Ecologia e Conservação de Ambientes Aquáticos

Dayse ResendePaulo Pompeu

Tudo o que você queria saber sobre os ambientes aquáticos e

tinha vergonha de perguntar!

Também não teremos vergonha de responder que não sabemos!

O Ciclo Hidrológico

Chu

va (c

m/h

r)V

azão

(m3/

min

)

Linha de separação da

hidrógrafa (arbitrária) Fluxo antecedente

Recessão de água subterrânea

Tempo de subida

Centro de massa da chuvaTempo de retardamento da bacia

Vazão de pico

subi

da

descida

Fluxo de base

Fluxo superficial

Tempo (horas)

E então, que está acontecendo com nossos rios?

BACIA HIDROGRÁFICA

TIPOS DE REGIMES DE FLUXO

PERENE: Vazão fluente o ano todo.

INTERMITENTE:Vazão fluente nos períodos chuvosos.

EFÊMERO:Vazão fluente durante e logo após as chuvas.

PERÍMETRO DA BACIA HIDROGRÁFICA

É o comprimento linear do espigão ou divisor topográfico ( Km. ), que pode ser determinado através de um curvímetro ou analíticamente por coordenadas, ou atémesmo de maneira gráfica, sempre obedecendo a escala do desenho da bacia hidrográfica.

Kc = Coeficiente de compacidade

Relaciona o perímetro da Bacia Hidrográfica com uma circunferência de área igual ao da bacia hidrográfica

P ( Km.)Kc = ------------

2 ∏ R

Quando Kc tender a 1, há maior risco de cheias (bacia circular)

Outras fórmulas parecidas usadas em ecologia!!!!√

Escoamento Superficial

Fatores Influentes:Climáticos Regionais:Regime de chuva;Época do ano -primavera

-verão-outono

Relevo: - geografia- topografia- geologia- ocupação e uso do solo

Chuvas antecedentes – Períodos chuvosos tendem a saturar o solo, ocasionando fluxo superficial erosivo quando sem controleracional ou sistematizado.

F A T O R E S F I S I O G R Á F I C O SForma da bacia hidrográfica:

Circular: maior tendência de cheiasAlongada: menor tendência de cheias

Permeabilidade do solo : Tipo de solo e sub-soloInterceptações: barragens e lagos naturais

canais e gargantas naturaisretificações dos cursos

meandros naturais

Declividade: maior declive – velocidade maior

menor declive – velocidade menor

C : Coef. de escoamento superficial“run-off”

C = __Volume escoado__Volume precipitado

Tc: tempo de concentração:

“Duração da chuva para que toda B.H passe a contribuir no ponto em estudo”

“É o tempo de duração para que a chuva que caiu no ponto mais distante da B.H. passe escoando pelo ponto de análise (P.p.)”

Depende de:− Área da B.H.− Forma− Declividade− Tortuosidade do talvegue− Cobertura

RESUMO:

1 Com pequenos períodos de retorno, sempre haverá maior risco de ocorrência da chuva num ano qualquer e é válido para obras de pequeno custo e pequeno alcance

2 Com o período de retorno maior, o risco de ocorrência da chuva de projeto num ano qualquer será menor e é valido para obras de alto custo e grande alcance

Obs: O qual período de retorno adotar para aplicações em biologia ???

A ordem de um rio.Vantagens:

Idéia do tamanho;

Idéia das condições hidrológicas;

Idéia dos principais fatores e processos ecológicos.

Problemas: escala

Diferença entre vazão e velocidade

Q = V x A

O que que isto tem a ver com nossos rios?

Restrições e corredeiras

Período de retorno “T”1

T = -------F

Exemplo prático

Flow categoryFlow categoryDryDry--season low flowseason low flow

WetWet--season low flowseason low flow

IntraIntra--annual flood Class 1annual flood Class 1

IntraIntra--annual flood Class 2annual flood Class 2

IntraIntra--annual flood Class 3annual flood Class 3

IntraIntra--annual flood Class 4annual flood Class 4

InterInter--annual flood up to 1:2 yearannual flood up to 1:2 year

InterInter--annual flood up to 1:5 yearannual flood up to 1:5 year

InterInter--annual flood up to 1:10 yearannual flood up to 1:10 year

InterInter--annual flood up to 1:20 yearannual flood up to 1:20 year

2

3

3

6

Flow (mFlow (m33ss--11)) Number / annumNumber / annum

870

665

530

380

191-379

96-190

49-95

16-48

0.1 0.1 -- 1616

5 5 -- 5050

Links ecológicos das vazões

Maintain tree-shrub zone, deposit sediments

Fish spawning in early dry season

Maintain perenniality

Flow categoryFlow categoryDryDry--season low flowseason low flow

WetWet--season low flowseason low flow

IntraIntra--annual Class 2annual Class 2

InterInter--annual up to 1:5 yearannual up to 1:5 year

InterInter--annual up to 1:10 yearannual up to 1:10 year

InterInter--annual up to 1:20 yearannual up to 1:20 year

Perceived linkPerceived link

Maintain wet bank mosses and fernsMaintain wet bank mosses and ferns

Maintain channel; reMaintain channel; re--set physical habitatset physical habitat

Maintain vegetation at riparian limitMaintain vegetation at riparian limit

IntraIntra--annual Class 1annual Class 1 Fish spawning in late dry seasonFish spawning in late dry season

Maintain tree lineMaintain tree lineInterInter--annual up to 1:2 yearannual up to 1:2 year

Sort sediments, scour rifflesSort sediments, scour riffles

Maintain phys. heterogeneity, scour seedlingsMaintain phys. heterogeneity, scour seedlings

IntraIntra--annual Class 3annual Class 3

IntraIntra--annual Class 4annual Class 4

The Building Block Methodology

JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC

DIS

CH

AR

GE

BASEFLOW(first building block)

Channel Maintenance/Flushing Flood

(second building block)

Habitat Maintenance Flood(second building block)

Spawning/Migration

Fishes(third building

block)

Como medir a vazão?

O vertedouro mais comum é o triangular de 90o em queA=h2tan(90o/2), ou seja: A=h2

Por princípios de hidráulica, mostra-se que a velocidademédia no vertedouro é o produto de uma constante Cpela raiz quadrada de h:

21_

ChV =de forma que Q é dada por:

25212 ChChhQ == Unidades: L3T-1

Estimativa de vazão por Manning-Chezy.Um método amplamente usado para estimarvazão de rios, em particular pico de vazão a partirdas marcas de cheia, é a fórmula de Manning-Chezy:

21

321 sAr

nQ =

r é o raio hidráulico em m, s é o gradiente dedeclividade (adimensional ou m/m) e n é o fatorde rugosidade de Manning em unidades TL-1/3.

• O fator de rugosidade de Manning varia de 0,02 em canais lisos a 0,15 para canais bastante rugosos com fundo cheio de raízes e vegetação. Em geral estes valores são em encontrados em tabelas de manuais de Hidráulica.

• A fórmula de Manning-Chezy não é exata, mas produz resultados muito melhores que uma simples inspeção visual no local.

Uma última fórmula!!

Conservação da massa e de energia

E em uma turbina?