apostila - hidrologia cap 3

apostila - hidrologia cap 3

(Parte 1 de 4)

_ _BACIA HIDROGRÁFICA Unidade de Conservação

APOSTILA DE HIDROLOGIA__

3.1. Introdução

O Ciclo Hidrológico, como descrito anteriormente, tem um aspecto geral e pode ser visto como um sistema hidrológico fechado, já que a quantidade de água disponível para a terra é finita e indestrutível. Entretanto, os subsistemas abertos são abundantes, e estes são normalmente os tipos analisados pelos hidrologistas.

Dentre as regiões de importância prática para os hidrologistas destacam-se as Bacias Hidrográficas (BH) ou Bacias de Drenagem, por causa da simplicidade que oferecem na aplicação do balanço de água, os quais podem ser desenvolvidos para avaliar as componentes do ciclo hidrológico para uma região hidrologicamente determinada, conforme Figura 6.

Figura 6 – Foto aérea da bacia hidrográfica – Rua “U” com a Av. Waldomiro Peres Gonçalves / volta Redonda, RJ. – Fonte Google Earth.

Bacia Hidrográfica é, portanto, uma área definida topograficamente, drenada por um curso d’água ou por um sistema conectado de cursos d’água, tal que toda a vazão efluente seja descarregada por uma simples saída.

CRUCIANI, 1976 define microbacia hidrográfica como sendo a área de formação natural, drenada por um curso d’água e seus afluentes, a montante de uma seção transversal considerada, para onde converge toda a água da área considerada. A área da microbacia depende do objetivo do trabalho que se pretende realizar (não existe consenso sobre qual o tamanho ideal). PEREIRA (1981) sugere: a) para verificação do efeito de diferentes práticas agrícolas nas perdas de solo, água e nutrientesà área não deve exceder a 50 ha.

Cap. 3

PDF created with pdfFactory trial version w.pdffactory.com

_ _BACIA HIDROGRÁFICA Unidade de Conservação

APOSTILA DE HIDROLOGIA__

b) estudo do balanço hídrico e o efeito do uso do solo na vazão à áreas de até 10.0 ha. c) estudos que requerem apenas a medição de volume e distribuição da vazão à bacias representativas com áreas de 10 a 50 mil ha.

A resposta hidrológica de uma bacia hidrográfica é transformar uma entrada de volume concentrada no tempo (precipitação) em uma saída de água (escoamento) de forma mais distribuída no tempo (Figura 7).

Figura 7 – Resposta hidrológica de uma bacia hidrográfica. 3.2. Divisores

Divisores de água: divisor superficial (topográfico) e o divisor freático (subterrâneo).

Conforme a Figura 8, o divisor subterrâneo é mais difícil de ser localizado e varia com o tempo. À medida que o lençol freático (LF) sobe, ele tende ao divisor superficial. O subterrâneo só é utilizado em estudos mais complexos de hidrologia subterrânea e estabelece, portanto, os limites dos reservatórios de água subterrânea de onde é derivado o deflúvio básico da bacia. Na prática, assume-se por facilidade que o superficial também é o subterrâneo.

Figura 8 – Vista esquemática dos divisores das bacias hidrográficas. PDF created with pdfFactory trial version w.pdffactory.com

_ _BACIA HIDROGRÁFICA Unidade de Conservação

APOSTILA DE HIDROLOGIA__

A Figura 9 apresenta um exemplo de delimitação de uma bacia hidrográfica utilizando o divisor topográfico. Nesta Figura está individualizada a bacia do córrego da Serrinha. Note que o divisor de águas (linha tracejada) acompanha os pontos com maior altitude (curvas de nível de maior valor).

Figura 9 – Delimitação de uma bacia hidrográfica (linha tracejada). 3.3. Classificação dos cursos d’água

De grande importância no estudo das BH é o conhecimento do sistema de drenagem, ou seja, que tipo de curso d’água está drenando a região. Uma maneira utilizada para classificar os cursos d’água é a de tomar como base a constância do escoamento com o que se determinam três tipos:

a) Perenes: contém água durante todo o tempo. O lençol freático mantém uma alimentação contínua e não desce nunca abaixo do leito do curso d’água, mesmo durante as secas mais severas. b) Intermitentes: em geral, escoam durante as estações de chuvas e secam nas de estiagem. Durante as estações chuvosas, transportam todos os tipos de

PDF created with pdfFactory trial version w.pdffactory.com

_ _BACIA HIDROGRÁFICA Unidade de Conservação

APOSTILA DE HIDROLOGIA__

deflúvio, pois o lençol d’água subterrâneo conserva-se acima do leito fluvial e alimentando o curso d’água, o que não ocorre na época de estiagem, quando o lençol freático se encontra em um nível inferior ao do leito. c) Efêmeros: existem apenas durante ou imediatamente após os períodos de precipitação e só transportam escoamento superficial. A superfície freática se encontra sempre a um nível inferior ao do leito fluvial, não havendo a possibilidade de escoamento de deflúvio subterrâneo.

