bacias hidrograficas 2011 p&b
DESCRIPTION
materia de hridrologia aplicada uspTRANSCRIPT
-
11
PHD2307 Hidrologia Aplicada
Bacias Hidrogrficas
Prof. Dr. Prof. Dr. KamelKamel ZahedZahed FilhoFilho Prof. Dr. Prof. Dr. ArisvaldoArisvaldo Vieira Vieira MMllollo Jr.Jr.
20112011
ESCOLA POLITCNICA DA USP
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA HIDRULICA E AMBIENTAL
-
22
Uma bacia hidrogrfica uma determinada rea de terreno que drena gua, partculas de solo e material dissolvido para um ponto de sada comum, situado ao longo de um rio, riacho ou ribeiro (Dunne e Leopold, 1978).
... dentro de uma bacia hidrogrfica, podem existir inmeras sub-bacias.
Bacia Hidrogrfica - Definio
-
33
A bacia pode ser vista como o Volume de Controle para a Gesto dos Recursos Hdricos (superficiais e subterrneos)
-
44
Delimitao de Bacias
Informaes de topografia: Identificar para onde escoa a gua sobre o
relevo usando como base as curvas de nvel a gua escoa na direo da maior declividade, o
escoamento ortogonal s curvas de nvel Diferenciar as reas que contribuem para um
ponto no curso dgua (seo transversal de referncia ou exutrio) => divisor (cumeada, espigo, crista) o divisor no corta a drenagem exceto no exutrio e
passa pelas regies mais elevadas da bacia, mas podem existir pontos internos mais altos.
-
55
Rede de drenagem, cursos dgua ou talvegues: perenes, intermitentes ou efmeros
-
66
Divisor Topogrfico / Superficial x
Divisor Geolgico / Fretico / Subterrneo=> possibilidade de escoamento subterrneo com origem em bacias
vizinhas...Pequenas Bacias ou Lenol Fretico Alto
Erros
Delimitao de Bacias
-
77
Delimitao de Bacias
-
88
Delimitao de BaciasUtilizando plantas planialtimtricas
-
99
Delimitao de Bacias
Utilizando imagens de satlite
-
1010
Exemplo em 3-D e em planta de um DEM (digital elevation model) simples, composto por 12 linhas e 12 colunas
02
46
810
row0 2 4 6 8 10col
725750775800825
jen1_ele
740 760 780 800 820
jen1_eleFonte : Comet2000
0 2 4 6 8 10
0
2
4
6
8
10
col
r
o
w
740 760 780 800 820
jen1_ele
Delimitao de BaciasUtilizando modelo digital de terreno (DEM)
-
1111
c. Definir as sub-bacias.a. Definir os rios
b. Definir ostrechos dos rios
Os passos seguintes para definir a bacia so:
Delimitao de BaciasUtilizando modelo digital de terreno (DEM)
-
1212
Caractersticas Fsicas
Importncia:
Comparao entre bacias hidrogrficas
Transferncia de dados entre bacias vizinhas
Projeo do comportamento da bacia no futuro
Frmulas empricas (regionalizao)
-
1313
Algumas Caractersticas Fsicas
rea da Bacia Forma da Bacia Uso e tipo de solo Declividade dos terrenos Declividade dos cursos dgua Ordem dos cursos dgua Densidade de drenagem
-
1414
rea da Bacia
medida por planmetro (mecanicamente) calculada pelas coordenadas do polgono,
(equao de Gauss)
aproximao por composio de figuras geomtricas
calculada a partir de imagens digitalizadas em softwares como AutoCAD, ArcVIEW, Spring, Idrisi, Grass, Erdas, etc
-
1515
-
1616
xn-1*ynxn*yn-1Coord yCoord xPonto5.86.60
40.2637.76.16.513937.2166.12
37.2135.46.15.9335.429.8964.94
