PUC - CAMPINAS CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS, AMBIENTAIS E DE TECNOLOGIAS FACULDADES DE ENGENHARIA AMBIENTAL E ENGENHARIA CIVIL HIDROLOGIA.

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1 1 PUC - CAMPINAS CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS, AMBIENTAIS E DE TECNOLOGIAS FACULDADES DE ENGENHARIA AMBIENTAL E ENGENHARIA CIVIL HIDROLOGIA Parte I

2 2 1. INTRODUÇÃO HIDROLOGIA : Ciência que trata da água na Terra, sua ocorrência, circulação e distribuição; suas propriedades físicas e químicas e sua relação com o meio ambiente, incluindo a relação com as formas vivas. ( CHOW, 1959 ) Áreas de subdivisão da Hidrologia : Hidrometeorologia : compreende os processos hidrológicos que ocorrem na atmosfera e afetam a ocorrência d água na Terra. Limnologia : trata do estudo dos lagos e reservatórios. Potamologia : estudo dos arroios e rios. Glaciologia : estudo da ocorrência de neve e gelo na natureza. Hidrogeologia : estudo das águas subterrâneas. HIDROLOGIA APLICADA : consolidou-se apenas na segunda metade do século passado, e está voltada para os diferentes problemas que envolvem a utilização dos recursos hídricos, a preservação do meio ambiente e a ocupação da bacia. No Brasil, as principais áreas de desenvolvimento da Hidrologia estão: Planejamento e Gerenciamento da bacia hidrográfica - o desenvolvimento das principais bacias quanto ao planejamento e controle do uso dos recursos naturais, requer uma ação pública e privada coordenada. Drenagem Urbana - 80% da população ocupa o espaço urbano, com consequente produção de sedimentos, enchentes e alteração da qualidade das águas. Energia Hidrelétrica - representa 92% de toda energia produzida no Brasil, e o potencial hidrelétrico ainda existente é bastante significativo. Uso do solo rural - a expansão das fronteiras agrícolas e o intenso uso agrícola do solo gera impactos na produção de sedimentos resultando em perda de solo fértil e assoreamento dos rios. Qualidade da água - despejos domésticos, industriais e de pesticidas de uso agrícola. Abastecimento de água - farta em grande parte do país, mas com limitações no Nordeste. As grandes concentrações urbanas e a redução da qualidade têm apresentado limitações de disponibilidade de água.

3 3 Irrigação - o aumento de produtividade agrícola passa pelo aumento de irrigação em grande parte do país. Navegação - pequena mas com grande potencial, principalmente nos rios Jacuí(RS), Tietê/Paraná, São Francisco e na Amazônia. ( disponibilidade para calado, previsão de níveis, planejamento e operação de obras hidráulicas). 2. CICLO HIDROLÓGICO 2.1 DEFINIÇÃO Fenômeno global de circulação fechada da água entre a superfície terrestre e a atmosfera, impulsionado fundamentalmente pela energia solar associada à gravidade e à rotação terrestre. ( Fig. 1 ) Tal fenômeno só é fechado a nível global; os volumes evaporados em um determinado local não precipitam necessariamente no mesmo local, porque há movimentos continuos, com dinâmicas diferentes na atmosfera e na superfície terrestre.

