HIDROLOGIA AULA semestre - Engenharia Civil. Profª. Priscila Pini

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1 HIDROLOGIA AULA 02 5 semestre - Engenharia Civil Profª. Priscila Pini

2 1. Bacia hidrográfica DEFINIÇÃO É a área de captação natural dos fluxos de água originados a partir da precipitação, que faz convergir os escoamentos para um único ponto de saída: EXUTÓRIO. Transforma uma entrada concentrada no tempo (precipitação) em uma saída relativamente distribuída no tempo (escoamento). DELIMITAÇÃO Definição de um curso de água principal Seção de referência ao longo do curso (exutório) Relevo da região

3 1. Bacia hidrográfica

4 1. Bacia hidrográfica

5 1. Bacia hidrográfica

6 1. Bacia hidrográfica

7 1. Bacia hidrográfica

8 1. Bacia hidrográfica

9 2. Delimitação de uma bacia hidrográfica Divisor de águas superficiais Linha imaginária sobre o relevo que divide o escoamento das águas de chuva. Divisor corta o curso d água apenas em um ponto: EXUTÓRIO O divisor intercepta as curvas de nível em um ângulo aproximadamente reto, seguindo as linhas de crista das elevações. Obs. A água que infiltra no solo pode seguir um escoamento que depende das rochas do subsolo, mas em geral considera-se que o divisor subterrâneo coincide com o superficial.

10 2. Delimitação de uma bacia hidrográfica Divisor de águas superficiais

11 2. Delimitação de uma bacia hidrográfica Identificação do divisor de águas superficiais

12 2. Delimitação de uma bacia hidrográfica Identificação do divisor de águas superficiais

13 2. Delimitação de uma bacia hidrográfica Exercício 1 em sala: Delimitar a bacia utilizando o exutório como seção de referência

14 2. Delimitação de uma bacia hidrográfica Exercício 1 em sala: Delimitar a bacia utilizando o exutório como seção de referência

15 3. Principais características de uma B.H. 3.1 Área de drenagem (Ad): Área de captação da chuva Área da bacia x lâmina precipitada = volume precipitado Medidores: Planímetro, CAD, SIG 3.2 Amplitude altimétrica Ponto mais alto ponto mais baixo BH = Aa Influência: Energia potencial da água Velocidade do escoamento Taxas de erosão

16 3. Principais características de uma B.H. 3.3 Perfil longitudinal do rio principal Gráfico altitude x distância

17 3. Principais características de uma B.H. 3.4 Declividade média (S) S = Altitude do início da rede drenagem Altitude exutório comprimento da drenagem considerada S = S = 2,43 m/m S (Curso superior) S CS = S CS = 3,46 m/m

18 3. Principais características de uma B.H. Exercício 2 em sala: Calcular a declividade média do rio principal. Comprimento: 400 m S = S = 0,085 m/m

19 3. Principais características de uma B.H. 3.5 Forma da bacia Formato mais alongado x Formato circular Escoamento chega praticamente ao mesmo tempo no exutório Resposta mais lenta às chuvas

20 3. Principais características de uma B.H. 3.6 Densidade de drenagem (Dd) Soma dos comprimentos de todos os cursos d água da bacia ( efêmeros e intermitentes) / Área da bacia Dd = L Ad L: comprimento de cada um dos trechos [km] Ad: área de drenagem da bacia [km²] Dd: densidade de drenagem [km 1 ] Dd é uma função das características do solo e das rochas: Solo e rochas mais permeáveis (areia, arenito): Dd menor Solos e rochas menos permeáveis ou rasos, rochas menos porosas: Dd maior

21 3. Principais características de uma B.H. 3.7 Ordem dos cursos de água Robert Horton e Strahler propõem um critério para hierarquizar os cursos d água

22 3. Principais características de uma B.H. 3.7 Ordem dos cursos de água Robert Horton e Strahler propõem um critério para hierarquizar os cursos d água Um curso d água a partir da nascente é de ordem 1 Quando dois cursos d água de ordem 1 se encontram formam um curso de ordem 2 Quando dois cursos de ordem 2 se encontram, formam um de ordem 3 Quando um curso de ordem superior encontra um de ordem inferior, a ordem do superior se mantêm.

23 3. Principais características de uma B.H. 3.7 Ordem dos cursos de água Obs. O ordenamento dos cursos é sensível à escala do mapa Ex: Um mapa na escala 1: não apresenta os mesmos detalhes que um mapa na escala 1:

24 3. Principais características de uma B.H. 3.8 Tempo de concentração (t c ) O tempo de viagem da gota de água da chuva que atinge a região mais distante até chegar ao exutório Depende da distância total percorrida e da velocidade da gota t c é maior em bacias grandes e menor em bacias pequenas t c é maior em bacias planas e menor em bacias montanhosas Há diversas equações empíricas, obtidas de dados experimentais, baseadas nas características geomorfométricas das bacias para o cálculo do t c. As equações resultam em estimativas diferentes para uma mesma bacia a escolha da equação deve ser feita comparando a BH em estudo com as BHs estudadas no desenvolvimento da equação.

25 3. Principais características de uma B.H. 3.8 Tempo de concentração (t c ) Equação de Kirpich Uma das equações mais utilizadas Desenvolvida a partir de dados experimentais de 7 bacias rurais pequenas nos EUA (menores do que 0,5 km²) t c : tempo de concentração [min] t c = 57 L 3 h 0,385 L: comprimento do curso d água principal [km] h: diferença de altitude ao longo do rio principal [m] Obs. Pode ser utilizada em bacias rurais de médio a grande porte de até km² com erros relativamente pequenos.

26 3. Principais características de uma B.H. 3.8 Tempo de concentração (t c ) Equação do Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA Desenvolvida a partir de dados experimentais de 25 bacias rurais nos EUA : área menor do que km² e comprimento do rio principal menor de 257 km t c = 11,46 L0,76 S 0,19 t c : tempo de concentração [min] L: comprimento do curso d água principal [km] S: declividade do curso d água principal Em uma avaliação esta equação teve os melhores resultados para bacias rurais.

27 3. Principais características de uma B.H. 3.8 Tempo de concentração (t c ) Equação de Watt e Chow Desenvolvida a partir de dados experimentais de bacias de até km² t c : tempo de concentração [min] t c = 7,68 L S 0,5 0,79 L: comprimento do curso d água principal [km] S: declividade do curso d água principal

28 Exercício 1. Calcule o tempo de concentração para os dados da bacia X a seguir pelas três equações: Comprimento talvegue rio principal: L = 400 metros Desnível entre partes mais elevadas: H = 20 metros Kirpich: t c = 57 Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA: L 3 h 0,385 t c = 11,46 L0,76 S 0,19 R: 6,24 minutos R: 10,09 minutos Watt e Chow: t c = 7,68 L 0,79 S 0,5 R: 12,16 minutos t c : tempo de concentração [min] L: comprimento do rio principal [km] h: desnível do rio principal [m] S: declividade do rio principal

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