Hidrologia - Aula 04 - Precipitação

Prévia do material em texto

3/12/2019
1
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
HIDROLOGIA
Aula 04: Precipitação
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
Precipitação
Água proveniente do vapor d’água acumulado 
na atmosfera.
Exemplo: chuva, granizo, orvalho, neblina, neve 
ou geada.
3/12/2019
2
AULA 04: Precipitação
Hidrologia Precipitação
A chuva receberá maior destaque, pois:
- Facilidade de medição da chuva;
- Forma mais comum de precipitação no Brasil.
AULA 04: Precipitação
Hidrologia Precipitação
P – precipitação em mm;
V – volume recolhido, L;
A – área de captação, m2; 
3/12/2019
3
AULA 04: Precipitação
Hidrologia Pluviógrafos 
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
Tipos e Formação das Precipitações
A formação das precipitações está relacionada 
à elevação das massas de ar, que pode ocorrer 
devido aos seguintes fatores:
a) Convecção térmica;
b) relevo;
c) Ação frontal de massas.
3/12/2019
4
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
Convecção térmica - Normal
Convecção térmica - Anormal
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
Para ocorrer uma precipitação é necessário que gotas
cresçam a partir dos núcleos, que pode ser gelo, poeira ou
outras partículas, até atingirem a massa suficiente para
vencer as forças de empuxo do ar e precipitarem.
3/12/2019
5
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
a) Frontais;
b) Orográficas;
c) Convectivas.
Tipos das Precipitações
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
São precipitações que ocorrem no encontro entre massas de
ar frio e quente.
Frontais
3/12/2019
6
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
Orográficas
Aquelas que ocorrem quando o ar é forçado a transpor
barreiras de montanhas.
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
Essa precipitação é resultante de ascensão mecânica, acontece quando uma corrente de ar
úmido horizontal é forçada a passar por uma barreira natural, tais como as montanhas.
As precipitações da Serra do Mar são exemplos típicos.
3/12/2019
7
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
Convectivas
São também conhecidas como chuvas de verão. Esse
fenômeno é provocado pelo aquecimento do ar com vapor
d’água e seu resfriamento repentino ao final do dia ou no
período da noite. Neste caso ocorrem as trovoadas e
tempestades. São caracterizadas por ventos fortes e intensas
precipitações por um curto período de tempo.
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
3/12/2019
8
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
Frontais
Orográficas
Intensidade: baixa a moderada
Duração: longa
Distribuição: homogênea
Convectiva
Intensidade: moderada a alta
Duração: curta
Distribuição: heterogênea
Esses dados são utilizados para cálculo de galerias pluviais, cálculo de bueiros.
Esses dados são utilizados para cálculo de obras hidroelétricas, controle de cheias e navegação.
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
Mede-se a quantidade de chuva que é precitada em uma
superfície plana e impermeável. Os equipamento são
denominados de pluviômetros ou pluviógrafos. São
instalados a 1,50 m do solo em áreas previamente
selecionadas.
Isoetas – curvas onde o índice pluviométrico é constante;
3/12/2019
9
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
Isoetas anuais (mm) – 1926 – 1963 – Estado do Paraná
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
Curva de diferenças 
totalizadas anuais em 
Curitiba
3/12/2019
10
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
Existem vários métodos para se determinar a precipitação média
em uma área. Os mais usuais são o Método da Média
Aritmética; Método de Thiessen e o Método das Isoietas, que
serão vistos a seguir.
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
Método da Média Aritmética
3/12/2019
11
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
AULA 04: Precipitação
Hidrologia Método dos Polígonos de Thiessen
15 km2
30 km2
40 km2
5 km2 10 km
2
3/12/2019
12
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
Tipos de precipatação Intensidade (mm/h)
Diâmetro médios 
das gotas (mm)
Velocidade de queda para os 
diâmetros médios (m/s)
Nevoeiro 0,25 0,2 -
Chuva leve 1 a 5 0,45 2
Chuva forte 15 a 20 1,5 5,5
Tempestade 100 3 8
Diâmetros e características de diferentes precipitações
3/12/2019
13
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
Exprimi-se a quantidade de chuva (h) pela altura de água
precipitada e acumulada sobre uma superfície plana e
impermeável. As medidas tem duração de 24 h feitas
normalmente às 07 horas da manhã.