4 4 2.2 ATMOSFERA Envoltória da superfície terrestre que é subdividida em: -Troposfera : camada inferior de 8 a 16 Km de espessura, contém 90% da umidade atmosférica. -Estratosfera : camada superior com 40 a 70 Km de espessura, contém a camada de ozônio, que é a reguladora da radiação solar. 2.3 DISPONIBILIDADE HÍDRICA Volume de água no planeta = 1,4 bilhões Km3, dos quais : * 97% de água salgada ( oceanos )...1,358 bilhões de km3 * 03% de água doce... 0,042 bilhões de km3 A parcela de água doce está assim distribuída : 77,2% geleiras ; 22,4% subterrânea; 0,35% lagos e pântanos ; 0,04% atmosfera e 0,01% rios 3. BACIA HIDROGRÁFICA 3.1 CONCEITO O ciclo hdrológico é normalmente estudado com maior interesse na fase terrestre, onde o elemento fundamental de análise é a bacia hidrográfica. A bacia hidrográfica é uma área de captação natural da água da precipitação; uma área definida topograficamente, drenada por um curso d água ou um sistema conectado de cursos d água tal que, toda vazão efluente seja descarregada através de uma simples saída (Viessman). ou porção da superfície terrestre que tem uma única saída para águas que nela escoam superficialmente. 3.2 COMPONENTES DA BACIA HIDROGRÁFICA Divisor Superficial ou Topográfico Linha de separação que divide as precipitações que caem em bacias vizinhas e que encaminha o escoamento superficial resultante para um outro sistema fluvial. A bacia hidrográfica é necessariamente contornada por um divisor. Os terrenos de uma bacia são delimitados por dois tipos de divisores de água:

5 5 o topográfico ou superficial o freático ou subterrâneo ( condicionado pela estrutura geológica dos terrenos e também influenciado pela topografia ) As áreas demarcadas por esses divisores, dificilmente coincidem exatamente, portanto considera-se que a área da bacia de drenagem é aquela determinada pelo divisor superficial. Deflúvio: Volume total de água por unidade de tempo em uma determinada seção transversal do curso d água principal. O deflúvio de uma bacia é composto por escoamento superficial, escoamento subsuperficial e escoamento subterrâneo. 3.3 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA São elementos de grande importância no seu comportamento hidrológico, existindo uma estreita correspondência entre o regime hidrológico e as características físicas da bacia. Se estabelecermos relações e comparação entre os dados físicos e os dados hidrológicos conhecidos de uma bacia, podemos determinar indiretamente valores hidrológicos em locais de interesse nos quais faltem dados, ou em regiões onde não existam estações hidrométricas:

6 6 Área de drenagem ( km2) Forma da bacia ( importante para hidrograma de escoamento superficial, devido sua influência no tempo de concentração - Fig. 2 ) Sistema de drenagem Ordem dos cursos d água - classificação que reflete o grau de ramificação ou bifurcação dentro de uma bacia ( Horton) Densidade de drenagem - fornece indicação da eficiência de drenagem da bacia. Densidade de cursos d água. Índice de Conformação - fornece indicação quanto a potencialidade de produção de picos de vazões elevados. Características do relevo têm grande influência sobre os fatores meteorológicos e hidrológicos, pois a velocidade do escoamento superficial é determinada pela declividade do terreno, enquanto a temperatura, precipitação e evaporação são funções da altitude da bacia. ( Complementando este sub-item veja Exercício no. 1 ) 3.4 CLASSIFICAÇÃO DOS CURSOS D ÁGUA PERENES Contém água durante todo tempo, o lençol subterrâneo mantém uma alimentação contínua e não desce abaixo do leito do curso d água, mesmo durante as secas mais intensas. INTERMITENTES Geralmente escoam durante as estações de chuva e secam nas estiagens, quando o lençol freático se encontra em nível inferior ao leito do rio. EFÊMEROS Existem apenas durante ou imediatamente após os períodos de precipitação e só transportam escoamento superficial. A superfície freática encontra-se sempre a um nível inferior ao do leito fluvial, não havendo portanto possibilidade de deflúvio subterrâneo. 4. PRECIPITAÇÃO 4.1 INTRODUÇÃO Precipitação é a água proveniente do vapor de água da atmosfera, depositada na superfície terrestre na forma de chuva, orvalho, granizo, neblina, neve ou geada.

