3 - Bacia hidrográfica

Transcrição

1 3.1 Introdução Lei 9.433, de 08/01/1997 Bacia hidrográfica = Unidade territorial de gestão 3 - Bacia hidrográfica Definição de bacia hidrográfica área de captação natural da água da precipitação que faz convergir os escoamentos para um único ponto de saída, seu exutório (Tucci, 1997)

2 Divisores: Topográfico e Freático Corte transversal de uma bacia Fonte: Villela & Mattos, 1975 A bacia hidrográfica do escoamento subterrâneo pode ser diferente. O erro pode diminuir com o aumento da bacia ou a escala da informação.

3 Principais Variáveis Área de drenagem Bacia km² Rio Barigüi 269 Rio Atuba 126 Rio Belém 90 Comprimento do rio principal; Declividade média do rio principal; Densidade de drenagem. Desnível. Finte: Kit de sensibilização sobre rio Kunene - África 3

4 Delimitação de bacias Gráfica ou por Geoprocessamento Cartas topográficas MNT - Modelo Numérico do Terreno TIN Triangulated Irregular Network Manual Automática 4

5 Curvas de nível Escala Eqüidistância 1:500 0,5m 1: ,0m 1: ,0m 1: ,0m Escala Eqüidistância 1: ,0m 1: ,0m 1: ,0m 1: ,0m Escala Eqüidistância 1: ,0m 1: ,0m 1: ,0m 1: ,0m Fonte: Profª Maria Cecília Bonato Brandalize PUC-PR

6 Divisor de águas Divisor de águas: linha formada pelo encontro de duas vertentes opostas (pelos cumes) e segundo a qual as águas se dividem para uma e outra destas vertentes. Figura de DOMINGUES (1979). Fonte: Profª Maria Cecília Bonato Brandalize PUC-PR

7 No lugar de mapas: MNT Modelo Numérico do Terreno MNT derivado de mapa por interpolação adaptado do original de Francisco Olivera, Ph.D., P.E. 680 Texas A&M University Department of Civil Engineering

8 Código de direção de fluxo

9 Delimitação automática de bacias MNT Aspecto Bacia Código de direção de fluxo Acúmulos Distância 10

10 Extração Automatizada da Rede de Drenagem

11 Exemplo sobre a Bacia do Rio Turvo Seleção da bacia do turvo

12 Recorte dos pontos cotados e curvas de nível de toda a região Foram recortados pontos cotados e curvas de nível além do limite da bacia do Rio Turvo

13 Tin Foi feito o TIN da área, utilizando os layers dos pontos cotados e as curvas de nível mostrados anteriormente.

14 Tin

15 Tin to raster Transformouse o TIN obtido anteriormente para formato Raster

16 Tin to raster

17 Utiliza-se esta ferramenta para preenchimento e correção de possíveis erros no Raster gerado Fill raster

18 Fill raster

19 Flow direction Para extração da bacia de drenagem, o primeiro passo então, a partir dos dados de elevação, será a determinação da direção do fluxo na bacia

20 Flow Direction

21 Flow accumulation Esta ferramenta determinará as células com maior ocorrência de drenagem, enquanto as de menor valor tem mais chance de serem áreas de ocorrência de nascentes

22 Flow accumulation

23 Flow length Esta ferramenta gera o caminho do fluxo na bacia, faz o cálculo das distâncias ou distâncias ponderadas ao longo do fluxo.

24 Esta ferramenta gera pequenas divisões, como se fossem bacias menores nesta área.

25 Stream Order Esta ferramenta promove a hierarquização da rede de drenagem. Existindo esses dois métodos diferentes para hierarquização, apresentados ao lado.

26 Stream Order Este resultado apresenta várias ordens obtidas na ferramenta utilizada, sendo, por vezes, muito poluída, como o caso deste resultado apresentado. É possível retirar apenas os valores de ordem maiores, ou os mais significativos.

