28 02 2018 Bacia hidrografica continuacao pdf

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UNICEUB – Centro Universitário de Brasília
Graduação em Engenharia Civil
Disciplina: Hidrologia Aplicada
Bacia hidrográfica 
– continuação -
Prof.: Wendy F. Ataide
Brasília, 28 de fevereiro de 2018
➢ É definida por um curso d’água, um ponto ou seção 
transversal desse curso d’água (exutório) e por 
informações do relevo.
➢ Com as informações do relevo é possível identificar os 
divisores de água.
➢ O divisor de água é uma linha imaginária sobre o relevo 
que divide o escoamento das águas da chuva.
Bacia hidrográfica
Todas as pessoas vivem em uma bacia hidrográfica 
Bacias hidrográficas não conhecem limites 
Bacias hidrográficas não conhecem limites 
Nosso ambiente, nossa economia, 
nossa sociedade, todos dependemos 
da “saúde” da bacia hidrográfica.
CaringForOurWatersheds.com
▪ É capaz de explicar o comportamento da bacia em 
termos de resposta às chuvas.
▪ Se todas as demais variáveis forem iguais, as 
bacias de formato mais alongado têm resposta 
mais lenta às chuvas do que bacias de formato 
menos alongado.
Forma da bacia hidrográfica
São Francisco
Outras: 
Tietê; 
Paranapanema;
Tocantins.
Exemplos: Alongadas
Forma da bacia hidrográfica
Taquari Antas - RS
Rio Itajaí - SC
Exemplos: Circular
Forma da bacia hidrográfica
Foram definidos índices ou coeficientes para
quantificar a forma da bacia, ou seu grau de
alongamento (ou compacidade).
a) Coeficiente de compacidade, Kc;
b) Fator de forma de Horton;
c) Fator de forma de I-PAI-WÚ.
Forma da bacia hidrográfica
a) Coeficiente de compacidade - Kc
Forma da bacia hidrográfica
a) Coeficiente de compacidade - Kc
Forma da bacia hidrográfica
A = área da bacia
a) Coeficiente de compacidade - Kc
Forma da bacia hidrográfica
𝐾𝑐 = 0,28.
𝑃
𝐴
Kc = 1,00 – 1,25 - bacia com alta propensão a 
grandes enchentes (semelhante a um círculo);
Kc = 1,25 – 1,50 - bacia com tendência mediana 
a grandes enchentes; e
Kc > 1,50 - bacia não sujeita a grandes 
enchentes.
Quanto mais semelhante a um círculo for 
uma bacia, maior será a sua capacidade de 
proporcionar grandes cheias.
b) Fator de forma de Horton - Kf
Relação entre a largura média da bacia 
(Lm) e o seu comprimento axial (L).
L
Forma da bacia hidrográfica
𝐾𝑓 =
𝐿𝑚
𝐿
b) Fator de forma de Horton - Kf
▪ O comprimento axial da bacia (L) é 
medido seguindo-se o curso d'água mais 
longo desde a foz, passando pela 
cabeceira mais distante da bacia, até o 
divisor de águas.
▪ A largura média da bacia (Lm) é obtida 
dividindo-se a área da bacia (A) pelo 
comprimento axial da bacia (L)
L
Forma da bacia hidrográfica
𝐾𝑓 =
𝐿𝑚
𝐿
b) Fator de forma de Horton - Kf
Forma da bacia hidrográfica
𝐾𝑓 =
𝐿𝑚
𝐿
=
𝐴
𝐿
𝐿
𝐾𝑓 =
𝐴
𝐿2
A = área da bacia
L = comprimento axial
Kf = 1,00 – 0,75 - sujeito a enchentes;
Kf = 0,75 – 0,50 - tendência mediana; e
Kf < 0,50 - não sujeito a enchentes
c) Fator de forma de I-PAI-WÚ (F)
Razão entre o comprimento axial da bacia (L) e o comprimento axial de 
uma bacia circular de mesma área (L’ = diâmetro).
Forma da bacia hidrográfica
𝐹 =
𝐿
𝐿′
c) Fator de forma de I-PAI-WÚ (F)
Forma da bacia hidrográfica
𝐹 =
𝐿
𝐿′
=
𝐿
2. 𝑟
𝐴 = 𝜋. 𝑟2 ⇒ 𝑟 =
𝐴
𝜋
𝐹 =
𝐿
2.
