Aula 3 Precipitação

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Professora Alessandra Bacca
5º Período – Engenharia Civil
Unoesc – Chapecó
04-07-2018
Precipitação
PrecipitaçãoDEFINIÇÃO
A água da atmosfera, que atinge a superfície da 
terra, na forma de chuva, granizo, neve,
orvalho, neblina ou geada
MAIOR INTERESSE NA ENGENHARIA!!!!
Elo entre os fenômenos hidrológicos e os 
de escoamento superficial, que mais 
interessam ao engenheiro!!!!
Precipitação - FORMAS
 CHUVISCO: Precipitação muito fina e de baixa intensidade;
 CHUVA: É a ocorrência de precipitação na forma líquida;
 NEVE: É a precipitação em forma de cristais de gelo 
 SARAIVA: É a precipitação sob a forma de pequenas pedras de gelo arredondadas, com 
diâmetro de cerca de 5 mm;
 GRANIZO: Quando as pedras, arredondadas ou de forma irregular, atingem grande diâmetro 
(d ≥5,0 mm);
 ORVALHO: Condensação do vapor de água do ar de objetos que se resfriam durante a noite. 
resfriamento noturno geralmente baixa a temperatura até o ponto de orvalho.
 GEADA: Deposição de cristais de gelo. Fenômeno semelhante ao da formação do orvalho, 
mas que ocorre quando a temperatura é ≤0 ºC.
Precipitação
Principal forma de entrada de água na bacia 
hidrográfica!!!
Para que medimos a chuva???!!!
Fornece subsídios para:
 A quantificação do abastecimento de água,
 Irrigação,
 Controle de inundações,
 Erosão do solo,
 Vazão básica dos rios,
 Adequado dimensionamento de obras hidráulicas, etc...
PRESENÇA DE VAPOR DE ÁGUA!!!
Condição de saturação: Quantidade máxima de vapor que
pode ser contida no ar sem condensar (20 gramas m3 a 20 oC)
Tipos de precipitação...
Três tipos básicos de precipitação:
Convectivas;
Orográficas e
Frontais ou ciclônicas.
CONVECTIVAS...
CONVECTIVAS...
Processo que predomina: movimento vertical
das massas de ar.
Principais características:
o Pequena duração;
o Intensidade forte;
o Produção de granizo;
o Inundações em áreas urbanas...
São provocadas pela ascensão do ar devido às diferenças de temperatura na
camada vizinha da atmosfera. São chuvas de curta duração, grande intensidade e
ocorre em pequenas extensões
CONVECTIVAS...
CONVECTIVAS...
Florianópolis verão 2008
CONVECTIVAS...
Cariri paraibano - 2008
CONVECTIVAS...
Cariri paraibano - 2008
OROGRÁFICAS...
OROGRÁFICAS...
 Influência da topografia;
 Intensidades variáveis; 
 Impactos em pequenas bacias em serras. 
Baixa intensidade, extensão média e longa
duração
As chuvas orográficas ocorrem em muitas regiões do 
mundo, e no Brasil são especialmente importantes ao 
longo da Serra do Mar 
OROGRÁFICAS...
FRONTAIS...
FRONTAIS...
 Choques de massa de ar quente e frio ;
 Duração média e longa;
 Outono, inverno e primavera
Brasil  muito frequentes na região Sul,
atingindo também as regiões Sudeste,
Centro Oeste e, por vezes, o Nordeste
ANÁLISE DE 
DADOS 
PLUVIOMÉTRICOS
Características das precipitações 
 Altura Pluviométrica (P)
 Intensidade da Precipitação
 Duração
 frequência de ocorrência ou probabilidade
ANÁLISE DE DADOS (GRANDEZAS)...
São importantes para definir completamente 
uma precipitação:
 Intensidade da precipitação:
“Intensidade: Lâmina da água (quantidade total de chuva) / Duração”
QUANTIDADE DE CHUVA POR UNIDADE DE TEMPO mm/h
 É a medida da quantidade de chuva que cai numa área em um
determinado tempo. É uma medida volumétrica...
 É expressa relacionando uma altura de água (em mm) em um 
determinado tempo (em horas ou dias). 
Como transformar uma informação volumétrica 
em altura de chuva? 
 Altura Pluviométrica (P):
Volume precipitado/área - espessura média da lâmina 
de água que se formaria no solo, sem haver 
infiltração, escoamento ou evaporação...
1 mm = 1 litro m2
“Volume médio da bacia: Altura pluviométrica total x área da bacia” 
“Intensidade: Lâmina da água (quantidade total de chuva) / Duração”
QUANTIDADE DE CHUVA POR UNIDADE DE TEMPO mm/h
 Altura Pluviométrica (P):
 Duração (t):
Período de tempo contado desde o início até o fim da 
precipitação, em horas ou minutos.
