pratica 1 caracterizacao morfologica hidrologica ambiental baciahidrografica usandospatialanalyst...

7/21/2019 Pratica 1 Caracterizacao Morfologica Hidrologica Ambiental BaciaHidrografica UsandoSpatialAnalyst (3)(1)

1/50

UNESP CAMPUS DE SOROCABA / SIG

______________________________________________________________________________________175

Exerccio 2

CARACTERIZAO MORFOLGICA, HIDROLGICA E AMBIENTAL DE

UMA BACIA HIDROGRFICA USANDO O SPATIAL ANALYST E O 3D

ANALYST DO ARCGIS 8.3

PRIMEIRA ETAPA: CARACTERIZAO MORFOLGICA, HIDROLGICAE AMBIENTAL DA BACIA HIDROGRFICA DO RIO UNA, IBINA

1.0. Introduo

Um dos desafios bsicos da anlise hidrolgica o delineamento e acaracterizao morfomtrica das bacias hidrogrficas e da rede de drenagem

associada. Tal informao de utilidade em numerosas aplicaes, tais comona modelagem dos fluxos hidrulicos, no transporte e deposio de poluentese na predio de inundaes (WANG & YIN, 1998; THIERFELDER, 1998;CEBALLOS & SCHNABEL, 1998).

Alm destas aplicaes, os estudos relacionados com as drenagensfluviais possuem funo relevante na geomorfologia. Assim, a anlise da redehidrogrfica pode levar compreenso e elucidao de numerosasquestes geomorfolgicas, pois, os cursos dgua esto relacionados comprocessos morfogenticos muito ativos (CHRISTOFOLETTI, 1980).Confirmando esta idia, CHRISTOFOLETTI (1970) destacou a noo debacia fluvial como unidade geomorfolgica fundamental.

As informaes associadas hidrologia de uma regio podem serpreparadas e analisadas no processo de modelagem. Os Sistemas deInformaes Geogrficas (SIGs) vem sendo amplamente usados para estafinalidade. Os SIGs constituem conjuntos interativos de subsistemasorientados organizao da informao espacial com o objetivo desubministrar elementos de apoio tomada de decises.

Entre os componentes da modelagem hidrolgica assistida por SIGcita-se os dados provenientes da anlise do terreno, caracterizaomorfolgica das bacias hidrogrficas e da rede de drenagem, a partir domodelo numrico do terreno (MNT). Os MNT tm sido utilizados para delinear

redes de drenagem e limites de bacias hidrogrficas, calcular ascaractersticas de rea, declividade e orientao do terreno e para produzirmodelagem do fluxo superficial, dentre outros. Estes ndices quantitativosobjetivam auxiliar estudos hidrolgicos e de outra natureza.

2. Reviso de literatura


2/50


______________________________________________________________________________________176

2.1. Bacias hidrogrficas

De acordo com GOLDENFUM & TUCCI (1998), o ciclo hidrolgico ofenmeno global de circulao fechada da gua entre a superfcie terrestre e

a atmosfera, impulsionado principalmente pela energia solar, associada gravidade e rotao terrestre. o elemento fundamental da hidrologia,representando a gua em fases distintas e independentes, desde aocorrncia de precipitaes at seu retorno atmosfera, sob a forma devapor (Figura 1).

Figura 1. Representao esquemtica do ciclo hidrolgico.

O ciclo hidrolgico envolve os processos fsicos da evaporao,transpirao, precipitao, infiltrao, percolao, escoamento superficial,sub-superficial e base, alm da vazo, que representam os diferentescaminhos pelos quais a gua circula nas trs fases do sistema Terra:hidrosfera, litosfera e atmosfera (LIMA, 1976).

O conceito de bacia hidrogrfica est associado a umacompartimentao geogrfica delimitada por divisores de gua (Figura 2). Emoutros termos, pode ser definida como uma rea de captao natural, quedrena para um curso dgua principal, incluindo a rea entre o divisor

topogrfico e a sada (foz) da bacia (LIMA, 1976).O termo bacia hidrogrfica pode ser definido como o conjunto das

reas com declividade no sentido de determinada seo transversal de umcurso de gua, medidas as reas em projeo horizontal. Pode-se tambmdefinir bacia hidrogrfica como sendo uma rea definida e fechadatopograficamente num ponto do curso de gua, de forma que toda a vazoafluente possa ser medida ou descarregada atravs desse ponto (GARCEZ &ALVAREZ, 1988 e VIESSMAN et al.,1972).


3/50


______________________________________________________________________________________177

Figura 2. Esquema de uma bacia hidrogrfica com o seu divisor topogrfico efretico.

Os cursos d gua, de acordo com VILLELA e MATTOS (1975), podemser classificados em trs tipos: a) perenes: cursos dgua que contm guadurante todo o tempo, sendo que o lenol subterrneo mantm umaalimentao contnua e no desce nunca abaixo do leito do curso dgua; b)intermitentes: estes cursos dgua, em geral, escoam durante as estaes dechuvas e secam nas de estiagem; c) efmeros: estes cursos dgua existemdurante ou imediatamente aps os perodos de precipitao e s transportamescoamento superficial.

As caractersticas fsicas de uma bacia constituem elementos degrande importncia para avaliao de seu comportamento hidrolgico, pois,

ao estabelecerem-se relaes e comparaes entre eles e dados hidrolgicosconhecidos, pode-se determinar indiretamente os valores hidrolgicos emlocais nos quais faltem dados (VILLELA & MATTOS, 1975). As principaiscaractersticas fsicas de uma bacia hidrogrfica so :- rea de drenagem (A);- permetro (P);- comprimento do curso dgua principal (L);- coeficiente de compacidade (Kc);- fator de forma (Kf);- ordem dos cursos de gua;- declividade mdia da bacia (Dm);

- curva hipsomtrica;- elevao mdia da bacia (E);- declividade entre a foz e nascente (S1);- declividade de equivalncia entre reas (S2);- declividade equivalente constante (S3);- retngulo equivalente.

Pelo carter integrador, GERRA & CUNHA (1996) citam que as baciashidrogrficas so consideradas excelentes unidades de gesto doselementos naturais e sociais, pois, nesta tica, possvel acompanhar asmudanas introduzidas pelo homem e as respectivas respostas da natureza.Ainda, de acordo com esses autores, em naes mais desenvolvidas, a bacia


4/50


______________________________________________________________________________________178

hidrogrfica tambm tem sido utilizada como unidade de planejamento egerenciamento, compatibilizando os diversos usos e interesses pela gua egarantindo sua qualidade e quantidade.

O termo manejo de bacias hidrogrficas refere-se regularizao,controle e manejo dos recursos naturais de uma bacia, com a finalidade de

proteo e aumento de produo das fontes de gua. Este manejo visa interao do uso do solo, vegetao, gua e outros recursos presentes(LIMA, 1986 e BORMANN et al., 1994).Vrias causas deram origem, no incio do sculo XX, ao conceito de manejode bacias hidrogrficas (LIMA, 1976), destacando-se:

- conhecimento cada vez melhor do ciclo da gua;- aumento da demanda de gua em conseqncia do rpido

desenvolvimento tecnolgico;- aumento crescente da populao e da demanda dos recursos naturais;- novos e complexos problemas de gua, tais como poluio e ocupao

antrpica das plancies de inundao;- reconhecimento da bacia hidrogrfica como a melhor unidade natural

para o manejo de recursos.

