hidrologia aula 02 - 5semestrecivil.files.wordpress.com · 1. bacia hidrográfica É a área de...

HIDROLOGIA – AULA 02

Profª. Priscila Pini

[email protected]

5° semestre - Engenharia Civil

1. Bacia hidrográfica

É a área de captação natural dos fluxos de água originados a partir da precipitação, que faz convergir os escoamentos para um único ponto de saída: EXUTÓRIO.

• Definição de um curso de água principal

• Seção de referência ao longo do curso (exutório)

• Relevo da região

DEFINIÇÃO

DELIMITAÇÃO

Transforma uma entrada concentrada no tempo (precipitação) em uma saída relativamente distribuída no tempo (escoamento).

1. Bacia hidrográfica

2. Delimitação de uma bacia hidrográfica

Divisor de águas superficiais

Linha imaginária sobre o relevo que divide o escoamento daságuas de chuva.

Divisor corta o curso d’água apenas em um ponto: EXUTÓRIO

O divisor intercepta as curvas de nível em um ânguloaproximadamente reto, seguindo as linhas de crista das elevações.

Obs. A água que infiltra no solo pode seguir um escoamento quedepende das rochas do subsolo, mas em geral considera-se que odivisor subterrâneo coincide com o superficial.


Divisor de águas superficiais


Identificação do divisor de águas superficiais


Exercício 1 em sala: Delimitar a bacia utilizando o exutóriocomo seção de referência

3. Principais características de uma B.H.

3.1 Área de drenagem (Ad): Área de captação da chuva

Área da bacia x lâmina precipitada = volume precipitado

Medidores: Planímetro, CAD, SIG

3.2 Amplitude altimétrica

Ponto mais alto – ponto mais baixo BH = Aa

Influência:

• Energia potencial da água

• Velocidade do escoamento

• Taxas de erosão


3.3 Perfil longitudinal do rio principal

Gráfico “altitude x distância”


3.4 Declividade média (S)

S = 𝐴𝑙𝑡𝑖𝑡𝑢𝑑𝑒 𝑑𝑜 𝑖𝑛í𝑐𝑖𝑜 𝑑𝑎 𝑟𝑒𝑑𝑒 𝑑𝑟𝑒𝑛𝑎𝑔𝑒𝑚 – 𝐴𝑙𝑡𝑖𝑡𝑢𝑑𝑒 𝑒𝑥𝑢𝑡ó𝑟𝑖𝑜

𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑎 𝑑𝑟𝑒𝑛𝑎𝑔𝑒𝑚 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑖𝑑𝑒𝑟𝑎𝑑𝑎

𝑆 =1700 − 0

700 − 0𝑆𝐶𝑆 =

1700 − 1250

700 − 570

S (Curso superior)

𝑆 = 2,43 𝑚/𝑚

𝑆𝐶𝑆 = 3,46 𝑚/𝑚


Exercício 2 em sala: Calcular a declividade média do rio principal.

𝑆 =694 − 660

400

Comprimento: 400 m

𝑆 = 0,085 m/m


3.5 Forma da bacia

Formato mais alongado x Formato circular

Resposta mais lenta às chuvas

Escoamento chega praticamente ao mesmo tempo no exutório


3.6 Densidade de drenagem (Dd)

Soma dos comprimentos de todos os cursos d’água da bacia

( efêmeros e intermitentes) / Área da bacia

𝐷𝑑 = 𝐿

𝐴𝑑

L: comprimento de cada um dos trechos [km]

Ad: área de drenagem da bacia [km²]

Dd: densidade de drenagem [km−1]

Dd é uma função das características do solo e das rochas:

• Solo e rochas mais permeáveis (areia, arenito): Dd menor

• Solos e rochas menos permeáveis ou rasos, rochas menos porosas: Dd maior


3.7 Ordem dos cursos de água

Robert Horton e Strahler propõem um critério para hierarquizar os cursos d’água



Robert Horton e Strahler propõem um critério para hierarquizar os cursos d’água

• Um curso d’água a partir da nascente é de ordem 1

• Quando dois cursos d’água de ordem 1 se encontram formam um curso de ordem 2

• Quando dois cursos de ordem 2 se encontram, formam um de ordem 3

• Quando um curso de ordem superior encontra um de ordem inferior, a ordem do superior se mantêm.



Obs. O ordenamento dos cursos é sensível à escala do mapa

Ex: Um mapa na escala 1:250.000 não apresenta os mesmos detalhes que um mapa na escala 1: 50.000 .


3.8 Tempo de concentração (tc)

Depende da distância total percorrida e da velocidade da gota

O tempo de viagem da gota de água da chuva que atinge a região mais distante até chegar ao exutório

• tc é maior em bacias grandes e menor em bacias pequenas

• tc é maior em bacias planas e menor em bacias montanhosas

Há diversas equações empíricas, obtidas de dados experimentais, baseadas nas características geomorfométricas das bacias para o cálculo do 𝑡𝑐.

As equações resultam em estimativas diferentes para uma mesma bacia → a escolha da equação deve ser feita comparando a BH em estudo com as BHs estudadas no desenvolvimento da equação.



Equação de Kirpich

𝑡𝑐 = 57 ∙𝐿3

∆ℎ

0,385

• Uma das equações mais utilizadas

• Desenvolvida a partir de dados experimentais de 7 bacias rurais pequenas nos EUA (menores do que 0,5 km²)

tc: tempo de concentração [min]

L: comprimento do curso d’água principal [km]

∆ℎ: diferença de altitude ao longo do rio principal [m]

Obs. Pode ser utilizada em bacias rurais de médio a grande porte de até 12.000 km² com erros relativamente pequenos.



Equação do Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA

𝑡𝑐 = 11,46 ∙𝐿0,76

𝑆0,19

• Desenvolvida a partir de dados experimentais de 25 bacias rurais nos EUA : área menor do que 12.000 km² e comprimento do rio principal menor de 257 km



𝑆: declividade do curso d’água principal

Em uma avaliação esta equação teve os melhores resultados para bacias rurais.



Equação de Watt e Chow

• Desenvolvida a partir de dados experimentais de bacias de até 5.840 km²



𝑆: declividade do curso d’água principal

𝑡𝑐 = 7,68 ∙𝐿

𝑆0,5

0,79

Exercício

1. Calcule o tempo de concentração para os dados da bacia X a seguir pelas três equações:

• Comprimento talvegue rio principal: L = 400 metros

• Desnível entre partes mais elevadas: H = 20 metros

Kirpich: 𝑡𝑐 = 57 ∙𝐿3

∆ℎ

0,385


L: comprimento do rio principal [km]

𝑡𝑐 = 11,46 ∙𝐿0,76

𝑆0,19

R: 6,24 minutos

R: 10,09 minutosCorpo de Engenheiros do Exército dos EUA:

Watt e Chow: 𝑡𝑐 = 7,68 ∙𝐿

𝑆0,5

0,79

∆h: desnível do rio principal [m]

S: declividade do rio principal

R: 12,16 minutos

hidrologia aula 02 - 5semestrecivil.files.wordpress.com · 1. bacia hidrográfica É a área de...

Documents