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Professora Rachel Pires Semestre: 2021.2 rachelpireseng@gmail.com HIDROLOGIA EXEMPLO E EXERCÍCIO BACIA HIDROGRÁFICA AULA 4: 09/08/2021 GRADUAÇÃO ENGENHARIA CIVIL 02 AULA 04 EXEMPLOS BACIA HIDROGRÁFICA 03 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO Bacia Hidrográfica: Apesar de especialista falarem que a água é “finita”, mas isso não quer dizer que ela vai acabar. A água possui um ciclo natural, que faz com que esse bem não esgote. 04 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO Inimigos da água: A ação humana de forma geral é a maior ameaça a água. Infelizmente, com o crescimento das cidades e consequentemente da população, maior é a nossa dependência desse recurso. Nesse processo de crescimento acelerado acabamos poluindo a água que tanto precisamos para beber. Isso quando não desperdiçamos a água em tarefas cotidianas, como lavar o quintal, escovando os dentes, tomando banho, etc. 05 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO Bacias hidrográficas do Brasil: As bacias hidrográficas do Brasil são extensas e formadas por rios caudalosos e importantes para suas respectivas regiões, fazendo com que o país possua a maior reserva de água doce/potável do planeta. É importante recordar que as bacias hidrográficas consistem em uma grande área em que um rio principal é alimentado por outros rios ao seu redor, os afluentes. 06 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO O que é bacia hidrográfica? As bacias hidrográficas são formadas por um rio principal, seus afluentes e subafluentes, ou seja, os rios menores que alimentam os afluentes. Em geral, várias bacias pelo mundo possuem apenas um regime de alimentação dos seus rios, o regime pluvial, isto é, de água das chuvas. Porém, em algumas regiões, temos o regime nival (de neve), com água do degelo das montanhas alimentando grande parte do sistema hídrico das bacias. 07 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO Quando se tem um regime tanto pluvial quanto nival, costumamos dizer que há um regime misto. No Brasil, o Rio Amazonas possui esse regime, pois é alimentado com as chuvas e com o degelo das montanhas andinas, no Peru, o local da nascente desse rio. Uma bacia hidrográfica é delimitada pelo relevo que está ao seu redor, que é constantemente esculpido pelas águas dos rios. Além do relevo, a vegetação também pode ser um fator de divisão entre uma bacia e outra. As bacias podem desaguar no mar, no subsolo e/ou em lagos. 08 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO Bacias hidrográficas do Brasil: Localizado em uma área privilegiada de recursos hídricos, o Brasil possui 12% de toda a água doce/potável disponível na Terra. Nosso sistema hídrico é proveniente de três áreas: • a Cordilheira dos Andes, com a nascente do Rio Amazonas; • o Planalto Central brasileiro, com os rios das bacias Platina e São Francisco, além dos rios da margem direita do Amazonas; • o Planalto das Guianas, que concentra as nascentes dos afluentes da margem esquerda do Amazonas. 09 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO Confira a seguir as principais características de todas as bacias brasileiras. Elas foram definidas com as orientações do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), o Conselho Nacional de Recursos Hídricos (CNRH) e a Agência Nacional de Águas (ANA), órgãos responsáveis pela administração territorial e recursos hídricos brasileiros. 10 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO 11 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO As bacias brasileiras são as seguintes: • Bacia Hidrográfica Amazônica; • Bacia Hidrográfica do Tocantins-Araguaia; • Bacia Hidrográfica do São Francisco; • Bacia Platina (Bacia do Paraná, do Paraguai e do Uruguai); • Bacia Hidrográfica do Parnaíba; • Bacia Hidrográfica do Atlântico Nordeste Oriental; • Bacia Hidrográfica do Atlântico Nordeste Ocidental; • Bacia Hidrográfica Atlântico Leste; • Bacia Hidrográfica Atlântico Sudeste; • Bacia Hidrográfica Atlântico Sul. 12 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO 1 - Bacia Hidrográfica Amazônica: A maior bacia hidrográfica do país e do mundo possui uma área de drenagem de 5,8 milhões de km², abastecendo a população que vive em uma área de quase 7 milhões de km². Dentro do Brasil, a Bacia Amazônica compreende os seguintes estados: Acre; Amapá; Amazonas; Roraima; Rondônia; Mato Grosso; Pará. Porém, ela não é exclusivamente brasileira, alimentando alguns países vizinhos, como: Peru; Bolívia; Colômbia; Equador; Guiana; Venezuela. 