𝐴
𝜋
c) Fator de forma de I-PAI-WÚ
Quanto mais estreita for a bacia, maior o 
valor de F. 
Quanto maior o F, menor a 
susceptibilidade a picos de enchentes.
Forma da bacia hidrográfica
𝐹 =
𝐿
2.
𝐴
𝜋
c) Fator de forma de I-PAI-WÚ
Forma da bacia hidrográfica
𝐹 =
𝐿
2.
𝐴
𝜋
b) Fator de forma de Horton 𝐾𝑓 =
𝐴
𝐿2
a) Coeficiente de compacidade 𝐾𝑐 = 0,28.
𝑃
𝐴
▪ Numa bacia estreita e longa, há menos possibilidade de 
ocorrência de chuvas intensas cobrindo simultaneamente toda 
a sua extensão.
▪ Além disso, a contribuição dos tributários (afluentes) atinge o 
curso d'água principal em vários pontos ao longo do seu curso, 
enquanto na bacia circular a concentração de todo o deflúvio 
se dá próxima a um único ponto.
▪ Assim, mantendo-se as outras características constantes, uma
bacia estreita e longa tende a possuir menores picos de 
escoamento superficial do que uma bacia com forma arredondada.
Forma da bacia hidrográfica
Exercício 1: (Companhia Paranaense de Energia): O coeficiente de 
compacidade, Kc, é a relação entre o perímetro P da bacia e a 
circunferência de um círculo de igual área, A, de raio r. Assim, Kc = 
P/2πr. Sobre esse coeficiente, assinale a alternativa correta.
a) O coeficiente de compacidade é um número com dimensão de metro.
b) O coeficiente varia com a forma da bacia e é dependente do seu 
tamanho.
c) Quanto mais irregular for a bacia, tanto menor será seu coeficiente de 
compacidade.
d) No máximo, o coeficiente será igual a 1, correspondendo a uma bacia 
circular.
e) Havendo igualdade dos demais fatores, a tendência para grandes cheias 
será tanto mais acentuada quanto mais próxima da unidade for o valor 
desse coeficiente.
Forma da bacia hidrográfica
hidrograma
Bacias de 
mesma área
Forma da bacia hidrográfica
V
a
z
ã
o
C
h
u
v
a
tempo
bacia circular
tempo
bacia alongada
Exercício 2: (Técnico em Hidrologia – UFSJ) A forma da bacia é uma das 
características mais difíceis de serem expressas em termos quantitativos. Ela tem 
efeito sobre o comportamento hidrológico da bacia. Existem vários índices 
utilizados para se determinar a forma das bacias, procurando relacioná-las com 
formas geométricas conhecidas. Um deles é o Coeficiente de Compacidade (Kc).
Horton (1945) propôs, e Strahler (1952) modificou um 
critério para hierarquizar cursos d’água.
Passou a ser conhecido como ordem do curso
d’água. 
Reflete o grau de ramificação da rede de drenagem 
de uma bacia.
Hierarquia fluvial
Sistema de Drenagem da Bacia
Ordem de Strahler (1952)
Um curso d’água, a partir 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 (1952)
Os canais de 1º 
ordem não possuem
tributários.
A ordem do curso d’água é dependente da escala 
do mapa que está sendo utilizado.
Em um mapa na escala de 1:250.000 aparecem 
menos detalhes da rede de drenagem do que em 
um mapa na escala 1:50.000
Hierarquia fluvial
Sistema de Drenagem da Bacia
a) Densidade da Rede de Drenagem (Dd):
Expressa a relação entre o comprimento total dos
cursos d’água (sejam eles efêmeros, intermitentes ou
perenes) de uma bacia e a sua área total.
Sistema de Drenagem da Bacia
Padrões de drenagem
)(Km bacia da Área
(Km) rios dos oCompriment
 )Km / (Km Dd
2
2 
a) Densidade da Rede de Drenagem (Dd):
▪ É fortemente dependente da escala do mapa.
