Hidrologia Aplicada Aula 3

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Hidrologia Aplicada
Professora MSc. Lorena Ferrari Secchin
Roteiro Aula 3
 Exemplo 2
 Bacia Hidrográfica;
 Características Fisiográficas;
 Exemplo
2
Exemplo:Exemplo 2
 A região da bacia hidrográfica do rio 
Taquari recebe precipitações médias 
anuais de 1600 mm. Em Muçum (RS) há um 
local em que são medidas as vazões deste 
rio e uma análise de uma série de dados 
diários ao longo de 30 anos revela que a 
vazão média do rio é de 340 m3.s-1.
Considerando que a área da bacia neste 
local é de 15.000 Km2, qual é a 
evapotranspiração média anual nesta 
bacia? Qual é o coeficiente de 
escoamento de longo prazo?
3
)m(mm 1000
)A(m
)ano(s 365243600 )sQ(m
Q(mm/ano) 1
2
113





QEP 
Exemplo 2
 O balanço hídrico de longo prazo de uma é dado por
 onde P é a chuva média anual; E é a 
evapotranspiração média anual e Q é o escoamento 
médio anual.
 A vazão média de 340 m3.s-1 em uma bacia de 
15.000 km2 corresponde ao escoamento anual de 
uma lâmina dada por:
4
1anomm 715
15000
365 24 3,6
340Q(mm/ano) 


e a evapotranspiração é dada por
O coeficiente de escoamento de longo prazo é
dado por
-1anomm 8857151600QPE 
0,4471600715PQC 
)m (mm 1000
)A(m
)ano (s 365 24 3600 )sQ(m
Q(mm/ano) 1
2
113





