Precipitação: Tipos, Importância e Métodos de Cálculo

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Sarah Valente Tavares Ceatec – Engenharia Civil 
 
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Precipitação 
 É entendida em hidrologia como toda água proveniente 
do meio atmosférico que atinge a superfície terrestre 
 Formas diferentes de precipitações: neblina, chuva, 
granizo, orvalho, geada e neve 
 O que diferencia essas formas de precipitações é o 
estado em que a água se encontra 
IMPORTÂNCIA 
 O fenômeno da precipitação é o elemento alimentador 
da fase terrestre do ciclo hidrológico e constitui, 
portanto, fator importante para os processos de 
escoamento superficial direto, infiltração, evaporação, 
transpiração, recarga de aquíferos, vazão básica dos 
rios e outros 
 
TIPOS DE CHUVAS 
 Convectivas 
 Frontais ou ciclônicas 
 Orográficas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONVECTIVAS 
 Típicas de países tropicais 
 Essas chuvas são provocadas pela ascensão 
brusca de ar devido ao forte aquecimento da 
superfície e às diferenças de temperatura na 
camada próxima da atmosfera 
 Grande intensidade 
 Curta duração 
 Abrange pequenas áreas 
 
FRONTAIS OU CICLÔNICAS 
 O ar mais quente e úmido é violentamente 
impulsionado para cima, resultando no seu 
resfriamento e na condensação do vapor de 
água 
 Longa duração 
 Grande área 
 Baixa ou média intensidade 
 
 
 
 
 
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OROGRÁFICAS 
 Ventos quentes e úmidos, soprando do oceano para o 
continente, encontram uma barreira montanhosa, 
elevam – se e se resfriam havendo condensação 
 São chuvas de pequena a média intensidade 
 Grande duração 
 Cobrem grandes áreas 
 
CARACTERÍSTICAS AVALIADAS EM 
PRECIPITAÇÕES 
 Quantidade 
 Duração 
 Distribuição temporal 
 Distribuição espacial 
ALTURA PLUVIOMÉTRICA 
 É a espessura média da lâmina de água precipitada que 
recobriria a região atingida pela precipitação admitindo 
– se que essa água não infiltrasse, não evaporasse, 
nem escoasse 
 A unidade de medição habitual é o milímetro de chuva: 
quantidade de precipitação correspondente ao volume 
de 1 litro por metro quadrado de superfície 
PERÍODO DE RETORNO 
 A precipitação é um fenômeno de tipo aleatório 
 Na análise de alturas pluviométricas ou intensidades 
máximas, o Período de Retorno (T) é interpretado 
como o número médio de anos durante o qual espera 
– se que a precipitação analisada seja igualada ou 
superada 
 
PLUVIÔMETRO 
 Aparelho destinado a medir a altura da chuva 
precipitada 
 
 
 É basicamente um recipiente que permite a 
captação de água sem interferências e não 
permite sua evaporação 
 
 
 
 
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PLUVIÓGRAFO 
 Aparelho destinado a medir a intensidade e altura da 
chuva precipitada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PLUVIOGRAMA 
 
DISTRIBUIÇÃO DE CHUVA NO TEMPO 
 
 
 
 
 
 
 
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PRECIPITAÇÃO MÉDIA SOBRE UMA ÁREA 
 Até agora foi visto como se analisam os dados colhidos 
em um ponto isolado (estação pluviométrica), e a 
princípio, esses dados somente são válidos para uma 
área pequena ao redor do aparelho 
 Para se calcular a precipitação média em uma superfície 
qualquer, é necessário utilizar os dados das estações 
localizadas dentro dessa superfície e das áreas vizinhas 
 Há três métodos de cálculo: 
 Média aritmética 
 Método de Thiessen 
 Método das isoietas 
 
MÉDIA ARITMÉTICA 
 Consiste em determinar a média aritmética das 
precipitações medidas nas estações existentes na área 
considerada 
 A “American Society of Civil Engineers” (ASCE) 
recomenda que se use esse método apenas para 
bacias menores que 5000 km², se as estações forem 
distribuídas uniformemente 
 Segundo Garcez e Alvarez, (1999), esse método deve 
ser aplicado somente quando a variação das 
precipitações entre as estações for muito reduzida e a 
distribuição das estações de medida for uniforme 
 O método deve ser aplicado quando: 
 
 
 
MÉTODO DE THIESSEN 
 Este método dá bons resultados quando o 
terreno não é muito acidentado 
 Consiste em dar pesos aos totais precipitados, 
em cada aparelho, proporcionais à área de 
influência de cada um, que é determinada da 
seguinte maneira: 
 1 – As estações adjacentes devem ser unidas por 
linhas retas formando triângulos 
 2 - Traçam – se perpendiculares a essas linhas 
a partir das distâncias médias entre as estações 
e obtêm – se polígonos limitados pela área da 
bacia 
 3 – A área Ai de cada polígono é o peso que 
se dará à precipitação registrada em cada 
aparelho (Pi) 
 4 – A média será dada por: 
 