7 7 A disponibilidade de precipitação numa bacia durante o ano é o fator determinante para quantificar, entre outros a necessidade de irrigação de culturas e o abastecimento de água doméstico e industrial. A determinação da intensidade da precipitação é importante para o controle de inundação e a erosão do solo. Por sua capacidade para produzir escoamento, a chuva é o tipo de precipitação mais importante na hidrologia. A características principais da precipitação são: o seu total, duração e distribuições temporal e espacial. O total precipitado não tem significado se não estiver ligado a uma duração. Por exemplo, 100 mm pode ser pouco em um mês, mas é muito em um dia ou, ainda mais, em algumas horas. A ocorrência da precipitação é um processo aleatório que não permite uma previsão determinística com grande antecedência, portanto o tratamento dos dados de precipitação para a maioria dos problemas hidrológicos é estatístico. 4.2 FORMAÇÃO DAS CHUVAS O elemento básico para formação das precipitações é a umidade atmostérica. Assim, o ar úmido das camadas baixas da atmosfera sendo aquecido por condução térmica, torna-se mais leve que o ar das vizinhanças e sofre uma ascensão adiabática. Com essa ascensão, a massa de ar úmido é então resfriada e pode atingir seu ponto de saturação. Nesse nível ocorre a condensação do vapor d água na forma de minúsculas gotas que são mantidas em suspensão ( nuvens ou nevoeiros) até ganhar peso o suficiente para precipitar. Portanto, as condições para formação de chuva são: a. Presença de vapor de água b. Resfriamento da massa de ar para que haja condensação do vapor c. Aumento das gotículas para obter peso a fim de vencer a resistência atmosférica (coalescência ). 4.3 TIPOS DE CHUVA O que vai caracterizar os diversos tipos de chuva é o mecanismo pelo qual se produz a ascensão do ar úmido. Esta ascensão pode ser devida a convecção térmica, ao relevo ou a ação frontal de massas. a ) CHUVA OROGRÁFICA OU DE RELEVO Chuvas que ocorrem quando o ar quente e úmido soprado do oceano para o continente encontra uma barreira física ( montanha ), eleva-se e resfria-se adiabaticamente havendo condensação de vapor, formação de nuvens e ocorrência de chuvas. (Ex. Serra do Mar ). baixa intensidade longa duração relativamente homogênea

8 8 b ) CONVECTIVA São chuvas 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. Esta ascensão promove um forte resfriamento das massas de ar que se condensam rapidamente. grande intensidade curta duração abrange pequenas áreas São chamadas chuvas de verão, ocorrem nos dias de maior insolação e geralmente no final do dia. São acompanhadas de descargas elétricas e rajadas de vento. Estas chuvas são de grande importância no desenvolvimento de projetos em pequenas bacias e também nas obras de drenagem urbana. c ) FRONTAL OU CICLÔNICA Estas chuvas estão associadas a interação de massas de ar quentes e frias que se deslocam de regiões de alta pressão para regiões de baixa pressão. Essas diferenças de pressão são causadas por aquecimento desigual da superfície terrestre. As frentes podem ser quentes ou frias. No Brasil predominam as frentes frias vindas do Hemisfério Sul. média intensidade longa duração abrange grandes áreas São importantes no desenvolvimento e manejo de projetos em grandes bacias hidrográficas (navegação, geração de energia). 4.4 GRANDEZAS PLUVIOMÉTRICAS Exprime-se quantidade de chuva através da altura de água caída e acumulada sobre uma superfície plana e impermeável. A unidade habitual é o milímetro de chuva, definido como a quantidade de precipitação correspondente ao volume de l litro por metro quadrado de superfície. ALTURA P ( mm ) A duração da chuva é o tempo decorrido entre o seu início e seu término. DURAÇÃO t ( horas ou minutos ) A relação entre a quantidade de chuva e a sua duração representa sua intensidade média. A intensidade de uma precipitação apresenta variabilidade temporal, mas para análise dos processos hidrológicos, geralmente são definidos intervalos de tempo nos quais é considerada constante. INTENSIDADE i = P/ t ( mm/hora ou mm/min )

