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Bacia Hidrográfica
BACIA HIDROGRÁFICA (B.H.)
É a área geográfica na qual toda água de chuva precipitada escoa pela superfície do solo e atinge a seção considerada.
Sinônimo: bacia de contribuição, bacia de drenagem.
Figura 3.1 – Esquema de uma bacia hidrográfica.
Figura 3.2 – Bacia hidrográfica do Rio do Jacaré.
Uma B.H. é necessariamente definida por um divisor de águas que a separa das bacias adjacentes.
Figura 3.3 – Corte transversal de uma bacia hidrográfica.
Todos os problemas práticos de hidrologia se referem a uma determinada bacia hidrográfica.
É comum também se estudar apenas uma parte de um curso d´água. Nestes casos, a B.H. a ser considerada é a que se situa à montante (para cima) do ponto considerado.
Figura 3.4 – B.H. do Rio Parateí a montante da seco L.
3.1 Delimitação de uma B.H.
É necessário dispor de uma planta plani-altimétrica para se delimitar corretamente uma bacia hidrográfica. Procura-se traçar uma linha divisora de águas que separa a bacia hidrográfica considerada das vizinhas.
Ao se traçar o divisor de água (D.A) deve-se considerar:
O D.A. não corta nenhum curso d´água;
Os pontos mais altos (“pontos cotados) geralmente fazem parte do D.A;
O D.A deve passar igualmente afastados quando estiver entre duas curvas de mesmo nível;
O D.A deve cortar as curvas de nível o mais perpendicular possível.
Figura 3.5
A figura da página seguinte mostra uma planta com o divisor de uma bacia hidrográfica.
Figura 3.6
3.2 Características de uma Bacia Hidográfica
Área de drenagem
É a área plana (projeção horizontal) inclusa entre seus divisores topográficos. A área é o elemento básico para o cálculo das outras características físicas. A área de uma B.H. é geralmente expressa em km2. Na prática, determina-se a área de drenagem com o uso de um aparelho denominado planímetro, porém pode-se obter a área com uma boa precisão, utilizando-se o “método dos quadradinhos”.
Cabe relembrar aqui a utilização de escalas. Por exemplo, se estivesse trabalhando com um mapa na escala 1: 100.000: 
1 cm no mapa equivale a 100.000 cm ou 1.000 m ou 1,0 km, na medida real.
1 cm2 equivale a 1,0 x 1,0 =1,0 km2.
Supondo que a escala do mapa fosse 1:50.000:
1 cm no mapa equivale a 50.000 cm = 500 m = 0,5 km real.
1 cm2 = 0,5 x 0,5 = 0,25 km2.
Forma da Bacia
A forma da bacia influencia o escoamento superficial e, conseqüentemente, o hidrograma resultante de uma determinada chuva.
Dois índices são mais usados para caracterizar a bacia: índices de compacidade e conformação.
Índice de Compacidade (kc) – é a relação entre o perímetro da bacia e a circunferência de um círculo de área igual à da bacia.
 (3.1)
onde: P – perímetro da bacia;
 A – área da bacia.
Caso não existam fatores que interfiram, os menores valores de kc indicam maior potencialidade de produção de picos de enchentes elevados.
Índice de Conformação (Fator de forma) – é a relação entre a área da bacia e o quadrado de seu comprimento axial medido ao longo do curso d´água desde a desembocadura até a cabeceira mais distante do divisor de água.
 (3.2)
onde: A – área da bacia;
 L – comprimento axial.
Rede de drenagem (Rd)
É o conjunto de todos os cursos d´água de uma bacia hidrográfica, sendo expressa em km.
 (3.3)
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
 (3.4)
Número de ordem
A classificação dos rios quanto à ordem reflete o grau de ramificação ou bifurcação dentro de uma bacia.
Os cursos d´água maiores possuem seus tributários que por sua vez possuem outros até que chegue aos minúsculos cursos d´água da extremidade.
Geralmente, quanto maior o número de bifurcação maior serão os cursos d´água; dessa forma, pode-se classificar os cursos d´água de acordo com o número de bifurcações.
Numa bacia hidrográfica, calcula-se o número de ordem da seguinte forma: começa-se a numerar todos os cursos d´água, a partir da nascente, de montante para jusante, colocando ordem 1 nos trechos antes de qualquer confluência. Adota-se a seguinte sistemática: quando ocorrer uma união de dois afluentes de ordens iguais, soma-se 1 ao rio resultante e caso os cursos forem de números diferentes, dá-se o número maior ao trecho seguinte.
 Figura 3.6
Declividade do álveo
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.
Determinação da declividade equivalente (ou média):
Pelo quociente entre a diferença de suas cotas e sua extensão horizontal:
 (3.5)
onde: (H – diferença entre as cotas do ponto mais distante e da seção considerada;
 L – comprimento do talvegue principal.
Pelo 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 abcissas (extensão horizontal) seja igual à compreendida entre a curva do perfil e a abcissa.
 
 
 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:
 (3.6)
Pela média harmônica (mais utilizada)
A declividade equivalente é determinada pela seguinte fórmula:
 (3.7)
onde L é a extensão horizontal do perfil, que é dividido em n trechos, sendo Li e Ii, respectivamente, a extensão horizontal e a declividade média em cada trecho.
Tempo de concentração (tc)
É o tempo necessário para que toda a água precipitada na bacia hidrográfica passe a contribuir na seção considerada.
Fórmula para o cálculo de tc:
Fórmula de Kirpich
 (3.8)
onde: Ieq – declividade equivalente em m/km;
 L – comprimento do curso d´água em km.
2. Fórmula de Picking
 (3.9)
onde: L – comprimento do talvegue em km;
 Ieq – declividade equivalente em m/m.
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.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
A partir de um mapa plani-altimétrico, foram levantadas as cotas em alguns pontos do curso principal de um córrego e as respectivas distâncias. Os valores obtidos estão apresentados na tabela abaixo. Com base nestes dados, determinar:
declividade equivalente, utilizando os métodos da “compensação de área” e da média harmônica;
tempo de concentração (tc) da bacia.
Seção
Cota (m)
Distância acumulada (m)
1
2
3
4
5
700
705
715
735
780
0
300
700
1100
1400
_1042204473.unknown
_1043420572.unknown
_1043421113.unknown
_1043671159.unknown
_1043671249.unknown
_1043671786.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
		
_1043671759.unknown
_1043671211.unknown
_1043671075.unknown
_1043671115.unknown
_1043669420.unknown
_1043420944.unknown
_1043421062.unknown
_1043420822.unknown
_1042207994.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
		
_1043420459.unknown
_1042208127.unknown
_1042204825.unknown
_1042205364.unknown
_1042204558.unknown
_1042196167.unknown
_1042204253.unknown
_1042204442.unknown
_1042202738.unknown
_1042195446.unknown
_1042195648.unknown
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