 bacia 2 = Fc = 100/13,2² Fc = 100/174,24 Fc = 0,573
 bacia 3 = Fc = 100/57,5² Fc = 100/3306,25 Fc = 0,030
Exercícios
Calcular os fatores de forma (fator forma, índice de compacidade e índice de conformação) para uma bacia cujo perímetro é 11,3 km, área de 800 ha e comprimento axial de 4,5 km. 
Foram determinados 7 valores de largura ao longo da bacia, iguais a 1,5 km, 2,6 km, 3,5 km, 4,5 km, 4,3 km, 2,8 km e 1,1 km.
Transformando ha em Km²
Um hectare é 100 m x 100 m = 10.000 m2 
Um quilometro quadrado é 1.000 m x 1.000 m = 1.000.000 de metros quadradosSe você tem que converter por exemplo 800 ha em Km2 faça assim: 
800 ha = 800 x 10.000 = 8.000.000 m2. se: 
1 Km² = 1.000.000 m²
 X Km² = 8.000.000 m²
Logo X é igual a 8 Km²
 
Conclusão
Observamos, baseado no fator de forma, que a bacia terá tendência mediana a enchentes. Já com base no coeficiente de compacidade, a bacia apresenta alta tendência a grandes enchentes. 
Como o primeiro índice expressa uma tendência a enchentes (e não com relação à grandeza da enchente) e o segundo expressa a dimensão da cheia, os índices são então complementares. Desse modo esta bacia apresentará tendência mediana a enchentes e se estas ocorrerem, poderão ser de grande vulto.