MANEJO DE BACIAS HIDROGRFICAS

BERILO PRATES MAIA FILHO

ENG. AGRNOMO

ESP. SANEAMENTO E MEIO AMBIENTE

BACIA HIDROGRFICA E BALANO HDRICO

A bacia hidrogrfica a rea de captao

natural dos fluxos de gua originados a partir

da precipitao, que faz convergir os

escoamentos para um nico ponto de sada,

seu exutrio.

Uma bacia hidrogrfica pode ser dividida em

sub-bacias e cada uma das sub-bacias pode

ser considerada uma bacia hidrogrfica.

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A bacia hidrogrfica transforma uma entrada concentrada no tempo (precipitao) em uma sada relativamente distribuda no tempo (escoamento);

As caractersticas fundamentais de uma bacia que dependem do relevo so: rea

Comprimento da drenagem principal

Declividade

A rea um dado fundamental para definir a

potencialidade hdrica de uma bacia, uma

vez que a bacia a regio de captao da

gua da chuva.

A rea da bacia multiplicada pela lmina

precipitada ao longo de um intervalo de

tempo define o volume de gua recebido ao

longo deste intervalo de tempo

Exemplo:

A = 10,51 km2 P = 1.060,0 mm/ano

V = A x P = 10.510.000 m2 x 1,06 m/ano

V = 11.140.600 m3/ano

SQ

A (km)

REA DE DRENAGEM

a superfcie delimitada pelo divisor de guas;

Os divisores so linhas imaginrias que passam

pelos pontos de maior nvel topogrfico;

A geologia influencia na determinao da rea da

bacia, pois faz com que o aporte de guas

subterrneas e superficiais seja diferente.

A rea da bacia pode ser medida atravs de

um instrumento denominado planmetro, ou

Utilizando representaes digitais da bacia

em CAD ou em Sistemas de Informao

Geogrfica (Google Earth);

COMPRIMENTO DO RIO PRINCIPAL

O comprimento da drenagem principal uma

caracterstica fundamental da bacia

hidrogrfica porque est relacionado ao

tempo de viagem da gua ao longo de todo

o sistema.

O tempo de viagem da gota de gua da

chuva que atinge a regio mais remota da

bacia at o momento em que atinge o

exutrio chamado de tempo de

concentrao da bacia.

SQ

A (km)

DECLIVIDADE DA BACIA HIDROGRFICA

A declividade mdia da bacia e do curso principal

afetam diretamente o tempo de viagem da gua dentro

da bacia;

Tem relao direta com os processos de infiltrao;

A declividade mdia a relao entre a diferena de

cotas (mxima e mnima) e o comprimento do rio;

Em geral, recomenda-se a mdia ponderada, dividindo

o rio em vrios subtrechos e ponderar as declividades

parciais com os comprimentos de cada trecho.

TIPO E USO DO SOLO

O tipo de solo da bacia controla a infiltrao;

A permeabilidade dos terrenos um fator

decisivo na taxa de infiltrao;

A constituio geolgica ser responsvel pela

percolao das guas e sua circulao no

subsolo;

O uso do solo tambm influencia os

processos que ocorrem na bacia

hidrogrfica:

Urbanizao = impermeabilizao = < infiltrao

= > ocorrncia de picos de cheias e volumes

escoamento superficial em tempos curtos.

TIPO E USO DO SOLO

FORMA DA BACIA

Duas bacias de mesma rea podem ter

respostas completamente diferentes em

funo da sua forma;

A forma est relacionada com o tempo de

concentrao

O dimensionamento da forma de uma bacia

dada pela frmula de Greavelius ou

coeficiente de compacidade (Kc) e o fator de

forma (Kf)

Frmula de Gravelius

Kc = 0,28 . P . onde

A

P = permetro da bacia (km)

A = rea da bacia (km2)

O ndice de compacidade a relao entre o permetro P da bacia hidrogrfica e o permetro de uma bacia circular de mesma rea A;

Uma bacia compacta apresenta um ndice de compacidade baixo (prximo de um).

FORMA DA BACIA

O fator de forma definido como a relao existente

entre a rea da bacia e o quadrado do comprimento

axial da mesma, medido ao longo do curso principal

at a cabeceira mais distante da foz, no divisor de

guas: Kf = A .

L2

O fator de forma baixo (gde comprimento axial) reflete

uma < probabilidade de ocorrer na bacia uma intensa

cheia que atinja toda sua extenso, comparada com

outra bacia de mesma rea e menor comprimento axial

(> ndice de forma).

