Precipitação: Definição, Importância e Classificação na Hidrologia

FUMEP FUNDAÇÃO MUNICIPAL DE ENSINO DE PIRACICABA EEP ESCOLA DE ENGENHARIA DE PIRACICABA Disciplina Hidrologia Básica Engª Civil Noturno Março Prof Dr Oswaldo Buzolin Júnior Precipitações PRECIPITAÇÃO PRECIPITAÇÃO A precipitação é entendida em hidrologia como toda água proveniente do meio atmosférico que atinge a superfície terrestre Neblina chuva granizo orvalho geada e neve são formas diferentes de precipitações O que diferencia essas formas de precipitações é o estado em que a água se encontra A chuva é o tipo de precipitação mais importante para a Hidrologia IMPORTÂNCIA O fenômeno da precipitação é o elemento alimentador da fase terrestre do ciclo hidrológico e constitui portanto fator importante para os processos de escoamento superficial direto infiltração evaporação transpiração recarga de aquíferos vazão básica dos rios e outros Precipitação Escorrimento Superficial Infiltração Superficie Freática Água Subterrânea Água Doce Água Salgada Água Salgada Oceano Formação das Nuvens Evaporação FATORES INTERVENIENTES Condições atmosféricas Temperatura Pressão Umidade Vento Condições da superfície Relevo MECANISMOS DE FORMAÇÃO O ar úmido das camadas baixas da atmosfera é aquecido por condução tornase mais leve que o ar das vizinhanças e sofre uma ascensão adiabática transformação termodinâmica que se realiza sem perder ou ganhar qualquer quantidade de calor O vapor dágua contido na atmosfera condensa formando minúsculas gotas de água que crescem de tamanho e peso precipitandose sobre a superfície terrestre nos seus diversos estados CLASSIFICAÇÃO CONVECTIVAS FRONTAIS OU CICLÔNICAS OROGRÁFICAS CONVECTIVAS São provocadas pela ascensão de ar devido as diferenças de temperatura na camada vizinha da atmosfera São conhecidas como tempestades ou trovoadas com curta duração e forte intensidade Interessam quase sempre a pequenas áreas São precipitações que podem provocar importantes inundações em pequenas bacias Ex Chuvas de Verão no final do dia CONVECTIVAS FRONTAIS ou CICLÔNICAS Quando uma massa de ar relativamente aquecido flui na direção de uma massa de ar frio O ar mais quente e úmido é violentamente impulsionado para cima resultando no seu resfriamento e na condensação do vapor de água de forma a produzir chuvas São chuvas de grande duração e atinge grandes áreas com intensidade média FRONTais ou Ciclônicas Sentido do deslocamento Ar frio posterior Ar quente Ar frio anterior OROGRÁFICAS Quando ventos quentes e úmidos soprando geralmente do oceano para o continente encontram uma barreira montanhosa elevamse e se resfriam havendo condensação do vapor formação de nuvens e ocorrência de chuvas São chuvas de pequena intensidade e de grande duração que cobrem pequenas áreas Ex Chuvas no Litoral Santos OROGRÁFICAS Ar ascendente CARACTERÍSTICAS QUANTIDADE DURAÇÃO INTENSIDADE DISTRIBUIÇÃO TEMPORAL DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL GRANDEZAS DE UMA CHUVA ALTURA PLUVIOMÉTRICA mm A disponibilidade de precipitação numa bacia durante o ano é o fator determinante para quantificar entre outros a necessidade de irrigação de culturas e o abastecimento de água INTENSIDADE DE PRECIPITAÇÃO mmh A determinação é importante para o controle de inundação e a erosão do solo Por sua capacidade para produzir escoamento ALTURA PLUVIOMÉTRICA É a espessura média da lâmina de água precipitada que recobriria a região atingida pela precipitação admitindose que essa água não infiltrasse não evaporasse nem escoasse A unidade de medição habitual é o milímetro de chuva definido como a quantidade de precipitação correspondente ao volume de 1 litro por metro quadrado de superfície Alguns valores típicos Qual a precipitação média anual no ESP Qual a região mais úmida do Estado e qual sua precipitação média anual Qual a precipitação anual do ano mais seco na bacia do rio Guarapiranga Qual a precipitação média anual no semi árido brasileiro 1350 mm 4000 mm Alto da Serra 835mm Em 1963 800 mm INTENSIDADE DE PRECIPITAÇÃO É a precipitação por unidade de tempo obtida como a relação iPt Expressa normalmente em mmh ou mmmin A intensidade de uma precipitação apresenta variabilidade temporal mas para análise dos processos hidrológicos geralmente são definidos intervalos de tempo nos quais é considerado constante conceitos intensidade média 20mmh duração 1 hora altura pluviométrica 20mm