3.4. Características físicas de uma bacia hidrográfica

Estas características são importantes para se transferir dados de uma bacia monitorada para outra qualitativamente semelhante onde faltam dados ou não é possível a instalação de postos hidrométricos (fluviométricos e pluviométricos).

É um estudo particularmente importante nas ciências ambientais, pois no

Brasil, a densidade de postos fluviométricos é baixa e a maioria deles encontram-se nos grandes cursos d’água, devido a prioridade do governo para a geração de energia hidroelétrica. Brasil: 1 posto/ 4000 km2; USA: 1 posto/ 1000 km2; Israel: 1 posto/ 200 km2.

3.4.1. Área de drenagem

É a área plana (projeção horizontal) inclusa entre os seus divisores topográficos. A área de uma bacia é o elemento básico para o cálculo das outras características físicas. É normalmente obtida por planimetria ou por pesagem do papel em balança de precisão. São muito usados os mapas do IBGE (escala 1:50.0). A área da bacia do Rio Paraíba do Sul é de 5.500 km2.

3.4.2. Forma da bacia

É uma das características da bacia mais difíceis de serem expressas em termos quantitativos. Ela tem efeito sobre o comportamento hidrológico da bacia, como por exemplo, no tempo de concentração (Tc). Tc é definido como sendo o tempo, a partir do início da precipitação, necessário para que toda a bacia contribua com a vazão na seção de controle.

Existem vários índices utilizados para se determinar a forma das bacias, procurando relacioná-las com formas geométricas conhecidas:

PDF created with pdfFactory trial version w.pdffactory.com

_ _BACIA HIDROGRÁFICA Unidade de Conservação

APOSTILA DE HIDROLOGIA__

a) coeficiente de compacidade (Kc): é a relação entre o perímetro da bacia e o perímetro de um círculo de mesma área que a bacia.

A PKcP

PKc C

BH28,0;==

o Kc é sempre um valor > 1 (se fosse 1 a bacia seria um círculo perfeito). Quanto menor o Kc (mais próximo da unidade), mais circular é a bacia, menor o Tc e maior a tendência de haver picos de enchente.

b) fator de forma (Kf): é a razão entre a largura média da bacia (L) e o comprimento do eixo da bacia (L) (da foz ao ponto mais longínquo da área)

AKf;L
AL;L

Quanto menor o Kf, mais comprida é a bacia e portanto, menos sujeita a picos de enchente, pois o Tc é maior e, além disso, fica difícil uma mesma chuva intensa abranger toda a bacia.

3.4.3. Sistema de drenagem

O sistema de drenagem de uma bacia é constituído pelo rio principal e seus tributários; o estudo das ramificações e do desenvolvimento do sistema é importante, pois ele indica a maior ou menor velocidade com que a água deixa a bacia hidrográfica. O padrão de drenagem de uma bacia depende da estrutura geológica do local, tipo de solo, topografia e clima. Esse padrão também influencia no comportamento hidrológico da bacia.

a) Ordem dos cursos d’água e razão de bifurcação (Rb):

De acordo com a figura abaixo, adota-se o seguinte procedimento: 1) os cursos primários recebem o numero 1; 2) a união de 2 de mesma ordem dá origem a um curso de ordem superior; e 3) a união de 2 de ordem diferente faz com que prevaleça a ordem do maior.

PDF created with pdfFactory trial version w.pdffactory.com

_ _BACIA HIDROGRÁFICA Unidade de Conservação

APOSTILA DE HIDROLOGIA__

Quanto maior Rb média, maior o grau de ramificação da rede de drenagem de uma bacia e maior a tendência para o pico de cheia.

Figura 10 – Ordem dos cursos d’água.

b) densidade de drenagem (Dd): é uma boa indicação do grau de desenvolvimento de um sistema de drenagem. Expressa a relação entre o comprimento total dos cursos d’água (sejam eles efêmeros, intermitentes ou perenes) de uma bacia e a sua área total.

(Parte 1 de 4)

Comentários