DELIMITAÇÃO AUTOMÁTICA DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO CHOPIM COM O SOFTWARE QGIS

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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ 
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE CONSTRUÇÃO CIVIL 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
LARISSA PERES DE OLIVEIRA 
NATALIA MARCARINI SIMIONATO 
 
 
 
 
 
 
DELIMITAÇÃO AUTOMÁTICA DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO CHOPIM 
COM O SOFTWARE QGIS 
 
 
 
 
 
ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA 
HIDROLOGIA APLICADA 
 
 
 
 
 
 
PATO BRANCO – PR 
OUTUBRO 2018
 
 
LARISSA PERES DE OLIVEIRA 
NATALIA MARCARINI SIMIONATO 
 
 
 
 
 
 
DELIMITAÇÃO AUTOMÁTICA DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO CHOPIM 
COM O SOFTWARE QGIS 
 
 
 
 
Atividade prática supervisionada elaborada 
para a disciplina de Hidrologia Aplicada, do 
Curso de Engenharia Civil, da Universidade 
Tecnológica Federal do Paraná – Câmpus 
Pato Branco, como requisito de nota parcial 
para avaliação do semestre. 
Prof°. Dr. Murilo Cesar Lucas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PATO BRANCO – PR 
OUTUBRO 2018
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1 - Grau de desenvolvimento da bacia hidrográfica. ....................................... 9 
Tabela 2 - Características morfométricas da bacia hidrográfica do rio Chopim. ....... 13 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1 - Bacia hidrográfica do Rio Iguaçu. ............................................................... 7 
Figura 2 - Imagens SRTM. ........................................................................................ 10 
Figura 3 - Mosaico. .................................................................................................... 10 
Figura 4 – Exutório da bacia do rio Chopim .............................................................. 10 
Figura 5 - Mosaico com depressões removidas. ....................................................... 11 
Figura 6 - Direções de fluxo. ..................................................................................... 11 
Figura 7 - Grade de inclinação. ................................................................................. 11 
Figura 8 - Área de contribuição. ................................................................................ 11 
Figura 9 - Definição de Limiar para Fluxo Canalizado. ............................................. 12 
Figura 10 - Classificação da ordem dos cursos d'água. ............................................ 12 
Figura 11 - Cursos d'água de primeira e segunda ordem. ........................................ 12 
Figura 12 - Delimitação da bacia hidrográfica do rio Chopim. .................................. 13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 5 
2. OBJETIVOS .......................................................................................................... 6 
3. ÁREA DE ESTUDO .............................................................................................. 7 
4. MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................................... 8 
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES ........................................................................ 10 
6. CONCLUSÕES ................................................................................................... 14 
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 15 
 
5 
1. INTRODUÇÃO 
 
A água é um recurso natural de valor inestimável. Mais que um insumo 
indispensável à produção e, consequentemente, um recurso estratégico para o 
desenvolvimento econômico, ela é vital para a manutenção dos ciclos biológicos, 
geológicos e químicos, que mantêm em equilíbrio os ecossistemas. É, ainda, uma 
referência cultural e um bem social indispensável à adequada qualidade de vida da 
população. 
No Brasil todos os anos há notícias sobre os desastres causados por 
enchentes, inundações, deslizamento de encostas, todos causados por influência da 
água. Segundo o Worldwatch Institute (WWI), existem mais desabrigados no mundo 
em consequência de desastres naturais do que por conflitos de guerra. Porém, cada 
vez mais, a devastação provocada por estes desastres naturais é de origem 
“desnatural”, devido a práticas ecologicamente destrutivas e a um número cada vez 
maior de pessoas residindo em áreas de risco. 
Infere-se que a conservação da quantidade e da qualidade da água depende 
das condições naturais e antrópicas das bacias hidrográficas, onde ela se origina, 
circula, percola ou fica estocada, fora de lagos naturais ou reservatórios artificiais. Isso 
porque, ao mesmo tempo em que os rios, riachos e córregos alimentam uma 
determinada represa, por exemplo, eles também podem trazer detritos e materiais 
poluentes que tenham sido despejados diretamente neles ou no solo por onde 
passaram. 
Em 8 de janeiro de 1997, foi criada a Lei nº 9.433, mais conhecida como Lei 
das Águas, que instituiu a Política Nacional de Recursos Hídricos (PNRH) e criou o 
Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos (Singreh). Esta lei teve 
como objetivo o reconhecimento da necessidade de proteger as águas dentro da 
estrutura global ambiental, a partir da gestão que se preocupasse em integrar os 
recursos hídricos ao meio ambiente, para garantir o desenvolvimento sustentável e à 
manutenção do meio ambiente ecologicamente equilibrado. 
Desse modo, conhecer a fundo a bacia hidrográfica de estudo se faz de suma 
importância, principalmente para questões de projeto na engenharia civil. Assim, no 
presente trabalho será realizada e analisada a delimitação automática da bacia 
hidrográfica do Rio Chopim, usando imagens SRTM no software QGIS plugin 
TauDEM. 
6 
2. OBJETIVOS 
 