Exercício Qual o Volume precipitado nas seguintes situações a Chuva de 80mm em uma bacia com 095 Km² b Intensidade de precipitação de 120 mmh durante 15 minutos chuva constante em uma bacia com 078 Km² Resp 0080 950000 76000 m³ Resp 0120 15 60 780000 23400 m³ PLUVIÔMETRO Aparelho destinado a medir a altura da chuva precipitada Pluviômetro Pluviômetro PLUVIÔMETRO PLUVIÓGRAFO Aparelho destinado a medir a intensidade e altura da chuva precipitada Pluviógrafo Pluviógrafo PLUVIÓGRAFO Pluviógrafo Pluviograma Estação Pluviográfica PLUVIOGRAMA HIETOGRAMA Erros nos Dados Os dados coletados devem ser analisados antes da utilização As causas mais comuns de erros são A Erro na anotação do valor medido B Erro na Leitura do aparelho C Valor estimado do observador por não se encontrar no local no dia da amostragem D Obstrução próxima ao posto de observação ex crescimento da vegetação E Danos no aparelho de medição Preenchimento de Falhas Com o objetivo de preparar os dados para o tratamento estatístico primeiramente devese identificar as falhas Após esta análise as séries poderão apresentar lacunas que devem ser preenchidas Preenchimento de Falhas Método da Ponderação Regional Método simplificado para o preenchimentos de séries mensais ou anuais de precipitações através de uma ponderação com base nos dados de pelo menos três postos vizinhos que devem ser de regiões climatológicas semelhantes a do posto em estudo e ter uma série de dados de no mínimo 10 anos Preenchimento de Falhas Onde Px Altura Pluviométrica na estação X Pa Altura Pluviométrica na estação a Pb Altura Pluviométrica na estação b Pc Altura Pluviométrica na estação c Mx Média na estação x Ma Média na estação a Mb Média na estação b Mc Média na estação c 𝑃𝑥 1 3 𝑀𝑥 𝑀𝑎 𝑃𝑎 𝑀𝑥 𝑀𝑏 𝑃𝑏 𝑀𝑥 𝑀𝑐 𝑃𝑐 Análise de Consistência dos Dados Esse tipo de análise é utilizada para verificar a homogeneidade dos dados isto é se houve alguma anormalidade na estação pluviométrica como Mudanças Climáticas eou de Local Condições do Aparelho Modificação no método de observação Identificação de semelhanças de regimes Análise de Consistência dos Dados Método de Dupla Massa O método consiste em selecionar os postos de uma região acumular para cada um deles os valores mensais e plotar em um gráfico cartesiano da seguinte forma Nas ordenadas y os valores acumulados correspondentes ao posto a consistir Nas abscissas x os valores médios das precipitações mensais acumuladas em vários pontos da região Análise de Consistência dos Dados Mudança de Declividade Ocorrência de erros sistemáticos mudanças nas condições de observação ou no meio físico como alterações climáticas Análise de Consistência dos Dados Alinhamento dos pontos em retas paralelas pode ser a evidência de postos com diferentes regimes pluviométricos ou valores extremos nas séries em um dos postos Análise de Consistência dos Dados Distribuição errática dos pontos na maioria das vezes é o resultado da comparação de postos com diferentes regimes pluviométricos Análise de Consistência dos Dados Situação Ideal Distribuição dos dados ao longo de uma única reta é a situação ideal que caracteriza dados sem inconsistência Pluviograma Exercício Após analisar o Pluviograma determinar a As intensidades de precipitação a cada Hora b A altura pluviométrica medida no Pluviograma c Duração da Precipitação d A intensidade média no período da precipitação e Maior intensidade registrada Pluviograma Exemplo de Preenchimento de Falhas Exercício Pelo método de ponderação regional para o preenchimento de falhas a partir das séries históricas dadas determinar a altura pluviométrica para o mês de outubro de 1981 para a estação D4103 Tanquinho Piracicaba Série Histórica de Precipitações Resultado Série Histórica de Precipitações Resultado Preenchimento de Falhas Média na Estação A D4071 10397 Ma Out 7392 Média na Estação B D4102 12547 Mb Out 7392 Média na Estação C D4104 12331 Mc Out 7392 Média na Estação X D4103 10977 Mx Out 7392 Precipitação em A D4071 17990 Pa out81 Precipitação em B D4102 36320 Pb out81 Precipitação em C D4104 25900 Pc out81 Precipitação em X D4103 24609 Px Calculado Px 13 MxMa Pa MxMb Pb MxMc Pc Pesquisa Dados Pluviométricos Acessar o site wwwdaeespgovbr Serviços Hidrologia Fluviometria Dados Fluviometria ou Pluviometria Por Mapa Bacia 5 Postos da UGRHI Por Cidade Piracicaba Postos D4071 Ibitiruna D4102 Tupi D4103 Tanquinho D4104 Piracicaba FIM