9 9 4.5 FREQUÊNCIA DE PROBABILIDADE Nas análises das alturas pluviométricas ou das intensidades máximas a observação do número médio de anos durante o qual espera-se que a precipitação analisada seja igualada ou superada é definido como Tempo de recorrência ( Tr ) ou Período de retorno. O inverso do tempo de recorrência é a probabilidade de um fenômeno igual ou superior ao analisado se apresentar em um ano qualquer ( probabilidade anual ). O mesmo princípio vale para valores de precipitação mínimos. 4.6 AQUISIÇÃO DE DADOS DE PRECIPITAÇÃO Existem duas maneiras de medir a chuva: pontualmente, com pluviômetros e pluviógrafos; espacialmente, com radares PLUVIÔMETRO É um recipiente, que colhe a água precipitada, de volume suficiente para conter as grandes precipitações dentro do intervalo de tempo definido entre cada observação (leitura em geral a cada 24 horas). Na parte superior deste recipiente é colocado um funil com um anel receptor que define a área de interceptação ( Fig. 3 ). Esta área pode ser de 100, 200, 314, 400 ou 1000 cm2. A princípio o resultado não depende da área, devendo haver o cuidado de não se enganar no cálculo da lâmina precipitada: P = 10 V ( 4.1 ) A onde P = precipitação acumulada em milímetros V = volume recolhido em cm3 ou ml A = área de interceptação do anel em cm2 Existem provetas calibradas diretamente em milímetros para medir o volume de água coletado no pluviômetro, com precisão de medição de décimo de milímetro. Instalação de um pluviômetro: instalados a 1,5m do solo. longe de vegetação ( distância D > 2h, sendo h altura entre o topo do aparelho e o limite superior da copa da vegetação ) treina-se operador para leituras diárias pela manhã ( às 7:00h )

10 10 anotação em papeleta própria para escritório no escritório faz-se consistência dos dados de campo PLUVIÓGRAFO Trata-se de um aparelho composto de recipiente de coleta e registro automático da quantidade de água precipitada no decorrer do tempo. Existe uma grande variedade de aparelhos, usando princípios diferentes para medir e gravar continuamente as precipitações. (Fig. 4 a, 4 b ) Medições : as principais técnicas encontradas são de a) cubas basculantes; b) reservatório com bóia e sifão; c) pesagem de um reservatório suspenso e sifão. Gravação: as formas de gravação da informação podem ser a) escrita em suporte de papel ( tambor de 24 horas até 8 dias ou rolo de 1 mês até 6 meses ) ; b) memorizada em suporte eletrônico ou magnético; c) transmitida em tempo real sistema de coleta e registro conectados a sistema de relojoaria

11 11 Figura 5 Pluviograma não é necessário operador diariamente vantagens em relação ao pluviômetro ( registra a duração e quantidade precipitada de cada episódio chuvoso, têm-se a intensidade média e também o período de maior intensidade). Transmissão do registro: os registros podem ser transmitidos de forma a) manual com suporte móveis; b) a cabo via telefone ou informática; c) sem cabo via sinal de rádio terrestre ou satélite.

12 PLUVIOGRAMAS Pluviogramas são os gráficos produzidos pelos pluviógrafos de peso e de flutuador. No eixo das abcissas têm-se as horas do dia e a ordenada corresponde à altura de precipitação acumulada. ( Fig. 5 ) 4.7 IETOGRAMAS São gráficos de barras, nos quais a abcissa representa a escala de tempo e a ordenada a altura de precipitação. Sua apresentação é na forma de barras onde a altura de cada barra representa a precipitação total ocorrida naquele intervalo de tempo. Os ietogramas são gráficos montados a partir dos pluviogramas produzidos pelos pluviógrafos ou a partir dos dados obtidos dos pluviômetros. ( Fig. 6 ) Ietograma 6,00 5,00 4,00 P(mm) 3,00 2,00 1,00 0, tempo ( h ) S FIGURA 6 - EXEMPLO DE UM IETOGRAMA 4.8 PROCESSAMENTO DOS DADOS PLUVIOMÉTRICOS Cada posto pluviométrico tem o registro de dados arquivado individualmente após serem feitas análise de consistência: Detecção de erros grosseiros : marcações em dias que não existem (ex. 31 de junho); quantidades absurdas 800 mm em um dia; erros de transcrição (ex. 0,25 mm em vez de 2.5 mm ). No caso dos pluviógrafos, para verificar se não houve defeitos mecânicos ou na sifongem, compara-se o total registrados durante 24 horas e compara-se com a leitura de um dia do pluviômetro que fica instalado ao lado.

