Aula 1 Hidrografia

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UBM/BIOLOGIA /MANEJO E CONSERVAÇÃO DE ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS – Aula 1
Prof. Leonardo Carreiro
CICLO HIDROLÓGICO
Bacia Hidrográfica
É uma área delimitada geograficamente pelos divisores de água sendo drenada para o mesmo curso de água tal que toda vazão seja descarregada através de uma simples saída.
A precipitação é entendida em hidrologia como toda água proveniente do meio atmosférico que atinge a superfície terrestre. Neblina, chuva, granizo, orvalho, geada e neve são formas diferentes de precipitações.
FATORES INTERVENIENTES
Condições atmosféricas.
Temperatura.
Pressão.
Umidade.
Vento.
Condições da superfície.
Relevo. 
MECANISMOS DE FORMAÇÃO
O ar úmido das camadas baixas da atmosfera é aquecido por condução, torna-se mais leve que o ar das vizinhanças e sofre uma ascensão adiabática.
O vapor d’água contido na atmosfera condensa, formando minúsculas gotas de água que crescem de tamanho e peso precipitando-se sobre a superfície terrestre nos seus diversos estados. 
CLASSIFICAÇÃO
Frontais ou ciclônicas
Orográficas
Convectivas
FRONTAIS OU CICLÔNICAS
Ocorrem ao longo da linha de descontinuidade, separando duas massas de ar de características diferentes. São chuvas de grande duração
OROGRÁFICAS
Ocorrem quando o ar é forçado a transpor barreiras de montanhas.
CONVECTIVAS
São provocadas pela ascensão de ar devido às diferenças de temperatura na camada vizinha da atmosfera.
MEDIDAS PLUVIOMÉTRICAS
Altura Pluviométrica (h): é dada pela altura que a água atingiria se ela se mantivesse no local da precipitação sem evaporar, escoar ou infiltrar (mm).
Duração (t): intervalo de tempo decorrido entre o instante em que se inicia a precipitação e seu término (min, hs)
Intensidade (i): é a relação entre a altura pluviométrica (h) e a duração (t) da precipitação (mm/h ou mm/min).
Freqüência: expressa em termos do período de retorno (T), definido como o tempo médio em anos para que um evento seja igualado ou superado, e com o significado de que, para a mesma duração t, a intensidade i correspondente será provavelmente igualada ou superada apenas uma vez em T anos. 
Medidas Pluviométricas
Se expressa a quantidade de chuva pela altura de água caída e acumulada sobre uma superfície plana e impermeável. Ela é avaliada por meio de medidas executadas em pontos previamente escolhidos, utilizando-se aparelhos denominados pluviômetros que são receptáculos que registram a altura precipitada em determinado tempo. As medidas realizadas nos pluviômetros são periódicas, em geral em intervalos de 24 horas feiats normalmente no Brasil às 7 horas da manhã.
Previsão e medida de chuva em milímetros .
Cada milímetro de chuva fornece um litro de água por metro quadrado. 
Exemplificando:para um hectare (1,0 ha), cuja área é de dez mil metros quadrados (10.000 m²), apenas um milímetro (1,0 mm) de chuva fornece um litro de água (1,0L.) multiplicado por dez mil metros quadrados (10.000 m²) (1,0 L x 10.000 m²), o que é igual a 10 mil litros de água por hectare (10.000 L / ha).
 Ocorrendo uma chuva média em 24 horas de 30 milímetros (30,0mm), ela fornece 30 litros de água (30,0 L) multiplicados pela área do hectare, que é de 10 mil metros quadrados (10.000m²) (30,0L x 10.000m²), o que totaliza trezentos mil litros de água (300.000 L) por hectare.
Hectare (ha) significa 100 metros de comprimento multiplicados por 100 metros de largura, resultando na área de 10 mil metros quadrados (10.000m²).
As grandezas características das medidas pluviométricas são:
1- Altura Pluviométrica: medidas realizadas nos pluviômetros e expressas em milímetros. Significado: lâmina d’água que se formaria sobre o solo como resultado de certa precipitação, caso não houvesse escoamento, infiltração ou evaporação da água precipitada.
2- Intensidade de Precipitação: é a relação entre a altura pluviométrica e a duração da precipitação expressa em mm/h ou mm/min. Uma chuva de 1,0 mm/min corresponde a um acúmulo de de 1L /min afluindo em uma área de 1 m². 
3- Duração: período de tempo contado desde o início até o fim da precipitação, expresso geralmente em horas ou minutos. (Villela, 1975).
Pluviômetros
O s pluviômetros consiste em mum cilindro receptor de água com medidas padronizadas com um receptor adaptado ao topo. A base do receptor é formada por um funil com uma tela obturando sua abertura menor. A finalidade do receptor é evitar a evaporação através da diminuição da superfície de exposição à água coletada. O objetivo da colocação da tela é evitar a queda de resíduos que provocaria erro de leitura.
Pluvigramas
Os gráficos produzidos pelos dados são chamados de pluviogramas. Esses são gráficos nos quais a abscissa corresponde às horas do dia e a ordenada corresponde à altura de precipitação acumulada até aquele instante. Deste modo, ainclinaçãodo gráfico em relação ao eixo das abcissas fornece a intensidade da precipitação. 
Ietogramas.
Os ietogramas são gráfica de barras cuja abscissa representa à escala do tempo e a ordenada a altura de precipitação. A leitura de um ietogarma é feita da seguinte forma: a altura de precipitação corresponde à cada barra é a precipitação total que ocorreu durante aquele intervalo de tempo.