O presente trabalho tem como objetivo principal a delimitação automática da 
bacia hidrográfica do Rio Chopim, localizada no município de Pato Branco – PR. Para 
tal, o professor disponibilizou via Moodle as imagens SRTM (30mx30m) no sistema 
de referência WGS84, o software QGIS e o plugin TauDEM. 
Através de tal delimitação, foi possível o estudo de informações morfométricas 
relevantes sobre a bacia em questão, como localização, área de drenagem, perímetro, 
coeficiente de compacidade, densidade de drenagem, ordem dos cursos d’água e o 
cálculo do tempo de concentração da bacia. 
7 
3. ÁREA DE ESTUDO 
 
A área de estudo compreende a bacia hidrográfica do rio Chopim, que é uma 
sub-bacia da Bacia Hidrográfica do Rio Iguaçu, conforme demostra a Figura 1 abaixo. 
Esta bacia, segundo o Governo do Estado do Paraná, possui uma área total dentro 
do estado de 54.820,4 km² (SEMA- 2007), cerca de 28% da área total do Paraná, e 
uma população de 4.405.882 habitantes (IBGE-2004), em torno de 43% do total do 
estado. 
 
A nascente do rio Chopim está localizada no município de Palmas – PR, e o 
seu exutório possui latitude aproximada de -25.6080 e longitude de -53.086. A bacia 
deste rio alvo de estudo, está inserida no quadrilátero formado pelas coordenadas 
geográficas aproximadas de 25°32’ e 26°35’ de latitude sul e 51°30’ e 53°12’ de 
longitude oeste, estando portanto, na região sul do estado do Paraná. 
Os afluentes mais significativos do rio Chopim se encontram na margem 
esquerda, tais como os rios Vitório e Santana. As demais contribuições ao rio são 
feitas ao longo de toda a sua extensão, por afluentes de pequeno a médio porte. Na 
região destacam-se as atividades industriais, comerciais, de serviço e também a 
agropecuária, o que muda significativamente o estudo do solo e consequentemente 
da hidrologia regional. Este rio apresentatambém um desnível médio da ordem de 
1010 m, distribuídos ao longo de seus 482 km de extensão, fato este que sugere um 
bom potencial energético. 
Figura 1 - Bacia hidrográfica do Rio Iguaçu. 
Fonte: COPEL, s.d. 
8 
4. MATERIAIS E MÉTODOS 
 