13 13 Prenchimento de falhas : no caso de ocorrer dias sem observação por danos no aparelho ou impedimentos do observador, utiliza-se os dados de outros postos próximos ( pelo menos três ) da seguinte forma: Método de ponderação regional Px = 1 ( Nx Pa + Nx Pb + Nx Pc ) (4.2) 3 Na Nb Nc onde Px é o valor de chuva que se quer determinar no posto x, Nx é a precipitação média anual do posto x, Na, Nb, Nc são as precipitações médias anuais nos postos vizinhos Pa, Pb, Pc são as precipitações observadas na data que o posto x falhou. Método de regressão linear Um método mais aprimorado consiste em utilizar a regressão linear simples. Neste método, as precipitações do posto com falhas e de um posto vizinho são correlacionadas no seu período comum, tendo-se então uma equação de correlação. As estimativas dos parâmetros desta equação podem ser obtidas graficamente (intercepção e inclinação da reta ) ou através do critério de mínimos quadrados. No primeiro caso, são plotados num gráfico cartesiano os valores correspondentes dos dois postos e traçada uma reta que dê o melhor ajuste à nuvem de pontos. 4.9 PRECIPITAÇÃO MÉDIA SOBRE UMA ÁREA Para calcular a precipitação média sobre uma superfície qualquer, é necessário utilizar os dados pluviométricos constantes dentro dessa superfície e nas suas vizinhanças. Os métodos usuais são : Método da média aritmética Admite-se que todos pluviômetros têm o mesmo peso. A precipitação média é então calculada com a média aritmética dos valores medidos: Pm = 1/n. Σ Pi, onde (4.3) Pm é a precipitação média na área em mm Pi a precipitação média no inésimo pluviômetro n o número de pluviômetros Este método é aplicável apenas em regiões com pequenas variações de pluviosidade, como áreas planas com variação gradual e suave do gradiente pluviométrico e com um número bastante grande de postos.

14 14 Método de Thiessen Este método considera a não uniformidade da distribuição espacial dos postos, mas não leva em conta o relevo da bacia. O método ( Fig. 7 ) consiste em : a) ligar os postos por segmentos de reta sem cruzá-las b) traçar a mediatriz destes segmentos c) prolongar a mediatrizes até encontrar outra do segmento vizinho Dessa forma estabelece-se a área de influência de cada posto, e a precipitação média é calculada por: Pm = 1/A. Σ Ai. Pi, onde : ( 4.4 ) Ai é a área de influência do posto i ; Pi a precipitação registrada no posto ; A é a área total da bacia