Precipitação média sobre uma Bacia
A altura média de precipitação em uma área específica é necessária em muitos tipos de problemas hidrológicos, notadamente na determinação do balanço hídrico de uma bacia hidrográfica, cujo estudo pode ser feito com base em temporal isolado, ou com totais de uma estação do ano, ou ainda com base em totais anuais.
Existem três métodos para esta determinação: o método da Média Aritmética, o método de Thiessene o método das Isoietas. (Villela, 1975).
Método da Média Aritmética
O método da média aritmética é o método mais simples de determinação da precipitação média. Ele envolve a média das alturas de precipitação registradas em vários pluviômetros. Este método é satisfatório se os postos são uniformemente distribuídos sobre a bacia e a altura medida nos diversos postos não variar muito em relação à média.
Método de Thiessen
Se alguns postos são considerados mais representativos para a área em questão, em, então, pesos relativos devem ser atribuídos aos postos na computação da precipitação média. O método de Thiessen assume que em qualquer ponto da bacia a precipitação é igual à medida no posto mais próximo. Desta maneira o registro da altura em um dado posto é aplicado em outros pontos, desde que estes estejam até a meia distância a outro posto (em qualquer direção). Os pesos relativos para cada posto são determinados pelas respectivas áreas, calculadas pela aplicação do método dos Polígonos de Thiessen, onde as fronteiras dos polígonos são formadas pelas mediatrizes das linhas que unem dois pontos adjacentes. Se há j postos, a área dentro da bacia designada para cada um é Aj e PJ é a precipitação registrada no j enésimo posto, a precipitação média para a bacia é:
O método de Thiessen é geralmente mais preciso que o método da média aritmética , mas ele não é flexível, uma vez que um novo traçado dos polígonos deve ser construído toda vez que há uma mudança nos postos de trabalho, tal como a perda de dados de um posto em um certo período. Outra falha do método é que ele não considera diretamente as influências orográficas nas chuvas ou variações de distribuição espaciais de intensidade de uma chuva.
Método das Isoietas
O método das Isoietas supera algumas destas dificuldades pela construção de isoietas utilizando a alturas das chuvas observadas nos postos e valores interpolados entre pontos adjacentes. Quando há uma densa rede de postos de medição os mapa de isoietas podem ser construídos usando programas computacionais para automatizar o controle. Uma vez que o mapa de isoietas é construído, aárea Aj entre cada par de isoietas, dentro da bacia, é medida e multiplicada pela média Pj das alturas de precipitação representadas pelas isoietas fronteiras desta área. Assim , a precipitação média pode ser calculada pela fórmula anterior .
O método das isoietas é bastanteflexível e é desejável uma densa rede de postos.
Climograma de Volta Redonda
Climograma: associação de gráfico de precipitações e de médias de temperaturas. 
Precipitações médias sobre uma bacia hidrográfica
Para calcular a precipitação média de uma superfície qualquer, é necessário utilizar as observações dos postos dentro dessa superfície e nas suas vizinhanças.
Existem três métodos para o cálculo da chuva média: método da Média Aritmética, método de Thiessen e método das Isoietas.
Polígonos de Thiessen são áreas de “domínio” de um posto pluviométrico. Considera-se que no interior dessas áreas a altura pluviométrica é a mesma do respectivo posto.
Métodos dos Polígonos de Thiessen
1º. Dois postos adjacentes são ligados por um segmento de reta; 
2º. Traça-se a mediatriz deste segmento de reta. Esta mediatriz divide para um lado e para outro, as regiões de “domínio”. 
Traçado da mediatriz
3º. Este procedimento é realizado, inicialmente, para um posto qualquer (ex.: posto B), ligando-o aos adjacentes. Define-se, desta forma, o polígono daquele posto.
Definição do polígono de área
4º. Repete-se o mesmo procedimento para todos os postos.
5º. Desconsidera-se as áreas dos polígonos que estão fora da bacia.
Métodos dos Polígonos de Thiessen 
6º. A precipitação média na bacia é calculada pela expressão:
ondeP= é a precipitação média na bacia (mm);
			Pi= é a precipitação no posto i (mm);
			Ai= é a área do respectivo polígono, dentro da bacia (km²);
			A= é a área total da bacia.
Cálculo das áreas dos polígonos de Thiessen
Para cada estação Ei, o programa calcula um polígono auxiliar Qi ligando, no sentido anti-horário, os ortocentros das triangulações associadas à estação Ei. Qi será um polígono fechado quando Ei for uma estação interna, como a estação 2. Se Ei for um estação de fronteira (0, 1, 3, 4 e 5) Qi deverá ser fechado, conforme a metodologia:
Arbitra-se um retângulo auxiliar, tal que contenha a bacia e todas as estações no seu interior.
Traça-se um segmento de reta do ortocentro da primeira triangulação, na direção perpendicular ao lado de fronteira, no sentido de dentro para fora, até interceptar o retângulo auxiliar.
Traça-se um segmento de reta do ortocentro da última triangulação, na direção perpendicular ao lado de fronteira, no sentido de dentro para fora, até interceptar o retângulo auxiliar.
Acrescenta-se a interseção encontrada em (II); percorre-se o retângulo auxiliar no sentido anti-horário, acrescentando-se os seus vértices, até chegar a interseção encontrada em (III), que  também deve ser acrescentada.
Medida e Estimativa da Evaporação e Evapotranspiração
Medida: Através de aparelhos de medição direta (evaporímetros ou tanques) ou pelo uso de registradores (evaporígrafos).
Estimativa: Através de fórmulas empíricas ou baseadas na física da atmosfera estabelecidas com o objetivo de uma melhor aproximação das condições reais.
Método de Thornthwaite. (a ver).
Referência: UFCG /HIDROLOGIA APLICADA/CARLOS DE OLIVEIRA GALVÃO
A
P
A
P
n
i
i
i
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=
=
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