Aula de Hidrologia 03

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Aula de Hidrologia 03

  1. 1. Capítulo 2 Bacia Hidrográfica (parte 01)
  2. 2. Bacia Hidrográfica  Definição de bacia hidrográfica  É uma área drenada por um curso d’água ou por uma série de cursos d’água tal que toda a vazão efluente seja descarregada através de uma só saída, na porção mais baixa do seu contorno  É a área geográfica sobre a qual as águas precipitadas, que escoam sobre a superfície afluem à seção considerada  Superficial - definida pelo relevo superficial  Subterrânea - definida pelo relevo subterrâneo  Sinônimos: Bacia de captação, bacia coletora, bacia de drenagem, bacia de contribuição, bacia hidrológica É considerado o palco do ciclo hidrológico!
  3. 3. Bacia Hidrográfica É considerado o palco do ciclo hidrológico!
  4. 4. Bacia Hidrográfica Conceitos associados  Classificação dos cursos d’água  Perenes  Contém água durante todo o tempo  O lençol subterrâneo mantém o fornecimento de água para o rio Capibaribe
  5. 5. Bacia Hidrográfica Conceitos associados  Classificação dos cursos d’água  Intermitentes  Escoam durante as estações das chuvas e secam na estiagem  Transportam o escoamento superficial e subterrâneo Rio Santana de Alagoas
  6. 6. Bacia Hidrográfica Conceitos associados  Classificação dos cursos d’água  Efêmeros  Escoam apenas durante ou imediatamente após as chuvas  Transportam somente o escoamento superficial Inundações relâmpagos – horas a semanas
  7. 7. Bacia Hidrográfica  TIPOS DE CARGA
  8. 8. Bacia Hidrográfica  CLASSIFICAÇÃO DE CANAIS FLUVIAIS
  9. 9. • Rede de canais interconectados separados por barras cascalhos ou arenosas • Carga de fundo • Alto suprimento sedimentar RIOS ENTRELAÇADOS
  10. 10. RIOS ENTRELAÇADOS • Predomínio de barras de meio de canal arenosas ou cascalhosas Rio Bramaputra Rio Denali (Alasca)
  11. 11. RIOS ENTRELAÇADOS •Alta variabilidade da descarg
  12. 12. RIOS MEANDRANTES • Canais de alta sinuosidade • Carga mista • Predomínio de barras em pontal • Bancos relativamente estáveis
  13. 13. • Rede de canais interconectados separados por amplas regiõe de planície de inundação • Carga em suspensão • Canais de baixa a moderada sinuosidade •Planície de inundação vegetadas e com depósitos finos coeso RIOS ANASTOMOSADOS
  14. 14. RIOS ANASTOMOSADOS Rio Paraguassu - Bahia Rio Zambezi - Moçambique
  15. 15. Bacia Hidrográfica É considerado o palco do ciclo hidrológico! Corte transversal de uma Bacia Hidrográfica
  16. 16. Bacia Hidrográfica  Conceitos associados  Divisor de água  Linha de separação entre bacias hidrográficas  Divisor topográfico  Linha que fixa a área da qual provém o escoamento superficial  Divisor freático  Linha limite entre os reservatórios subterrâneos da bacia  Canal permanente  Calha ou caixa por onde o rio escoa  Rio principal  Maior rio da bacia a partir de uma determinada seção até sua nascente Divisores Freáticos Divisores de Água
  17. 17. Bacia Hidrográfica  Conceitos associados  Comprimento do rio “L”  Comprimento ao longo do curso que passa pelo ponto médio entre as margens  Área de drenagem “A”  Área plana (projeção) situada entre entre os divisores de água  Perímetro “P”  Comprimento total do divisor de água  Cota de um ponto do rio “Cota”  Dada pela altura, ou elevação, a partir do nível médio dos mares até o ponto onde se quer determinar sua cota
  18. 18. Bacia Hidrográfica  Conceitos associados  Tempo de concentração “tconcentração”  Tempo, a partir do início da precipitação, necessário para que toda a bacia esteja contribuindo para a seção em estudo Dx, Dt
  19. 19. Bacia Hidrográfica  Conceitos associados  Ordem dos cursos  Mostra o grau de ramificação do rio  Dois canais de ordem “n” dão origem a um de ordem “n+1”  Rio de ordem 1  Representa um rio aproximado de um passo de largura por um palmo de profundidade  Rio de ordem 2  Representa um rio aproximado de dois passos de largura com água na altura da canela  Rio de ordem 3  Representa um rio aproximado de cinco passos de largura com água na altura do joelho
  20. 20. Bacia Hidrográfica - Características da drenagem O curso do rio define seu tipo de drenagem:  Endorreica: O rio corre para dentro do continente.  Exorréica: O rio corre para fora do continente.  Arréica: O rio não possui uma direção certa, simplesmente desaparece por evaporação ou por infiltração. (Existem rios que desaparecem no meio do deserto)  Criptorréica: Caracterizada por rios subterrâneos, como em áreas calcárias (grutas).