 Polígonos de Thiessen: 
 Áreas de influência de cada um dos postos 
 
ai = fração da área da bacia sob influência do 
posto I 
Pi = precipitação do posto i 
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MÉTODO DAS ISOIETAS 
 Isoietas são linhas de mesma precipitação, que 
podem ser traçadas para um mesmo evento ou 
para uma mesma duração 
 Tem – se portanto, o mapa de chuva que se 
assemelha a um traçado de curva de nível de 
uma elevação 
 Apresentação em mapas 
 
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 Utiliza dados de postos pluviométricos 
 Interpolação 
 Isoietas  totais anuais, máximas anuais, médias 
mensais, médias do trimestre mais chuvoso 
 
 
 Isoietas anuais médias: retrata a variabilidade espacial 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ERROS NOS DADOS 
 Os dados coletados devem ser analisados antes da 
utilização 
 As causas mais comuns de erros são: 
 A – Erro na anotação do valor medido 
 B – Erro na leitura do aparelho 
 C – Valor estimado do observador, por não se 
encontrar no local no dia da amostragem 
 D – Obstrução próxima ao posto de observação (ex: 
crescimento da vegetação) 
 E – Danos no aparelho de medição 
PREENCHIMENTO DE FALHAS 
 Para se preparar os dados para o tratamento estatístico, 
primeiramente deve – se identificar as falhas 
 Após esta análise as séries poderão apresentar lacunas 
que devem ser preenchidas 
 Método da Ponderação Regional: 
 Método simplificado para os preenchimentos de séries 
mensais ou anuais de precipitações através de uma 
ponderação com base nos dados de pelo menos três 
postos vizinhos, que devem ser de regiões hidrológicas 
semelhantes a do posto em estudo e ter uma série de 
dados de no mínimo 10 anos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ANÁLISE DE CONSISTÊNCIA DOS DADOS 
 Esse tipo de análise é utilizada para verificar a 
homogeneidade dos dados, isto é, se houve 
alguma anormalidade na estação pluviométrica, 
como: 
 Mudança de local 
 Condições do aparelho 
 Modificação no método de observação 
 Método de Dupla Massa: 
 O método consiste em selecionar os postos de 
uma região, acumular para cada um deles os 
valores mensais e plotar em um gráfico 
cartesiano da seguinte forma: 
 Ordenadas: valores acumulados 
correspondentes ao posto a consistir 
 Abscissas: valores médios das precipitações 
mensais acumuladas em vários pontos da 
região 
 
 Caso seja notado ponto de inflexão ou mudança 
na curva, ela deve ser atualizada com a seguinte 
expressão 
 
 
 
 
 
 
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 Mudança de declividade: erros sistemáticos, mudança 
nas condições de observação, alterações climáticas por 
causa de reservatórios 
 
 Retas paralelas: presença de anos extremos em uma 
das séries plotadas 
 Distribuição errática: regimes pluviométricos diferentes 
 
FREQUÊNCIA Número de vezes que um evento de ordem ‘m’ foi 
igualado ou superado em n amostras: 
 F = m / n, em que: 
 n: é o número de anos de observação da série 
analisada 
 m: é o número da ordem do evento 
 Frequência de precipitações intensas: 
 Precipitações são fenômenos que ocorrem com 
intensidade ao longo do tempo 
 A intensidade é expressa em mm/h 
 Em geral chuvas de grande duração tem intensidade 
reduzida 
 Chuvas de intensidade forte geralmente tem duração 
pequena 
 Quanto mais rara for a frequência mais intensa 
será a intensidade 
 
CURVAS I.D.F (INTENSIDADE – DURAÇÃO - 
FREQUÊNCIA 
 Curva que descreve a intensidade máxima 
média para um mesmo período de retorno, 
grafando – as contra as respectivas durações 
 Ajustando uma equação para essas diversas 
curvas pode – se obter as equações de chuva, 
bastante utilizadas em projetos de drenagem e 
estudos hidrológicos de pequenas bacias 
hidrográficas 
 
 
 Sendo: ‘a’, ‘b’, ‘m’ e ‘n’ parâmetros ajustáveis 
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CHUVA DIÁRIA X CHUVA DE 24H 
 24h / 1 dia? 
 Precipitação diária: valor compreendido entre 2 
horários de observação pluviométrica 
 O encarregado verifica o acumulado das 7 horas de 
ontem até as 7 horas de hoje 
 Precipitação de 24h: maior valor de chuva 
correspondente a um período consecutivo de 24 horas 
(não necessariamente coincidente a um período de 
observação)