A expanso urbana e a industrializao, por um lado, e a pecuria e aagricultura intensivas, por outro, exigem quantidades cada vez maiores degua e, na maioria das vezes, agravam a qualidade dos recursos hdricosdisponveis (Laboratrio Nacional de Engenharia CIivilLNECM,1986).

Com o propsito de se avaliar diferentes usos do solo, CASTRO(1980) acompanhou os dados de deflvios em duas bacias, sendo uma commata natural e outra com agricultura e pastagem. O autor obteve na baciacom mata um menor escoamento da gua de precipitao, alm de que opadro de sua hidrgrafa, ou seja, da representao grfica das variaes dodeflvio com o tempo, mostrou um achatamento do pico de vazo,evidenciando assim o papel da cobertura florestal na regularizao doscursos dgua, melhorando a porosidade dos solos e facilitando a infiltrao.

3. Material e mtodos3.1. Descrio da rea de estudo

A rea-base deste estudo abrange a bacia hidrogrfica do rio Unapertencente bacia hidrogrfica do rio Sorocaba-Mdio-Tiet.As informaes de referncia utilizadas para anlises foram extradas

das cartas topogrficas da regio (IBGE 1976; 1977; 1979a e b) queincluram as curvas de nvel de 20m em 20m, rede hidrogrfica e limites dabacia.

A base de dados e as anlises sero geradas por voc usando oSIG arcGIS 10.1. A digitalizao foi feita utilizando o programa AUTOCAD,por meio do processo ponto a ponto e armazenado no formato DXF. Osprocedimentos utilizados visando alcanar os objetivos propostos sodescritos a seguir:

- Gerao da base de dados primrios, no formato digital;


5/50


______________________________________________________________________________________179

- Interpolao dos valores altimtricos para gerao de uma superfcie(grade) continua e hidrolgicamente correta com valores de altitude paracada um de seus pontos (MNT);

- Eliminao das distores do MNT geradas por erros na interpolao;- Hierarquizao (classificao segundo a ordem de importncia) dos

cursos dgua;- Delineamento automtico das bacias hidrogrficas de distintas reas de

importncia;

3.2. Modelagem hidrolgica e anlise morfomtrica da bacia hidrogrficado rio Una

3.2.1. Modelagem hidrolgica do terrenoCom o propsito de gerar um modelo numrico do terreno (MNT) com

valores representativos do relevo, ser realizada a interpolao linear entreos valores altimtricos das curvas de nvel. Como a informao principal deentrada, ser utilizada a contida no arquivo de curva de nvel no recortada

pelo limite da bacia, procurando a otimizao dos resultados nas bordas. Oprocesso permitir gerar uma grade de interpolao hidrolgicamente correta.

O esquema de todas as operaes envolvidas no processo demanipulao e execuo das diversas etapas que envolveram a gerao dabase de dados primrios que voc usar, no formato digital, mostrado naFigura 3.

Figura 3. Fluxograma representando a gerao da base de dados primrios.

.

shp

AUTO-CAD

ArcGIS 8.3

Mapa de Curva deNvel

ModeloNumrico do

Terreno (MNT)sem

distores

.shp

Mapa deHidrografia

Mapa deHidrografia

HierarquizadoRECLASS

.shp

Mapa de LimiteMapa de

LimiteReclassificado

Hierarquizao dahidrografia segundocritrio proposto por

HORTON (1945)

ModelagemHidrolgica e AnliseMorfomtrica da bacia

do rio Una


6/50


______________________________________________________________________________________180

PRTICA 1: Fixao do sistema de coordenadas dos mapas a seremtrabalhados

1. Na pgina da disciplina de SIG (www.ufes.br/~geoufes/lgu/lgu.htm),baixe os trs mapas ( , e ) quens iremos usar durante o trabalho.

2. Inicie o ArcMapcom um novo projeto(projeto em branco);

3. Na barra de ferramentas Standard, clique sobre cone do programa

ArcCatalog para abri-lo.

4. No ArcCatalog, clique com o boto direito do mouse sobre a layercurvasnivel_brtse selecione a opo Properties.

5. Na janela Shapefile Properties, clique na guia Fields e posteriormente no

registro Geometry.

Veja oresultado noArcCatalo
http://www.ufes.br/~geoufes/lgu/lgu.htmhttp://www.ufes.br/~geoufes/lgu/lgu.htmhttp://www.ufes.br/~geoufes/lgu/lgu.htmhttp://www.ufes.br/~geoufes/lgu/lgu.htm


7/50


______________________________________________________________________________________181

6. Agora, no painel Field Properties, clique sobre o boto de reticncias doregistro Spatial Reference.

7. Na janela Propriedades de Spatial Reference, clique sobre o boto Selectpara podermos selecionar o sistema de referncia da layer.


8/50


______________________________________________________________________________________182

8. Na janela Browse for Coordinate System, clique sobre a pasta ProjectedCoordinate System.

10. Clique sobre a pasta UTMe, posteriormente, clique sobre a pasta OtherGCS e selecione o sistema de projeo South American 1969 UTMZone 21S.prje clique sobre o boto Add.

11. Agora, para terminar, clique sobre o boto OKde todas as janelas para aaceitar o novo sistema de coordenada.

12. Repita os passos anteriores para as layers Hidrografia_brts e

Limite_brtspara ativar seus sistemas de coordenadas.

13.Feche o ArcCatalogpara voltar para o ArcMap.

PRTICA 2: Gerando o modelo numrico do terreno (MNT) para oquadrante qual a Bacia Hidrogrfica do Rio Una insere-se.

O prximo passo ser gerar o MNT para o quadrante qual a BaciaHidrogrfica do Rio Una insere-se. Iremos gerar um MNT utilizando a

estrutura de grade triangular ou TIN (do ingls Triangular Irregular


9/50


______________________________________________________________________________________183

Network). importante ressaltar que os modelos numricos de terrenospodem ser representados da seguinte forma:

a) Grade regular: uma representao matricial onde cada elemento damatriz est associado a um valor numrico, como ilustra a Figura 5 abaixo.

Para a gerao da grade, torna-se necessrio estimar, por meio deinterpoladores matemticos, os valores para as clulas que no possuemmedidas de elevao, considerando-se, para tanto, as medidas davizinhana.

Os procedimentos de interpolao para a gerao de grades regularesa partir de amostras variam de acordo com a grandeza medida. No caso dealtimetria, comum o uso de funes de ponderao por inverso doquadrado da distncia. J para variveis geofsicas ou de naturezapedolgica, procedimentos de filtragem bidimensional ou de geoestatsticacomo a krigagem so utilizados.

Figura 5. Superfcie e grade regular correspondente.

b) Grade triangular (TIN): uma estrutura do tipo vetorial com topologia do

tipo n-arco e representa uma superfcie por meio de um conjunto de facestriangulares interligadas. Para cada um dos trs vrtices da face do tringuloso armazenadas as coordenadas de localizao (x, y) e o atributo z,correspondente ao valor de elevao ou altitude. Em geral, nos SIGs quepossuem pacotes para MNT, os algoritmos para a gerao da gradetriangular baseiam-se na triangulao de Delaunay com restrio de regio.