  21. 21. Bacia Hidrográfica Parâmetros Morfométricos
  22. 22. Bacia Hidrográfica
  23. 23. Bacia Hidrográfica Parâmetros Morfométricos Características da Drenagem
  24. 24. Bacia Hidrográfica  Características da drenagem  Relação de bifurcação  Estabelece a razão entre o número de ordens consecutivas Rb = Nn /Nn+1 Onde: Rb = Relação de bifurcação Nn = Número de segmentos de uma determinada ordem Nn+1 = Número de segmentos de uma ordem superior
  25. 25. Bacia Hidrográfica  Características da drenagem  Relação de bifurcação Fonte: Machado, G.;Souza, J. Análise Morfométrica da Bacia Hidrográfica do Rio Chôco – Ibati - PR
  26. 26. Bacia Hidrográfica
  27. 27. Bacia Hidrográfica Relação média de bifurcação, índices mais elevados correspondem a substratos rochosos com menor infiltração de água pluvial e maior escoamento superficial, por outro lado, índices menores correspondem aos substratos de maior permeabilidade e de menor escoamento superficial, a variação normal fica entre 3,0 e 5,0.
  28. 28. Bacia Hidrográfica  Características da drenagem  Comprimento médio dos canais É a média aritmética entre os comprimentos de todos os rios da bacia “SL” e o número total de rios “SNn”. Lmc= SL SNn Lmc= 48 3 Lmc= 16km ou 16000mPode ser feito esse cálculo também separadamente para cada ordem de canal.
  29. 29. Bacia Hidrográfica  Características da drenagem  Relação entre comprimentos médios de ordens diferentes Rlm = Lmc n Lmc n-1 Relação do comprimento médio dos canais de uma ordem Comprimento médio de um curso de ordem n Comprimento médio de segmentos subsequentes à ordem n Rlm = 30km 9km Rlm = 3,33 km
  30. 30. Bacia Hidrográfica  Características da drenagem  Gradiente dos canais  Relação entre a diferença de cotas da nascente até a foz e o comprimento do rio principal “L”  Indica a declividade do canal  Pode ser expressa em percentual “%”  Sinuosidade  Relação entre o comprimento do curso principal “L” e comprimento do talvegue “Lt”, dado pela linha reta entre a nascente e a seção de estudo G = (hnascente-hfoz)/L Lt Is = 100 (L – Lt)/Lt
  31. 31. Bacia Hidrográfica  Características da drenagem  Gradiente dos canais G = (Anascente-Afoz) L Gradiente dos canais Diferença entre a cota da nascente com a cota da foz Comprimento do rio principal G = 13,3% G = (400-0) 30 A sua finalidade é indicar a declividade dos cursos d'água e reflete o potencial de energia no canal fluvial (Horton, 1945) G = (400m - 0) 30000m 1000 OU * **
  32. 32. Bacia Hidrográfica  Características da drenagem  Gradiente dos canais G = 13,3 % Cota Distancia acumulada 300 0 250 5000 200 15000 100 25000 0 30000 -50 0 50 100 150 200 250 300 350 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Declividade Discriminação 0 – 3 % Relevo plano 3 – 8 % Relevo suavemente ondulado 8 – 20 % Relevo ondulado 20 – 45 % Relevo fortemente ondulado 45 – 75 % Relevo montanhoso > 75 % Relevo fortemente montanhoso
