Prévia do material em texto
Bacias Hidrográficas Dra. Talita Freitas Filgueira de Sá BACIAS HIDROGRÁFICAS Bacias hidrográficas são definidas como áreas nas quais a água escoa para um único ponto de saída, conhecido como seção de controle. IMPORTÂNCIA ESTUDO DAS BACIAS HIDROGRÁFICAS A resposta hidrológica de uma bacia hidrográfica é transformar uma entrada de volume concentrada no tempo (precipitação) em uma saída de água (escoamento) de forma mais distribuída no tempo. BACIAS HIDROGRAFICAS BRASILEIRAS BACIA AMAZÔNICA • Maior bacia hidrográfica do planeta. • Vertentes delimitadas pelos seguintes divisores de água: Cordilheira dos Andes, Planalto Central e Planalto das Guianas. • Afluentes do Amazonas que nascem nos planaltos das Guianas e Brasileiro possuem o maior potencial hidrelétrico disponível no Brasil. • Amazonas totalmente navegável. Bacia Amazônica 1. Rio Amazonas 2. Rio Solimões 3.Rio Negro 4. Rio Xingu 5. Rio Tapajós 6. Rio Jurema 7. Rio Madeira 8. Rio Purus 9. Rio Branco 10. Rio Juruá 11. Rio Trombetas 12. Rio Uatumã 13. Rio Mamoré Encontro dos rios Solimões e Negro BACIA DO SÃO FRANCISCO • Rio S. Francisco nasce na Serra da Canastra em MG, segue rumo sul-norte. • Transporta grande volume de água pela região semi- árida. • Contribuição histórica, pois permitiu a fixação de população ribeirinha e a criação de várias cidades. • Possibilidade de integrar as duas regiões mais populosas do país. • Potencial hídrico aproveitado para irrigar os solos férteis à sua margem. (Fruticultura) • Potencial hidrelétrico, explorado pelas usinas de Sobradinho (BA), Três Marias(MG), Paulo Afonso (AL) entre outras. Bacia Platina É constituída pelas sub-bacias dos rios Paraná, Paraguai e Uruguai. 1. Rio Uruguai 2. Rio Paraguai 3. Rio Iguaçu 4. Rio Paraná 5. Rio Tietê 6. Rio Paranapanema 7. Rio Grande 8. Rio Parnaíba 9. Rio Taquari 10. Rio Sepotuba BACIA DO PARANÁ • Drena porção Centro-Sul do país. • Rio principal: PARANÁ que nasce da confluência entre o Paranaíba (MG/GO) e Grande (SP/MG). • Rio Paraná e seus afluentes da margem esquerda são rios de planalto. • Alto potencial hidrelétrico ( maior produtora hidrelétrica) • Navegabilidade é muito pequena devido à topografia. Bacia do Tocantins-Araguaia 1. Rio Araguaia 2. Rio Tocantins Bacia do Atlântico Sul O Brasil possui ao longo de seu litoral três conjuntos de bacias secundárias denominadas bacias do Atlântico Sul, divididas em três trechos: Norte-Nordeste, Leste e Sudeste. Estes trechos não possuem ligação entre si, foram agrupados por possuírem rios que correm próximo ao litoral e deságuam no Oceano Atlântico. 1. Oiapoque 2. Gurupi 3. Parnaíba 4. Jequitinhonha 5. Doce Bacia do Atlântico Sul - trechos sudeste e sul A bacia do Atlântico Sul, nos seus trechos sudeste e sul, é composta por rios da importância do Jacuí, Itajaí e Ribeira do Iguape, entre outros. Os mesmos possuem importância regional, pela participação em atividades como transporte hidroviário, abastecimento d'água e geração de energia elétrica. FOZ DO RIO PARNAÍBA DELTA DO PARAÍBA DO SUL Foz do Rio São Francisco/Estuário Foz do Rio Amazonas/Delta De modo geral, uma Bacia Hidrográfica pode ser melhor caracterizada, analisando-se seu perfil topográfico. BACIAS HIDROGRÁFICAS - COMPONENTES BACIAS HIDROGRÁFICAS - COMPONENTES • Nascente: área onde os olhos d'água dão origem a um curso fluvial. Não se deve pensar que a nascente seja um lugar bem definido. Por vezes ela constitui uma verdadeira área. Também denominadas de: cabeceira, fonte, minadouro, mina, lacrimal, pantanal, manancial, etc. • Sub-afluente - rio de pequeno curso que escoa suas águas num afluente ou tributário de um grande rio. • Afluente - curso d'água, cujo volume ou descarga contribui para aumentar outro no qual desemboca. Chama-se ainda de afluente o curso d'água que escoa num lago ou numa lagoa. BACIAS HIDROGRÁFICAS - COMPONENTES • Curso superior: parte do curso de um rio que está mais próxima de