Ecologia e Conservação de Ambientes Aquáticos. Dayse Resende Paulo Pompeu

Transcrição

1 Ecologia e Conservação de Ambientes Aquáticos Dayse Resende Paulo Pompeu

2 Tudo o que você queria saber sobre os ambientes aquáticos e tinha vergonha de perguntar! Também não teremos vergonha de responder que não sabemos!

3 O Ciclo Hidrológico

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10 Centro de massa da chuva Tempo de retardamento da bacia Vazão de pico descida Tempo de subida Fluxo superficial subida Linha de separação da hidrógrafa (arbitrária) Fluxo antecedente Fluxo de base Tempo (horas) Recessão de água subterrânea Vazão (m3/min) Chuva (cm/hr)

11 E então, que está acontecendo com nossos rios?

12 BACIA HIDROGRÁFICA TIPOS DE REGIMES DE FLUXO PERENE: Vazão fluente o ano todo. INTERMITENTE:Vazão fluente nos períodos chuvosos. EFÊMERO:Vazão fluente durante e logo após as chuvas.

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14 PERÍMETRO DA BACIA HIDROGRÁFICA É o comprimento linear do espigão ou divisor topográfico ( Km. ), que pode ser determinado através de um curvímetro ou analíticamente por coordenadas, ou até mesmo de maneira gráfica, sempre obedecendo a escala do desenho da bacia hidrográfica.

15 Kc = Coeficiente de compacidade Relaciona o perímetro da Bacia Hidrográfica com uma circunferência de área igual ao da bacia hidrográfica P ( Km.) Kc = R Quando Kc tender a 1, há maior risco de cheias (bacia circular) Outras fórmulas parecidas usadas em ecologia!!!!

16 Escoamento Superficial Fatores Influentes: Climáticos Regionais: Regime de chuva; Época do ano Relevo: -primavera -verão -outono - geografia - topografia - geologia - ocupação e uso do solo Chuvas antecedentes Períodos chuvosos tendem a saturar o solo, ocasionando fluxo superficial erosivo quando sem controle racional ou sistematizado.

17 F A T O R E S F I S I O G R Á F I C O S Forma da bacia hidrográfica: Circular: maior tendência de cheias Alongada: menor tendência de cheias Permeabilidade do solo : Tipo de solo e sub-solo Interceptações: barragens e lagos naturais canais e gargantas naturais retificações dos cursos meandros naturais Declividade: maior declive velocidade maior menor declive velocidade menor

18 C : Coef. de escoamento superficial run-off C = Volume escoado Volume precipitado Tc: tempo de concentração: Duração da chuva para que toda B.H passe a contribuir no ponto em estudo É o tempo de duração para que a chuva que caiu no ponto mais distante da B.H. passe escoando pelo ponto de análise (P.p.) Depende de: Área da B.H. Forma Declividade Tortuosidade do talvegue Cobertura

19 RESUMO: 1 Com pequenos períodos de retorno, sempre haverá maior risco de ocorrência da chuva num ano qualquer e é válido para obras de pequeno custo e pequeno alcance 2 Com o período de retorno maior, o risco de ocorrência da chuva de projeto num ano qualquer será menor e é valido para obras de alto custo e grande alcance Obs: O qual período de retorno adotar para aplicações em biologia???

20 A ordem de um rio. Vantagens: Idéia do tamanho; Idéia das condições hidrológicas; Idéia dos principais fatores e processos ecológicos. Problemas: escala

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27 Diferença entre vazão e velocidade Q = V x A

28 O que que isto tem a ver com nossos rios? Restrições e corredeiras

29 Período de retorno T 1 T = F Exemplo prático

30 Flow category Dry-season low flow Flow (m 3 s -1 ) Number / annum Wet-season low flow Intra-annual annual flood Class 1 Intra-annual annual flood Class 2 Intra-annual annual flood Class 3 Intra-annual annual flood Class 4 Inter-annual flood up to 1:2 year Inter-annual flood up to 1:5 year Inter-annual flood up to 1:10 year Inter-annual flood up to 1:20 year

31 Links ecológicos das vazões Flow category Dry-season low flow Wet-season low flow Intra-annual annual Class 1 Intra-annual annual Class 2 Intra-annual annual Class 3 Intra-annual annual Class 4 Inter-annual up to 1:2 year Inter-annual up to 1:5 year Inter-annual up to 1:10 year Inter-annual up to 1:20 year Perceived link Maintain perenniality Maintain wet bank mosses and ferns Fish spawning in late dry season Fish spawning in early dry season Sort sediments, scour riffles Maintain phys. heterogeneity, scour seedlings Maintain tree line Maintain tree-shrub zone, deposit sediments Maintain channel; re-set physical habitat Maintain vegetation at riparian limit

32 The Building Block Methodology DISCHARGE Channel Maintenance/ Flushing Flood (second building block) Habitat Maintenance Flood (second building block) BASEFLOW (first building block) Spawning/ Migration Fishes (third building block) JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC

33 Como medir a vazão?

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36 O vertedouro mais comum é o triangular de 90 o em que A=h 2 tan(90 o /2), ou seja: A=h 2 Por princípios de hidráulica, mostra-se que a velocidade média no vertedouro é o produto de uma constante C pela raiz quadrada de h: _ 1 2 V = Ch de forma que Q é dada por: Q = h Ch = Ch Unidades: L 3 T -1 2

37 Estimativa de vazão por Manning-Chezy. Um método amplamente usado para estimar vazão de rios, em particular pico de vazão a partir das marcas de cheia, é a fórmula de Manning- Chezy: Q = 1 n Ar 2 3 s 1 2 r é o raio hidráulico em m, s é o gradiente de declividade (adimensional ou m/m) e n é o fator de rugosidade de Manning em unidades TL -1/3.

38 O fator de rugosidade de Manning varia de 0,02 em canais lisos a 0,15 para canais bastante rugosos com fundo cheio de raízes e vegetação. Em geral estes valores são em encontrados em tabelas de manuais de Hidráulica. A fórmula de Manning-Chezy não é exata, mas produz resultados muito melhores que uma simples inspeção visual no local.

39 Uma última fórmula!! Conservação da massa e de energia

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41 E em uma turbina?