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Aula 4 - precipitação pdf

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Disciplina: Hidrologia Aplicada 
Aula 4 – Precipitação 
Precipitação – Conceito 
 “... A água proveniente do vapor d’água da atmosfera depositada na superfície 
terrestre de qualquer forma, como chuva, granizo, orvalho, neblina, neve ou geada.” 
(PINTO; et al., 1976). 
 Para nosso interesse = chuva = 
 bastante comum; 
 contribui para a vazão dos cursos d’água. 
 
Tipos de Precipitação 
 Movimento vertical das massas de ar = principal requisito na formação das 
precipitações; 
 Assim, as precipitações são classificadas de acordo com as condições que produzem 
o movimento vertical do ar: 
 precipitações orográficas; 
 precipitações convectivas; 
 precipitações ciclônicas (ou frontais). 
 
Orográfica 
 As precipitações orográficas resultam da ascensão mecânica de correntes de ar úmido 
horizontais sobre barreiras naturais, tais como montanhas; 
 Essas chuvas são de pequena intensidade, grande duração e cobrem pequenas 
áreas. 
Convectiva 
 São típicas das regiões tropicais; 
 O aquecimento desigual da superfície terrestre provoca o aparecimento de camadas 
de ar com densidades diferentes, o que gera uma estratificação térmica da atmosfera 
em equilíbrio instável; 
 Se esse equilíbrio, por qualquer motivo (vento, superaquecimento), for quebrado, 
provoca uma ascensão brusca e violenta do ar menos denso, capaz de atingir grandes 
altitudes. 
 As precipitações convectivas são de grande intensidade e curta duração, 
concentradas em pequenas áreas (chuvas de verão). São importantes para projetos 
em pequenas bacias. 
 
 
Ciclônicas 
 Estão associadas com o movimento de massas de ar de regiões de alta pressão para 
regiões de baixa pressão; 
 Encontro de massas de ar de características distintas (ar quente + ar frio); 
 Precipitação frontal – ascensão do ar quente sobre o ar frio; 
 As precipitações ciclônicas são de longa duração e apresentam intensidades de baixa 
a moderada, espalhando-se por grandes áreas. Por isso são importantes, 
principalmente no desenvolvimento e manejo de projetos em grandes bacias 
hidrográficas. 
 
Figura 1 – esboço das precipitações 
 
Medidas pluviométricas 
Grandezas 
 As grandezas que caracterizam uma chuva são altura, duração e intensidade 
(Bertoni e Tucci, 1993): 
 Altura pluviométrica (h): é a espessura média da lâmina d’água precipitada que 
recobriria a região atingida pela precipitação, admitindo-se que essa água não 
evaporasse, não infiltrasse, nem se escoasse para fora dos limites da região. 
Expressa em mm. 
 Duração (t): é o período de tempo durante o qual a chuva cai. As unidades 
normalmente são o minuto ou a hora. 
 Intensidade (i): é a precipitação por unidade de tempo, obtida como a relação i=h/t. 
Expressa-se, normalmente em mm/h 
Exemplo de intensidade 
 Total precipitado = 61 mm 
 Duração da chuva = 10 horas 
 Intensidade média = 6,1 mm/hora 
 Intensidade média do dia = 61/24 = 2,5 mm/hora 
 
Precipitação Média em bacias 
 A maioria dos problemas hidrológicos requer a determinação da altura de chuva 
ocorrida em uma bacia hidrográfica. Devido a precipitação, pela própria natureza do 
fenômeno, não ocorrer de modo uniforme sobre toda a bacia, é necessário calcular a 
altura média precipitada. 
 Existem três métodos para essa determinação: 
 o método aritmético, 
 o método de Thiessem e 
 o método das Isoietas 
 
Método aritmético 
 Média aritmética (método mais 
simples) 
• 66+50+44+40= 200 mm 
• 200/4 = 50 mm 
• Pmédia = 50 mm 
 
 
 
 
Método das Isoietas 
 Em vez de pontos isolados de precipitação, determinados pelos aparelhos, utilizam-
se as curvas de igual precipitação (isoietas), o traçado das curvas é simples e 
semelhante ao das curvas de nível. Como em mapa topográfico as linhas 
representam mesma altura, as isoietas representam igual precipitação (quantidade 
de chuva que cai, mm). 
50 mm
66 mm
44 mm
40 mm
42 mm
 
 
 
 
 
Método de Thiessen 
 Dois postos adjacentes são ligados por uma reta; 
 Em seguida traça-se mediatrizes, as quais formam polígonos; 
 Estes polígonos formam a área de influência de cada posto. 
 