13 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO 1 - Bacia Hidrográfica Amazônica: Seu rio principal, o Amazonas, recebe três nomes ao longo de seu curso. No Peru, onde está localizada a nascente, possui o nome de Rio Marañón, assim chamado nos demais países andinos por onde corre. Quando entra no Brasil, recebe o nome de Rio Solimões. Ao atingir as águas do Rio Negro, torna-se Amazonas, considerado por muitos o maior rio do mundo. 14 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO 2 - Bacia Hidrográfica do Tocantins-Araguaia: Considerada a maior bacia em território brasileiro, a Bacia Tocantins-Araguaia possui uma área de mais de 800 mil km², com destaques para os dois rios principais. O rio Araguaia tem sua nascente no Mato Grosso e é a fronteira natural entre esse estado e Goiás. Durante o inverno, ele diminui sua vazão, formando lindas praias, que são bastante visitadas durante o período citado. 15 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO 2 - Bacia Hidrográfica do Tocantins-Araguaia: O rio Tocantins tem sua nascente em Goiás, no extremo norte do estado, e recebe as águas do rio Araguaia na divisa com Tocantins (estado). Juntos com seus afluentes e subafluentes, esses rios alimentam 7,5% do território nacional nos seguintes estados: Distrito Federal; Goiás; Maranhão; Mato Grosso; Tocantins; Pará. 16 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO 3 - Bacia Hidrográfica de São Francisco: Seu principal rio é o São Francisco. Ele nasce em Minas, na Serra da Canastra, e corre no sentido sul-norte. É um rio de extrema importância para a Região Nordeste, pois durante o período da estiagem, alimenta vários açudes, contribuindo para a sobrevivência do sertanejo (o homem do sertão) durante os períodos mais críticos. Sua capacidade de drenagem alcança os seguintes estados: Alagoas; Bahia; Minas Gerais; Pernambuco; Sergipe (onde está a sua foz, na divisa com o território baiano). 17 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO 3 - Bacia Hidrográfica de São Francisco: Entre as polêmicas que cercam o Velho Chico, como o rio é popularmente conhecido nas regiões por onde passa, está a transposição para áreas interioranas, projeto esse que se iniciou em 1985 e se arrasta até os dias atuais. 18 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO 4 - Bacia Hidrográfica do Paraná, Paraguai e Uruguai – Bacia Platina: Esse conjunto de bacias hidrográficas pode ser uma das mais importantes para o país em termos econômicos, pois está situada em uma região que é considerada a mais rica do Brasil, além de abrigar a maior usina hidrelétrica do mundo, a Usina de Itaipu, na fronteira com o Paraguai, no estado do Paraná. O Rio Paraná tem como afluentes principais o Rio Grande e o Rio Paranaíba, além de ser a fronteira natural com o Paraguai e a Argentina, na foz do rio Iguaçu. Seu curso apresenta vários desníveis e quedas d’água, o que torna a Bacia do Paraná essencialmente de planaltos. Com isso, há um grande potencial hidrelétrico, o que favoreceu a implantação da Usina de Itaipu. 19 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO 4 - Bacia Hidrográfica do Paraná, Paraguai e Uruguai – Bacia Platina: A bacia do Rio Paraguai é basicamente de planície, sendo amplamente utilizada para navegação e escoamento de produção dos três países banhados por esse rio: Argentina; Brasil; Paraguai. O Rio Uruguai, presente também em Santa Catarina e no Rio Grande do Sul, possui grande potencial hidrelétrico, além de ser útil para os agricultores brasileiros, uruguaios e argentinos. 20 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO 4 - Bacia Hidrográfica do Paraná, Paraguai e Uruguai – Bacia Platina: 21 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO 5 - Bacia Hidrográfica do Parnaíba: Presente no Nordeste brasileiro, essa bacia abriga três estados: Ceará; Maranhão; Piauí. Sua localização faz com que muitos rios sejam intermitentes, istoé, que secam na estiagem. O rio principal que dá nome a essa bacia recebe água de vários afluentes, como o Rio Piauí e o Rio das Balsas. 