sua nascente, e onde pode predominar a erosão (desgaste) vertical. • Curso médio: trecho intermediário do curso de um rio, onde se destaca a ação de transporte. • Curso inferior: parte final do curso de um rio onde se pode verificar o fenômeno do aluvionamento. BACIAS HIDROGRÁFICAS - COMPONENTES • Foz ou desembocadura: descarga de um rio dentro do mar, lago, lagoa, ou mesmo num outro rio. A forma da foz pode ser em dois tipos: estuário formada por um longo canal; delta se verifica o aparecimento de uma série de ilhas, braços e canais, ex.: o delta do Nilo, Mississipi, Pamaíba, etc. • Margem: terras emersas ou firmes junto às águas de um rio, lago ou lagoa. O observador de costas para montante, isto é, a nascente, terá do seu lado direito a margem direita e do lado oposto, a margem esquerda. BACIAS HIDROGRÁFICAS - COMPONENTES • Confluência ou junção: local em que um rio se lança no outro. • Curso: canal de escoamento que se estende desde a nascente até a foz. • Débito ou vazão: quantidade de água que um rio escoa em um ponto qualquer de seu curso. BACIAS HIDROGRÁFICAS - COMPONENTES • Meandro: curva no traçado do rio. Os meandros são largos e semelhantes entre si e resultam da corrente, que escava a parte côncava da margem, zona de maior velocidade da água, e deposita no lado convexo da margem. FLUXO DE ÁGUA BACIAS HIDROGRÁFICAS - COMPONENTES • Interflúvio: divisor de água ou linha de crista: corresponde às partes mais elevadas do relevo, que separam duas vertentes, drenando as águas para bacias diferentes. • Vertentes: laterais dos vales fluviais, desde a margem até o interflúvio. • Margem: terras emersas ou firmes junto às águas de um rio, lago ou lagoa. FLUXO DE ÁGUA BACIAS HIDROGRÁFICAS - COMPONENTES • Leito: trecho recoberto pelas águas ao se escoarem, sendo sua largura variável,conforme a quantidade de água existente no canal fluvial. • Talvegue: linha de maior profundidade no leito fluvial. Resulta da intersecção dos planos das vertentes com dois sistemas de declives convergentes. • Vale: parte que se estende de um interflúvio a outro, abrangendo o talvegue, o leito, as margens e as vertentes. FLUXO DE ÁGUA ELEMENTOS IMPORTANTES PARA AS BACIAS Cobertura vegetal e classe de solos são ambas fundamentais para caracterização do ambiente e controlam a dinâmica da água dentro da bacia hidrográfica. CLASSIFICAÇÃO DAS BACIAS Bacias Experimentais Bacias Representativas Pequenas Bacias Bacias Elementares Pequenas Bacias O conceito de pequenas bacias é controverso. Não está somente associado ao tamanho (área) das mesmas, mas ao objetivo dos estudos que serão desenvolvidos. Algumas propriedades são importantes para se definir uma bacia hidrográfica como pequena: - uniformidade da distribuição da precipitação em toda a área da bacia; -uniformidade da distribuição da precipitação no tempo; - o tempo de duração da chuva geralmente excede o tempo de concentração da bacia; - a geração de escoamento e produção de sedimentos ocorrem em grande parte nas vertentes da bacia e, o armazenamento e o fluxo concentrados nos cursos d’água não são significativos. Bacias Representativas O principal objetivo de bacias representativas instrumentadas é produzir informações hidrológicas e meteorológicas para toda uma região homogênea a que pertencem. Enfim, bacias representativas instrumentadas têm como objetivos científicos: - avaliação detalhada dos processos físicos, químicos e biológicos do ciclo hidrológico, necessitando-se de longas séries históricas e mínima alteração do meio; - calibração de modelos hidrológicos para simulação do comportamento da bacia, associado ao escoamento superficial, água no solo e evapotranspiração da região homogênea, que a bacia representa; -simular os efeitos de mudanças naturais de aspectos fisiográficos no ciclo hidrológico. Bacias Experimentais São bacias hidrográficas que visam basicamente a estudos científicos dos componentes dociclo hidrológico e eventuais