Assim, o valor de densidade de drenagem está
sujeito a erros.
▪ Comparações entre bacias só podem ser
realizadas se os mapas têm a mesma escala.
Sistema de Drenagem da Bacia
Padrões de drenagem
a) Densidade da Rede de Drenagem (Dd):
Sistema de Drenagem da Bacia
Padrões de drenagem
▪ A densidade de drenagem é maior em regiões de clima
úmido do que em regiões de clima árido (solos mais
permeáveis).
▪ Quanto maior a profundidade do solo e sua capacidade
de infiltração, menor a densidade de drenagem.
Classificação das bacias de drenagem
Bacias com drenagem pobre → Dd < 0,5 km/km2 
Bacias com drenagem regular → 0,5 ≤ Dd < 1,5 km/km2 
Bacias com drenagem boa → 1,5 ≤ Dd < 2,5 km/km2 
Baciascom drenagem muito boa → 2,5 ≤ Dd < 3,5 km/km2
Bacias excepcionalmente bem drenadas → Dd ≥ 3,5 km/km2 
Sistema de Drenagem da Bacia
Classificação das bacias de drenagem
Sistema de Drenagem da Bacia
Tipos de cursos d´água:
Sistema de Drenagem da Bacia
Perenes Efêmeros
Tipo Lençol freático
Perene Sempre acima nível do rio
Efêmero Sempre abaixo nível do rio
Intermitente As vezes acima, as vezes 
abaixo nível do rio
Ocorrência
Durante todo o ano
No momento da chuva, ES.
Somente na estação chuvosa.
Sistema de Drenagem da Bacia
b) Forma da rede de drenagem
Sistema de Drenagem da Bacia
b) Forma da rede de drenagem
Sistema de Drenagem da Bacia
b) Forma da rede de drenagem
Sistema de Drenagem da Bacia
b) Forma da rede de drenagem
Representação digital de uma bacia
▪ Tradicionalmente, os estudos de hidrologia estiveram baseados 
em mapas topográficos para a caracterização de bacias 
hidrográficas.
▪ A partir da década de 70, a popularização dos computadores 
permitiu que fossem criadas formas de representar o relevo 
digitalmente, possibilitando a armazenagem e processamento de 
dados topográficos de uma forma prática para análises 
hidrológicas. 
Formas de representar o relevo
Existem 3 formas principais de representar o relevo em um 
computador.
▪ Curvas de nível
▪ Triangular Irregular Network (TIN): faces triangulares inclinadas 
formadas a partir de 3 pontos com cotas e coordenadas conhecidas.
▪ Modelo digital de Elevação (MDE): grade ou matriz em que cada 
elemento contem um valor correspondente à altitude local.
Formas de representar o relevo
Existem 3 formas principais de representar o relevo em um 
computador.
1. Curvas de nível: linhas 
imaginárias que agrupam 
pontos de mesma altitude
Formas de representar o relevo
Existem 3 formas principais de representar o relevo em um 
computador.
2. Triangular Irregular Network 
(TIN): faces triangulares inclinadas 
formadas a partir de 3 pontos com 
cotas e coordenadas conhecidas.
Formas de representar o relevo
Existem 3 formas principais de representar o relevo em um 
computador.
3. Modelo digital de Elevação 
(MDE): grade ou matriz em que cada 
elemento contêm um valor 
correspondente à altitude local. As 
altitudes são convertidas em cores ou 
tons de cinza.
Formas de representar o relevo
Modelo digital de Elevação (MDE): é a forma mais utilizada em 
hidrologia.
Pode ser obtido a partir da digitalização de mapas em papel, 
através da interpolação de dados obtidos em levantamentos 
topográficos de campo (GPS) ou com sensores remotos (a bordo 
de aviões ou satélites).
A partir do MDE é possível identificar, para cada elemento da 
matriz, qual é a direção preferencial do escoamento.
Sistema de Drenagem da Bacia
Direção do escoamento
• Direção de fluxo é aquela que tiver a maior
declividade.
• Cálculo declividade para cada uma das 8 direções
possíveis.
• Se todas as células tem a mesma altura estou numa
região plana.
• Se todas as células do entorno tem altitude maior do
que a célula central estou numa depressão.