Para a realização das análises morfométricas da bacia hidrográfica do rio 
Chopim, foram utilizadas imagens de satélite SRTM (Shuttle Radar Topographic 
Mission) na resolução vertical de 30mx30m e radiométrica de 16bits, no sistema de 
referência WGS84, disponibilizadas pelo professor via Moodle. Para processar tais 
imagens, foi utilizado o software QGIS versão 2.18.17, assim como o plugin TauDEM 
(Terrain Analysis Using Digital Elevation Models) que é um conjunto de ferramentas 
para a construção de análises hidrológicas com base no Modelo Digital de Elevação 
(MDE). 
Assim, com o uso de tais ferramentas, foi possível remover as depressões para 
melhor visualizar a bacia de estudo, calcular o comprimento dos rios, indicar o 
caminho dos fluxos das águas e também a área de contribuição. Como resultado 
desses processos, tem-se então, a delimitação automática da bacia hidrográfica, o 
que possibilita o cálculo da área e do perímetro desta. 
A partir de tais informações, foi realizado o cálculo da área de drenagem, que 
nada mais é do que a área planificada da bacia e pode ser calculada automaticamente 
no software QGIS. 
A densidade de drenagem (Dd), dada em km/km2, é um dos principais 
parâmetros na análise morfométrica de bacias, correspondendo à relação entre o 
comprimento total dos cursos d’água (L) com a área da bacia hidrográfica (A). Assim, 
temos: 
𝐷𝑑 =
𝐿
𝐴
 
 
Uma elevada densidade de drenagem significa que a bacia está repleta de 
cursos d’água, córregos e rios. Isto significa que há uma resposta rápida entre os 
níveis de precipitação e vazão, ocorrendo principalmente em áreas de fácil erosão, 
solo impermeável, declives íngremes e com pouca cobertura vegetal. Já densidades 
de drenagem baixas ocorrem em locais onde o solo é resistente a erosão ou muito 
permeáveis. 
Assim, podemos realizar a classificação da bacia quanto ao seu 
desenvolvimento a partir da análise da tabela 1 abaixo. 
9 
Tabela 1 - Grau de desenvolvimento da bacia hidrográfica. 
 
Dd (km/km2) Classificação de desenvolvimento 
< 0,50 Baixo 
0,50 até 1,5 Regular 
1,5 até 2,5 Boa 
2,5 até 3,5 Alto 
> 3,5 Muito alto 
Fonte: Éderson Oliveira, 2005. 
 
Outra característica da bacia que se pode citar é o coeficiente de compacidade 
(Kc), que relaciona a forma da bacia com um círculo e constitui a relação entre o 
perímetro (P) em quilômetros da bacia e a circunferência de um círculo de área (A) 
igual à da bacia em quilômetros quadrados. Ou seja, temos que: 
𝐾𝑐 = 0,28
𝑃
√𝐴
 
Este índice adimensional mede a capacidade e probabilidade de enchentes 
urbanas. Assim, quanto maior o coeficiente de compacidade, mais alongada é a bacia, 
e quanto mais próximo de 1, mais circular ela é. Desse modo, quanto mais circular for, 
maior será a propensão a enchentes, já que as gotas de água se encontram e saem 
juntas no exutório. Já nas mais alongadas, a água demora mais para se reunir no 
exutório, fazendo com que a vazão seja menor, diminuindo a probabilidade de 
ocorrerem as inundações. 
Pode-se fazer também a caracterização da ordem dos cursos d’água do rio 
Chopim, relacionando com as contribuições que recebe de outros rios. Os de ordem 
1 são os canais sem tributários, ou seja, nascentes. Já os de segunda ordem são 
aqueles que possuem confluência de canais de primeira ordem. Os de terceira ordem 
são a junção de canais de segunda ordem, e assim sucessivamente. 
Por fim, realizou-se o cálculo do tempo de concentração (Tc) que é o tempo 
requerido para que uma gota de água localizada no ponto hidraulicamente mais 
distante possa atingir o exutório da bacia hidrográfica. Este ponto hidraulicamente 
mais distante é aquele que oferece maior resistência para a água escoar.
10 
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
A partir do software QGIS, realizou-se uma sequência de passos para a 
obtenção da delimitação automática da bacia hidrográfica do rio Chopim. 
Primeiramente foram inseridas as cinco imagens de satélite SRTM, demonstradas na 
Figura 2 abaixo, disponibilizadas para definir a área de interesse. Posteriormente, foi 
realizada a miscelânea dessas imagens, com o objetivo de reunir todas as bandas 
espectrais em um único arquivo raster, resultando na criação do mosaico 
representado na Figura 3. 
 