FORMA DA BACIA

CARACTERSTICAS DO RELEVO

Alm da determinao das declividades

mdias e do curso dgua, pode-se ter outras informaes sobre o relevo da bacia

hidrogrfica, como por exemplo, a curva

hipsomtrica;

A curva hipsomtrica uma representao

grfica do relevo da bacia hidrogrfica;

A curva hipsomtrica pode dar informaes

sobre a fisiografia da bacia hidrogrfica.

Uma curva hipsomtrica com concavidade

para cima indica uma bacia com vales

extensos, e o contrrio, indica uma bacia

com vales profundos.

CARACTERSTICAS DO RELEVO

O sistema hidrolgico superficial obedece a

uma hierarquia que norteia estratgias para

manejo de subacias hidrogrficas

Esta hierarquia internalizada pela populao

rural:

Crrego Riacho Ribeiro Rio

Esta hierarquizao classifica os cursos dgua em ordens, sendo que, os de 1 ordem so

aqueles que no possuem afluentes.

HIERARQUIA FLUVIAL

A principal orientao desta hierarquia fluvial norteia

as aes efetivas de manejo integrado da bacia

hidrogrfica;

Assim, um curso dgua de ordem superior formado pelo conjunto de afluentes de ordem hierarquicamente

inferior;

As aes de manejo integrado devem iniciar nas

bacias hidrogrficas de ordem inferior;

Consegue-se maior coerncia na fixao de

prioridades, alm de ser mais efetiva a participao da

populao.

HIERARQUIA FLUVIAL

TEMPO DE CONCENTRAO

Frmula prtica

tc = 57 . L3 0,385 Equao de Kirpich

H

Onde:

L comprimento do talvegue (km)

H desnvel entre nascente e foz (m)

tc tempo de concentrao (min)

TEMPO DE CONCENTRAO

Usada para estimativa do tempo de

concentrao de pequenas bacias (< 0,5 km2)

Para bacias maiores (at 5.800 km2) pode-se

usar a equao de Watt e Chow

Tc = 7,68 . L 0,79

S0,5

Onde:

L = comprimento do curso dgua principal (km);

S = declividade do rio principal (admensional)

CARACTERSTICAS IMPORTANTES DA BACIA

Os tipos de solos, a geologia, a vegetao e o uso do solo so outras caractersticas importantes da bacia hidrogrfica que no esto diretamente relacionadas ao relevo;

O uso do solo pode alterar as caractersticas naturais, modificando as quantidades de gua que infiltram, que escoam e que evaporam, alterando o comportamento hidrolgico de uma bacia.

BALANO HDRICO

a relao entre as entradas e sadas de

gua em uma bacia hidrogrfica;;

A principal entrada de gua atravs da

precipitao;

A evapotranspirao e o escoamento so as

formas de sada

O balano hdrico exige que seja satisfeita a equao:

V = P E Q onde,

t V = variao do volume de gua armazenado na

bacia (m3);

t = intervalo de tempo considerado (s);

P = precipitao (m3/s);

E = evapotranspirao (m3/s);

Q = escoamento (m3/s);

BALANO HDRICO

Em intervalos de tempo mais longos, a variao de armazenamento pode ser desprezada, e a equao reescrita em unidade de mm/ano, o que feito dividindo os volumes pela rea da bacia.

P = E + Q onde, P = precipitao (mm. ano-1);

E = evapotranspirao (mm. ano-1);

Q = escoamento (mm. ano-1).

BALANO HDRICO

O percentual de chuva que se transforma em

escoamento chamado de coeficiente de

escoamento e dado por

C = Q

P

O coeficiente de escoamento tem valores

entre 0,5 e 1,0, sendo que, os valores variam

de 0,05 a 0,5 para a maioria das bacias.

EXERCCIO

Considerando que a bacia do rio So

Francisco possui Precipitao de 986 mm e

evapotranspirao de 835 mm, calcule o

escoamento superficial em mm e o

coeficiente de escoamento da bacia (%).

EXERCCIO

Calcular o tc para as seguintes situaes de bacias

hidrogrficas utilizando as frmulas de Kirpich e Watt e

Chow para cada uma delas:

A = 10,51 km, Nasc. = 600 m e Foz = 511 m e L = 4,6 km

A = 30,19 km, Nasc. = 618 m e Foz = 505 m e L = 9,1 km

A = 62,93 km, Nasc. = 585 m e Foz = 512 m e L = 8,2 km

PRECIPITAO