15 15 Método das Isoietas As isoietas são linhas de igual precipitação que podem ser traçadas para um evento chuvoso ou para uma duração específica. O método ( Fig. 8 ) consiste em : a) localize os postos no mapa da região e escreva o total precipitado para o período escolhido ao lado de cada posto; b) esboce linhas de igual precipitação; c) ajuste estas linhas por interpolação entre os pontos d) utilize um mapa de relevo, superponha com o mapa de isoietas e faça um ajuste das isoietas com o relevo. Para se obter a precipitação planimetra-se a área entre as isoietas ( A i, i+1 ), multiplica-se pela média das precipitações entre as isoietas, ( Pi + Pi+1) / 2 soma-se todos os produtos e divide-se pela área total. Pm = 1/A. { Σ A i, i+1. [ ( Pi + Pi+1) / 2 ] } ( 4.5 ) 4.10 ANÁLISE DE FREQUÊNCIA DE SÉRIES MENSAIS E ANUAIS A precipitação é um processo aleatório. As previsões de médio prazo, na maioria dos problemas, é realizada com base na estatística de eventos passados. Os estudos estatísticos permitem verificar com que frequência as precipitações ocorrem com uma dada magnitude, estimando-se as probabilidades teóricas de ocorrência das mesmas. No tratamento dos fenômenos hidrológicos naturais a estatística precedeu a teoria de probabilidades. Ou seja, os dados observados de determinado processo hidrológico foram reunidos por alguém formando uma amostra. Esta amostra foi submetida à análise estatística visando à definição de probabilidades de certos eventos. No campo da teoria de probabilidades foram desenvolvidos modelos teóricos de probabilidades para processos hipotéticos que tivessem determinadas características. Comparando-se as características do processo teórico com o do processo natural foi possível selecionar alguns modelos probabilísticos para ajustar esse processo. Para quantificar uma variável hidrológica deve-se levar em conta que os processos hidrológicos desenvolvem-se no tempo e no espaço. Assim, a chuva tem uma variação temporal e, por isso, uma variável que a quantifique deve assumir valores distintos ao longo do tempo. Ela varia também ao longo do espaço, ou seja, a variável que a representa deve assumir valores distintos em função das coordenadas do ponto geográfico de interesse. Para ser bastante preciso, haverá necessidade três coordenadas: latitude (x), longitude (y) e altitude(z). Introduzindo o tempo (t), a variável representativa do processo chuva deveria ter a seguinte notação P(x,y,z,t). Para facilitar a análise fixa-se o local em que o processo será estudado. O processo das precipitações em dado pluviômetro da cidade de Campinas, por exemplo, pode ser representado por uma variável P(t), já que apenas ao longo do tempo existe variabilidade significativa.

16 PRECIPITAÇÕES MÁXIMAS A precipitação máxima é entendida como a ocorrência extrema, com duração, distribuição temporal e espacial crítica para uma área ou bacia hidrográfica. O estudo das precipitações máximas é um dos caminhos para conhecer-se a vazão de enchente de uma bacia. As precipitações máximas são tratadas pontualmente pelas curvas de intensidade, duração e frequência ( i x t x f ) e através da Precipitação Máxima Provável ( PMP ). Este último método é mais usado para grandes obras onde o risco de colapso da estrutura hidráulica deve ser mínimo. Determinação das curvas i-d-f em locais com dados pluviográficos. Para projetos de obras hidráulicas, tais como sistemas de drenagem, galerias pluviais, dimensionamento de bueiros, vertedores de barragens, entre outros, é necessário conhecer as três grandezas que caracterizam as precipitações máximas : intensidade, duração e frequência ( ou tempo de retorno ). A determinação da relação entre estas variáveis ( curvas i-d-f ) deve ser deduzida das observações das chuvas intensas durante um período de tempo longo ( série histórica ) dos eventos máximos do local. A principal metodologia que usa séries anuais baseia-se na seleção das maiores precipitações ocorridas, para uma duração estabelecida, em cada ano do período de observação disponível. A escolhas das durações depende da discretização dos dados e da representatividade desejada para a curva. Em geral são escolhidas as seguintes durações : 5, 10, 15, 30 e 60 minutos. A sequência a ser seguida é : a) para cada duração são obtidas as máximas precipitações ocorridas em cada ano com base nos dados do pluviógrafo. b) assim têm-se uma série histórica de precipitações máximas anuais para uma determinada duração. Esta série é ajustada a uma distribuição de extremos(gumbel, Log Normal, Weibull, etc ) onde teremos P x T. c) dividindo-se a precipitação pela duração obtém-se a intensidade. d) as curvas resultantes são a relação i-d-f. (Fig. 9) Relação intensidade,duração e frequência do local 1,6 i ( mm/ min ) 1,4 T = 2 anos 1,2 T = 10 anos 1 T = 50 anos 0,8 0,6 0,4 0, t ( horas ) Figura 9 - Exemplo de curvas i- d- f para uma determinada localidade