  33. 33. Bacia Hidrográfica  Características da drenagem  Gradiente dos canais O gradiente de canal influi nos processos de aporte/deposição de sedimentos e na natureza dos sedimentos (seixos, areia, silte e argila) transportados e ou depositados. Fonte: Parâmetros básicos de bacias hidrográficas – EMATER -
  34. 34. Bacia Hidrográfica  Características da drenagem  Gradiente dos canais * ** Fonte: Lana, C. E et al.; Análise morfométrica da bacia do Rio do tanque, MG – Brasil. Link: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370- Fonte: Barros, L.L; Steinke, V. A.; Análise morfométrica automatizada para bacia do Rio Maranhão. Link:http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:irZPpPEaU_kJ:marte.s id.inpe.br/col/dpi.inpe.br/sbsr%4080/2008/11.17.17.11.47/doc/4655- 4661.pdf+&cd=1&hl=pt-BR&ct=clnk&gl=br
  35. 35. Bacia Hidrográfica  Características da drenagem  Índice de Sinuosidade Is = 100 (L – Lt) Lt Sinuosidade Curso Principal - Comprimento do talvegue Comprimento do talvegue Is = 15,38% Is = 100 (30-26) 26 Esse termo dá uma ideia da “quantidade” de curvatura do rio e este índice é um fator controlador da velocidade de escoamento superficial.
  36. 36. Bacia Hidrográfica  Características da drenagem  Sinuosidade Is = 15,38% Mansikkaniemi (1970) estabeleceu cinco classes de sinuosidade: I = muito reto ( <20%); II= reto (20,0 - 29,9%); III = divagante (30,0 – 39,9%); IV = sinuoso (40,0 – 49,9%) e V = muito sinuoso ( 50,0%).
  37. 37. Bacia Hidrográfica  Características da drenagem  Densidade de drenagem Consiste na relação entre o comprimento total dos canais e a área da bacia hidrográfica, sendo este índice considerado importante, pois reflete a influência da geologia, topografia, vegetação e solos de uma bacia hidrográfica e está relacionado, com o tempo gasto para o escoamento superficial da bacia (Horton 1945). Quanto maior a densidade de drenagem maior a capacidade da bacia de fazer escoamentos rápidos no exutório (na foz ou ponto mais baixo. Dd = SL A Relação entre a soma total dos comprimentos “SL” e a área de drenagem “A” Bacias com drenagem pobre → Dd < 0,5 km/km2 Bacias com drenagem regular → 0,5 ≤ Dd < 1,5 km/km2 Bacias com drenagem boa → 1,5 ≤ Dd < 2,5 km/km2 Bacias com drenagem muito boa → 2,5 ≤ Dd < 3,5 km/km2 Bacias excepcionalmente bem drenadas → Dd ≥ 3,5 km/km2
  38. 38. Bacia Hidrográfica  Características da drenagem  Densidade de drenagem Dd = SL A Densidade de drenagem soma total dos comprimentos Área de drenagem Dd = 0,68Km/Km² Dd = 48 70 Km Km² Baixa (regular) drenagem devido a solos muito permeáveis ou escassez de chuvas.
  39. 39. Bacia Hidrográfica  Características da drenagem  Extensão do percurso superficial A extensão do percurso superficial (Eps) é considerada como a distância média que um fluxo hídrico percorre até chegar ao leito do rio. Este valor é obtido pelo valor médio da densidade de drenagem Eps = 0,5 Dd Eps = 0,5 0,68 Eps = 0,735Km ou 735m Indicando que a água percorre um grande trajeto até chegar no leito do rio, não ocasionando picos de cheias.