Quanto mais eqilteras forem as faces triangulares, maior ser aexatido com que se descreve a superfcie. O valor de elevao em qualquerponto dentro da superfcie pode ser estimado a partir das faces triangulares,utilizando interpoladores. A Figura 6 ilustra uma superfcie tridimensional e agrade triangular correspondente.

Figura 6. Superfcie e malha triangular correspondente.


10/50


______________________________________________________________________________________184

O Quadro 1 mostra a comparao entre grades regulares etriangulares para representar MNTs.

Quadro 1. Comparao entre grades regulares e triangulares para

representar MNTs

GRADE TRIANGULAR GRADE REGULARVantagens 1. Melhor representao do relevo

complexo.1. Facilita manuseio e converses.

2. Incorporao de restries comolinhas de cristas.

2. Adequao para geofsica e paravisualizaes 3D.

Desvantagens 1. Complexidade no manuseio. 1. Representao complexa dorelevo.

2. Inadequada para visualizao 3D. 2. Clculo de declividade.

Agora que j sabemos a diferena entre as representaes demodelos numricos de terreno (MNT), vamos gerar o MNT no ArcGIS 10.1utilizando a estrutura de grade triangular ou TIN (do ingls TriangularIrregular Network).

1. Clique no boto Add Data da barra de ferramentas Standard eadicione o shapefile curvas nivel localizado no diretrio de trabalho eclique sobre o boto Add.

2. Na tabela de contedos, clique com o boto direito do mouse sobre a layercurvas nivel e, na janela de menu rpido, clique sobre a opo OpenAttribute Table. Na tabela que se abrir, observe que o campo quecontm a cotas altimtricas que desejamos interpolar para gerar o MNT

chama-se ELEVATION. Ento, feche a tabela.


11/50


______________________________________________________________________________________185

3. Se o ArcMap no apresenta as barras de ferramentas Spatial Analyste3D Analyst, clique sobre o menu View, aponte para Toolbar e cliquesobre estas barras de ferramentas para disponibiliza-las no ArcMap.

4. Clique sobre o menu3D Analyst, aponte paraCreate/Modify TINe cliquesobre a opo Create TIN From Features.

5. Na janela Create TIN From Features, marque a layer curvas nivel e nodropdow da opo Height Source(Origem da altitude), escolha o campoELEVATION. No dropdown da opo Triangulate as escolha a opomass point (pontuao em massa). Na caixa de entrada Output TIN,digite o nome mnt_tindentro do diretrio de trabalho. Ento, clique sobre

o boto OK.


12/50


______________________________________________________________________________________186

Aps o processamento, voc dever visualizar o modelo numrico do terreno(MNT) para a Bacia Hidrogrfica do Rio Una.

OBS:Utilize a ferramenta Identify e clique em pontos alternados sobre oMNT e observe que qualquer ponto do mapa agora representado poruma cota altimtrica.


13/50


______________________________________________________________________________________187

PRTICA 3: Reclassificando MNT da Bacia Hidrogrfica do Rio Unainsere-se em intervalo de curvas de nvel de 20 em 20metros e delimitando a rea compreendida pela baciahidrogrfica.

A prxima etapa ser reclassificar o MNT daa Bacia Hidrogrfica doRio Una insere-se em intervalo de curvas de nvel de 20 em 20 metros. Noentanto, a reclassificao s pode ser realizada sobre imagem no formatoraster ou matricial. Logo, como o MNT (modelo TIN) encontra-se no formatovetorial, primeiramente temos que converte-lo para o formato raster paradepois poder-mos realizar a reclassificao do MNT em intervalos de curvasde nvel de 20 em 20 metros.

1. Clique sobre o menu 3D Analyst, aponte para Converte clique sobre aopo TIN to Raster.

2. Na janela Convert TIN to Raster, selecione a imagem mnt_tin nodorpdown da opo Input TIN e Elevation no dropdown da opoAttribute. Vamos assumir que cada pixel ou clula de sua imagem rasterter o tamanho de 10 metros sobre o terreno. Logo, entre com o valor de10 para a opo Cell size. Na caixa de entrada Output raster digite onome mnt_raster dentro do diretrio de trabalho. Ento, clique sobre oboto OK.


14/50


______________________________________________________________________________________188

Aps o processamento, voc dever visualizar o modelo numrico do terreno(MNT) para o quadrante qual a Bacia Hidrogrfica do Rio Una Sujo insere-se j no formato raster.

OBS:Se necessrio, troque a paleta de cor da legenda e utilize a ferramenta

Zoom In para ampliar uma rea da imagem para que voc possaobservar as unidades matriciais ou pixels.

3. Agora que o MNT encontra-se no formato raster, estamos prontos parainiciar a reclassificao do MNT em intervalos de curvas de nvel de 20 em20 metros. Ento, clique sobre o menu Spatial Analyste clique sobre aopo Reclassify.


15/50


______________________________________________________________________________________189

4. Na janela Reclassify, selecione a imagem mnt_rasterno dropdown Inputrastere clique sobre o boto Classify. Na janela Classification, escolha omtodo Defined Intervalno dropdown Method e entre com o valor de 20na caixa de entrada da opo Interval Sizee clique sobre o boto OK.

5. De volta a janela Reclassify, necessrio dar-mos um nome para a novaimagem reclassificada a ser criada. Ento, clique sobre o boto da pasta

aberta , v para o nosso diretrio de trabalho e digite nome

mnt_reclass. Para terminar, clique sobre o botoOK.

6. Clique com o boto direito do mouse sobre a nova imagem mnt_reclasseclique sobre a opo Properties. Na janela Layer Properties, clique sobrea opo Unique Values, selecione o esquema de cor mostrado abaixo nodropdown Color Scheme, clique sobre o boto Add All Values eposteriormente clique sobre o boto OK.


16/50


______________________________________________________________________________________190

Observe que temos um total de 28 intervalos de curvas de nvel

variando de 20 em 20 metros (de 440 a 1000 metros). importante quevoc saiba qual o significado de cada intervalo:

Atributo = Intervalo1 = 440 a 460 15 = 720 - 7402 = 460 - 480 16 = 740 - 7603 = 480 - 500 17 = 760 - 7804 = 500 - 520 18 = 780 - 8005 = 520 - 540 19 = 800 - 8206 = 540 - 560 20 = 820 - 8407 = 560 - 580 21 = 840 - 8608 = 580 - 600 22 = 860 - 880

9 = 600 - 620 23 = 880 - 90010 = 620 - 640 24 = 900 -92011 = 640 - 660 25 = 920 - 94012 = 660 - 680 26 = 940 - 96013 = 680 - 700 27 = 960 - 98014 = 700 - 720 28 = 980 - 1000

Se voc cumpriu fielmente todas as etapas anteriores, seu mapadever ser igual ao mostrado abaixo:


17/50


______________________________________________________________________________________191

Agora, estamos prontos para delimitar apenas os intervalos de curvade nvel compreendidos pela bacia hidrogrfica em estudo. Para tanto,deveremos utilizar a tcnica de lgebra de mapas. Esta tcnica possibilita autilizao de operaes matemticas para se trabalhar com mapas. Emnosso trabalho, deveremos multiplicar o mapa rasterizado do limite da baciahidrogrfica pelo quadrante de intervalos de curvas de nvel. No entanto sernecessrio primeiramente converter o limite da bacia hidrogrfica de vetorpara raster, pois as operaes de lgebra com mapas so realizadas comimagens no formato raster.

