hidrologia definições benedito c. silva irn / unifei

51
Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Upload: internet

Post on 18-Apr-2015

149 views

Category:

Documents


29 download

TRANSCRIPT

Page 1: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Hidrologia

Definições

Benedito C. SilvaIRN / UNIFEI

Page 2: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

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

O que é Hidrologia?

Page 3: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

• De forma bem simplificada pode-se dizer que a hidrologia tenta responder à pergunta:

O que acontece com a água que cai da

chuva?

• É uma “ciência da Terra”.

O que é Hidrologia?

Page 4: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Hidrologiae

Engenharia Hidrológica

Page 5: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

O que é Engenharia Hidrológica?

CONCEITO:

• Utiliza princípios hidrológicos na solução de problemas de Engenharia relacionados à exploração dos recursos hídricos.

• É uma ciência aplicada.

• Subdivisões: Hidrogeologia, Hidrologia de Superfície, Hidrologia Estatística etc.

*Adaptado de Zahed e Porto (USP)

Page 6: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Engenharia Hidrológica

• Abastecimento• Navegação• Irrigação• Diluição de poluentes• Manutenção dos ecossistemas• Pesca• Turismo• Recreação• Geração de energia elétrica

• Relacionada aos usos da água

Page 7: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Engenharia Hidrológica

• Controle de cheias• Proteção contra enchentes• Drenagem urbana• Proteção/restauração de recursos biológicos• Erosão e assoreamento• Tratamento de esgotos• Gestão de águas

• Relacionada ao manejo da água

Page 8: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Hidrologia

Ciclo HidrológicoBenedito C. SilvaIRN / UNIFEI

Page 9: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Ciclo hidrológicoFenômeno global de circulação fechada da

água entre a superfície terrestre e a atmosfera, impulsionado pela energia solar associada à gravidade e à rotação terrestre.

Page 10: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Fases do ciclo hidrológico

Page 11: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Bacia Hidrográfica

Page 12: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Bacia HidrográficaUma 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

Page 13: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Definição de bacia

Diferenciar áreas que contribuem para um ponto

Page 14: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Fontes de dados de topografia

Page 15: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Seção de referência, ou

exutório

Page 16: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI
Page 17: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI
Page 18: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI
Page 19: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI
Page 20: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Divisor não corta drenagem

exceto no exutório.

Divisor passa pela região mais

elevada da bacia, mas não

necessariamente pelos pontos

mais altos.

Page 21: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI
Page 22: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI
Page 23: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

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 ...

Page 24: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Sub - bacia

Page 25: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Divisor de águas

Page 26: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Características da bacia hidrográficaÁrea de drenagemComprimentoDeclividadeCurva hipsométricaFormaCobertura vegetal e uso do solo……

Page 27: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Área da bacia hidrográficaCaracterística mais importante da baciaReflete o volume total de água que pode

ser gerado potencialmente na bacia Bacia impermeável e chuva constante: 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

Page 28: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Área da bacia hidrográficaUma vez

definidos os contornos (divisor), a área pode ser calculada por uma integral numérica (SIG) ou por métodos manuais (planímetro, contagem, pesagem).

Page 29: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Comprimento

Comprimento da baciaComprimento do rio principal

Page 30: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Comprimento

Comprimento da bacia

Comprimento do rio principal

Page 31: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

ComprimentoOs comprimentos da bacia e do

rio principal são importantes para a estimativa do tempo que a água leva para percorrer a bacia.

Page 32: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

DeclividadeDiferença 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.

Page 33: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Ponto mais alto: 300 m

Ponto mais baixo: 20 m

Comprimento drenagem = 7 km

Declividade = 0,04 m/m ou 40 m por km

Page 34: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Perfil longitudinal

Perfil típico:

alto médio baixo

Distância ao longo do rio principal

Alt

itud

e do

leit

o

Valores típicos:Baixa declividade: alguns cm por kmAlta declividade: alguns m por km

Page 35: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Índice de conformação ou fator de forma

L

I = A / L2

I alto: cheias mais rápidas

I baixo: cheias mais lentas

Page 36: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

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

Page 37: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

ExemplosAlongadas

São Francisco

Outras: Tietê, Paranapanema, Tocantins

Page 38: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

ExemplosCircular

Rio Itajaí SC

Page 39: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Cobertura vegetalFlorestas: 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

Page 40: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Uso do soloSubstituição de floresta por

pastagem/lavouraUrbanização: telhados, ruas, passeios,

estacionamentos e até pátios de casasModificação 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)

Page 41: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Uso do soloAgricultura = 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

Page 42: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Tipos de solosSolos arenosos = menos

escoamento superficialSolos argilosos = mais

escoamento superficial Solos rasos = mais escoamento

superficialSolos profundos = menos

escoamento superficial

Page 43: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

GeologiaRochas do sub-solo afetam o

comportamento da bacia hidrográficaRochas 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.

Page 44: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Partes da BaciaVertentes

◦Escoamento superficial difuso◦Não há canais definidos◦Escoamento sub-superficial e

subterrâneo

Rede de drenagem◦Escoamento superficial◦Canais bem definidos

Page 45: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Rede de drenagem

Densidade da rede de drenagem◦ Controlada pela Geologia e pelo

Clima

Forma da rede de drenagem Controlada pela

geologia

Page 46: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Bacias hidrográficas e SIGSIG são Sistemas de Informação

GeográficaEquivalem a sistemas CAD para a

hidrologiaAlém de CAD são bancos de

dados e permitem análises dos dados

Page 47: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Representações do relevo no computador

Isolinhas = curvas de nívelMatriciais = modelos digitais de

elevação (MDE)TIN = Triangular irregular

network

Page 48: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Exemplo de MDE: SRTM

Page 49: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

O que pode ser obtido do MDEDireção de escoamentoRios principais (rede de

drenagem)Definição de bacias e sub-baciasÁrea das baciasDeclividade das baciasEtc.

Page 50: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Rede de drenagem e sub-bacias

Page 51: Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

Exercício

Delimitar manualmente a bacia do Ribeirão Sabará (ou das Posses), a partir de sua foz no Rio Lourenço VelhoUtilizar o mapa topográfico disponível no site da disciplinaData de entrega: 20/03/2014 (no horário da disciplina)