 Chuvas muito fortes (intensas) são de curta duração;
 Chuvas fracas são prolongadas. 
 Frequência:
Quantidade de ocorrências de eventos iguais ou 
superiores ao evento de chuva considerado
COMO OBTER ESSES DADOS??????
MEDIÇÃO DAS CHUVAS:
•Estações Meteorológicas 
•Estações Pluviométricas 
•Radar meteorológico 
•Sensoriamento Remoto 
Erros relativamente 
grandes...
Estação meteorológica:
• Pluviômetro, 
• Pluviógrafo, 
• Actinógrafo,
• Heliógrafo, 
• Geotermômetro ou termógrafo de solo
• Termômetro e termógrafos 
• Psicrômetro 
• Higrômetro 
• Barômetro 
• Anemômetro de canecas 
• Anemógrafo Universal 
• Evaporímetro
• Anemômetro de Piche 
• Evapotranspirômetro
Pluviômetro e Pluviógrafo
Precipitações diárias (mm dia-1) Intensidade de precipitação (mm h-1)
Fornece a quantidade de chuva que 
ocorreu no período sem interessar 
a hora inicial e a intensidade de 
cada chuva...
É um aparelho utilizado para maior 
precisão no registro de chuvas; 
Permite o registro contínuo de 
precipitação através de um gráfico 
chamado pluviograma (alturas de 
precipitações em função do tempo). 
Gráfico do Pluviógrafo.
10h20min
19h40min
Total=26,4 mm, Duração= 9h20min=9,3h, I = 2,8 mm/h
Pluviometro
Pluviômetro
O mais conhecido e utilizado no Brasil é o Ville de Paris. 
Pluviógrafo
BÓIA...
Pluviógrafo
FLUTUADOR...
Pluviógrafo
BÁSCULA...
pluviômetro
Área da bacia = 10 km2
10km2 = 10.000.000 m2
rios
Divisor de águas
Total=26,4 mm, Duração= 9h20min
Total = 26,4 mm
1 mm = 1 litro/m2
Qual o volume de água produzido na bacia?
26,4 litro--------------------1 m2
X --------10.000.000 m2
Volume total = 264.000.000 litros
Tempo Chuva
0 0
1 0
2 0
3 3
4 0
5 4
6 8
7 12
8 5
9 9
10 7
11 7
12 5
13 1
14 0
15 0
16 0
17 0
18 0
19 0
20 0
21 0
22 0
23 0
24 0
Registro de Chuva
Início 03:00
Fim: 13:00
Duração = 10 horas
Tempo Chuva
Chuva 
Acumulada
0 0 0
1 0 0
2 0 0
3 3 3
4 0 3
5 4 7
6 8 15
7 12 27
8 5 32
9 9 41
10 7 48
11 7 55
12 5 60
13 1 61
14 0 61
15 0 61
16 0 61
17 0 61
18 0 61
19 0 61
20 0 61
21 0 61
22 0 61
23 0 61
24 0 61
Registro de Chuva 
acumulada
Tempo Chuva
Chuva 
Acumulada
0 0 0
1 0 0
2 0 0
3 3 3
4 0 3
5 4 7
6 8 15
7 12 27
8 5 32
9 9 41
10 7 48
11 7 55
12 5 60
13 1 61
14 0 61
15 0 61
16 0 61
17 0 61
18 0 61
19 0 61
20 0 61
21 0 61
22 0 61
23 0 61
24 0 61
• Duração da chuva =
• Total precipitado =
• Intensidade média =
• Intensidade média do dia =
 Frequência:
Quantidade de ocorrências de eventos iguais ou 
superiores ao evento de chuva considerado
VARIÁVEIS IMPORTANTES...
CHUVAS MÁXIMAS!!!
CHEIAS!!!
GRANDES 
PREJUIZOS!!!!
CHUVAS MÁXIMAS!!!
FREQUÊNCIA DE TOTAIS PRECIPITADOS...
Chuvas intensas
Frequente aplicação em 
Obras hidráulicas
Dimensionamento: 
Ordem econômica...
falhar durante 
a sua vida útil.
Precipitações intensas...
Dimensionamento de obras hidráulicas em geral, tais como: 
galerias de águas pluviais, 
canalizações de córregos, 
calhas de escoamento,
bueiros, 
canais de irrigação e drenagem, 
vertedores de barragens.
FREQUÊNCIA DE TOTAIS PRECIPITADOS...
Associar a magnitude do evento com a sua frequência 
de ocorrência.
IMPORTANTE...
