P2 Hidrologia resumo

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HIDROLOGIA
Escoamento superficial – trata-se da parcela do ciclo hidrológico que estuda o deslocamento da água na superfície. Contribuem para formar torrentes, córregos e ribeirões, rios, lagos, reservatórios naturais e artificiais. 
Origem: na precipitação pluviométrica. Parte da chuva é interceptada pela vegetação e outras superfícies e evapora; parte das chuvas após preencherem as depressões do terreno, infiltra-se no solo. Num dado momento a intensidade da precipitação ultrapassa a velocidade da infiltração da água no solo. A água que não consegue infiltrar gera o escoamento superficial. Por causa da gravidade a água tende a se movimentar pelos pontos mais baixos do terreno. Isso aumenta a contribuição de água podendo, em função do declive atingir velocidade capaz de erodir o terreno, escavando sulcos por onde futuras precipitações irão escoar. O caminho percorrido pela água é chamado de 
TALWEG (fala-se TALVEGUE, significa “ caminho do vale” ) quanto maior for, mais rápido atinge o ponto de drenagem principal. O conjunto de TALWEGUES e cursos de água que forma uma bacia hidrográfica é denominado de REDE DE DRENAGEM. Quanto mais densa for a rede, mais rapidamente a água precipitada atingirá o curso de água principal da bacia. Quanto mais TALWEGUES tiver , mais rápido a água precipitada atingira o ponto de drenagem principal. Os TALWEGUES, em geral são pontos de menores cotas. 
Componentes do escoamento (p. 37)
Escoamento superficial
Escoamento subsuperficial
Escoamento subterrâneo
Precipitação direta sobre o espelho de água
FIGURA
A contribuição de água fluente no escoamento superficial pode ocorrer de forma rápida, enquanto que no escoamento subterrâneo varia lentamente com o tempo, sendo este responsável pela manutenção da água nos corpos hídricos no período de seca contribuindo com a VAZÃO DE BASE. 
GRANDEZAS CARACTERÍSTICAS
BACIA HIDROGRÁFICA (limitadas pelos pontos de maior cota – divisor de águas) – conhecida também como bacia de contribuição ou bacia de drenagem - representa toda a superfície de uma determinada área geográfica que recebe a água proveniente das chuvas e a direciona para um [único corpo hídrico através de uma rede de drenagem. É limitada em seu perímetro pelas linhas de maior cota de relevo, denominadas divisores de água.
NÍVEL DA ÁGUA – É a cota de referência alcançada pelas águas em determinado corpo hídrico. 
ÁREA MOLHADA – é definida como a área que contém água quando se observa um corte transversal em um determinado ponto (seção) do rio.
VAZÃO - É a quantidade de água ( volume) em função do tempo em um determinado ponto de estudo. Em geral são expressos em m3/s, m3/h, l/s. Trata-se da composição da grandeza[área molhada multiplicada pela velocidade de escoamento no ponto estudado.
Q=An . v → m2. m/s →Q=m3/s
Na hidrologia existem vários tipos de vazão: vazão média, vazão de cheia, vazão de estiagem...
QTR100 = vazão máxima para TR 100
Q90= vazão de persistência 90 %→90% a vazão é aquela ou maior
Vazão específica ou vazão de contribuição unitária – que representa a contribuição de uma área unitária para a vazão de um determinado corpo hídrico sendo expressa em vazão por unidade de área.
Qexp= Q m3/s ÷km2 – representa quanto de vazão cada km2 da bacia hidrográfica está contribuindo de vazão.
Freqüência – é o número de ocorrências de uma determinada vazão em um determinado intervalo de tempo. Para estudos de vazão consideramos a freqüência como sendo o tempo de recorrência (TR)
Coeficiente de Defluvio – representa a relação entre a quantidade de água escoada pela seção de estudo (refluxo fluvial) e a quantidade total de água precipitada sobre a bacia hidrográfica(refluxo pluvial – a água que efetivamente vira vazão porque parte dela se perde)
Coeficiente de escoamento = C = DF /DP
Pode estar relacionado a um determinado evento pluviométrico ou a um conjunto destes em um determinado intervalo de tempo
Tempo de concentração – o tempo de chuva contribui em toda a bacia. É o intervalo de tempo contado desde o início do evento pluviométrico , até que toda a bacia hidrográfica esteja contribuindo com vazão para um determinado ponto de estudo definido como ENXUTÓRIO. 