influências nos componentes deste. Assim, pode-se produzir alterações intencionais nas características de uso do solo e vegetação na bacia. Normalmente, por constituírem-se em áreas destinadas estritamente a pesquisa, o tamanho destas bacias não ultrapassa 4 km2, sendo, portanto, de pequenas dimensões. Normalmente, busca-se um estudo comparativo dos efeitos de manejos, portanto, é necessário que haja mais de uma bacia monitorada. Bacias Elementares Seguintes considerações: - uniformidade em toda área dos eventos pluviométricos; - características de vegetação e pedologia semelhantes em toda a bacia; -controle sobre a entrada de sedimentos provenientes de outras áreas; - identificação rápida e precisa de mudanças no horizonte superficial dos solos que constituem as bacias; - não haja efeitos significativos da concentração de água e sedimentos nas calhas dos cursos d’água, quando comparada à produção destes nas vertentes. São bacias de pequena ordem, constituindo-se na menor unidade geomorfológica onde ocorre, de maneira completa, o ciclo hidrológico. Apresentam áreas inferiores a 5 km2. DIVISORES FREÁTICO SUPERFICIAL Classificação: DIVISOR SUPERFICIAL (TOPOGRÁFICO)SUPERFICIAL DIVISOR FREÁTICO (SUBTERRÂNEO) O subterrâneo só é utilizado em estudos mais complexos de hidrologia subterrânea e estabelece, portanto, os limites dos reservatórios de água subterrânea de onde é derivado o deflúvio básico da bacia. Na prática, assume-se por facilidade que o superficial também é o subterrâneo. FREÁTICO Características físicas 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). Identificar para onde escoa a água sobre o relevo usando como base as curvas de nível. Características físicas de uma bacia hidrográfica • ÁREA DE DRENAGEM É a área plana (projeção horizontal) inclusa entre os seus divisores topográficos. A área de uma bacia é o elemento básico para o cálculo das outras características físicas. Características físicas de uma bacia hidrográfica • FORMA DA BACIA É uma das características da bacia mais difíceis de serem expressas em termos quantitativos. Ela tem efeito sobre o comportamento hidrológico da bacia, como por exemplo, no tempo de concentração (Tc). Tc é definido como sendo o tempo, a partir do início da precipitação, necessário para que toda a bacia contribua com a vazão na seção de controle. Características físicas de uma bacia hidrográfica • FORMA DA BACIA Características físicas de uma bacia hidrográfica • FORMA DA BACIA Existem vários índices utilizados para se determinar a forma das bacias, procurando relacioná-las com formas geométricas conhecidas: a) coeficiente de compacidade (Kc): é a relação entre o perímetro da bacia e o perímetro de um círculo de mesma área que a bacia. Características físicas de uma bacia hidrográfica • FORMA DA BACIA . O Kc é sempre um valor > 1 (se fosse 1 a bacia seria um círculo perfeito). Quanto menor o Kc (mais próximo da unidade), mais circular é a bacia, menor o Tc e maior a tendência de haver picos de enchente. -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 não sujeita a grandes enchentes. Características físicas de uma bacia hidrográfica • FORMA DA BACIA b) fator de forma (Kf): é a razão entre a largura média da bacia (L ) e o comprimento do eixo da bacia (L) (da foz ao ponto mais longínquo da área). Quanto menor o Kf, mais comprida é a bacia e portanto, menos sujeita a picos de enchente, pois o Tc é maior e, além disso, fica difícil uma mesma chuva intensa abranger toda a bacia. Características físicas de uma bacia hidrográfica • FORMA DA BACIA - 1,00 – 0,75 - sujeito a enchentes; - 0,75 – 0,50 - tendência mediana; -< 0,50 - não sujeito a enchentes. Características físicas de uma bacia hidrográfica • SISTEMA DE DRENAGEM O sistema de drenagem de uma bacia é constituído pelo rio principal e seus tributários. O estudo das ramificações e do desenvolvimento do sistema é importante, pois ele indica a maior ou menor