Departamento de Engenharia Civil Disciplina : Hidrologia (HIA0001) Prof. Dr. Doalcey Antunes Ramos

Transcrição

1 Departamento de Engenharia Civil Disciplina : Hidrologia (HIA0001) Prof. Dr. Doalcey Antunes Ramos Capítulo 2: Bacia Hidrográfica

2 Definição Uma bacia hidrográfica é uma determinada área de terreno que drena água, partículas de solo e material dissolvido para um ponto de saída comum, situado ao longo de um rio, riacho ou ribeirão (Dunne e Leopold, 1978 apud Zahed e Mello, 2011). Portanto, por essa definição podemos concluir que dentro de uma bacia hidrográfica podem existir inúmeras subbacias.

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5 Divisores de Água Se o solo da bacia é muito impermeável, os limites são os divisores de água topográficos; Se o solo é permeável a bacia real pode diferir um pouco da bacia topográfica Na prática são usados os limites topográficos.

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7 Delimitação de Bacias O escoamento superficial se dá perpendicularmente às curvas de nível; O divisor de águas é uma linha ortogonal a essas curvas, partindo-se da seção transversal em questão (seção exutória) até o ponto mais alto da bacia

8 Delimitação de Bacias

9 Delimitação de Bacias (utilizando imagem de satélite)

10 Delimitação de Bacias Utilizando modelo digital de terreno (DEM) (exemplo em 3-D e em planta de um DEM simples)

11 Delimitação de Bacias Utilizando modelo digital de terreno (DEM) Definir as células que serão consideradas como rios Definir os trechos dos rios Definir as subbacias

12 Delimitação de Bacias Utilizando plantas planialtimétricas

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14 MAPA DO IBGE

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17 Destaque da rede de drenagem

18 Localização dos pontos altos e cotados

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22 Características Físicas Importância Comparação entre bacias hidrográficas Transferência de dados entre bacias vizinhas Projeção do comportamento da bacia no futuro Fórmulas empíricas e regionalização

23 Características Físicas Área da bacia Forma da bacia Uso e tipo de solo Declividade dos terrenos Declividade dos cursos d água Ordem dos cursos d água Densidade de drenagem

24 Área da Bacia Medida por planímetro Calculada a partir de imagens digitalizadas Aproximação por composição de figuras geométricas

25 Efeito da Área nas Vazões Máximas: Duas bacias sujeitas à mesma chuva Bacia grande >> maior tempo de resposta >> maior armazenamento Duas bacias sujeitas a chuvas diferentes Distribuição espacial de uma chuva curta e intensa cobrem uma pequena área, diminuindo a região de influência Efeito da Área nas Vazões Mínimas : grandes bacias mantém mais a vazão durante os períodos de estiagem.

26 Forma da Bacia Influência : Na infiltração Na velocidade do escoamento Áreas de florestas: as folhas e galhos retardam o escoamento Áreas urbanas: como há pouca infiltração e grande velocidade do escoamento, há grandes picos de cheias Tempo de concentração da bacia

27 Tempo de Concentração da Bacia É o tempo mínimo necessário para que a gota de chuva que cai no ponto mais desfavorável da bacia atinja a seção de saída da mesma.

28 Coeficiente de compacidade: P K 0, 28 c 2 r P A P : perímetro da bacia 2 r : circunferência de um círculo de área igual à da bacia Este coeficiente é um número adimensional que varia com a forma da bacia, independentemente de seu tamanho. Quanto mais irregular for a bacia, tanto maior será o coeficiente de compacidade. Se os outros fatores forem iguais, a tendência para enchentes é tanto mais acentuada quanto mais próximo da unidade for o valor desse coeficiente. K C = 1 (circular); K C >> 1 (alongada)

29 Fator de forma : L A L K f L L 2 L comprimento axial da bacia A A L = Largura média da bacia área da bacia O fator de forma constitui um índice indicativo da maior ou menor tendência para enchentes de uma bacia. Um bacia com um fator de forma baixo é menos sujeita a enchentes do que outra de mesmo tamanho porém com maior fator de forma. Isso se deve ao fato de que numa bacia estreita e longa, com fator de forma baixo, há menos possibilidade de ocorrência de chuvas intensas cobrindo simultaneamente toda sua extensão. Nesse tipo de bacia a contribuição dos tributários atinge o curso d água principal em vários pontos ao longo do mesmo, afastando-se da condição ideal de bacia circular. K f 1 (arredondada) K f <1 (alongada)

30 Declividade Média das Vertentes Influência: Tempo de concentração da bacia Velocidade do escoamento Picos das cheias

31 Método das Quadrículas Associadas a um vetor

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34 Declividade Média das Vertentes S V i n 1 n I w i i A a i I i w i a i n : diferença de altitude padrão entre duas curvas de nível : largura entre duas curvas de nível : área entre duas curvas de nível : número de intervalos de curva de nível

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36 Declividade de Álveo (ou Declividade do fundo do rio) S 1 H L

37 S 2 H L 2 A L 2

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42 Densidade de Drenagem D d A L i A L i :comprimento total dos cursos d água : área da bacia A densidade de drenagem varia inversamente com a extensão do escoamento superficial e, portanto, fornece uma indicação da eficiência da drenagem da bacia. Quanto maior a densidade de drenagem menor o tempo de concentração da bacia e maior a vazão de pico, e mais rápido o escoamento.

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47 Relevo Curva hipsométrica Altitude média

48 Relevo Curva hipsométrica Altitude média

49 Ordem dos Rios: Critério de STRAHLER

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51 Referências: Zahed Fº, K & Mello Jr. A. V. Material de Aulas - Disciplina PHD2307 Hidrologia Aplicada, Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental, Poli-USP, são Paulo, Naghettini, M. Engenharia de Recursos Hídricos Notas de Aula, Departamento de Engenharia Hidráulica e Recursos Hídricos, EE- UFMG, Belo Horizonte, Studart, T. M. C. Apostila de Hidrologia Aplicada, DEHA/CT/UFC, Fortaleza, Negri. R. Hidrologia Notas de Aula, Udesc, Joinville, 2012.