7. Clique sobre o boto Add Data e insira o shapefile Limitena tabelade contedos.

8. Clique sobre o menu Spatial Analyst, aponte para Convert e clique sobrea opo Features to Raster.

9. Na janela Features to Raster, selecione a imagem Limiteno dorpdown daopo Input features e PolyID no dropdown da opo Field. Vamosassumir que cada pixel ou clula de sua imagem raster ter o tamanho de10 metros sobre o terreno. Logo, entre com o valor de 10 para a opoOutput Cell size. Na caixa de entrada Output raster digite o nomelimite_rasterdentro do diretrio de trabalho. Ento, clique sobre o botoOK.


18/50


______________________________________________________________________________________192

Aps o processamento, teremos uma imagem raster do limite da baciahidrogrfica em estudo.

OBS: Utilize a ferramenta Identify e clique em pontos alternados sobre oa imagem de limite. Observe que no interior da imagem todos os pixelsapresentam valor igual a 1, enquanto que, externamente imagem, osvalores so de 0 (No Data). Para poder-mos delimitar apenas os intervalosde curvas de nvel que encontram-se dentro do limite da bacia, deveremosmultiplicar a imagem raster do limite da bacia pela imagem raster dos

intervalos de curvas de nvel. Veja exemplo:

X =INTERVALOS DE

CURVAS DE NVELPARA A BACIA EM

ESTUDO

Limite raster da baciaIntervalos de curvas de nvelde 20 em 20 metros para o

quadrante


19/50


______________________________________________________________________________________193

10. Clique no menu Spatial Analyst e clique sobre a opo RasterCalculator.

11. Na janela Raster Calculator, d um clique duplo sobre a imagem

LIMITE_RASTER. Agora, clique sobre o boto asterisco e clique

duas vezes sobre a imagem mnt_reclass. Para terminar a operaoclique sobre o boto Evaluate.

Aps o processamento, voc ter como resultado os intervalos decurvas de nvel apenas para rea interna da bacia hidrogrfica em estudo.


20/50


______________________________________________________________________________________194

Observe que a imagem de intervalos de curvas de nvel para a baciahidrogrfica disposto na tabela de contedo com o nome de Calculation(Nome temporrio). Se voc gostou do resultado, temos que tornar estaimagem permanente em nosso diretrio de trabalho.

12. Clique com o boto direito do mouse sobre a imagem Calculatione najanela de menu rpido clique sobre a opo Make Permanent. Na janelaMake Calculation Permanent entre com o nome mnt_bacia e cliquesobre o boto Save.

13. Aps o processamento, clique com o boto direito do mouse sobre aimagem Calculatione clique sobre a opo remove. Agora, clique sobre

o boto Add Data e adicione a imagem mnt_bacia.

Para terminar-mos esta primeira parte do estudo, devemos preparar alegenda do ltimo mapa de MNT para a bacia, sobrepor-mos a hidrografiasobre o mesmo e preparar-mos o layout final. Para averiguar se o MNT

realmente representa a variao do relevo da regio, conveniente sobrepor-mos a hidrografia. Se os cursos dgua e, sobretudo, o rio principal, tenderema movimentarem-se das reas de maio elevao para as reas mais baixas,o modelo numrico do terreno realmente representou a realidade dos cursosdgua.

14. Clique com o boto direito do mouse sobre a imagem mnt_bacia e najanela de menu rpido, clique sobre Properties. Clique na guiaSymbology. Agora no campo Label, altere os valores dos atributos paraos verdadeiros intervalos de curva de nvel (Ex: 10 = 620640 m, 11 =640 660 m, ...). Agora, altere a sada do campo Label frente de


21/50


______________________________________________________________________________________195

para Hipsometria. Agora, clique na guia General e apague onome da caixa de entrada Layer Name. Ento, clique sobre o boto OK.

15. Clique sobre o boto Add Data e adicione a imagemhidrografia_brtsna tabela de contedos.

16. Clique com o boto direito do mouse sobre a imagem hidrografia_brtsena janela de menu rpido, clique sobre Properties. Clique na guiaGeneral e entre com o nome Hidrografia na caixa de entrada LayerName. V para a guia Symbologye clique sobre o boto em forma delinha. Agora, Clique sobre o smbolo Collector Streete altere o valor dacaixa de entra Width para 0.20. Ento clique sobre o boto OK duasvezes para ver-mos o resultado.


22/50


______________________________________________________________________________________196

17. Desmarque todas as imagens da tabela de contedo, deixando apenas asimagens Hidrografiae Hipsometriamarcadas.

18. No menu View, clique sobre a opo Layout View.

19. No menu File, clique sobre a opo Page Setup. Na janela Page Setup,configure a pgina do Layout e a impressora para o tamanho A4 eorientao Landscap. No se esquea de clicar sobre a caixa dechecagem Scale map elements proportionally to changes in page size.Clique sobre o boto OK.

20. No menu Insert, clique sobre a opo Legend. Na janela Legend Wizard,selecione apenas as legendas Hidrografiae Hiposmetria(Em branco) eclique sobre o boto Avanar. Apague o nome contido dentro do campo

Legend Titlee clique sobre o boto Avanarduas vezes. Agora, no painelPatch, altere o valor da opo Width para 38 e Height para 19. Cliquesobre o boto Avanar mais uma vez e conclua (boto Concluir) aoperao.


23/50


______________________________________________________________________________________197

21. No menu Insert, clique sobre a opo North Arrow. Na janela NorthArrow Selector, escolha a opo ESRI North 1e clique sobre o botoOK.

22. No menu Insert, clique sobre a opo Scar Bar. Na janela Scar BarSelector, escolha a opo Alternating Scale Bar 1 e clique sobre oboto OK. Agora, d um clique duplo sobre a escala no layout e altereseu formato para: 3 divises, 3 subdivises, Kilmetros, Label Kmeclique sobre o boto OK.


24/50


______________________________________________________________________________________198

23. No menu View, clique sobre a opo Data Frame Properties. Na janelaData Frame Properties, clique na guia Grids. Clique sobre o boto NewGrid. Marque a opo Meadured Grid: divide ma pinto a gid of mapunits(Divide o mapa em grades baseado na unidade do mapa). Avanceduas vezes e no boto Font escolha uma fonte de tamanho 12. Clique

sobre o boto Avanare Concluaa operao.

24. Tome a Figura 7 abaixo como exemplo e ajeite os elementos do seumapa.

OBS: No foi acrescentado ttulo ao mapa, pois o objetivo do trabalho cientfico, ou seja, os mapas sero exportados como figura para sereminseridos do programa Microsoft Word.

Figura 7. Sobreposio da hidrografia sobre os intervalos de curvas de nveis

da bacia hidrogrfica do rio Una Sujo, micro-regio de Viosa, MG.

710819.794845

710819.794845

717549.994379

717549.994379

724280.193913

724280.193913

731010.393447

731010.393447

737740.592981

737740.592981

.489217

7689493.4

89217

.251960

7695759.2

51960

.014703

7702025.0

14703

.777446

7708290.

777446

.540

189

7714556.