  40. 40. Bacia Hidrográfica  Características da drenagem  Densidade de rios É a relação entre o número de canais “SNn” e a área da bacia “A”. Este se diferencia da densidade de drenagem pelo fato de relacionar o número de nascentes (canais), e não comprimento de rios. Dr = Nn=1 A Dr = 0,0428 canais/km² Dr = 3 canais 70Km²
  41. 41. Bacia Hidrográfica  Características da drenagem  Coeficiente de manutenção Fornece a área mínima necessária para a manutenção de um metro de canal de escoamento em m². Cm= 1 Dd Cm = 1 0,68 Cm = 1,47 x1000 Cm = 1470,58m² x1000 x1000
  42. 42. Bacia Hidrográfica  Características da drenagem  Índice de compacidade - Kc  É a relação entre o perímetro da bacia (P em m) e a circunferência de um círculo de área (A em m²) igual à da bacia, é adimensional. Quanto mais próximo de 1,00 maior tendência a enchentes:  1,00 – 1,25 : bacia com alta propensão a grandes enchentes;  1,25 – 1,50 : bacia com tendência mediana a grandes enchentes;  > 1,50 : bacia não sujeita a grandes enchentes. Kc = 0,28 P/A1/2
  43. 43. Bacia Hidrográfica  Características da drenagem  Índice de compacidade - Kc  Quanto mais próximo de um círculo uma bacia se assemelhar, maior será a sua capacidade de proporcionar grandes cheias. Arredondada
  44. 44. Bacia Hidrográfica  Características da drenagem  Índice de compacidade É a relação entre o perímetro da bacia (P em m ou Km) e a circunferência de um círculo de área (A em m² ou Km²) igual à da bacia, é adimensional. P 𝑨 Kc = 1,2 P = 19Km - 19000m A =20Km² - 20000000m² 1,00 – 1,25 : bacia com alta propensão a grandes enchentes Kc = 0,2 8 Kc = 0,28 19 𝟐𝟎 19 4,47 Kc = 0,28
  45. 45. Bacia Hidrográfica  Características da drenagem  Índice de compacidade - Kc  As bacias com o formato retangular ou triangular são menos susceptíveis a enchentes que as circulares, ovais ou quadradas, que têm maiores possibilidades de chuvas intensas ocorrerem simultaneamente em toda a sua extensão, concentrando grande volume de água no tributário principal (Rocha 1997). Elíptica
  46. 46. Bacia Hidrográfica  Características da drenagem  Índice de compacidade É a relação entre o perímetro da bacia (P em m ou Km) e a circunferência de um círculo de área (A em m² ou Km²) igual à da bacia, é adimensional. 30 𝟐𝟎 Kc = 1,9 P = 30Km - 30000m A =20Km² - 20000000m² > 1,50 : bacia não sujeita a grandes enchentes Kc =0,28 30 𝟐𝟎 30 4,47Kc = 0,28
  47. 47. Bacia Hidrográfica  Características da drenagem  Índice de compacidade - Kc Ramificada
  48. 48. Bacia Hidrográfica  Características da drenagem  Fator Forma É a relação entre a área da bacia (A) e o quadrado de seu comprimento axial (L) medido ao longo do curso d´água desde a desembocadura até a cabeceira mais distante do divisor de água. Kf = A L²  Quanto maior o valor do resultado, maior a tendência a enchentes  1,00 – 0,75 : sujeito a enchentes;  0,75 – 0,50 : tendência mediana;  < 0,50 : não sujeito a enchentes.
  49. 49. Bacia Hidrográfica  Características da drenagem  Fator forma Este índice também indica a maior ou menor tendência para enchentes de uma bacia é adimensional. Kf = A L² Kf = 0,2 A =20Km² L = 10Km Kf = 20 (10)² Kf = 20 100 Não sujeita a enchentes < 0,50 : não sujeito a enchentes
  50. 50. Bacia Hidrográfica  Características da drenagem  Fator forma Este índice também indica a maior ou menor tendência para enchentes de uma bacia é adimensional. Kf = A L² Kf = 0,8 A =20Km² L = 5Km Kf = 20 (5)² Kf = 20 25 Sujeita a enchentes1,00 – 0,75 : sujeito a enchentes

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