ou
)A(km
365 . 24 . 3,6
)sQ(mQ(mm/ano)
2
13 
Exemplo:Exemplo 25
Bacia Hidrográfica
 Fonte: Ministério do Meio Ambiente
7
Bacia Hidrográfica
 Uma bacia hidrográfica é composta por 
um conjunto de superfícies vertentes 
constituídas pela superfície do solo e de 
uma rede de drenagem formada pelos 
cursos d’água que confluem até chegar 
a um leito único no ponto de saída. 
 Unidade básica de gestão de recursos 
hídricos (Lei Federal 9433/1997)
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Bacia Hidrográfica
Consiste um uma unidade geomorfológica de 
captação de água oriunda de eventos de 
precipitação, os quais são concentrados no 
tempo, e a posterior conversão ou 
compartimentação da água de acordo com 
os demais elementos do ciclo hidrológico, 
notadamente, o escoamento superficial. 
 É importante ressaltar que o comportamento 
temporal do escoamento superficial é regido 
pelas características da bacia, podendo ser 
mais rápido em determinadas situações 
específicas, tais como condições topográficas 
mais declivosas e uso urbano do solo, dentre 
outros aspectos. 
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Bacia Hidrográfica
Divisor de água: Linha de separação entre 
bacias hidrográficas
Divisor topográfico: Linha que fixa a área 
da qual provém o escoamento superficial
Divisor freático: Linha limite entre os 
reservatórios subterrâneos da bacia
Canal permanente: Calha ou caixa por 
onde o rio escoa
Rio principal: Maior rio da bacia a partir de 
uma determinada seção até sua nascente
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Bacia Hidrográfica11
12
Divisores Freáticos
Divisores de Água
Regiões Hidrográficas do 
Brasil
Cada região hidrográfica é 
formada por uma ou por um 
agrupamento de bacias ou 
subbacias com características 
ambientais, sociais e econômicas 
similares. 
13
Regiões Hidrográficas do 
Brasil14
Características Fisiográficas 
de uma Bacia Hidrográfica
 Estas características são importantes para se 
transferir dados de uma bacia monitorada para 
uma outra qualitativamente semelhante onde 
faltam dados ou não é possível a instalação de 
postos hidrométricos (fluviométricos e 
pluviométricos). 
 É um estudo particularmente importante nas 
ciências ambientais, pois no Brasil, a densidade 
de postos fluviométricos é baixa e a maioria 
deles encontram-se nos grandes cursos d’água, 
devido a prioridade do governo para a geração 
de energia hidroelétrica. 
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Características Fisiográficas 
de uma Bacia Hidrográfica
 Basicamente são áreas, comprimentos, 
declividades e coberturas do solo 
medidos diretamente ou expressos por 
índices.
 Área da Bacia;
 Forma da Bacia;
 Sistema de Drenagem.
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Área da Bacia
 Dado fundamental para definir a potencialidade 
hídrica de uma bacia, uma vez que a bacia é a 
região de captação da água da chuva. 
 Assim, a área da bacia multiplicada pela lâmina 
precipitada ao longo de um intervalo de tempo 
define o volume de água recebido ao longo deste 
intervalo de tempo. 
 A área de uma bacia hidrográfica pode ser estimada 
a partir da delimitação dos divisores da bacia em um 
mapa topográfico. 
 A área da bacia é expressa em hectares (ha) ou 
quilômetros quadrados (km2)
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Pedologia
 O levantamento pedológico é uma das 
primeiras etapas da caracterização fisiográfica 
e geomorfológica;
 A distinção entre as classes de solos permite 
adequar o manejo com o uso do solo.
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Forma da Bacia
 A forma de uma bacia hidrográfica tem um 
papel importante no seu comportamento 
hidrológico, ou seja, influencia o escoamento 
global. 
 Bacias com forma mais circular apresentam 
uma tendência de gerar picos de enchente 
mais elevados em relação às bacias alongadas. 
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Forma da Bacia
 A avaliação da forma de uma bacia é 
efetuada a partir do cálculo de índices que 
procuram relações com formas geométricas 
conhecidas.
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Coeficiente de 
Compacidade 
 É a relação entre o perímetro da bacia e a 
circunferência de um círculo de área igual à da 
bacia.
𝐾𝐶 = 0,28.
𝑃
𝐴
Onde: 
P: perímetro da bacia
A: área da bacia.
 1,00 – 1,25: bacia com alta propensão a grandes 
enchentes 
 1,25 – 1,50: bacia com tendência mediana a grandes 
enchentes 
 > 1,50: bacia com menor propensão a grandes 
enchentes 
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Fator Forma
 Expressa a relação entre a largura média da bacia e 
o seu comprimento axial.
𝐾𝑓 =
 𝐿
𝐿𝑎𝑥
Onde: 
 𝐿 =
 𝑖=1
𝑛 𝐿𝑖
𝑛
 1,00 – 0,75: sujeito a enchentes; 
 0,75 – 0,50: tendência mediana
a enchentes; 
 < 0,50: menor propensão a 
Enchentes.
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Índice de Conformação
 É a relação entre a área da bacia e a de um 
quadrado de lado igual ao comprimento axial da 
bacia. 
𝐼𝐶 =
𝐴
𝐿𝑎𝑥
2
 Quanto mais próximo de 1, maior propensão à 
enchentes baixo, terá menor propensão a enchentes 
que outra com mesma área, mas Kfmaior. 
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Exemplo
Calcular o coeficiente de 
compacidade, o fator forma e o 
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 com os 
seguintes valores: 1,5 km; 2,5 km; 3,5 
km; 4,5 km; 4,3 km; 2,8 km e 1 km
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Sistema de Drenagem
 Rede de Drenagem: constitui-se de todos os drenos 
da bacia, inclusive aqueles não necessariamente 
perenes (ou permanentes). 
 A rede de drenagem é extremamente importante 
para a caracterização e manejo das bacias 
hidrográficas, determinando suas potencialidades 
características para a geração do escoamento 
superficial e para a produção e o transporte de 
sedimentos, fatores estes relevantes no contexto 
ambiental. 
 A rede de drenagem está associada à eficiência de 
drenagem da bacia e à potencialidade para formar 
picos de vazão.
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Classificação dos cursos d’água
 Perenes
 Contém água durante todo o tempo
 O lençol subterrâneo mantém o fornecimento de 
água para o rio
 Intermitentes
 Escoam durante as estações das chuvas e secam 
na estiagem
 Transportam o escoamento superficial e 
subterrâneo
 Efêmeros
 Escoam apenas durante ou imediatamente após 
as chuvas
 Transportam somente o escoamento superficial
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Ordem dos cursos d’água.
 Horton: canais deprimeira ordem não possuem tributários; os 
canais de segunda ordem têm apenas afluentes de primeira 
ordem; os canais de terceira ordem recebem afluência de canais 
de segunda ordem, podendo também receber diretamente 
canais de primeira ordem.
27
Ordem dos cursos d’água.
 Ordem dos cursos
 Mostra o grau de ramificação do rio
 Dois canais de ordem “n” dão origem a um de ordem 
“n+1”
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Densidade de Drenagem
 O índice densidade de drenagem permite avaliar a 
eficácia de drenagem de uma bacia, ou seja, a 
eficiência na concentração do escoamento 
superficial no exutório da bacia (TUCCI, 2004). 
 Quanto maior a densidade de drenagem, maior a 
capacidade da bacia de fazer escoamentos rápidos 
no exutório. 
 A densidade de drenagem é expressa pelo 
comprimento total de todos os cursos d’água de uma 
bacia e sua área total.
𝐷𝑑 =
 𝐿
𝐴
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Sinuosidade do Curso 
d’água principal
 Representa a relação entre o 
comprimento do dreno principal e o 
comprimento do talvegue, medido em 
linha reta.
𝑆 =
𝐿
𝐿𝑡
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Declividade do Curso 
Principal
 A declividade é muito importante para 
a modelagem do escoamento, uma vez 
que a velocidade de fluxo depende 
desta variável. Quanto maior a 
declividade, maior será a velocidade 
de escoamento e, consequentemente, 
menor será o tempo que a água gastar 
para percorrer toda a bacia (tempo de 
concentração).
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Declividade – Método 
Direto
 Cálculo direto com base na diferença entre cotas da 
nascente e da seção de controle (exutório): 
 Consiste na razão entre a diferença das altitudes dos 
pontos extremos de um curso d´água e o comprimento 
desse curso d´água, podendo ser expressa em % ou m/m
𝑆 % =
ℎ
𝐿
. 100
 Onde: S é a declividade do curso d’água principal; h é a 
diferença de altura entre a nascente e o exutório; L é o 
comprimento do canal (talvegue) principal. 
 Esta é a maneira mais simples de se calcular a 
declividade, entretanto, para rios que percorrem relevos 
muitos diferenciados é necessário fazer algumas 
correções. 
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Declividade – Média 
Harmônica

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Exemplo
 Fazer um estudo da rede de drenagem de uma bacia 
hidrográfica cujas características fisiográficas (rede de 
drenagem e curvas de nível) está esquematizadas a seguir. A 
área da bacia é de 8,5 km2 e a soma dos comprimentos dos 
drenos é igual a 14,98 km. O comprimento do dreno principal é 
6,28 km e o comprimento do talvegue é 5,2 km.
34
Exemplo35
Dúvidas?
36
Obrigada pela 
atenção!
Bom final de semana a todos e até semana que vem!!
37