Medidas Pluviométricas
a) Altura Pluviométrica – Medida em mm;
b) Intensidade de precipitação – Relação entre a altura
pluviométrica e a duração da precipitação, geralmente em
mm/h ou mm/min;
c) Duração – Período de tempo contato desde o início até o fim da
precipitação (h ou min)
AULA 04: Precipitação
Hidrologia Método das Isoietas
3/12/2019
14
AULA 04: Precipitação
Hidrologia Método das Isoietas
Isoietas – são linhas indicativas de mesma altura pluviométrica;
Espaçamento – O espaçamento entre as isoietas depende do
tipo estudo, podendo ser 5 em 5 mm, 10 em 10 mm, ou de 100
mm em 100 mm.
O traçado – depende da análise dos dados coletados pelo
pluviômetros e pluviógrafos.
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
3/12/2019
15
AULA 04: Precipitação
Hidrologia Exercício de Método das Isoietas
Isoieta 
(mm)
Área 
(km2)
142,2
127 33,67
101,6 199,43
76,2 300,44
50,8 507,64
25,4 499,87
15,2 80,29
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
Isoieta (mm) Área (km2) Precitação média Volume Precipitado
142,2
127 33,67 134,6 4531,982
101,6 199,43 114,3 22794,849
76,2 300,44 88,9 26709,116
50,8 507,64 63,5 32235,14
25,4 499,87 38,1 19045,047
15,2 80,29 20,3 1629,887
Total 1621,34 105316,134
P 64,95623
Exercício
3/12/2019
16
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
AULA 04: Precipitação
Hidrologia Análise de Chuvas Intensas
Intensidade;
Duração;
Freqüência; 
Distribuição
3/12/2019
17
AULA 04: Precipitação
Hidrologia Cálculo da Freqüência
AULA 04: Precipitação
Hidrologia Período de Retorno ( Tr - anos)
Tempo de recorrência
Período médio em que determinado evento deve ser igualado ou
superado pelo menos uma vez.
3/12/2019
18
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
AULA 04: Precipitação
Hidrologia Exemplo
Uma chuva com intensidade anual de 2000 mm, a probabilidade
dessa chuva ser igualada ou superada é de 5%.
O tempo de retorno:
– depende da análise dos dados coletados pelo pluviômetros e
pluviógrafos.
3/12/2019
19
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
Em média há uma expectativa de ocorrência da chuva ser
igualada ou excedida uma vez a cada 20 anos;
A probabilidade de ocorrer falha de 5%, ou seja, 95 % de chance
de isso ocorrer;
AULA 04: Precipitação
Hidrologia Freqüência de totais anuais
3/12/2019
20
AULA 04: Precipitação
Hidrologia Exercício 
A Tabela ao lado apresenta os totais
anuais precipitados
Em Curitiba no período de 1949 – 1963;
AULA 04: Precipitação
Hidrologia Desvio-Padrão 
3/12/2019
21
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
a)
Medidas Ano P (mm)
1 1949 1234
2 1950 1470
3 1951 1190
4 1952 1386
5 1953 1267
6 1954 1730
7 1955 1462
8 1956 1197
9 1957 2165
10 1958 1432
11 1959 1205
12 1960 1630
13 1961 1683
14 1962 1167
15 1963 1408
Média 1441,733
Desvio Padrão 271,7516
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
3/12/2019
22
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
b) Tempo de retorno de 100 anos
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
3/12/2019
23
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
AULA 04: Precipitação
Hidrologia
Intensidade – Duração – Freqüência
3/12/2019
24
AULA 04: Precipitação
Hidrologia