ENXUTÓRIO – área de contribuição enxutória - A>B – determinada seção transversal de um corpo hídrico que se deseja estudar, a partir do qual se define a bacia hidrográfica
FATORES INTERVENIENTES 
 Área da bacia hidrográfica
 Topografia – declividade, depressões, rede de drenagem
Cobertura do solo – existência e tipo de vegetação, construções, impermeabilização
Geologia – capacidade de infiltração do solo, natureza e dispersão das camadas Geológicas, granulometria se tiver rochas
 Intervenção no curso da água – obras, captações , lançamentos, canalizações, drenagem
FORMAS DE INTERFERÊNCIA DA INTENSIDADE DAS CHUVAS – a vazão média cresce de montante para fusante, à medida que cresce a área de contribuição; em uma determinada seção, a vazão instantânea varia mais , quanto menor for a bacia; o coeficiente de defluxo será maior quanto menor for a capacidade de infiltração e a parcela interceptada pelos vegetais; quanto menor for a área da bacia, maior é a influência da intensidade das chuvas na vazão instantânea. Para bacias pequenas as vazões máximas são provocadas por chuvas de grande intensidade e curta duração, enquanto que em grandes bacias, as maiores cheias ocorrem em função de chuvas de menor intensidade, porém de longa duração.
Enxutória de A>B, ou seja, área de contribuição de A é maior que em B
HIDROGRAMA (P.40) - é um gráfico que representa a variação da vazão em função do tempo, em uma determinada seção de um curso de água, devido a uma precipitação ocorrida na bacia hidrográfica correspondente. DESENHO
Rebaixamento do rio – depressionamento – reduz a vazão; quando se tem uma vazão negativa, o rio está abastecendo o lençol. No instante t0 há o início da precipitação pela vegetação e demais superfícies preenchendo as depressões do terreno. Passada esta etapa e superada a capacidade de infiltração no solo, inicia-se o ESCOAMENTO PERFICIAL a partir do instante ta. A vazão cresce desde o ponto A até o ponto B, ao qual chamamos de pico de vazão ou vazão máxima do evento. A partir deste ponto de vazão máxima a vazão começa a diminuir, ou seja. diminui também o escoamento superficial. Deduz-se que a precipitação cessou em algum momento entre ta e Tb.
O trecho BC do gráfico é conhecido como curva de depleção e representa o escoamento superficial após a chuva. 
Após o ponto C cessa-se o escoamento superficial. Observa-se que a vazão em C é maior do que em A. Isto se dá em função da contribuição da água no solo.
 A curva AEC representa a contribuição da água do solo ao corpo hídrico. Em determinado momento, a pressão hidrostática pode ser grande o suficiente para provocar a inversão do fluxo, ou seja, o rio é que passa a contribuir para o lençol subterrâneo.
Na prática considera-se a linha AC como limitante entre o escoamento superficial e a contribuição das águas subterrâneas. 
FIGURA
Caudaloso – em geral, ocorre em serra, aumenta a velocidade. Em geral, apresenta muitas pedras, também conhecidas como matacões.
 LEMBRETE: A VAZÃO É A COMPOSIÇÃO ENTRE A ÁREA MOLHADA E A VELOCIDADE DE ESCOAMENTO NA MESMA SEÇÃO DO RIO. A área molhada é facilmente obtida através do conhecimento topográfico da seção do rio em estudo e do monitoramento do nível da água. Faz-se necessária a implantação de uma estação. 
ESTAÇÃO HIGROMÉTRICA - é definida como sendo qualquer seção de um rio, instalada e operada para a obtenção de valores do nível de água e vazão ao longo do tempo. É a instalação de réguas milimétricas e/ ou limígrafos com a devida correlação topográfica. A escolha do local deve obedecer os seguintes requisitos: localização em trecho retilíneo, de preferência, no terço de frisante, onde as margens estejam bem definidas e livres de influência que possam perturbar o escoamento; desejável simetria entre as margens, preferencialmente com taludesacentuados; velocidades regularmente distribuídas ao longo da seção; apresentar velocidade média superior a 0,3m/s.