17 17 As curvas também podem ser expressas por equações genéricas que têm a seguinte forma: i = a. (T)** b ( 4.6 ) ( t + c) ** d onde i = intensidade ( mm/h ou mm/min ) T = período de recorrência ou tempo de retorno ( anos ) t = duração da chuva ( minutos ou horas ) a, b, c, d são parâmetros que devem ser determinados para cada local. Equação de chuva para Campinas ( Prof. Dirceu Brasil Vieira ) 0,1359 i = 2524,86. T i = mm/hora 0, 9483 T = anos T** 0, 007 t = minutos ( t + 20 ) Esta equação é válida para durações de até 120 minutos. Equação de chuva para São Paulo ( Prof. Antonio Garcia Occhipinti ) Para durações até 60 minutos 0,112 i = mm/min i = 27,96. T. T = anos 0,86. t = min 0,0144 T ( t + 15 ) Para durações superiores a 60 minutos 0,15 i = mm/hora i = 42,23. T T = anos 0,822 t = horas t

18 18 Equação de chuva para o Rio de Janeiro ( Eng. Ulisses Alcântara ) 0,15 i = T i = mm/hora 0,74 T = anos ( t + 20 ) t = minutos Para outras cidades brasileiras consultar : Otto Pfastetter em Chuvas Intensas no Brasil, Departamento Nacional de Obras de Saneamento, Ministério de Viação e Obras Públicas, Rio de Janeiro, Para outras cidades no estado de São Paulo : Magni, N.L.G. e Mero, F. Precipitações Intensas no estado de São Paulo, DAEE, boletim 4, São Paulo, ESTIMATIVA DAS RELAÇÕES I-D-F PARA LOCAIS SEM DADOS PLUVIOGRÁFICOS Método das relações de durações : este método baseia-se em características observadas nas curvas i-d-f correspondentes a postos localizados em diversas partes do mundo e as relações entre durações são obtidas segundo a expressão: r t1/t2 = intensidade de duração t1 intensidade de duração t2 = precipitação de duração t1 precipitação de duração t2 Os valores médios destas relações obtidos para o Brasil são : Relação Valores médios 5 min/ 30 min 0,37 10 min/30 min 0,54 15 min/30 min 0,70 20 min/ 30 min 0,81 25 min/ 30 min 0,91 30 min/ 1 hora 0,74 1hora / 24 horas 0,42 6 horas /24 horas 0,72 8 horas/ 24h 0,78 10h / 24h 0,82 12h / 24h 0,85 24h / 1 dia 1,14 para cidade de São Paulo 24h / 1 dia 1,10 para regiões com predominância de precipitações convectivas.

19 19 *Precipitação de 24 horas é o total máximo relativo a um período contínuo de 24 horas. *Precipitação de 1 dia é o valor compreendido entre dois períodos de observação. CETESB ( 1979 ) verificou que a média das chuvas de 1 dia e 2 dias de duração podem ser consideradas como uma estimativa bastante representativa de chuva de 24 horas, para a mesma frequência DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL DAS PRECIPITAÇÕES MÁXIMAS Assim como a distribuição temporal, a distribuição espacial das precipitações máximas é um importante elemento para o projeto de obras de drenagem e controle de volumes escoados superficialmente. A distribuição espacial não apresenta necessariamente um padrão uniforme. Mas mesmo que o comportamento pluviométrico de determinada região seja homogêneo, para grandes áreas deve ser levado em conta o fato da precipitação média máxima ser menor que a pontual. Segundo Occhipinti ( 1989 ), pesquisas realizadas sobre chuvas extremas em diferentes pontos da Terra mostram que as alturas pluviométricas máximas variam com o inverso do quadrado da área sobre a qual a precipitação se distribui. O diagrama da Figura 10 pode ser usado para reduzir-se as alturas pluviométricas pontuais em função da área em estudo. Figura 10 Fator de redução das precipitações - KD

20 20 Bibliografia BARTH, F. T. et al. Modelos para Gerenciamento de Recursos Hídricos, São Paulo: Nobel:ABRH, LINSLEY, R.K. e FRANZINI, J. B. Engenharia de Recursos Hídricos, São Paulo: MacGraw-Hill do Brasil : EDUSP, TUCCI, C. E. M. (org.) Hidrologia : Ciência e Aplicação, Porto Alegre: Ed. da Universidade: ABRH: EDUSP, 1993.