Índices físicos e o escoamento superficial

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1 Índices físicos e o escoamento superficial Escoamento superficial Movimento da água que, a partir da menor porção de chuva que, caindo sobre um solo saturado de umidade ou impermeável, escoa pela sua superfície, formando sucessivamente enxurradas, córregos, ribeirões, rios e lagos e reservatórios de acumulação. (Martins, 1976). Finalizada em 21/09/16.

2 Hietograma chuvas

3 Vazão É o volume de água que passa por uma determinada seção de um rio (exutório) em um dado intervalo de tempo. Pode ser expressa em unidades de litros por segundo (l/s). No caso de vazão de rios, é mais usual metros cúbicos por segundo (m3/s), sendo que 1 m3/s = 1000L/s É dada pela fórmula: Q = seção transversal (área) x velocidade (distância/tempo) Q = m2. m/s Q = m3/s

4 Diferentes seções e diferentes vazões Seção pequena e velocidade baixa = vazão menor (Q= 3m x 10m x 1m/s = 30m3/s) Seção com maior área e velocidade superior = vazão maior (Q= 9m x 10m x 2m/s = 180m3/s) Fonte: Press et al., 2006

5 Importância da medição de vazões Determinar a disponibilidade hídrica para: abastecimento humano animal industrial Produção de energia elétrica Irrigação Evacuação por enchentes - defesa civil Navegação, etc.

6 Medição de vazão pequenos cursos Q = 1,42 h2,5 Onde: Q é a vazão em m3/s h é a carga hidráulica em metros sobre o vertedor que é a distância do vértice ao nível da água medido a montante do vertedor Fonte: Collischonn e Tassi, 2010.

7 Medição da vazão médios e grandes Molinete - instrumento projetado para girar em velocidades diferentes de acordo com a velocidade da água Sabendo-se a área da seção do curso d'água pode-se determinar o volume de água que passa pelo exutório. Fonte: Fig. 1 Molinete de hélice

8 Medição de vazão e curva-chave Fonte: Collischonn e Tassi, Medida deve ser realizada por seções com leituras da velocidade na vertical Com as velocidades médias de cada seção tem-se a vazão por seção Por fim, somam-se as vazões das seções Se determina a curva-chave

9 Medição de vazão Linígrafo analógico Rio Canoas Rio Rufino/SC Linígrafo digital + estação de dados Rio Canoas Rio Rufino/SC

10 Medição de vazão Central de armazenamento de dados da estação telemétrica Rio Canoas Rio Rufino/SC Estação telemétrica Rio Canoas Rio Rufino/SC

11 Rede de estações fluviométricas de SC (169) Fonte: ANA, 2002.

12 Hidrograma vazões tc é definido como o intervalo de tempo entre o final da ocorrência de chuva efetiva e o final do escoamento superficial. tep é o intervalo entre o pico da chuva efetiva e o pico da vazão superficial. tl é o intervalo de tempo entre os centros de gravidade do hietograma (chuva efetiva) e do hidrograma superficial. tp é o tempo entre o centro de gravidade do hietograma (chuva efetiva) e o pico do hidrograma. Fonte: Collischonn e Tassi, 2010.

13 Escoamento superficial O escoamento superficial depende de inúmeros fatores para acontecer, dentre eles: Área de bacia Permeabilidade dos solos Declividade do terreno/bacia Forma da bacia Evaporação Vegetação Grau de retilinearidade dos cursos E muitos outros...

14 Forma da bacia alongada São Francisco Outras: Tietê; Paranapanema; Tocantins. Notas de aula de Walter Collischonn

15 Forma da bacia circular Taquari Antas - RS Rio Itajaí - SC Notas de aula de Walter Collischonn

16 Forma da bacia hidrográfica Influência da forma nas vazões em bacias de mesma área. Notas de aula de Walter Collischonn

17 Fator forma Onde: A (área da BH) e L (comprimento do curso d'água mais longo, desde sua desembocadura até a cabaceira mais distante). Quanto mais baixo for o fator forma (BH estreita e alongada), menor a chance de enchente e vice-versa.