 
 
Período de Retorno 
 O período de retorno (ou tempo de recorrência) de um evento é o tempo médio (em 
anos) em que esse evento é superado ou igualado pelo menos uma vez. É definido 
por: 
 Tr = 1/P 
 Se o período de retorno for bem inferior ao número de anos de observação, “Tr” 
poderá dar uma boa ideia do valor real de “P”. Entretanto, para grandes períodos de 
retorno, as observações deverão ser ajustadas a uma distribuição de probabilidades, 
de modo que o cálculo da probabilidade possa ser efetuado de modo mais correto. 
 
Períodos de Retorno usualmente adotados para obras de Engenharia 
 Microdrenagem urbana: 2 a 5 anos 
 Drenagem urbana: 5 a 25 anos 
 Pontes e bueiros com pouco trânsito: 10 a 100 anos 
 Pontes e bueiros com muito trânsito: 100 a 1000 anos 
 Grandes obras hidráulicas: 10.000 anos 
 
Chuvas intensas 
 As chuvas intensas são as causas das cheias e as cheias são causas de grandes 
prejuízos quando os rios transbordam e inundam casas, ruas, estradas, escolas, 
podendo destruir plantações, edifícios, pontes etc. e interrompendo o tráfego. 
 As cheias também podem trazer sérios prejuízos à saúde pública ao disseminar 
doenças de veiculação hídrica. 
 Por estes motivos existe o interesse pelo conhecimento detalhado de chuvas 
máximas no projeto de estruturas hidráulicas como bueiros, pontes, canais e 
vertedores. 
 O problema da análise de frequência de chuvas máximas é calcular a precipitação P 
que atinge uma área A em uma duração D com uma dada probabilidade de 
ocorrência em um ano qualquer. 
 A forma de relacionar quase todas estas variáveis é a curva de Intensidade – 
Duração – Frequência (curva IDF). 
 A curva IDF é obtida a partir da análise estatística de séries longas de dados de um 
pluviógrafo (mais de 15 anos, pelo menos). A metodologia de desenvolvimento da 
curva IDF baseia-se na seleção das maiores chuvas de uma duração escolhida (por 
exemplo 15 minutos) em cada ano da série de dados. 
 Com base nesta série de tamanho N (número de anos) é ajustada uma distribuição 
de frequências que melhor represente a distribuição dos valores observados. 
 O procedimento é repetido para diferentes durações de chuva (5 minutos; 10 
minutos; 1 hora; 12 horas; 24 horas; 2 dias; 5 dias) e os resultados são resumidos na 
forma de um gráfico, ou equação, com a relação das três variáveis: Intensidade, 
Duração e Frequência (ou tempo de retorno). 
 
Equação de Chuvas Intensas 
 
i = Intensidade 
𝑖 =
𝑐1 .𝑇𝑟
𝑐2
(t + 𝑐3)
𝑐4
 
TR = Tempo de Retorno em anos 
t = duração em minutos 
c1, c2, c3 e c4 = coeficientes ajustáveis para cada região 
 
Equações: Intensidade – Duração – Frequência para algumas cidades brasileiras 
São Paulo 
 
Curitiba 
 
Rio de Janeiro 
 
Belo Horizonte 
 
 
 
  025,1
172,0
22
7,3462


t
T
i
 
  74,0
15,0
20
1239


t
T
i
 
  15,1
217,0
26
154,99


t
T
i
 
  84,0
10,0
20
87,1447


t
T
i

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