27 Con Para retirar as drenagens de ordem superior, pode-se utilizar esta ferramenta. Pode-se utilizar uma expressão (SQL), utilizando os valores da tabela de atributos das ordens das feições (VALUES) para seleção dos que se quer vizualizar.

28 Con Neste caso selecionouse apenas os de ordem superior a 5.

29 Stream to Feature Como os resultados anteriores estavam em formato raster (pixelados), pode-se transformá-los em formato vetorial utilizando esta ferramenta, com os últimos resultados da ordem das drenagens e o raster da direção de fluxo.

30 Resultado Final Obtendo este resultado final, em formato vetorial, para as drenagens acima da ordem 5.

31 Resultado Final Este é o resultado final, colocado sobre o TIN, onde percebe-se que a drenagem gerada realmente tende a escoar por caminhos de maior declividade.

32 Comprimento do rio principal Define-se o rio principal de uma bacia hidrográfica como aquele que drena a maior área no interior da bacia. Acúmulos A medição do comprimento do rio pode ser por: - curvímetro ou - por geoprocessamento; Curvímetro: Mede o comprimento de linhas retas e curvas.

33 3.4 - Características físicas da bacia hidrográfica Estreita relação Características físicas da bacia hidrográfica Comportamento hidrológico a) Área de drenagem b) Forma da bacia c) Sistema de drenagem d) Características do relevo

34 a) Área de drenagem Área plana (projeção horizontal) inclusa entre seus divisores topográficos. Determinação: a.1 - Planimetria Mapas em papel, escala razoavelmente grandes (1:50.000)

35 Determinação: a.2 Softwares de geoprocessamento Aspecto Modelos numéricos do terreno (resolução espacial) 30m ~ 90m

36 b) Forma da bacia Importante devido tempo de concentração. Tempo de concentração: Tempo que leva a água do ponto mais distante atingir a saída. Tempo que toda a bacia passa a contribuir na seção de estudo. Wilson, 1969, apud Studart, 2006

37 Geralmente: Grandes rios forma de pera ou leque Pequenos rios variam muito, dependendo da estrutura geológica do terreno Índices de forma: Índice de Compacidade Fator de forma

38 Coeficiente de compacidade ou Índice de Gravelius (K c ) Relação entre o perímetro da bacia e a circunferência de um círculo de área igual à da bacia. Observação: Kc = 1 bacia circular Quanto mais irregular for a BH Maior ou menor Kc??? P : Perímetro da BH (km) A Área da BH (km 2 ) Se outros fatores forem iguais e Kc 1 Tendência para enchentes maior ou menor? Bacia do rio do Lobo: A=177,25 km 2 ; P=70 km; Kc =. 1,47, área não muito sujeita a enchentes

39 Fator de forma (K f ) Relação entre a largura média da bacia e o comprimento axial da bacia. Curso de água mais longo, desde a desembocadura até a cabeceira mais distante. Observação: K f baixo bacia estreita e longa Se outros fatores forem iguais e K f baixo Tendência para enchentes maior ou menor? Bacia longa e estreita: Menor possibilidade de ocorrer chuvas intensas simultaneamente em toda sua extensão A contribuição dos tributários ocorre em vários pontos ao longo da extensão do rio, logo, não chega toda água ao mesmo tempo na seção em estudo.

40 c) Sistema de Drenagem Constituído por: Rio principal Tributários Estudo das ramificacoes e do desenvolvimento do sistema Indica maior ou menor velocidade com que a água deixa a bacia

41 Ordem dos cursos de água Classificação que reflete o grau de ramificação ou bifurcação dentro de uma BH. Utiliza-se mapa bem detalhado, onde são incluídos todos os canais (pequenos, intermitentes ou efêmeros) Critério de Horton, modificado por Strahler Primeira ordem: Correntes formadores, pequenos canais que não tenham tributários Segunda ordem: Formado por 2 canais de 1ª. ordem n+1 ordem: Formado por 2 canais de n ordem 42