18 Índice de compacidade c Relação entre P (perímetro real da bacia) e A (área da de um círculo com área igual a da bacia) Quanto mais próximo de 1 (círculo), maior a chance de enchente, pois o escoamento de todos os cursos tenderão a chegar ao mesmo tempo no mesmo local (exutório).

19 Ordem das drenagens segundo Strahler Um curso d água a partir da nascente é de ordem 1 Quando dois cursos de ordem 1 se encontram formam um curso de ordem 2 Quando dois cursos de ordem 2 se encontram formam um curso de ordem 3 e assim por diante Quanto mais elevada for a ordem, maiores serão as chances de enchentes, pois maior é a concentração dos volumes de água. Notas de aula de Walter Collischonn

20 Ordem das drenagens segundo Strahler

21 Densidade e forma da rede de drenagem Densidade: Controlada pela geologia e o clima Quanto menos permeável forem os solos, menos água infiltrará nos aquíferos, maior será o escoamento superficial Forma: Controlada pela geologia As fraturas das rochas condicionam o arranjo das drenagens

22 Densidade de drenagem Obs.: Para rios intermitentes é necessário expandir até o divisor de águas.

23 Moderno uso da terra Substituição de florestas por lavoura/pastagens Urbanização: telhados, ruas, passeios, estacionamentos e até pátios de casas Modificação dos caminhos da água Aumento da velocidade do escoamento (leito natural rugoso x leito artificial com revestimento liso) Encurtamento das distâncias até a rede de drenagem (exemplo: telhado com calha) Impermeabilização do solo, inibindo a infiltração Notas de aula de Walter Collischonn

24 Modificações no uso da terra Figuras: Keller, 2011 e USDA.c

25 Modificações no uso dos solos Antes da urbanização Depois da urbanização Fonte: Schueler (1987) apud Tucci (2002, p. 48).

26 Cobertura Vegetal Florestas apresentam maior interceptação de águas das chuvas e maior profundidade de raízes: Maior interceptação = escoamento superficial demora mais tempo para ocorrer. Maior profundidade de raízes = água consumida pela evapotranspiração pode ser retirada de maiores profundidades do solo. As raízes facilitam a infiltração das águas para profundidades maiores, estimulando a recarga dos aquíferos. Notas de aula de Walter Collischonn

27 A importância da cobertura vegetal Amortecer o impacto do pingo de chuva contra o solo e inibir a sua compactação e erosão. Retardar o escoamento superficial Manter a umidade local por evapotranspiração Produzir chuvas Produção de alimentos Lazer, conforto térmico, etc...

28 Uso da terra e a cobertura vegetal Solo nú Notas de aula de Walter Collischonn Solo vegetado

29 Agricultura e o escoamento superficial Agricultura convencional Agricultura ecológica Compactação do solo e diminuição da porosidade e da capacidade de infiltração de água Redução da quantidade de matéria orgânica no solo Raízes mais superficiais = consumo de água pelas plantas diminui Potencializa a erosão Estruturação dos solos conservada e mantidas a porosidade e a capacidade de infiltração de água Agregação de matéria orgânica com adubação verde e ciclagem de nutrientes Biodiversidade assegura raízes mais profundas, mantendo a evapotranspiração

30 Agropecuária convencional x agroecológica Monocultivo de soja em Santo Augusto/RS Sistema agroflorestal em Alegre/ES Pecuária extensiva em Alegre/ES Foto: Erica Munaro Fotos: Arthur Nanni

31 Diversidade e manutenção do equilíbrio hídrico

32 Retilinização de cursos d'água Fonte: Modificado a partir de Rio de Janeiro (2001) apud Brocareli e Stuermer (2008, p. 153).

33 Para pensar... A ciência é muito boa dentro de seus preciosos limites. Quando transformada na única linguagem para se conhecer o mundo, entretanto, ela pode produzir dogmatismo, cegueira e, eventualmente, emburrecimento. Rubem Alves

34 Referências COLLISCHONN W, TASSI R. Apostila de Hidrologia. IPH-UFRGS, Acesso em: 16/03/2011. Disponível em: SILVA, LDB. Hidrologia. Apostila de curso Acesso em: 06/04/2011. Disponível em:

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