Hidrologia Definições

1. HidrologiaDefinições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

2. O que é Hidrologia? Hidrologia é a ciência que estuda a água sobre a Terra; sua quantidade, distribuição, circulação, características químicas e físicas, e sua relação com o meio ambiente e com os seres vivos. Ven Te Chow

3. O que é Hidrologia? • É uma “ciência da Terra”. • De forma bem simplificada pode-se dizer que a hidrologia tenta responder à pergunta: • O que acontece com a água que cai da chuva?

4. Hidrologia e Engenharia Hidrológica

5. O que é Engenharia Hidrológica? CONCEITO: • É uma ciência aplicada. • Utiliza princípios hidrológicos na solução de problemas de Engenharia relacionados à exploração dos recursos hídricos. • Subdivisões: Hidrogeologia, Hidrologia de Superfície, Hidrologia Estatística etc. *Adaptado de Zahed e Porto (USP)

6. Engenharia Hidrológica • Relacionada aos usos da água • Abastecimento • Navegação • Irrigação • Diluição de poluentes • Manutenção dos ecossistemas • Pesca • Turismo • Recreação • Geração de energia elétrica

7. Engenharia Hidrológica • Relacionada ao manejo da água • Controle de cheias • Proteção contra enchentes • Drenagem urbana • Proteção/restauração de recursos biológicos • Erosão e assoreamento • Tratamento de esgotos • Gestão de águas

8. HidrologiaCiclo Hidrológico Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

9. Ciclohidrológico • Fenômeno global de circulação fechada da água entre a superfície terrestre e a atmosfera, impulsionado pela energia solar associada à gravidade e à rotação terrestre.

10. Fases do ciclo hidrológico

11. Bacia Hidrográfica

12. Bacia Hidrográfica • Uma região em que a chuva ocorrida em qualquer ponto drena para a mesma seção transversal do curso-d’água. • Área de captação natural das precipitações, que faz convergir os escoamentos para um único ponto de saída: o exutório. • Para definir uma bacia: • Curso d’água • Seção transversal de referência (exutório) • Informações de topografia

13. Definição de bacia • Diferenciar áreas que contribuem para um ponto

14. Fontes de dados de topografia

15. Seção de referência, ou exutório

20. Divisor nãocortadrenagem exceto no exutório. Divisor passapelaregiãomais elevadadabacia, masnão necessariamentepelospontos mais altos.

23. Bacias hidrográficas são compostas por sub-bacias hidrograficas. Cada sub-bacia é uma bacia hidrográfica que pode ser subdividida em sub-bacias, etc. • A bacia do rib. José Pereira é uma sub-bacia do rio Sapucaí, que por sua vez é uma sub-bacia do rio Grande, que ...

24. Sub - bacia

25. Divisor de águas

26. Características da bacia hidrográfica • Área de drenagem • Comprimento • Declividade • Curva hipsométrica • Forma • Cobertura vegetal e uso do solo • ……

27. Área da bacia hidrográfica • Característicamaisimportantedabacia • Reflete o volume total de águaquepode ser geradopotencialmentenabacia • Baciaimpermeável e chuvaconstante: • Q = P . A • Se A = 60 km2 (60 milhões de m2) • e P = 10 mm/hora (2,7 . 10-6 m/s) • Q = 166 m3/s

28. Área da bacia hidrográfica • Uma vez definidos os contornos (divisor), a área pode ser calculada por uma integral numérica (SIG) ou por métodos manuais (planímetro, contagem, pesagem).

29. Comprimento • Comprimento da bacia • Comprimento do rio principal

30. Comprimento • Comprimento da bacia • Comprimento do rio principal

31. Comprimento • Os comprimentos da bacia e do rio principal são importantes para a estimativa do tempo que a água leva para percorrer a bacia.

32. Declividade • Diferença de altitude entre o início e o fim da drenagem dividida pelo comprimento da drenagem. • Tem relação com a velocidade com a qual ocorre o escoamento.

33. Ponto mais baixo: 20 m Ponto mais alto: 300 m Comprimento drenagem = 7 km Declividade = 0,04 m/m ou 40 m por km

34. Perfil típico: Altitude do leito baixo alto médio Distância ao longo do rio principal Perfil longitudinal Valores típicos: Baixa declividade: alguns cm por km Alta declividade: alguns m por km

35. Índice de conformação ou fator de forma I = A / L2 L I alto: cheias mais rápidas I baixo: cheias mais lentas

36. Índice de compacidade Relação entre o perímetro da bacia e o perímetro que a bacia teria se fosse circular K = 0,28 P / A0.5 mede mais ou menos a mesma coisa que o fator de forma

37. Exemplos Alongadas São Francisco Outras: Tietê, Paranapanema, Tocantins

38. Circular Exemplos Rio Itajaí SC

39. Cobertura vegetal • Florestas: maior interceptação; maior profundidade de raízes. • Maior interceptação = escoamento demora mais a ocorrer • Maior profundidade de raízes = água consumida pela evapotranspiração pode ser retirada de maiores profundidades do solo

40. Uso do solo • Substituição de floresta por pastagem/lavoura • Urbanização: telhados, ruas, passeios, estacionamentos e até pátios de casas • Modificação dos caminhos da água • Aumento da velocidade do escoamento (leito natural rugoso x leito artificial com revestimento liso) • Encurtamento das distâncias até a rede de drenagem (exemplo: telhado com calha)

41. Uso do solo • Agricultura = compactação do solo • Redução da quantidade de matéria orgânica no solo • Porosidade diminui • Capacidade de infiltração diminui • Raízes mais superficiais: Consumo de água das plantas diminui

42. Tipos de solos • Solos arenosos = menos escoamento superficial • Solos argilosos = mais escoamento superficial • Solos rasos = mais escoamento superficial • Solos profundos = menos escoamento superficial

43. Geologia • Rochas do sub-solo afetam o comportamento da bacia hidrográfica • Rochas porosas tem a propriedade de armazenar grandes quantidades de água (rochas sedimentares – arenito) • Rochas magmáticas tem pouca porosidade e armazenam pouca água, exceto quando são muito fraturadas. • Bacias com depósitos calcáreos tem grandes cavidades no sub-solo onde a água é armazenada.

44. Partes da Bacia • Vertentes • Escoamento superficial difuso • Não há canais definidos • Escoamento sub-superficial e subterrâneo • Rede de drenagem • Escoamento superficial • Canais bem definidos

45. Rede de drenagem • Densidade da rede de drenagem • Controlada pela Geologia e pelo Clima • Forma da rede de drenagem • Controlada pela geologia

46. Bacias hidrográficas e SIG • SIG são Sistemas de Informação Geográfica • Equivalem a sistemas CAD para a hidrologia • Além de CAD são bancos de dados e permitem análises dos dados

47. Representações do relevo no computador • Isolinhas = curvas de nível • Matriciais = modelos digitais de elevação (MDE) • TIN = Triangular irregular network

48. Exemplo de MDE: SRTM

49. O que pode ser obtido do MDE • Direção de escoamento • Rios principais (rede de drenagem) • Definição de bacias e sub-bacias • Área das bacias • Declividade das bacias • Etc.

50. Rede de drenagem e sub-bacias