540

189

Hipsometria

620 - 640 m

640 - 660 m

660-680 m

680 - 700 m

700 - 720 m

720 - 740 m

740 - 760 m

760 - 780 m

780 - 800 m

800 - 820 m

820 - 840 m

840 - 860 m

860 - 880 m

880 - 900 m

900 - 920 m

920 - 940 m

Hidrografia

0 3 6 91.5Km


25/50


______________________________________________________________________________________199

25. No menu File, clique sobre a opo Save. Ento salve o projeto com onome MntBaciadentro do diretrio de trabalho.

PRTICA 3: Elaborando o mapa de declividade de acordo com os

intervalos sugeridos pela EMBRAPA (1979) para oquadrante qual a Bacia Hidrogrfica do Rio Una insere-se e delimitando a rea compreendida pela baciahidrogrfica.

A declividade do terreno expressa como a variao de altitude entredois pontos do terreno, em relao distncia que os separa. O modelonumrico do terreno ser utilizado como imagem de entrada para a geraodo mapa de declividade. A imagem de declividade gerada ser do tipocontnua, por apresentar valores reais. Esta imagem ser fatiada e, asclasses de declividades sero discriminadas em seis intervalos distintos

sugeridos pela EMBRAPA (1979): 0-3% (relevo plano), 3-8% (relevosuavemente ondulado), 8-20% (relevo ondulado), 20-45% (relevofortemente ondulado), 45-75% (relevo montanhoso), e, > 75% (relevofortemente montanhoso). Porm, existe a possibilidade de se dividir oterreno em outras classes de declividade, de acordo com as necessidades doestudo em particular. Esta operao ser realizada utilizando a tcnica dereclassificao com base numa tabela ASCII gerada para este propsito. Aestrutura da tabela utilizada com o comando foi a seguinte:

03 138 2820 32045 44575 5> 75 6

1. Para evitar-mos a elaborao de um novo layout para esta nova prtica,vamos salvar o projeto existente (MntBacia) com um outro nome, ou seja,DeclividadeBacia. Para tanto, No menu File, clique sobre a opo Saveas. Na caixa de entrada Nome do Arquivo, entre com o nomeDeclividadeBaciae clique sobre o boto Salvar.

2. Na tabela de contedos, remova as imagens Hidrografia, Limite_BRTS,mnt_reclass, mnt_tin e curvasnivel_brts. Deixe apenas as imagensLIMITE_RASTERe mnt_raster.

OBS: Para a elaborao do mapa de declividade da bacia hidrogrfica,iremos precisar apenas do MNT da bacia (contnuo e sem intervalos) edo limite rasterizado da bacia para poder-mos realizar a delimitao dabacia hidrogrfica (lgebra com mapas).

3. Clique no menu Spatial Analyst, aponte para Suface Analysis e clique

sobre a opo Slope.


26/50


______________________________________________________________________________________200

4. Na janela Slope, selecione mnt_raster no dropdown da opo Inputsurface. Marque a opo Percent. Entre com o valor de 10 para a opoOutput cell size (tamanho de sada das clulas). Digite decliv_quad

como sendo o nome da nova imagem de declividade(C:\ProjetoBRTS\decliv_quad). Clique sobre o boto OK.

OBS:Aps o processamento, observa-se que existem algumas classes queapresentaram declividades acima de 100% no representando arealidade do relevo. Entretanto, estes erros no comprometem oandamento do trabalho, visto que, os mesmo ocorrem apenas noscantos da imagem. Certamente, esses erros foram ocasionadosdurante o processo de digitalizao das curvas de nvel.


27/50


______________________________________________________________________________________201

Agora, estamos prontos para iniciar o processo de reclassificao daimagem de declividade com intervalos sugeridos pela EMNBRAPA.

5. No menu Spatial Analyst, clique sobre a opo Reclassify.

6. Na janela Reclassify, selecione a imagem decliv_quad no dropdownInput raster. No campo Old values, entre com os valores sugeridos pelaEMBRAPA. Entre com o nome decliv_emb para a nova imagem dedeclividade a ser criada (C:\ProjetoBRTS\ decliv_emb) e clique sobre oboto OK.

Aps o processamento, sua imagem de declividade dever ficarsemelhante a imagem mostrada abaixo.


28/50


______________________________________________________________________________________202

O prximo passo ser delimitar a bacia hidrogrfica em estudomostrando os intervalos de declividade apenas no interior da bacia.

7. Clique no menu Spatial Analyst e clique sobre a opo Raster

Calculator.


LIMITE_RASTER. Agora, clique sobre o boto asterisco e clique

duas vezes sobre a imagem decliv_emb. Para terminar a operaoclique sobre o boto Evaluate.

Aps o processamento, voc ter como resultado os intervalos dedeclividade apenas para rea interna da bacia hidrogrfica em estudo.


29/50


______________________________________________________________________________________203

Observe que a imagem de intervalos de curvas de nvel para a baciahidrogrfica disposto na tabela de contedo com o nome de Calculation(Nome temporrio). Se voc gostou do resultado, temos que tornar estaimagem permanente em nosso diretrio de trabalho.

9. Clique com o boto direito do mouse sobre a imagem Calculation e najanela de menu rpido clique sobre a opo Make Permanent. Na janelaMake Calculation Permanent entre com o nome decliv_bacia e cliquesobre o boto Save.


o boto Add Data e adicione a imagem decliv_bacia.

Para terminar-mos esta primeira parte do estudo, devemos preparar alegenda do ltimo mapa de declividade para a bacia e preparar-mos o layoutfinal.

11. Clique com o boto direito do mouse sobre a imagem decliv_baciae najanela de menu rpido, clique sobre Properties. Clique na guiaSymbology. Agora no campo Label, altere os valores dos atributos paraos verdadeiros intervalos de declividade sugerido pela EMBRAPA (Ex: 1= 0 3% (Relevo plano), 2 =3 8%(Relevo suavemente ondulado),...). Agora, altere a sada do campo Label frente de paraDeclividade. Agora, clique na guia General e apague o nome da caixa

de entrada Layer Name. Ento, clique sobre o boto OK.

12. Seguindo os passos da ltima prtica, prepare o layout da imagem dedeclividade para a bacia mantendo as mesmas caractersticas anteriorescom exceo da orientao da pgina que deve ser Portrait.

13. Clique sobre o boto Save para salvar o projeto.


30/50


______________________________________________________________________________________204

Se voc no cometeu nenhum erro operacional seu layout dever ficarsemelhante Figura 8 abaixo.

Figura 8. Classes de declividade da bacia hidrogrfica do rio Una

707611.942768

707611.942768

714342.142302

714342.142302

721072.341836

721072.341836

727802.541370

727802.541370

734532.740904

734532.740904

741262.940438

741262.940438

7688558.

58

1728

.344471

7694824.3

44471

.107214

7701090.

107214

.869957

77

07355.8

69957

.632700

7713621.6

32700

0 3 6 91.5Km

Declividade

0 - 3 % (Relevo plano)

3 - 8 % (Relevo suavemente ondulado)

8 - 20 % (Relevo ondulado)20 - 45 % (Relevo fortemente ondulado)

45 - 75 % (Relevo montanhoso)

> 75% (Relevo fortemente montanhoso)


31/50


______________________________________________________________________________________205

PRTICA 4: Elaborando o mapa de Aspecto para o quadrante qual aBacia Hidrogrfica do Rio Una insere-se e delimitando area compreendida pela bacia hidrogrfica

A orientao da declividade de um determinado ponto no terreno ouexposio definida como sendo o azimute em graus (ou ponto cardinal narosa dos ventos) para o qual se encontra orientado o plano de mximadeclividade nesse ponto. Na Figura 9 esto indicadas as posiesconvencionais das classes de exposio do terreno (oito pontos cardinaismais destacados), junto com o valor (em graus) atribudo a cada um.

