Departamento de Engenharia Civil Disciplina : Hidrologia (HIA0001)

Prof. Dr. Doalcey Antunes Ramos

Capítulo 2:

Bacia Hidrográfica

Definição

Uma bacia hidrográfica é uma determinada área de terreno que drena

água, partículas de solo e material dissolvido para um ponto de saída

comum, situado ao longo de um rio, riacho ou ribeirão (Dunne e

Leopold, 1978 apud Zahed e Mello, 2011).

Portanto, por essa definição

podemos concluir que dentro

de uma bacia hidrográfica

podem existir inúmeras sub-

bacias.

Divisores de Água

• Se o solo da bacia é muito impermeável, os limites são os divisores de água topográficos;

• Se o solo é permeável a bacia real pode diferir um pouco da bacia topográfica

• Na prática são usados os limites topográficos.

Delimitação de Bacias

• O escoamento superficial se dá perpendicularmente às curvas de nível;

• O divisor de águas é uma linha ortogonal a essas curvas, partindo-se da

seção transversal em questão (seção exutória) até o ponto mais alto da bacia.

414

+

405

+

+

461

+

410

31

0

+

390

Delimitação de Bacias

Delimitação

de Bacias (utilizando imagem de

satélite)

Delimitação de Bacias

• Utilizando modelo digital de terreno (DEM)

(exemplo em 3-D e em planta de um DEM simples)

Delimitação de Bacias Utilizando modelo digital de terreno (DEM)

Definir as células

que serão

consideradas como

rios

Definir os trechos

dos rios

Definir as sub-

bacias

Delimitação de Bacias

• Utilizando plantas planialtimétricas

MAPA

DO

IBGE

Destaque da rede

de drenagem

Localização dos

pontos

altos e cotados

Características Físicas

Importância

Comparação entre bacias hidrográficas

Transferência de dados entre bacias vizinhas

Projeção do comportamento da bacia no futuro

Fórmulas empíricas e regionalização

Características Físicas

• Área da bacia

• Forma da bacia

• Uso e tipo de solo

• Declividade dos terrenos

• Declividade dos cursos d’água

• Ordem dos cursos d’água

• Densidade de drenagem

Área da Bacia

• Medida por

planímetro

• Calculada a partir de

imagens

digitalizadas

• Aproximação por

composição de

figuras geométricas

Efeito da Área nas Vazões Máximas:

• Duas bacias sujeitas à mesma chuva

– Bacia grande >> maior tempo de resposta >> maior

armazenamento

• Duas bacias sujeitas a chuvas diferentes

– Distribuição espacial de uma chuva curta e intensa cobrem uma

pequena área, diminuindo a região de influência

Efeito da Área nas Vazões Mínimas : grandes bacias

mantém mais a vazão durante os períodos de estiagem.

Forma da Bacia

• Influência :

– Na infiltração

– Na velocidade do escoamento

– Áreas de florestas: as folhas e galhos retardam o escoamento

– Áreas urbanas: como há pouca infiltração e grande velocidade do escoamento, há grandes picos de cheias

– Tempo de concentração da bacia

Tempo de Concentração da Bacia

É o tempo mínimo necessário para que a

gota de chuva que cai no ponto mais

desfavorável da bacia atinja a seção de

saída da mesma.

Coeficiente de compacidade:

A

P

r

PKc 28,0

2

P : perímetro da bacia

2 r : circunferência de um círculo de área igual à da bacia

• Este coeficiente é um número adimensional que varia com a forma da bacia,

independentemente de seu tamanho.

• Quanto mais irregular for a bacia, tanto maior será o coeficiente de

compacidade.

• Se os outros fatores forem iguais, a tendência para enchentes é tanto mais

acentuada quanto mais próximo da unidade for o valor desse coeficiente.

• KC = 1 (circular); KC >> 1 (alongada)

Fator de forma :

2L

A

L

LK f

L comprimento axial da bacia

A área da bacia

L

AL = Largura média da bacia

O fator de forma constitui um índice indicativo da maior ou menor tendência

para enchentes de uma bacia. Um bacia com um fator de forma baixo é menos

sujeita a enchentes do que outra de mesmo tamanho porém com maior fator de

forma.

Isso se deve ao fato de que numa bacia estreita e longa, com fator de forma

baixo, há menos possibilidade de ocorrência de chuvas intensas cobrindo

simultaneamente toda sua extensão.

Nesse tipo de bacia a contribuição dos tributários atinge o curso d’água

principal em vários pontos ao longo do mesmo, afastando-se da condição ideal

de bacia circular.

Kf 1 (arredondada) Kf <1 (alongada)

Declividade Média das Vertentes

• Influência:

– Tempo de

concentração da

bacia

– Velocidade do

escoamento

– Picos das cheias

Método das Quadrículas Associadas a um

vetor

Declividade Média das Vertentes

An

aw

I

S

n

i

i

i

i

V

1

Ii : diferença de altitude padrão entre duas curvas de nível

wi : largura entre duas curvas de nível

ai : área entre duas curvas de nível

n : número de intervalos de curva de nível

Declividade de Álveo (ou Declividade do fundo do rio)

L

HS1

22

2

L

A

L

HS

Densidade de Drenagem

A

LD

i

d

Li :comprimento total dos cursos d’água

A : área da bacia

A densidade de drenagem varia inversamente com a

extensão do escoamento superficial e, portanto, fornece

uma indicação da eficiência da drenagem da bacia.

Quanto maior a densidade de drenagem menor o tempo de

concentração da bacia e maior a vazão de pico, e mais

rápido o escoamento.

Relevo – Curva hipsométrica – Altitude média

Relevo – Curva hipsométrica – Altitude média

Ordem dos Rios: Critério de STRAHLER

Referências:

• Zahed Fº, K & Mello Jr. A. V. Material de Aulas - Disciplina PHD2307 Hidrologia Aplicada , Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental, Poli-USP, são Paulo, 2011. • Naghettini, M. Engenharia de Recursos Hídricos – Notas de Aula, Departamento de Engenharia Hidráulica e Recursos Hídricos, EE-UFMG, Belo Horizonte, 1999. • Studart, T. M. C. Apostila de Hidrologia Aplicada, DEHA/CT/UFC, Fortaleza, 2006. • Negri. R. Hidrologia – Notas de Aula, Udesc, Joinville, 2012.