28.42275.84.5526.124.365.84.26
23.9423.785.74.1723.3721.665.73.8822.4219.955.93.5919.9518.295.73.11017.3615.395.62.71111.615.044.30.912
3.513.443.90.8132.961.953.70.514
1.51.4830.4150.962.72.40.9162.071.922.30.8171.521.841.90.8181.282.091.61.1191.321.921.21.2201.321.681.11.4211.121.650.81.5221.051.360.71.7231.021.260.61.8241.261.380.72.3250.461.750.22.526
1.50.640.63.2273.841.861.23.1287.754.22.53.5298.0510.252.34.1309.0211.042.24.831
9.61125329111.85.533
9.910.261.85.73412.5410.442.25.835
17.412.9835.93621.2417.13.65.73724.5120.524.35.73827.3625.84.8639
3030.2456.34034.65325.56.44137.1236.35.86.642
609.87567.72Soma =
21.075rea =
0
1
2
3
4
5
6
7
0 1 2 3 4 5 6 7
01234567891011
121314
151617
18192021
222324 2526
2728
29 30 3132 333435
3637
383940
4142
0)(n , 21
11
11 =
=
=
=
n
iii
n
iii YXXYA
-
1717
-
1818
rea da BaciaInfluncia nas vazes
Vazo especfica: vazo de contribuio por unidade de rea (l/s/Km)
Mnimas: bacias maiores tm maior vazo especfica pois h complementariedadehidrolgica de sub-bacias
Mdias: pouco efeito sobre as vazes especficas Mximas: picos de enchente atenuados e
tempos de base maiores
-
1919
Forma da Baciandices Empricos :
Fator de Forma : FF = Largura Mdia / Comprimento Axial
Quanto mais alongada a bacia, menor o Kf e menor a tendncia a enchentes
Fator de Conformao : FC = rea da Bacia / (Comprimento do Talvegue) 2
Quanto mais alongada a bacia, menor o Kf e menor a tendncia a enchentes
Fator de Compacidade : KC = Permetro da Bacia/ Permetro do crculo de mesma rea
Kc>1, quanto mais irregular a bacia, maior o Kc e menor a tendncia a enchentes
AP
AP
rPKc 28,0
22
===
-
2020
Forma da BaciaInfluncia no escoamento : Tempo de concentrao
Vazo mxima do hidrograma de cheia
Tempo de base do escoamento superficial
Bacia Alongada
Bacia Circular
Bacia Triangular
Tempo
V
a
z
o
Tempo
V
a
z
o
Tempo
V
a
z
o
-
2121
Uso do Solo
Influncia na infiltrao e velocidade do escoamento
reas de florestas: maior interceptao, folhas e galhos retardam o escoamento, razes profundas e maior consumo de gua das plantas
Agricultura: reduo da quantidade de matria orgnica no solo, porosidade diminui, infiltrao diminui, razes mais superficiais e menor consumo de gua das plantas
reas urbanas: impermeabilizao, pouca infiltrao egrande velocidade do escoamento => grandes picos de cheias
-
2222
Tipo do Solo
Solo arenoso, menor escoamento superficial Solo argiloso, maior escoamento superficial
Solo raso, maior escoamento superficial Solo profundo, menor escoamento superficial
-
2323
Forma da rede de Drenagem
-
2424
Exemplo: principais bacias e sub-bacias do SIN
-
2525
Tocantins (Tucuru)
-
2626
So Francisco (Xing)
-
2727
Paran(Itaipu)
-
2828
Exemplo: Itaja
-
2929
-
3030
Exemplo: Cabuu de Baixo
-
3131
-
3232
-
3333
-
3434
-
3535
Declividade do TerrenoInfluncia :
na velocidade do escoamento
Tempo de concentrao
Picos das cheias
Determinao :
Manual - trabalhosa
Hoje se utilizam os Aplicativos de SIG
-
3636
H
L
H
Declividade dos Rios
LHS =1
Elevao total / comprimento
-
3737
H
L
H
A
Declividade dos Rios
222LAS =
Conceito de reta mdia de uma funo ...