Figura 9. Representao esquemtica das classes de exposio do terreno.

No presente trabalho, o clculo da orientao do terreno foi realizado

utilizando como imagem de entrada o modelo numrico do terreno sendo quea grade de exposio do terreno gerada foi do tipo contnua, sendo a mesmafatiada de acordo com as 8 classes apresentadas na Figura 1.7, para umamelhor interpretao. Este fatiamento foi realizado utilizando a tcnica dereclassificao, com base em uma tabela com a seguinte estrutura:

045 14590 290135 3135180 4180225 5225270 6270315 7315360 8

1. Abra um novo projeto e salve-o com o nome de AspectoBaciano diretriode trabalho ProjetoBRTS(c:\ ProjetoBRTS\ AspectoBacia).

2. Clique sobre o boto Add Data e insira os shapefiles mnt_raster elimite_raster.

0-360 (N)

90 (E)270 (W)

180 (S)

45

135215

315


32/50


______________________________________________________________________________________206

3. Clique sobre o menu Spatial Analyst, aponte para Surface Analysis eclique sobre Aspect.

4. Na janela Aspect, selecione mnt_raster no dropdown da opo Inputsurface. Assuma que as clulas tero um tamanho de 10 e entre com onome de sada aspect_quadno diretrio de trabalho ProjetoBRTS.

Aps o processamento voc ter a seguinte imagem:

Agora, estamos prontos para iniciar o processo de reclassificao da imagemde aspecto com intervalos de 45 em 45 graus.


33/50


______________________________________________________________________________________207

5. No menu Spatial Analyst, clique sobre a opo Reclassify.

6. Na janela Reclassify, selecione a imagem aspect_quad no dropdownInput raster. No campo Old values, entre com os valores mostrados nafigura abaixo. Entre com o nome aspect_45 para a nova imagem dedeclividade a ser criada (C:\ProjetoBRTS\aspect_45) e clique sobre oboto OK.

Aps o processamento, sua imagem de declividade dever ficarsemelhante a imagem mostrada abaixo.


34/50


______________________________________________________________________________________208

O prximo passo ser delimitar a bacia hidrogrfica em estudomostrando os intervalos de aspecto apenas no interior da bacia.



aspect_45e clique sobre o boto e, novamente, d um clique duplosobre a imagem limite_raster. Ento. Clique sobre o boto Evaluate.


35/50


______________________________________________________________________________________209

Aps o processamento, voc ter como resultado os intervalos de apectoapenas para rea interna da bacia hidrogrfica em estudo.

Observe que a imagem de intervalos de aspecto para a baciahidrogrfica disposto na tabela de contedo com o nome de Calculation(Nome temporrio). Se voc gostou do resultado, temos que tornar estaimagem permanente em nosso diretrio de trabalho.

9. Clique com o boto direito do mouse sobre a imagem Calculation e najanela de menu rpido clique sobre a opo Make Permanent. Na janelaMake Calculation Permanententre com o nome aspect_bacia e cliquesobre o boto Save.


o boto Add Data e adicione a imagem aspect_bacia.

Para terminar-mos esta etapa, devemos preparar a legenda do ltimomapa para a bacia e preparar-mos o layout final.

11. Clique com o boto direito do mouse sobre a imagem aspect_baciae najanela de menu rpido, clique sobre Properties. Clique na guiaSymbology. Agora no campo Label, altere os valores dos atributos paraos verdadeiros intervalos de aspecto (Ex: 1 = 045 graus, 2 =4590graus, ...). Agora, altere a sada do campo Label frente de para Exposio do terreno. Agora, clique na guia General e apague onome da caixa de entrada Layer Name. Ento, clique sobre o boto OK.


36/50


______________________________________________________________________________________210

12. Seguindo os passos da ltima prtica, prepare o layout da imagem deaspecto para a bacia mantendo as mesmas caractersticas anteriorescom exceo da orientao da pgina que deve ser Landscap.



Figura 10. Orientao do terreno da bacia hidrogrfica do rio Una.

711795.271793

711795.271793

718525.071793

718525.071793

725254.871793

725254.871793

731984.671793

731984.671793

738714.471793

738714.471793

.444834

7687172.

444834

.044834

7693438.0

44834

.644834

7699703.6

44834

.244834

7705969.

244834

.844834

7712234.8

44834

.444834

7718500.4

44834

Exposio do terreno

0- 45 graus

45 - 90 graus

90 - 135 graus

135 - 180 graus

180 - 225 graus

225 - 270 graus

270- 315 graus

315 - 360 graus

0 2.5 5 7.51.25km


37/50


______________________________________________________________________________________211

PRTICA 5: Elaborando o mapa de Modelo Sombreado para o quadrante qual a Bacia Hidrogrfica do Rio Una insere-se edelimitando a rea compreendida pela bacia hidrogrfica

Uma outra possibilidade de representar o relevo por meio de um

mapa do sombreamento ou iluminao da topografia. Neste caso, a varivelrepresentada uma simulao do nvel de luz (ou de sombra) refletida pelorelevo ao ser iluminado pelo sol situado numa posio geogrficadeterminada. As reas de maior declividade, que se encontram expostas aoSol, refletiro muita luz e sero portanto, muito visveis; aquelas reas que seencontram nas encostas no iluminadas diretamente pelo sol, no refletiroluz e aparecero escuras no modelo. No presente trabalho, estarepresentao do terreno ser obtida utilizando um ngulo azimutal de 315graus, ngulo de elevao do Sol de 45 graus e o modelo numrico doterreno.

1. Abra um novo projeto e salve-o com o nome deModeloSombreadoTerreno no diretrio de trabalho ProjetoBRTS (c:\ProjetoBRTS\ ModeloSombreadoTerreno).

2. Clique sobre o boto Add Data e insira os shapefiles mnt_raster elimite_raster.

3. Clique sobre o menu Spatial Analyst, aponte para Surface Analysis eclique sobre Hillshade.

4. Na janela Hillshade, selecione mnt_raster no dropdown da opo Inputsurface. Entre com o valor de 315 para a opo Azimuth e 45 paraAltitude. Assuma que as clulas tero um tamanho de 10 e entre com onome de sada somb_quadno diretrio de trabalho ProjetoBRTSe cliquesobre o boto OK.


38/50


______________________________________________________________________________________212

Aps o processamento voc ter a seguinte imagem:

O prximo passo ser delimitar a bacia hidrogrfica em estudomostrando a iluminao do relevo apenas no interior da bacia.



somb_quad e clique sobre o boto e, novamente, d um clique


39/50


______________________________________________________________________________________213

duplo sobre a imagem limite_raster. Ento. Clique sobre o botoEvaluate.

Aps o processamento, voc ter como resultado a iluminao do relevoapenas para rea interna da bacia hidrogrfica em estudo.

Observe que a imagem de iluminao do relevo para a baciahidrogrfica disposto na tabela de contedo com o nome de Calculation(Nome temporrio). Se voc gostou do resultado, temos que tornar estaimagem permanente em nosso diretrio de trabalho.