Segurança
que as mesmas devam ter
CHUVAS MÁXIMAS!!!
Precipitações intensas...
Precipitações intensas...
Quanto mais curta uma precipitação
Maior a chance de que tenha sido de 
GRANDE INTENSIDADE
Quanto mais frequente 
Maior a probabilidade de sua 
ocorrência
Inter-relação entre: 
INTENSIDADE – DURAÇÃO - FREQUÊNCIA
UTFPR
CHUVAS MÁXIMAS!!!
Tempo de retorno!!!
 Tempo de retorno ou Período de recorrência (Unidade:
anos)
 Estimativa do tempo em que um evento é igualado ou
superado, em média.
Tempo de retorno = inverso da probabilidade de excedência
Ex: Uma chuva de 130mm é igualada ou superada uma vez a
cada 20 anos: TR = 20 anos.
Probabilidade de acontecer um evento de chuva com altura
igual ou superior a 130 mm em um ano qualquer:
P = 1/𝑇𝑅 = 1/20 = 0,05 ou 5% ou 𝑇𝑅 =1/P
TR = 1/Prob
Em termos práticos, para a utilização de uma IDF, uma vez conhecidos os
parâmetros que caracterizam a IDF de um dado local, é necessário informar o tempo
de retorno de projeto e a duração da chuva. O tempo de retorno a ser utilizado é
um critério relacionado com o tipo de obra de engenharia. Por exemplo, no
projeto de um sistema de drenagem pluvial urbano as bocas-de-lobo são em
geral dimensionadas para chuvas de 3 a 5 anos de período de retorno, enquanto
que o vertedor de uma barragem como Itaipu no rio Paraná, é dimensionado
para uma vazão de 100.000 anos de período de retorno. Com relação à duração
da chuva, normalmente adota-se o critério de utilização da duração da chuva igual
ao tempo de concentração da bacia hidrográfica para a qual será desenvolvido o
estudo.
 TR adotados
Microdrenagem urbana: 2 a 5 anos
Macrodrenagem urbana: 5 a 25 anos
Pontes e bueiros com pouco trânsito: 10 a 100 anos 
Pontes e bueiros com muito trânsito: 100 a 1000 anos 
Grandes obras hidráulicas: 10.000 anos
Ex.: Considerando a curva IDF do DMAE para o posto pluviográfico
do Parque da Redenção, qual é a intensidade da chuva com duração
de 20 minutos que tem 10% de probabilidade de ser igualada ou
superada em um ano qualquer em Porto Alegre?
P: 10%
𝑇𝑅 =1/P
𝑇𝑅 =1/0,1 = 10 ANOS
A curva IDF mostra que a chuva 
de 20 minutos de duração com 
TR = 10 anos tem intensidade de 
95 mm/hora.
Ex.: Considerando a curva IDF de Porto Alegre, qual é a
intensidade da chuva com duração de 60 minutos que tem 2%
de probabilidade de ser igualada ou superada em um ano
qualquer em Porto Alegre? Determine a intensidade também
para 10% e 50% de probabilidade de ser igualada ou superada.
A intensidade da chuva e a probabilidade de ocorrência são
inversamente ou diretamente proporcionais?
𝑇𝑅 =1/P
P = 2% : I = 72 𝑚𝑚. ℎ −1 
P = 10% : I = 52 𝑚𝑚. ℎ −1 
P = 50% : I = 29 𝑚𝑚. ℎ −1
VÁRIABILIDADE 
DOS DADOS 
PLUVIOMÉTRICOS
Variação da precipitação...
Precipitação
Variabilidade 
espacial!!!
Pluviômetros e pluviógrafos: Medições 
restritas!!!!
MAPAS DE ISOIETAS...
400 – 500 cm2
Variação sazonal da precipitação...
Um dos aspectos mais importantes do clima e da hidrologia de 
uma região é a época de ocorrência das chuvas. Existem regiões 
com grande variabilidade sazonal da chuva, com estações do 
ano muito secas ou muito úmidas
Variação sazonal da precipitação...
Belém Cuiabá
Porto Alegre Florianópolis
VARIÁVEIS IMPORTANTES...
CHUVAS ANUAIS!!!
CLIMA DA REGIÃOVARIABILIDADE SAZONAL
Florianópolis-SC
Precipitação média em uma bacia
Pluviômetros e 
puviógrafos 400 cm
2
Média aritmética!!!!
Média aritmética!!!!
Polígonos de Thiessen!!!!
Polígonos de Thiessen!!!!
Método do vizinho mais próximo....
Método mais utilizado....
Polígonos de Thiessen!!!!
1) Desenhar linhas ligando as estações...
Mas como fazer???