22 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO 6 - Bacia Hidrográfica do Atlântico Nordeste Oriental: Considerada pela ANA a bacia com a menor disponibilidade hídrica do país, está presente nos seguintes estados: Piauí; Ceará; Rio Grande do Norte; Paraíba; Pernambuco; Alagoas. Devido ao clima árido e semiárido, possui muitos rios intermitentes, destacando-se o Rio Jaguaribe, o maior rio intermitente do mundo. 23 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO 7 - Bacia Hidrográfica do Atlântico Nordeste Ocidental: Com três biomas presentes em sua área – Cerrado, Caatinga e Amazônia, essa bacia ocupa 3% do Brasil, no Maranhão e extremo leste do Pará. Os rios Itapicuru, Grajaú e Pindaré são os principais contribuintes dessa bacia. 24 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO 8 - Bacia Hidrográfica do Atlântico Leste: Essa bacia é formada por rios que partem do Espírito Santo rumo ao Nordeste brasileiro, abrangendo: Minas Gerais; Espírito Santo; Bahia; Sergipe. Como destaque, há os rios Pardo e Jequitinhonha, sendo esse último um importante recurso para a população do norte mineiro, área de extrema pobreza devido à paisagem e ao clima árido. Entre as bacias hidrográficas brasileiras, ela possui a segunda menor reserva hídrica do país. 25 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO 9 - Bacia Hidrográfica do Atlântico Sudeste: Uma das menores bacias em termos de área ocupada, com 2,5% do território nacional. Devido a sua localização, apresenta índices demográficos elevados, pois abriga os seguintes estados: Minas Gerais; Espírito Santo; Rio de Janeiro; São Paulo; Paraná. Como rios de destaque, podemos citar o Rio Paraíba do Sul e o Rio Doce, usados para as indústrias do Sudeste e mineradoras no estado de Minas Gerais, respectivamente. 26 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO 10 - Bacia Hidrográfica do Atlântico Sul: Essa bacia possui grande importância turística, abrigando: São Paulo; Paraná; Santa Catarina; Rio Grande do Sul (com mais ênfase). O destaque fica com o Rio Guaíba, que abastece Porto Alegre e áreas adjacentes. 27 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO Importância das bacias hidrográficas para o Brasil: Costuma-se dizer que o Brasil possui um grande privilégio hídrico devido à quantidade de rios e aquíferos (águas subterrâneas) existentes em nosso território. De fato, é um privilégio ter toda essa riqueza enquanto algumas regiões do mundo sofrem com a seca. Entretanto, toda essa riqueza, se mal administrada ou mal cuidada, pode acabar se tornando exaurível e imprópria para o consumo. Ter grande disponibilidade de água no território significa ter grande responsabilidade no cuidado dessa água, que é um recurso natural tão vital para a sobrevivência dos seres humanos. 28 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO Importância das bacias hidrográficas para o Brasil: É imprescindível que os recursos hídricos sejam administrados de forma eficiente e responsável, com planejamento que assegure a continuidade e limpeza dos cursos dos rios. Políticas de saneamento básico, combate à poluição, diminuição de fertilizantes e agrotóxicos que contaminem o solo e campanhas de conscientização populacional sobre o consumo de água devem ser feitos com rigor e atenção. Há um tempo era consenso de que a água era um recurso infinito, inesgotável. Mas sabemos que isso não é verdade, o que desperta na sociedade civil e no poder público a necessidade de proteger áreas de mananciais, nascentes e matas ciliares a fim de preservar esse recurso tão necessário para o desenvolvimento da vida. 29 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO Importância das bacias hidrográficas para o Brasil: ORDEM DA BACIA HIDROGRÁFICA PELO CRITÉRIO DE STHALER 31 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO Ordem da Bacia Hidrográfica pelo Critério de Sthaler: ➢ A união de dois rios de mesma ordem origina a um curso de maior ordem; ➢ Junção de dois rios de ordens diferentes, o canal de jusante receberá a ordem maior. 