velocidade com que a água deixa a bacia hidrográfica. Área de captação natural das precipitações, que faz convergir os escoamentos para um único ponto de saída: o exutório. Características físicas de uma bacia hidrográfica • SISTEMA DE DRENAGEM O padrão de drenagem de uma bacia depende da estrutura geológica do local, tipo de solo, topografia e clima. Características físicas de uma bacia hidrográfica • SISTEMA DE DRENAGEM a) Ordem dos cursos d’água e razão de bifurcação (Rb): 1) os cursos primários recebem o numero 1; 2) a união de 2 de mesma ordem dá origem a um curso de ordem superior; 3) a união de 2 de ordem diferente faz com que prevaleça a ordem do maior. Características físicas de uma bacia hidrográfica • SISTEMA DE DRENAGEM b) densidade de drenagem (Dd): é uma boa indicação do grau de desenvolvimento de um sistema de drenagem. Expressa a relação entre o comprimento total dos cursos d’água (sejam eles efêmeros, intermitentes ou perenes) de uma bacia e a sua área total. Para avaliar Dd, deve-se marcar em fotografias aéreas, toda a rede de drenagem. Características físicas de uma bacia hidrográfica Características físicas de uma bacia hidrográfica Características físicas de uma bacia hidrográfica • CARACTERÍSTICAS DO RELEVO DA BACIA O relevo de uma bacia hidrográfica tem grande influência sobre os fatores meteorológicos e hidrológicos, pois a velocidade do escoamento superficial é determinada pela declividade do terreno, enquanto que a temperatura, a precipitação e a evaporação são funções da altitude da bacia. Características físicas de uma bacia hidrográfica • CARACTERÍSTICAS DO RELEVO DA BACIA a) declividade da bacia: quanto maior a declividade de um terreno, maior a velocidade de escoamento. ESCOAMENTO • Define-se como o movimento das águas na superfície do solo, na interface entre a superfície e o interior do solo e no lençol subterrâneo; • Os escoamentos são governados fundamentalmente pela ação da gravidade; ESCOAMENTO CICLOS DO ESCOAMENTO 1ª Fase Período de estiagem vegetação e solo com pouca umidade; Início da precipitação boa parte da água é interceptada pela vegetação e a chuva que chega ao chão é infiltrada no solo; Vegetação parte de água que fica retida é evaporada. ESCOAMENTO CICLOS DO ESCOAMENTO 2ª Fase Continuidade da precipitação a capacidade de retenção da vegetação é esgotada, e a água cai sobre o solo; Capacidade de infiltração uma parte da água infiltra no solo e depois do solo saturado, inicia-se o processo de esc. superficial; Água infiltrada no solo começa a percolar na direção dos aqüíferos subterrâneos. ESCOAMENTO CICLOS DO ESCOAMENTO 3ª Fase Precipitação acaba o escoamento superficial diminui podendo chegar a cessar, a evaporação e a infiltração continuam a retirar água da vegetação e das poças na superfície do solo; Qs Qss Qb Seção do rio Seção AA Seção do Riacho Q = Qs + Qss + Qb Qs = escoamento superficial, Qss = escoamento sub-superficial Qb = escoamento de base (ou subterrâneo) A A Seção AA Rede de Drenagem ESCOAMENTO TIPOS DE ESCOAMENTO Fluxo por excesso de infiltração Mecanismo de Horton Fluxo por excesso de saturação Mecanismo de Dunne ESCOAMENTO TIPOS DE ESCOAMENTO Escoamento Superficial O escoamento superficial é de grande importância pois vai definir: O volume escoado A vazão de enchente (cheia máxima) Qs Seção AA ESCOAMENTO Escoamento Sub-superficial O escoamento sub-superficial é de grande importância para: A umidade da zona radicular; O processo de percolação de água para o lençol. O primeiro está interligado com o processo de evapotranspiração, enquanto o segundovai influir na recarga do lençol subterrâneo. Qss Seção AA ESCOAMENTO Escoamento de Base O escoamento de base é de grande importância para: O armazenamento subterrâneo Integração do aquífero com o rio Qb Seção AA ESCOAMENTO Características físicas de uma bacia hidrográfica • CARACTERÍSTICAS DO RELEVO DA BACIA b) curva hipsométrica: é definida como sendo a representação