Precipitação

1. Universidade Estadual Paulista“Júlio Mesquita Filho”Faculdade de Ciências Agrárias e VeterináriasCâmpus JaboticabalDepartamento de Engenharia Rural Precipitação Disciplina: Manejo de Bacias Hidrográficas Professora: Dra Tania Leme de Almeida Período: 2010.2

2. Quantificação da Precipitação As análises que podem ser realizadas com os dados de precipitação são de vários tipos: • distribuição temporal da precipitação, • análises de freqüência, • análises dos dados de chuvas isoladas. Do ponto de vista da medição e preparo dos dados de precipitação em bacias experimentais, os tipos de análises mais comumente envolvidos são: • a) análise pontual; • b) verificação da homogeneidade dos dados; • c) cálculo da precipitação média em uma dada área.

3. Quantificação da Precipitação ANÁLISE PONTUAL: procede-se às tabulações dos dados obtidos nos aparelhos medidores individuais, quer pela leitura direta dos pluviômetros, quer pela tabulação dos diagramas de aparelhos registradores (pluviógrafos). Ocasionalmente alguma estação ou posto pluviométrico pode, por uma razão ou outra, estar sem observação, ou seja, pode ter uma falha na série de dados. A estimativa dos dados perdidos pode ser feita por pelo método já citado.

4. Quantificação da Precipitação HOMOGENEIDADE DOS DADOS: O segundo tipo de análise diz respeito à verificação da consistência, ou da homogeneidade, dos dados de que se dispõe, a fim de adequá-los aos dados médios históricos regionais.

5. Quantificação da Precipitação CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA EM UMA DADA ÁREA: O terceiro tipo, finalmente, se relaciona com o cálculo da precipitação média para uma dada área, uma microbacia por exemplo, a partir de dados pontuais de vários pluviômetros distribuídos ao longo da área. Os métodos utilizados para esta determinação incluem: a) MÉDIA ARITMÉTICA; b) POLÍGONOS DE THIESSEN; c) MÉTODO DAS ISOIETAS.

6. Análise Pontual Os objetivos da medição da precipitação podem variar. Pode-se, por exemplo, estar interessado apenas na obtenção de dados pluviométricos para um dado local, e a medição realizada com apenas um posto pluviométrico pode ser suficiente em tais situações. Por outro lado, em certas situações é interessante ou necessário conhecer-se a distribuição espacial da chuva ao longo de uma dada área, como uma microbacia por exemplo. Neste caso, torna-se necessário, evidentemente, ampliar os pontos de medição.

7. Análise Pontual O interesse na obtenção de dados da precipitação pode, ainda, estar relacionado com a determinação de características de distribuição temporal de cada chuva, ou seja, de sua intensidade. E neste caso é necessário dispor-se de um aparelho registrador. Em qualquer situação, torna-se necessário instalar os dispositivos medidores de tal forma que os valores por eles registrados sejam a medida real da precipitação no local, não sendo afetados pelas características físicas do meio.

8. Análise Pontual • Os pluviômetros são, em geral, verificados diariamente. • A precipitação ocorrida no período é expressa em termos de altura de chuva (mm). • O processamento dos dados obtidos pelo pluviômetro envolve, usualmente, o seguinte: • resumo dos totais diários, mensais e anuais; • resumo das máximas diárias, mensais e anuais; • resumo das mínimas diárias, mensais e anuais; • resumo dos totais estacionais.

9. Análise Pontual O gráfico da intensidade da chuva (ordenada) e do tempo (abcissa) é denominado histograma. Desde que é rara a ocorrência de duas chuvas que tenham exatamente a mesma intensidade e o mesmo período de duração, o histograma permite a classificação das chuvas em quatro padrões distintos. O conhecimento destes padrões é importante, por exemplo, para a avaliação da provável resposta hidrológica da microbacia a um dado evento chuvoso. Os quatro padrões de chuvas são os seguintes:

10. Padrões de Intensidade de Precipitação

11. Preenchimento de falhas • Preencher os dados que não foram registrados B A X (?) D C E F H I

12. Análise Pontual Falhas na captação de dados de um pluviômetro é frequente, quer por defeito no aparelho, quer por impossibilidade de coleta na ocasião, ou por outro motivo qualquer. A estimativa destes dados perdidos pode ser conseguida através da seguinte fórmula (PINTO et alii., 1973): Px = 1/3 [(Mx/Ma)Pa + (Mx/Mb)Pb + (Mx/Mc)Pc] onde: Px = dado de chuva que se quer estimar Mx = média anual do pluviômetro perdido Ma = média anual do pluviômetro "a" Pa = precipitação medida no pluviômetro "a" "a", "b", "c" = pluviômetros vizinhos ao pluviômetro problema

13. Análise Pontual EXERCÍCIOS:

14. Precipitação Média Sobre Uma Bacia Hidrográfica A chuva média sobre uma bacia pode ser calculada por três métodos distintos: •Método da média aritmética; •Método de Thiessen; • Método das isoietas.

15. CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA • O pluviômetro fornece a medida da precipitação em um dado ponto da área. • Freqüentemente é necessário obter-se, a partir dos dados de vários pluviômetros distribuídos ao longo da área, a precipitação média para uma dada área (um horto florestal, uma microbacia experimental, etc.). • Existem vários métodos para tal estimativa: • MÉDIA ARITMÉTICA: • este é o método mais simples e o mais comumente utilizado, principalmente em regiões de topografia relativamente plana. Consiste em se obter a média aritmética simples de um certo número de pluviômetros.

16. CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA b) POLÍGONOS DE THIESSEN: Usado para BH pequenas, quando há problemas em utilização do Método das Isoietas.

17. CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA b) POLÍGONOS DE THIESSEN: permite a atribuição de um peso arbitrário a cada pluviômetro, de acordo com o seguinte procedimento: - no mapa da área, a localização de cada pluviômetro é unida umas às outras por meio de linhas retas ; - em seguida traçam-se linhas perpendiculares a cada segmento de reta que une dois pluviômetros adjacentes;

18. CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA • b) POLÍGONOS DE THIESSEN: • ao final do processo, estas perpendiculares devem circunscrever um polígono ao redor de cada pluviômetro (polígonos de Thiessen); • todos os pontos dentro de cada polígono estarão mais próximo do pluviômetro por ele circunscrito do que de qualquer outro pluviômetro da área; • a precipitação medida pelo pluviômetro de cada polígono é considerada representativa para toda a área circunscrita pelo polígono. • A fração percentual da área do polígono em relação àárea total constitui o peso que se atribui ao pluviômetro respectivo.

19. CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA

20. Método de Thiessen PM = 1/A . Ai.Pi

21. CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA Na Tabela acima, a soma da terceira coluna representa a área total da microbacia, enquanto que a soma da última coluna representa a precipitação média para a microbacia. Pelo método da média aritmética, a média dos valores da coluna (a) da Tabela fornece o resultado de 25,9 mm para a precipitação média para a microbacia em questão. Calcule a Pm pelo método Thiessen.

22. CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA c)MÉTODO DAS ISOIETAS: consiste em se traçar linhas de valores iguais de precipitação (isoietas), de modo semelhante ao traçado de curvas de nível em mapas altimétricos. Uma vez traçadas as isoietas, a precipitação média na área é calculada pela soma das médias ponderadas entre isoietas adjacentes, conforme ilustrado na Figura e na Tabela mostradas a seguir.

23. c)MÉTODO DAS ISOIETAS:

24. CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA

25. CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA Na Tabela, a soma da segunda coluna fornece a área total da microbacia em questão, e a soma da última coluna fornece o valor da precipitação média na microbacia. A média aritmética dos valores de precipitação de cada posto pluviométrico da Figura anterior, por outro lado, resulta num valor de 23,1 mm para a precipitação média (aritmética) na microbacia. Calcule Pm pelo Método das Isoietas

26. CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA De acordo com a literatura, as vantagens e desvantagens dos três métodos de obtenção da precipitação média são, resumidamente, as seguintes:

27. CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA De acordo com a literatura, as vantagens e desvantagens dos três métodos de obtenção da precipitação média são, resumidamente, as seguintes:

28. CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA De acordo com a literatura, as vantagens e desvantagens dos três métodos de obtenção da precipitação média são, resumidamente, as seguintes:

29. CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA Além de CORBETT (1967), também os trabalhos de HOLTAN et alii (1962), LAINE (1969) e JACKSON (1969) contém inúmeras outras informações relacionadas com os cuidados que devem ser observados para a correta medição da precipitação em uma dada área. HOLTAN et alii (1962), por exemplo, dão recomendações quanto ao número mínimo de pluviômetros a ser utilizados para a obtenção da precipitação média em microbacias experimentais (Tabela).