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.
Hietograma chuvas
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
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
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.
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.
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: http://www.ufrgs.br/lageo_geodesia/iisapgu/correaics.pdf Fig. 1 Molinete de hélice
Medição de vazão e curva-chave Fonte: Collischonn e Tassi, 2010. 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
Medição de vazão Linígrafo analógico Rio Canoas Rio Rufino/SC Linígrafo digital + estação de dados Rio Canoas Rio Rufino/SC
Medição de vazão Central de armazenamento de dados da estação telemétrica Rio Canoas Rio Rufino/SC Estação telemétrica Rio Canoas Rio Rufino/SC
Rede de estações fluviométricas de SC (169) Fonte: ANA, 2002.
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.
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...
Forma da bacia alongada São Francisco Outras: Tietê; Paranapanema; Tocantins. Notas de aula de Walter Collischonn
Forma da bacia circular Taquari Antas - RS Rio Itajaí - SC Notas de aula de Walter Collischonn
Forma da bacia hidrográfica Influência da forma nas vazões em bacias de mesma área. Notas de aula de Walter Collischonn
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.
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).
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
Ordem das drenagens segundo Strahler
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
Densidade de drenagem Obs.: Para rios intermitentes é necessário expandir até o divisor de águas.
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
Modificações no uso da terra Figuras: Keller, 2011 e USDA.c
Modificações no uso dos solos Antes da urbanização Depois da urbanização Fonte: Schueler (1987) apud Tucci (2002, p. 48).
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
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...
Uso da terra e a cobertura vegetal Solo nú Notas de aula de Walter Collischonn Solo vegetado
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
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
Diversidade e manutenção do equilíbrio hídrico
Retilinização de cursos d'água Fonte: Modificado a partir de Rio de Janeiro (2001) apud Brocareli e Stuermer (2008, p. 153).
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
Referências COLLISCHONN W, TASSI R. Apostila de Hidrologia. IPH-UFRGS, 2010. Acesso em: 16/03/2011. Disponível em: http://galileu.iph.ufrgs.br/collischonn/apostila_hidrologia/apostila.html SILVA, LDB. Hidrologia. Apostila de curso. 2006. Acesso em: 06/04/2011. Disponível em: http://www.ufrrj.br/institutos/it/deng/leonardo/it113-hidrologia.htm
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