 
 
Com o mosaico pronto, inseriu-se o ponto correspondente ao exutório da bacia 
hidrográfica do rio Chopim. Para tal utilizou-se a ferramenta Excel que exportou a 
latitude e longitude fornecidas para o arquivo. Assim, obteve-se a posição do ponto 
correspondente ao exutório, representada na Figura 4. Porém, como a resolução 
vertical das imagens SRTM utilizadas é de 30m, essa localização não coincide com 
as coordenadas reais do exutório. 
Figura 2 - Imagens SRTM. 
Fonte: Autoria própria, 2018. 
Figura 3 - Mosaico. 
Fonte: Autoria própria, 2018. 
Figura 4 – Exutório da bacia do rio Chopim 
Fonte: Autoria própria, 2018. 
11 
No próximo passo ocorreu a remoção das depressões, poços ou buracos no 
mosaico obtido anteriormente. Para tal utilizou-se a ferramenta Pit Remove, do plugin 
TauDEM. O resultado obtido encontra-se na Figura 5. Um tópico de suma importância 
para determinar características hidrológicas de uma superfície é a capacidade de 
determinar a direção do fluxo, para isso utilizou-se a ferramenta D8 Flow Direction que 
destaca o escoamento da água. O fruto deste processamento é apresentado na Figura 
6 a seguir. 
 
 
Utilizando o comando D8 Slope Grid, foi possível criar a grade de inclinação 
representada na Figura 7. Posteriormente, através do comando D8 Contribuiting Area 
obteve-se a delimitação da área de contribuição da bacia hidrográfica do rio Chopim, 
demonstrado na Figura 8. Infere-se que a área de contribuição corresponde aos 
limites de uma bacia hidrográfica determinados pelo ponto de escoamento (exutório). 
 
Figura 5 - Mosaico com depressões removidas. 
Fonte: Autoria própria, 2018. 
Figura 7 - Grade de inclinação. 
Fonte: Autoria própria, 2018. 
Figura 6 - Direções de fluxo. 
Fonte: Autoria própria, 2018. 
Figura 8 - Área de contribuição. 
Fonte: Autoria própria, 2018. 
12 
Utilizando a ferramenta Stream Definition By Threshold (Definição de Limiar 
para Fluxo Canalizado), obteve-se o arquivo Stream Raster Grid representado na 
Figura 9, que diz respeito à rede de drenagem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Em seguida, com a ferramenta Stream Reach and Watershed, foram 
classificadas as ordens dos cursos d’água da bacia (Figura 10), conforme explicação 
no tópico 4, até a ordem do rio principal. Para melhor visualização, foram filtrados 
apenas os cursos d’água de primeira e segunda ordem, apresentados na Figura 11. 
 
Por fim, a partir do Modelo Digital de Elevação (MDE) foi obtida a delimitação 
da bacia hidrográfica do rio Chopim, resultado este demonstrado na Figura 12 a 
seguir. 
Figura 9 - Definição de Limiar para Fluxo Canalizado. 
Fonte: Autoria própria, 2018. 
Figura 10 - Classificação da ordem dos cursos 
d'água. 
Fonte: Autoria própria, 2018. 
Figura 11 - Cursos d'água de primeira e 
segunda ordem. 
Fonte: Autoria própria, 2018. 
13 
 
 
 
 
 
 
Na tabela 2 a seguir, estão apresentadas as características morfométricas 
obtidas a partir do software QGIS, após os procedimentos descritos anteriormente. 
 
Tabela 2 - Características morfométricas da bacia hidrográfica do rio Chopim.Fonte: Autoria própria, 2018. 
 
