Estudo da Bacia Hidrográfica

O principal interesse em estudar a bacia hidrográfica é de que suas características constituem um sistema natural de transformação de chuva em vazão Estudo da Bacia Hidrográfica 2 Bacia Hidrográfica Uma Bacia Hidrográfica ou Bacia de Drenagem de um curso de água é o conjunto de terras que fazem a drenagem da água das precipitações para esse curso de água Corresponde à área abrangida pelo sistema e drenagem das águas de uma determinada região referida à seção da foz do rio principal É uma área geográfica e como tal medese em km² A formação da bacia hidrográfica dáse através dos desníveis dos terrenos que orientam os cursos da água sempre das áreas mais altas para as mais baixas Essa área é limitada por um divisor de águas que a separa das bacias adjacentes e que pode ser determinado nas cartas topográficas As águas superficiais originárias de qualquer ponto da área delimitada pelo divisor saem da bacia passando pela seção definida e a água que precipita fora da área da bacia não contribui para o escoamento na seção considerada Assim o conceito de Bacia Hidrográfica pode ser entendido através de dois aspectos Rede Hidrográfica e Relevo HIDROLOGIA 3 Definição de bacia hidrográfica Uma área definida topograficamente drenada por um curso de água ou por um sistema conectado de cursos de água tal que toda a vazão afluente é descarregada através de uma simples saída Uma determinada área de terreno que drena água partículas de solo e material dissolvido para um ponto de saída comum situado ao longo de um rio riacho ou ribeirão 4 Fonte Universidade Federal da Bahia Departamento de Hidráulica e Saneamento Área de Contribuição de uma Bacia Bacias hidrográficas Definição Figura Esquema de uma bacia hidrográfica Uma bacia hidrográfica pode conter várias subbacias Bacias hidrográficas são compostas por SUBBACIAS HIDROGRÁFICAS Cada subbacia é uma bacia hidrográfica que pode ser subdividida em subbacias etc Bacias hidrográficas Definição 7 Fonte SKINNER et al Dynamic Earth An itroduction to Physical Geology Bacia do Rio Mississipi EUA 8 Fonte httpwwwcomiteatspgovbrindexhtm 9 Unidades hidrográficas do Estados de São Paulo httpwwwaplicacoesdaeespgovbrdbpagdbdaeeugrhi1jpg Bacias hidrográficas Definição Bacías hidrográficas Definições Delimitação das Bacias hidrográficas 12 Definição de bacia hidrográfica 13 Definição de bacia hidrográfica Definição de bacia hidrográfica Traçado de uma bacia Traçado de uma bacia Vale Talvegue Um vale é a figura do terreno formada pelas encostas côncavas À sua aresta dáse o nome de talvegue linha de córrego ou linha de reunião de águas Exutório É um ponto de um curso dágua onde se dá todo o escoamento superficial gerando no interior uma bacia hidrográfica banhada por este curso Delimitação de Bacia Hidrográfica Delimitação de Bacia Hidrográfica Delimitação de Bacia Hidrográfica A linha passa pelas elevações periféricas Cruza apenas uma vez a linha de drenagem no curso dágua exutório Delimitação de Bacia Hidrográfica Delimitação de Bacia Hidrográfica Declinidade do Terreno Delimitação de bacia hidrográfica Delimitação das Bacias hidrográficas Delimitação das Bacias hidrográficas Forma da Bacia Índice de Conformação Fator de forma Exercícioexemplo 1 Determine o fator de forma da bacia hidrográfica representada abaixo Kc A L² Kc 250 10² 25 Bacia Hidrográfica Área 250 km² Comprimento do rio 10 km Fator ou Coeficiente de Compacidade kc É a relação entre o perímetro da bacia e a circunferência de um círculo de área igual à da bacia Kc P 2πR ou Kc 028 P A onde P perímetro da bacia A área da bacia Quanto mais próximo da unidade valores de kc indicam maior potencialidade de produção de picos de enchentes elevados Fator ou Coeficiente de Compacidade kc Forma da Bacia Influência no hidrograma Exercícioexemplo 1 Dadas as duas bacias ilustradas abaixo determine qual das duas possui maior probabilidade de sofrer com as enchentes Bacia Hidrográfica 1 Perímetro 125 km Área 1252 km² Bacia Hidrográfica 2 Perímetro 182 km Área 2827 km² Exercícioexemplo 2 Os menores valores de kc indicam maior probabilidade de sofrer com as enchentes kc1 028 P1A1 028 x 125 km1252 km² 0989 kc2 028 P2A2 028 x 182 km2827 km² 0958 Bacias e SubBacias Hidrográficas Rede de drenagem Rd É o conjunto de todos os cursos dágua de uma bacia hidrográfica sendo expressa em km