7. Clique com o boto direito do mouse sobre a imagem Calculation e najanela de menu rpido clique sobre a opo Make Permanent. Na janelaMake Calculation Permanent entre com o nome somb_bacia e cliquesobre o boto Save.

8. Aps o processamento, clique com o boto direito do mouse sobre a

imagem Calculatione clique sobre a opo remove. Agora, clique sobreo boto Add Data e adicione a imagem somb_bacia.

Para terminar-mos esta etapa, devemos preparar a legenda do ltimomapa para a bacia e preparar-mos o layout final.

9. Clique com o boto direito do mouse sobre a imagem somb_baciae najanela de menu rpido, clique sobre Properties. Clique na guiaSymbology. Altere os valores dos labelspara os nomes mostrados nafigura abaixo. Na guia General, entre com o nome Iluminao datopografia na caixa de entrada Layer name. Clique sobre o boto OK.


40/50


______________________________________________________________________________________214

10. Seguindo os passos da ltima prtica, prepare o layout da imagem deModelo sombreado para a bacia mantendo as mesmas caractersticasanteriores com exceo da orientao da pgina que deve serLandscap.




41/50


______________________________________________________________________________________215

Figura 11. Modelo sombreado do relevo para a bacia hidrogrfica do rio Una

A Figura 12 mostra o fluxograma de todas as operaes queenvolveram a modelagem hidrolgica do terreno.

711795.271793

711795.271793

718525.071793

718525.071793

725254.871793

725254.871793

731984.671793

731984.671793

738714.471793

738714.471793

.784998

7688137.7

84998

.384998

7694403.3

84998

.984998

7700668.9

84998

.584998

7706934.5

84998

.184998

7713200.1

84998

Iluninao do terreno

> luminosidade

< luminosidade

0 3 6 91.5km


42/50


______________________________________________________________________________________216

Figura 12. Fluxograma representando todas as operaes que envolveram amodelagem hidrolgica do terreno.

PRTICA 6: Elaborando o mapa de Hidrografia hierarquizado segundoHORTON (1945) para a Bacia Hidrogrfica do Rio Una eavaliando a susceptibilidade da bacia hidrogrfica ocorrncia de enchentes.

Nesta etapa, iremos determinar os seguintes ndices para a bacia

hidrogrfica do rio Una.Caractersticas geomtricas

rea total (A) Fator de forma (Kf)Permetro total (P)Coeficiente de compacidade (Kc)

Caractersticas da rede drenagemOrdem dos cursos de gua Densidade de drenagem (Dd)Comprimento do curso dgua principal (L) Extenso mdia do escoamentoComprimento total dos cursos dgua (Lt) superficial (I)

A rea de drenagem (A) constitui a rea plana delimitada pelo divisorde guas, dado fundamental para definir a potencialidade hdrica da bacia

Modelo Numricodo Terreno (MNT)

RECLASSIFY Mapa de classes dedeclividade da bacia

03 % (Relevo plano)38% (Relevo suavemente ondulado)820% (Relevoondulado)2045% (Relevo fortemente ondulado)4575% (Relevo montanhoso)>75 (Relevo fortemente montanhoso)

SLOPE

RECLASSIFY Mapa de orientaodo terreno da bacia

045 graus4590graus90135graus135180graus180225graus225270graus270315graus315360

graus

ASPECT

Mapa de modelosombreado do terreno

da baciaHILLSHAD

Declividade doerreno

Orientao doerreno

Modelo sombreadodo erreno


43/50


______________________________________________________________________________________217

hidrogrfica. No presente trabalho, a rea da bacia foi obtida por meio dasomatria de todas as reas das clulas que compem a imagem rasterizadado mapa de limite da bacia.

O permetro da bacia (P) constitui o comprimento mdio ao longo dodivisor de guas. Para a estimativa do permetro da bacia, foi utilizado o

mapa rasterizado de seu limite, o qual foi considerado a somatria de todasas diagonais que compem suas clulas limtrofes.O comprimento do curso dgua principal (L) constitui o comprimento

do curso dgua principal medido em planta, desde anascente at a seo dereferncia (seo exutria). Ele foi determinado por meio da reclassificaodo mapa de hidrografia que resultou na hierarquizao dos cursos dgua emordens especficas. Posteriormente, determinou-se o permetro do cursodgua principal baseado na somatria das diagonais das clulas que ocompem.

A forma superficial de uma bacia hidrogrfica importante nadeterminao do tempo de concentrao, ou seja, tempo que leva a gua dos

limites da bacia para chegar sada da mesma. A forma da bacia determinada por ndices que a relacionam com formas geomtricasconhecidas: coeficiente de compacidade (Kc) e fator de forma (Kf).

O coeficiente de compacidade (Kc) relaciona a forma da bacia com umcrculo. Constitui a relao entre permetro da bacia e a circunferncia de umcrculo de rea igual da bacia. De acordo com VILLELA & MATTOS (1979),este coeficiente um nmero adimensional que varia com a forma da bacia,independente de seu tamanho. Quanto mais irregular for a bacia, maior sero coeficiente de compacidade. Um coeficiente mnimo igual unidadecorresponderia a uma bacia circular, e para uma bacia alongada, seu valor significativamente superior a 1. Uma bacia ser mais susceptvel enchentesmais acentuadas quando seu Kc for mais prximo da unidade. O coeficientede compacidade (Kc) foi determinado baseado na seguinte equao:

A

P28,0Kc

O fator de forma (Kf) um ndice que relaciona a forma da bacia com aforma de um retngulo. determinado pela relao entre a largura mdia e ocomprimento axial da bacia (comprimento do curso dgua principal).Segundo VILLELA & MATTOS (1979), uma bacia com o fator de forma baixo

menos sujeita a enchentes que outra de mesmo tamanho, porm com outrofator de forma. O fator de forma (Kf) foi determinado, utilizando a seguinteequao:

2L

AKf

O sistema de drenagem formado pelo rio principal e seus tributrios eseu estudo indica a maior ou menor velocidade com que a gua deixa a baciahidrogrfica.

O comprimento total dos cursos dgua (Lt) a medida em plantadesde a nascente at a seo de referncia de cada tributrio, incluindo o


44/50


______________________________________________________________________________________218

curso principal. O comprimento total dos cursos dgua foi determinado pormeio da reclassificao do mapa de hidrografia que resultou nahierarquizao dos cursos dgua em ordens especficas. Posteriormente,determinou-se o comprimento total dos cursos dgua baseado na somatriadas diagonais de suas clulas.

A densidade de drenagem (Dd) o ndice que indica o grau dedesenvolvimento do sistema de drenagem, ou seja, fornece uma indicao daeficincia da drenagem da bacia. A densidade de drenagem definida pelarelao entre o somatrio dos comprimentos de todos os canais da rede e area da bacia. Segundo VILLELA & MATTOS (1975), este ndice varia de 0,5km/km2 para bacias com drenagem pobre a 3,5 ou mais para bacias bemdrenadas. Este ndice foi determinado utilizando-se da seguinte equao:

A

LDd t

A extenso mdia do escoamento superficial (I) constitui a distnciamdia em que a gua da chuva teria que escoar sobre os terrenos de umabacia, caso o escoamento se desse em linha reta, desde o ponto de quedana bacia at o curso dgua mais prximo. No presente trabalho, ele foicalculado baseado na seguinte equao:

tL4

Al

Embora a extenso do escoamento superficial que efetivamente ocorre

sobre os terrenos possa ser diferente daquela determinada pela equaoacima, devido a diversos fatores de influncias, este ndice constitui umaindicao da distncia mdia do escoamento superficial.