32 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO 33 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO MONTANTE JUSANTE Jusante é toda água que desce para a foz do rio. Montante é a parte acima, de onde vêm as águas. Este ponto referencial pode ser uma cidade às margens do rio, uma barragem, uma cachoeira, um afluente, uma ponte etc. 34 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO Declividade do Leito do Rio “S” (Álveo): Fórmula: SALVEO = Δh Δl Onde: Δh Diferença da altitude (cotas) (em metros). Δl Distância média pela Projeção horizontal (em metros). Unidade: m/m e pode ser solicitado também em % (multiplicar o resultado m/m por 100). EXEMPLO: EXPLICAÇÃO Declividade do Leito do Rio “S” (Álveo): Fórmula: SALVEO = Δh Δl EX: SALVEO = 200 – 50 = 0,05555m/m 2700 – 0 EM % = 5,55% Ʃ = 2700 m A Diferença da altitude (cotas) Δh, é a diferença entre a maior cota e a menor cota da bacia traçada. A Distância média pela Projeção horizontal (Δl), é a diferença entre o somatório de todos os pontos de A a D menos a cota “0”. 35 36 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO Declividade Média da Bacia: Fórmula: Onde: ΔI Diferença de altitude. Wi Distância entre duas curvas de nível. ai Área entre duas curvas de nível. A Área total. Unidade: m/m e pode ser solicitado também em % (multiplicar o resultado m/m por 100). 37 Declividade Média da Bacia: Fórmula: EX: SBACIA = 50 x 16 + 50 x 9 + 50 x 5 1450 850 400 33 SBACIA = 0,0517m/m EM %: SBACIA = 5,17% ΔI: Diferença de altitude (diferença de uma cota para outra). Ex: 200 – 150 = 50. Wi: Distância entre duas curvas de nível (é o comp. dado de um ponto ao outro). Ai: Área entre duas curvas de nível (é a área informada de cada ponto). A: Área total (esta área tbem é informada, pois inclui a parte superior da bacia). 09 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE UMA BACIA HIDROGRÁFICA 39 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO Exemplo de QPICO: Fórmula: QPICO = CiA 3,6 DADOS: C = 0,82 i = 2,16 mm/h A = 40 Km² QPICO = 0,82 x 2,16 x 40 = 11,60 m³/s 3,6 40 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO Exemplo de QPICO: Uma bacia de 38Km² de área de drenagem teve seu escoamento de base estimado em 5m³/s. Um posto fluviométrico localizado no exutório da bacia registrou o evento de cheia, como apresentado no gráfico abaixo. Estime o Coeficiente de deflúvio (C): 41 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO Exemplo de QPICO: Resolução: QPICO = CiA 3,6 DADOS: A = 38Km² Q = 30 - 5 = 25m³/s i = ∆Q 30 - 5 = 3,125 mm/h ∆t 10 - 2 25 = C x 3,125 x 38 25 x 3,6 = C x 118,75 C = 90 = 0,76 3,6 118,75 COEFICIENTE DE COMPACIDADE (KC) E FATOR DE FORMA (Kf) 43 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO Exemplo de Kc e Kf: Estimar o Fator de Compacidade (Kc) e o Fator de Forma (Kf) de uma bacia de um riacho com as seguintes características: A (Área da Bacia) = 26.500.000m² = 26,5Km² L (Comprimento seguindo o comp. do rio) = 12.300m = 12,3Km P (Perímetro da bacia) = 12.800m = 12,8Km Kc = 0,28 P 0,28 x 12,8Km 0,28 x 12,8Km = 0,69 (Kc < 1) √𝐴 √26,5Km² 5,2Km OBS: O Kc >1, quanto menor o Kc (inferior a 1), maior a tendencia de haver picos de enchentes. 44 EXEMPLO: EXPLICAÇÃO Exemplo de Kc e Kf: A (Área da Bacia) = 26.500.000m² = 26,5Km² L (Comprimento seguindo o comp. do rio) = 12.300m = 12,3Km P (Perímetro da bacia) = 12.800m = 12,8Km Kf = A 26,5Km² 26,5Km² = 0,18 (Kf < 1) L² (12,3Km)² 151,3Km² OBS: O que seria o Kf? É comparar o perímetro de uma bacia com o perímetro de uma circunferência. *Quanto menor o Kf (inferior a 1), maior a propensão de ocorrer enchentes na bacia. EXÉRCÍCIO 46 EXERCÍCIO 1) Considere a figura abaixo que representa uma bacia hidrográfica com os canais de drenagem, o divisor da bacia e a seção de controle (saída da bacia). Estime a ordem da bacia hidrográfica pelo critério de Sthaler. Justifique sua resposta, segundo o critério para definição da ordem e apresente todo o esquema das ordens na figura: Seção de ControleResposta: Ordem da Bacia: _______________ Justifique: _____________________________ _____________________________ _____________________________ _____________________________ _____________________________ 47 EXERCÍCIO 2) Estime a declividade S do Álveo (expressa em %): Seção de Controle 200m 150m 100m 50m COMPRIMENTO (m) ÁREAS (Km²) AB = 800m a1 = 8 BC = 500m a2 = 12 CD = 150m a3 = 2 Ʃ = 23 Km² 48 EXERCÍCIO 3) A declividade média da bacia (expressa em %): Seção de Controle 200m 150m 100m 50m COMPRIMENTO (m) ÁREAS (Km²) AB = 800m a1 = 8 BC = 500m a2 = 12 CD = 150m a3 = 2 Ʃ = 23 Km²
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