Rd li onde li comprimento dos cursos dágua Qual é a dimensão da rede de drenagem da bacia hidrográfica representada no desenho abaixo Rd li Rd 15 3 28 32 Rd 24 km A densidade de drenagem indica eficiência da drenagem na bacia Ela é definida como a relação entre o comprimento total dos cursos dágua e a área de drenagem e é expressa em km km² A bacia tem a maior eficiência de drenagem quanto maior for essa relação Dd Rd A Qual das bacias hidrográficas representadas abaixo possui maior eficiência de drenagem Declividade do álveo Determinação da declividade equivalente ou média 1 Pelo quociente entre a diferença de suas cotas e sua extensão horizontal onde H diferença entre as cotas do ponto mais distante e da seção considerada L comprimento do talvegue principal A velocidade de um rio depende da declividade dos canais fluviais Quanto maior a declividade maior será a velocidade de escoamento neste caso os hidrogramas de enchente terão ascensão mais rápida e picos mais elevados Determinação da declividade equivalente ou média 2 Pelo método de compensação de área traçase no gráfico do perfil longitudinal uma linha reta tal que a área compreendida entre ela e o eixo das abcissas extensão horizontal seja igual à compreendida entre a curva do perfil e a abcissa Determinação da declividade equivalente ou média Determinação da declividade equivalente ou média Como a área do triângulo retângulo é igual à área abaixo do perfil longitudinal do talvegue podese escrever a equação de Ieq da seguinte forma Ieq 2 x área abaixo do perfil L² Exercícioexemplo 9 Dd1 24 km 650 km² 0037 kmkm² Determinação da declividade equivalente ou média 3 Pela média harmônica mais utilizada A declividade equivalente é determinada pela seguinte fórmula Ieq left fracLsumi1n fracLisqrtli right2 onde L é a extensão horizontal do perfil que é dividido em n trechos sendo Li e li respectivamente a extensão horizontal e a declividade média em cada trecho Determinação da declividade equivalente ou média 3 Pela média harmônica Dd2 13 km 45 km² 0289 kmkm² A bacia hidrográfica 2 possui maior eficiência de drenagem Tempo de concentração tc É o tempo necessário para que toda a água precipitada na bacia hidrográfica passe a contribuir na seção considerada Perfil típico A l t i t u d e d o l e i t o alto médio baixo Tempo de concentração tc É o tempo necessário para que toda a água precipitada na bacia hidrográfica passe a contribuir na seção considerada Bacia Hidrográfica H tc 087 fracL3H0385 Fonte Pedrazzi 2003 Fórmulas para o cálculo de tc 1 Fórmula de Kirpich tc 57 L²Ieq⁰³⁸⁵ onde Ieq declividade equivalente em mkm L comprimento do curso dágua em km Tempo de Concentração tc 2 Fórmula de Picking tc 53 L²Ieq¹³ onde L comprimento do talvegue em km Ieq declividade equivalente em mm Exercícioexemplo 10 Desenhar o perfil longitudinal do talvegue principal da bacia abaixo e determinar a declividade equivalente utilizando o método de compensação de área e da média harmônica Determinar também o tempo de concentração para duas declividades Utilizar os dados obtidos com o curvímetro que são fornecidos a seguir Bacia Hidrográfica Dados obtidos com o curvímetro Com auxílio de um curvímetro aparelho que mede o comprimento de linhas mediuse a partir do exutório ponto L para montante as distâncias dele até os pontos onde o curso dágua corta as curvas de nível Com os dados obtidos construiuse a seguinte tabela Dados do curvímetro a Perfil longitudinal Cálculo da declividade equivalente pelo método de compensação de área método de compensação de área método de compensação de área método de compensação de área A5 área do trapézio A5 fracB b2 imes h frac228 m 178 m2 imes 10300 m 2090900 m2 A6 área do trapézio A6 fracB b2 imes h frac249 m 228 m2 imes 9200 m 2194200 m2 método de compensação de área Atotal 173600 943400 1112400 3473100 2090900 2194200 9987600 m2 Ieq frac2 imes AtotL2 frac2 imes 9987600832002 00029 fracmm Ieq29 mkm Cálculo da declividade equivalente pelo método da média harmônica método da média harmônica I1 frac400 37212400 0 frac2812400 00023 fracmm I2 frac450 40030200 12400 frac5017800 00028 fracmm I3 frac500 45041000 30200 frac5010800 00046 fracmm I4 frac550 50063700 41000 frac5022700 00022 fracmm método da média harmônica método da média harmônica perfil longitudinal do talvegue Tempo de Concentração Tempo de Concentração