O relevo tem grande efeito sobre a velocidade de escoamentosuperficial e sobre a erodibilidade de uma bacia hidrogrfica, alm de grandeinfluncia sobre os elementos meteorolgicos (temperatura, precipitao,evaporao, entre outros).

A hierarquizao da rede de drenagem fluvial consiste no processo dese estabelecer a classificao dos cursos dgua no conjunto total da baciahidrogrfica na qual se encontram. Isto foi realizado com a funo de facilitare tornar mais objetiva a anlise morfomtrica das bacias. No trabalho, foiutilizado o critrio de ordenao idealizado por HORTON (1945), que esquematizado na Figura 13. Nesta classificao os canais de primeiraordem no possuem tributrios, os canais de segunda ordem tm afluentesde primeira ordem, os canais de terceira ordem recebem afluentes de canaisde segunda e podem receber diretamente canais de primeira ordem e assimpor diante. Nesta classificao, a maior ordem atribuda ao rio principal,valendo esta designao em todo o seu comprimento, desde o exutrio dabacia at sua nascente.


45/50


______________________________________________________________________________________219

Figura 13. Classificao hierrquica da rede de drenagem de acordo com ocritrio de HORTON (1945).

CARACTERSTICAS GEOMTRICAS

a) Determinao da rea e do permetro da bacia hidrogrfica

1. Abra um novo projeto e salve-o com o nome de HidrografiaBacia.

2. Clique sobre o boto Add Data e insira o shapefile Limite_BRTS.

3. Clique com o boto direito do mouse sobre a imagem Limite_BRTSe najanela de menu rpido, clique sobre a opo Open Attribute Table.

Observe na tabela de atributo que a rea da bacia hidrogrfica de404628571.002235 m2ou 404,628 km2e o permetro de 111844.534865m ou 111,844 km.

A = 404,628 km2P = 111,844 km

b) Determinao do Coeficiente de compacidade (Kc) e Fator de Forma(Kf)

4. O coeficiente de compacidade (Kc) deve ser calculado por meio daseguinte equao:

557,1628,4004

844,11128,028,0

A

PKc


46/50


______________________________________________________________________________________220

OBS:A bacia no ser susceptvel enchentes pois o Kc no est prximoda unidade.

5. Para determinar-mos o fator de forma, necessitamos conhecer ocomprimento total do rio principal da bacia. Para tanto, temos que abrir o

shapefile de hidrografia da bacia em estudo. Ento, clique sobre o botoAdd Data e insira o shapefile hidrografia_BRTS.

6. Clique com o boto direito do mouse sobre a imagem hidrografia_BRTSena janela de menu rpido, clique sobre a opo Open Attribute Table.Clique com o boto direito do mouse sobre o campo ELEVATIONe cliquesobre a opo Summarize.

7. Na janela Summarize, selecione o campo ELEVATION a ser somado.Clique sobre o sinal de +do campo COMPRIMe marque a opo Sum. Nacaixa de entrada da opo Specify output table, entre com o nomeComprimentoTotalCursosDaguana diretrio que contm os arquivos dotrabalho (C:\ProjetoBRTS\ComprimentoTotalCursosDagua). Ento,clique sobre o boto OKe aceite a adio da tabela no projeto. Feche atabela.

8. Agora, clique com o boto direito do mouse sobre a tabelaComprimentoTotalCursosDaguana tabela de contedo e, na janela de

menu rpido, clique sobre a opo Open.


47/50


______________________________________________________________________________________221

Observe que o curso dgua principal apresenta o valor de 149828 mou 149,828 Kme que a soma de todos os cursos dgua de 2158981m ou2158,981 Km.

L = 149,828 KmLt = 2158,981 Km

Logo, podemos calcular o fator de forma da bacia hidrogrfica:

018,0149,828

404,628

22

L

AKf

OBS:Como o valor do fator de forma se aproximou de zero, a bacia no susceptvel a ocorrncia de enchentes.

CARACTERSTICAS DA REDE DRENAGEM

a) Ordem dos cursos de gua

Como observado na tabela de atributo de hidrografia, a ordem doscursos dgua de 6.

b) Comprimento do curso dgua principal (L)

Como observado na tabela de atributo de hidrografia, o comprimentodo curso dgua principal (L) de149,828 Km.

c) Comprimento total dos cursos dgua (Lt)

Como observado na tabela de atributo de hidrografia, o comprimento totaldos cursos dgua (Lt) deLt = 2158,981 Km.

d) Densidade de drenagem (Dd)

Podemos calcular a densidade de drenagem da seguinte forma:


48/50


______________________________________________________________________________________222

km/km336,5404,628

2158,981

A

LDd t

OBS: Como o valor da densidade de drenagem foi superior 3,5 km/km, abacia hidrogrfica bem drenada.

e) Extenso mdia do escoamento superficial (I)

Podemos calcular a extenso mdia do escoamento superficial (I),utilizando a seguinte equao:

m469ouKm6904,0981,21584

628,404

4l

tL

A

ELABORAO DO MAPA DE HIDROGRAFIA HIERARQUIZADOSEGUNDO HORTON (1945)

1. Clique com o boto direito sobre a imagem hidrografia_brts e no menurpido, clique sobre a opo Properties. Observe a figura abaixo e tenteformatar sua legenda de acordo com as caractersticas escolhidas. Na guiaGeneral, entre com o nome Hidrografiana opo Layer name.

2. Clique com o boto direito sobre a imagem limite_brtse no menu rpido,clique sobre a opo Properties. Observe a figura abaixo e tente formatarsua legenda de acordo com as caractersticas escolhidas. Na guia

General, entre com o nome Limite da baciana opo Layer name.


49/50


______________________________________________________________________________________223

3. Seguindo os passos da ltima prtica, prepare o layout da imagem deHidrografia e Limite da bacia para a bacia mantendo as mesmascaractersticas anteriores com exceo da orientao da pgina que deveser Landscap.



Figura 14. Hidrografia da bacia hidrogrfica do rio Una5. RESUMO E CONCLUSES

Um dos desafios bsicos da anlise hidrolgica o delineamento e acaracterizao morfomtrica das bacias hidrogrficas e da rede de drenagemassociada. Tal informao de utilidade em numerosas aplicaes, tais comona modelagem dos fluxos hidrulicos, o transporte e deposio de poluentes

700407.480098

700407.480098

707137.679632

707137.679632

713867.879166

713867.879166

720598.078700

720598.078700

727328.278234

727328.278234

734058.477768

734058.477768

740788.677302

740788.677302

747518.876836

747518.876836

.624972

7681736.

624972

.150458

7694268.1

50458

.675944

7706799.6

75944

.201430

7719331.

201430

0 3 6 91.5Km

Limite da bacia

Ordem 1

Ordem 2

Ordem 3

Ordem 4

Ordem 5

Ordem 6


50/50

pratica 1 caracterizacao morfologica hidrologica ambiental baciahidrografica usandospatialanalyst...

Documents