Através da tabela 2 acima percebe-se que como a bacia de estudo possui um 
coeficiente de compacidade alto, ela apresenta formato alongado e pouco circular, já 
que este valor não é tão próximo de 1. Essas características resultam numa menor 
vazão no exutório da bacia, já que as gotas de água demoram mais para se reunir e 
sair do volume de controle. Ou seja, esta bacia apresenta uma baixa probabilidade de 
ocorrência de enchentes urbanas, devido à baixa vazão resultado da sua geometria. 
Pelo cálculo da densidade drenagem, pode-se dizer também que a bacia do rio 
Chopim apresenta uma boa capacidade de drenagem, já que este valor se encontra 
no intervalo de 1,5 a 2,5 km/km2. Assim, pode-se dizer que a bacia de estudo possui 
boa quantidade de cursos d’água e que seu solo é parcialmente permeável, devido 
principalmente ao uso do solo na região (agropecuária). 
Analisando a área de drenagem e o comprimento da bacia do rio Chopim, não 
podemos calcular o tempo de concentração com as fórmulas disponíveis, já que tais 
dados não se encontram no intervalo de valores permitidos por estas equações.
Área de drenagem (km2) 8196,487 
Perímetro da bacia (km) 638,571 
Comprimento total dos cursos d’água (km) 16476,688 
Coeficiente de compacidade (ad) 1,975 
Densidade de drenagem (km/km2) 2,010 
Figura 12 - Delimitação da bacia 
hidrográfica do rio Chopim. 
Fonte: Autoria própria, 2018. 
14 
6. CONCLUSÕES 
 
Através de imagens SRTM (30mx30m) georreferenciadas no sistema WGS84, 
o software QGIS e o plugin TauDEM, foi realizada a locação, marcação e a posterior 
análise das informações morfométricas da bacia hidrográfica do rio Chopim, localizado 
na região sul do Paraná. 
Como tais imagens SRTM utilizadas como base para o estudo têm precisão 
espacial de 30 metros, pode-se dizer que a precisão do projeto ficou comprometida, 
uma vez que a bacia em questão é relativamente pequena quando comparada com 
outras bacias do estado. 
Entretanto, ao usar esses tipos de dados de imagem, é possível economizar 
tempo e recursos de pesquisas que seriam gastos para explorar esta região. Assim, 
uma de suas maiores vantagens seria a padronização e compatibilização dos traçados 
para futuros projetos de gestão de recursos hídricos e de engenharia. 
Ao processar e analisar os dados sobre a bacia do rio Chopim, obteve-se a 
área de drenagem, perímetro da bacia, seu coeficiente de compacidade, sua 
densidade de drenagem e a ordem dos cursos d’água. Tais informações 
morfométricas possibilitam um estudo mais profundo da forma hidrológica de bacias 
e de sua forma biofísica, que se traduz na forma em que será realizado o uso do solo 
e em como isso implicará na ecologia da região. 
Assim, com essas informações podem ser evitadas futuras inundações, se 
consegue estimar o mantimento de uma boa qualidade em seus recursos hídricos, 
contribuindo dessa forma para a melhoria sustentável das atividades econômicas e 
de um conjunto social do local de estudo. 
Após serem realizados os cálculos das características morfométricas da bacia 
hidrográfica do rio Chopim, nota-se que esta possui uma boa capacidade de 
drenagem, tendo assim, solos parcialmente permeáveis e que não apresentam erosão 
em larga escala. Este dado está intimamente relacionado ao uso do solo regional, que 
é praticamente tomado pela agroindústria. 
Ao apresentar um coeficiente de compacidade alto e não tão próximo de 1, 
pode-se dizer que a bacia possui uma geometria alongada e pouco circular. Assim, 
afirma-se que sua vazão é menor e que por isso, a região englobada por ela não corre 
risco de futuras enchentes e inundações urbanas. 
15 
REFERÊNCIAS 
 
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Recursos Hídricos. Disponível em: 
<http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/l9433.htm>. Acesso em: 8 out. 2018. 
 
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<https://www.mundovestibular.com.br/articles/569/1/IMPORTANCIA-DA-
AGUA/Paacutegina1.html>. Acesso em: 8 out. 2018. 
 
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<https://blogdaengenharia.com/fundamentos-da-hidrologia/>. Acesso em: 8 out. 2018. 
 
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Acesso em: 8 out. 2018. 
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<https://www.cnpm.embrapa.br/projetos/relevobr/>. Acesso em: 9 out. 2018. 
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Série Histórica. 2° ed. Disponível em: 
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16 
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