-
3838
H
L
H
23 )(
=i
i
i
SLL
S
Li
Si
Declividade dos Rios
Princpio: Mesmo tempo de translao nos segmentos virtuais e reais
-
3939
Densidade de Drenagem
Topografia :
Plana = Rios longos e escassos
Acidentada = Rios pequenos e numerosos
Influncia no Escoamento :
Maior densidade =>
Menor tempo de concentrao
Maior Vazo de pico de cheia
-
4040
Densidade de Drenagem
ndices:
Densidade de cursos dgua = n de cursos dgua por unidade de rea
Densidade de drenagem = comprimentototal de cursos dgua por unidade de rea
-
4141
1 11
1
1
11
3
2
2
2
2
3
Densidade de DrenagemOrdem dos Cursos Dgua
-
4242
Planta do IBGE Escala 1: 50000
(e outras fontes...)
como fazer...
-
4343
Destaque da Rede de Drenagem
-
4444
Localizao de Pontos Altos e Cotados
-
4545
Juno dos pontos altos
-
4646
Fechamento do Divisor Junto Sada da Bacia
-
4747
xn-1*ynxn*yn-1Coord yCoord xPonto5.86.60
40.2637.76.16.513937.2166.12
37.2135.46.15.9335.429.8964.94
28.42275.84.5526.124.365.84.26
23.9423.785.74.1723.3721.665.73.8822.4219.955.93.5919.9518.295.73.11017.3615.395.62.71111.615.044.30.912
3.513.443.90.8132.961.953.70.514
1.51.4830.4150.962.72.40.9162.071.922.30.8171.521.841.90.8181.282.091.61.1191.321.921.21.2201.321.681.11.4211.121.650.81.5221.051.360.71.7231.021.260.61.8241.261.380.72.3250.461.750.22.526
1.50.640.63.2273.841.861.23.1287.754.22.53.5298.0510.252.34.1309.0211.042.24.831
9.61125329111.85.533
9.910.261.85.73412.5410.442.25.835
17.412.9835.93621.2417.13.65.73724.5120.524.35.73827.3625.84.8639
3030.2456.34034.65325.56.44137.1236.35.86.642
609.87567.72Soma =
21.075rea =
0
1
2
3
4
5
6
7
0 1 2 3 4 5 6 7
01234567891011
121314
151617
18192021
222324 2526
2728
29 30 3132 333435
3637
383940
4142
Clculo da rea da Bacia
Ponto n = Ponto 0rea= 0.5(Syn.xn-1 Sxn.yn-1)
-
4848
Destaque do rio principal e pontos de cruzamento das curvas de nvel (20m) com o curso dgua
Li
-
4949
Zoom de um trecho do curso dgua
Li
-
5050
860
960
1060
1160
1260
C
o
t
a
(
m
)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 Distncia ( km)
Perfil LongitudinalRibeiro Santo Antnio - ( Caconde )
-
5151
D2IntegralD1Cota (m)D (km)D' (cm)D (cm)86008608608160
870,54692250872,3758807,77515,550,45879,92198250883,3759007,57515,150,85924,453155750935,6259206,62513,252,75931,484466250943,8759406,47512,953,05950,2344102250965,8759606,07512,153,85956,0938116000972,759805,9511,94,1965,4688142000983,7510005,7511,54,5997,10942432501020,87510205,07510,155,851068,5945025001104,7510403,557,18,91089,6885880001129,510603,16,29,81113,125693000115710802,65,210,81134,2197965001181,7511002,154,311,71144,7668527501194,12511201,9253,8512,151158,8289337501210,62511401,6253,2512,751169,375999000122311601,42,813,21186,95311152501243,62511801,0252,0513,951204,53112390001264,2512000,651,314,71208,04712652501268,37512200,5751,1514,851211,56312930001272,512400,51151216,251332000127812600,40,815,2
1225,6251414000128912800,20,415,612351500000130013000016
( m/km)55,0000i1=
( m/km)46,8750i2=
Tabela para clculo das declividades
-
5252
860
960
1060
1160
1260
C
o
t
a
(
m
)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 Distncia ( km)
Perfil LongitudinalRibeiro Santo Antnio - ( Caconde )
S1= 55 m/km
S2= 47 m/km
-
5353
Quando se trata degua, usa primeiro a experincia e depois a teoria
Leonardo da Vinci
-
5454
Exerccio
Caractersticas Fsicasde uma Bacia
-
5555
FIM