gráfica do relevo médio de uma bacia. Representa o estudo da variação da elevação dos vários terrenos da bacia com referência ao nível médio do mar. Características físicas de uma bacia hidrográfica • CARACTERÍSTICAS DO RELEVO DA BACIA c) Perfil longitudinal do curso d água: pelo fato da velocidade de escoamento de um rio depender da declividade dos canais fluviais, conhecer a declividade de um curso d’água constitui um parâmetro de importância no estudo de escoamento (quanto maior a declividade maior será a velocidade). Características físicas de uma bacia hidrográfica • CARACTERISTICAS GEOLÓGICAS DA BACIA Tem relação direta com a infiltração, armazenamento da água no solo e com a suscetibilidade de erosão dos solos. A existência de terrenos quase, ou totalmente, impermeáveis, impede a infiltração facilitando o escoamento superficial e originando cheias de crescimento repentino. Já os permeáveis ocasionam o retardamento do escoamento devido à infiltração, amortecendo as cheias. Características físicas de uma bacia hidrográfica • CARACTERISTICAS GEOLÓGICAS DA BACIA Bacia Impermeável - ao receber uma certa precipitação, dá origem a um escoamento superficial com elevada ponta; Bacia Permeável - dá origem a um escoamento superficial de forma achatada e cuja ponta máxima é bastante retardada em relação ao início da precipitação. Características físicas de uma bacia hidrográfica • CARACTERÍSTICAS AGRO-CLIMÁTICAS DA BACIA São caracterizadas principalmente pelo tipo de precipitação e pela cobertura vegetal. Redução da quantidade de matéria orgânica no solo Porosidade diminui Capacidade de infiltração diminui Raízes mais superficiais: Consumo de água das plantas diminui http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/FontesHTML/Eucalipto/CultivodoEucalipto/imagens/12_4_figura1.jpg&imgrefurl=http://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/FontesHTML/Eucalipto/CultivodoEucalipto/03_04_sistema_de_irrigacao.htm&h=292&w=431&sz=13&hl=pt-BR&start=3&tbnid=kHiTDsBok_VT6M:&tbnh=85&tbnw=126&prev=/images?q=tipos+de+irriga%C3%A7%C3%A3o&gbv=2&svnum=10&hl=pt-BR&sa=G http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.agroanalysis.com.br/images/materias/26.jpg&imgrefurl=http://www.agroanalysis.com.br/index.php?area=sustentabilidade&mat_id=26&page=2&h=226&w=278&sz=82&hl=pt-BR&start=60&tbnid=fQolRrFXto5clM:&tbnh=93&tbnw=114&prev=/images?q=pecu%C3%A1rio&start=54&gbv=2&ndsp=18&svnum=10&hl=pt-BR&sa=N http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.iac.sp.gov.br/QuemSomos/OIAC h2.jpg&imgrefurl=http://www.iac.sp.gov.br/QuemSomos/OIAC.asp&h=371&w=529&sz=35&hl=pt-BR&start=17&tbnid=oFWh6iYEFnsywM:&tbnh=93&tbnw=132&prev=/images?q=tipos+de+irriga%C3%A7%C3%A3o&gbv=2&svnum=10&hl=pt-BR&sa=G BACIAS HIDROGRÁFICAS DE RONDÔNIA • Perenes = Mantém suas águas durante todo o ano • Intermitentes = Secam durante o período de escassez de chuva • Planaltos = mantém seu curso na região de planalto • Planícies = mantém seu curso na região de planícies CLASSIFICAÇÃO DOS RIOS • Tectônicos: deslocamentos ou fendilhamentos de camadas da superfície terrestre. Ex.: Lagos de Tanganica e Alberto, África, e Baical, ex-URSS. • Vulcânicos: lagos que ocupam o interior de crateras vulcânicas extintas. Não possuem afluentes e tem regimes pluviais. Ex.: Crater Lake, Oregon, EUA. • Erosão: acumulação de materiais transportados pelas águas correntes ou pelas geleiras nas depressões do relevo. Ex.: Alpes e Cordilheira dos Andes. • Barragem: resulta da acumulação de materiais detríticos transportados pelo mar e pelas geleiras. Ex.: foz do Amazonas, delta do Mississipi, Lagoa dos Patos (RS), Lago Constança, fronteira da Alemanha com a Suíça. ORIGEM DOS LAGOS EXERCÍCIOS • O que significa um fator de forma ? • Como a declividade influencia na resposta da bacia a enchentes ? • Como o fator de forma ( Kf) e o Coeficiente de compacidade (Kc) podem traduzir o comportamento de uma bacia hidrográfica?