42 Densidade de drenagem (D d ) Identificação do grau de desenvolvimento de um sistema de drenagem Relação entre comprimento total dos cursos de água Área (efêmeros, intermitentes e perenes) da BH 0,5 km/km 2 3,5 km/km 2 D d Drenagem pobre Excepcionalmente bem drenada

43 Sinuosidade do curso de água Sin = L L t L Comprimento do rio principal (projeção ortogonal) L t Distância vetorial entre os pontos extremos do canal principal (comprimento em linha reta) Interpretação: Sin 1 Sin > 2 Canal tende a ser retilíneo Sugerem canais tortuosos Calcule: Bacia L (m) L t (m) Sin Obs ,1 Quase não existe sinuosidade ,3 Canais tendem a ser sinuosos

44 d) Características do relevo Influência: Fatores meteorológicos T, EV, P, etc Ciclo hidrológico Fatores hidrológicos Velocidade de escoamento (declividade do terreno) Velocidade:

45 Declividade da bacia Controla em boa parte a velocidade do escoamento superficial (tempo que leva a água da chuva para concentrar-se nos leitos dos rios que constituem a rede de drenagem) Magnitude dos picos de vazão Maior/Menor oportunidade de infiltração Susceptibilidade à erosão Métodos de determinação: Quadrícula Geoprocessamento

46 Métodos de determinação: Quadrícula Geoprocessamento Altitude Aspecto 1. Papel transparente com malha quadriculada sobre mapa topográfico 2. Nos nós da malha, vetor orientado ao sentido do escoamento 3. A declividade é o quociente entre a diferença da cota e a distância medida em planta entre as curvas de nível.

47 Elevação mediana da bacia Representação gráfica do relevo médio da BH Mostra o percentual de área que existe acima ou abaixo das altitudes. Determinação: Planimetria das áreas entre curvas de níveis Quadrícula Geoprocessamento Curva hipsométrica Altitude máxima Altitude mediana Altitude mínima 50% 100%

48 Bacias Hidrográficas do Brasil 12 bacias Conselho Nacional de Recursos Hídricos, Resolução 32/2003, Institui a Divisão Hidrográfica Nacional

49 Bacias Hidrográficas do Paraná 16 bacias

50 Alto Iguaçu 1-Rio Padilha 2-Rio Alto Boqueirão 3-Rio da Ressaca 4-Rio Avariu 5-Arroio Mascate 6-Ribeirão da Divisa 7-Rio Barigui 8-Rio Palmital 9-Rio Atuba 10-Rio Passauna 11-Rio Iraí 12-Rio Belém 13-Rio Verde 15-Rio do Meio 16-Rio Iraizinho 17-Rio Piraquara 18-Rio Itaqui 19-Rio Pequeno 20-Rio Miringuava 21-Rio Miringuava- Mirim 22-Rio Guajuvira 23-Rio Isabel Alves 24-Rio Turvo 25-Rio Cotia 26-Rio Piunduva 27-Rio do Despique 28-Rio Faxinal 29-Rio Mauricio 30-Área de Contribuição Direta do Alto Rio Iguaçu

51 Trabalho Parte 1 6 grupos, com 4 componentes. Metas: Delimitar automaticamente a bacia hidrográfica em 3 partes, cada grupo irá trabalhar com uma sub-bacia. Bacia do rio Passaúna Bacia do rio Barigui Determinar: área da sub-bacia, comprimento do rio principal, declividade média da bacia, declividade média do trecho do rio, etc. (Descrever como foi realizado) Entregar em formato html: Localização; Características físicas da bacia (figuras, vídeos,..., não esquecer das referências) Entrega e Apresentação: (2 semanas) No final, uma maquete da bacia em escala (deve aparecer o divisor de água com parte da bacia vizinha; hidrografia; uso do solo (área urbana, mata, agricultura); alguns pontos de referência (ruas principais, por ex); deve encaixar com as partes dos outros grupos)