Características hidráulicas: natureza do leito – arenoso – rebaixamento da área molhada através de escavação; vegetação – avança até onde der, interfere na medição; variação do nível da água – aumenta a área diminui a velocidade e vice-versa ( com o aumento pode ocorrer desmoronamento); obras hidráulicas existentes; facilidade para medição; acesso; observador – alguém que possa fazer a medição diária.
Medidor de vazão – existem 4 modos de medir a vazão em um curso de água: medição direta – coleta toda a água e joga num recipiente, é limitado e pouco usado; pelo nível da água ( indireta); por processos químicos (traçadores) – em rios caudalosos não é possível medir velocidade deve-se lançar os traçadores; medição da área e velocidade.
Medição direta – é apropriada apenas para pequenas vazões, visto a dificuldade de aplicá-la em grandes volumes. É a condução da totalidade da vazão do curso da água para um reservatório de volume conhecido, medindo-se o tempo de enchimento. 
Vazão obtida pelo nível de água – 
Calhas medidoras – estruturas hidráulicas com características de escoamento conhecida. 
Vertedores – estruturas com características hidráulicas conhecidas
Processos químicos – consiste em lançar no curso da água determinada substância química e a frisante, medir a sua concentração.
Medição da velocidade e da área – é o método mais utilizado. Consiste no produto entre a área molhada e a velocidade com que a água atravessa a seção de estudo.
Flutuadores – ( estimativa da vazão, nunca uma medida precisa) – mede-se o tempo de deslocamento de um corpo flutuante entre dois pontos com distância conhecida entre eles, Faz-se a repetição da medição do tempo por diversas vezes, até se obter uma amostragem satisfatória. O flutuador não deve ser leve suficiente para sofrer interferência do vento. Deve-se manter semi-submerso. Deve-se também evitar o trajeto muito próximo da margem.
Molinetes – capaz de medir a velocidade da água. Forma hidrodinâmica para garantir um equilíbrio e reduzir o atrito. Em rios poluídos não é utilizado. 
FIGURA
ADCP – metodologia mais moderna e precisa para a medição em rios de médio e grande porte, fazendo uso de somar dopple para identificar e rastrear partículas suspensas na água e medir a sua velocidade.
Curva-chave – gráfico que correlaciona as cotas às vazões em uma determinada seção higrométrica, possibilitando a estimativa da vazão em um rio com base na simples leitura de seu nível. Para se obter a curva chave de uma seção é necessária a mediação direta da Vazão por diversas vezes, em diferentes níveis de água. Para isso faz-se a medição em diferentes épocas do ano, obtendo-se pontos para períodos de cheias e de estiagens. Periodicamente ou após eventos extremos deve-se proceder a uma medição da vazão para a manutenção da curva. Isso se deve em função da possibilidade de alteração nas condições de escoamento na seção. A curva chave também pode sofrer interferência em função da conformação das margens, razão pela qual se deve ser criterioso para a escolha da seção de medição. Em regiões de pouca estabilidade como próximo à foz do rio ou alagados pode-se ter curvas instáveis cuja utilização exige maiores cuidados.
Correlação entre a cota e o nível de água que está passando – para saber o nível é necessário saber a vazão; o nível de água (NA)muda no período de chuva; leituras hidrométricas – 7 a 17 horas.
HIDROGRAMA UNITÁRIO (HU) – É um dos diversos métodos de modelagem da vazão em função da precipitação . O HU possibilita a eliminação de diversas variáveis neste sistema, criando uma constante para a aplicação em eventos pluviométricos com base em um determinado evento ocorrido e medido. 
Para isso, adota-se a distribuição das chuvas como uniformes e de intensidade constante em toda a bacia considerando-se três leis básicas:
Para uma determinada bacia, o tempo de duração do escoamento superficial é constante para chuvas de igual duração; não importa o volume de água;
Duas chuvas de igual duração, produzindo volumes de diferentes de escoamento superficial dão lugar a fluxogramas, em geral, as ordenadas em tempos correspondentes são proporcionais aos volumes totais escoados;
A distribuição no tempo do escoamento superficial de determinada precipitação independe da precipitação anterior.
FIGURA E TABELAS