LEI DAS ÁGUAS (LEI FEDERAL N.º 9.433/1997)

INSTITUIU A PNRH, CUJO UM DOS PRINCÍPIOS É:

BACIA HIDROGRÁFICA - PRICIPAL UNIDADE DE PLANEJAMENTO

Representa toda a área de contribuição superficial que a água escoa por gravidade até a seção do rio;

A bacia hidrográfica do escoamento subterrâneo pode ser diferente.

O maior interesse do estudo do ciclo hidrológico está nos processos sobre a superfície. Neste espaço físico, a bacia é a unidade de estudo.

Área de captação natural da água da precipitação que faz convergir os escoamentos para um único ponto de saída denominado exutório.

O nome das fronteiras das bacias é o divisor de águas .

A BH compõe-se de um conjunto de superfícies vertentes e de uma rede de drenagem formada por cursos de água que confluem até resultar um leito único, no exutório.

BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO COXIPÓ

Definições

Divisor Topográfico - É a linha rígida formada pelos pontos de cotas máxima entre as bacias, que não impede que existam picos isolados, com cotas mais alta no interior da bacia.

Divisor Freático – É determinado pela estrutura geológica do subsolo.

Rios Perenes (X e Y) – São aqueles que tem água o tempo todo, mesmo nas secas mais severas.

Rios Intermitentes (K) – Escoam durante a estação das chuvas, pois o nível de água subterrâneo se mantém acima do leito fluvial, o que não ocorre na estiagem.

Rios Efêmeros (Z) – Existem somente durante ou imediatamente após a chuva. A o nível de água subterrâneo está sempre abaixo do leito fluvial.

Divisor de água

Leito (calha) menor - Escavação produzida pela corrente líquida, dentro de cujos limites ela escoa, quando não há transbordamento.

Leito (calha) maior Região marginal que abriga o transbordamento das enchentes até as elevações longitudinais mais próximas.

Batentes BE e BD Pontos de contato da superfície da água com o perímetro molhado.

Margens Interseção da calha com o terreno marginal.Largura Superficial Distância entre dois batentes.Vertente Linha transversal à BH do divisor de água ao

talvegue.Talvegue Linha mais baixa de um vale por onde

escorre a água.Profundidade Distância entre a superfície e o fundo

da calha em qualquer ponto.Profundidade Máxima Profundidade do talvegue.

ME MD BE BD

Leito Menor

Leito Maior Ponto de Talvegue

Profundidade máxima

De maneira esquemática, uma bacia hidrográfica pode ser entendida como:

A discussão e avaliação das características físicas e funcionais das bacias hidrográficas têm a finalidade de proporcionar o conhecimento dos diversos fatores que determinam a natureza da descarga de um rio.

Importância:

• Comparação entre bacias hidrográficas

• Transferência de dados entre bacias vizinhas;

• Projeção do comportamento da bacia no futuro;

• Fórmulas empíricas – regionalização;

• Balanço hídrico;

• Consumo de água para abastecimento público;

• Identificação das fontes poluidoras;

• Qualidade sanitária das fontes poluidoras.

Características físicas das bacias hidrográficas

Uso do solo Tipo do solo Área Forma Declividade da bacia Elevação Declividade do Curso D'água Tipo da Rede de Drenagem Densidade de drenagem

Uso e tipo do soloUm dos fatores fisiográficos mais importantes que

afetam o escoamento é o uso do solo ou controle da terra.

Uma área seja constituída por floresta cujo solo é coberto por folhas e galhos, durante as maiores precipitações evitam que o escoamento superficial atinja o curso d'água num curto intervalo de tempo, evitando assim uma enchente.

Se esta área for deflorestada e seu solo compactado ou impermeabilizado, aquela chuva que antes se infiltrava no solo, pode provocar enchentes nunca vistas.

Em qualquer bacia, as características do escoamento superficial são largamente influenciadas pelo tipo predominante de solo, devido à capacidade de infiltração dos diferentes solos, que por sua vez é resultado do tamanho dos grãos do solo, sua agregação, forma e arranjo das partículas.

Solos que contém material coloidal contraem-se e incham-se com as mudanças de umidade, afetando a capacidade de infiltração.

Área da baciaÉ a área plana definida pela projeção horizontal

do divisor de águas, pois seu valor multiplicado pela lâmina da chuva precipitada define o volume de água recebido pela bacia.

Com o auxílio de uma planta topográfica (algumas vezes, complementada com um mapa geológico), de altimetria adequada traçando-se a linha divisória que passa pelos pontos de maior cota entre duas bacias vizinhas.

A determinação da área de drenagem de uma bacia pode ser feita:

Medida por Planímetro;Calculadas a partir de Imagens

Digitalizadas (SIG);Aproximação por composição de figuras

geométricas.

Influência da área da bacia nas vazõesMáximas: Picos de enchentes atenuados

em função dos tempos de base maiores;

Médias: A área da bacia não afeta diretamente a vazão média;

Mínimas: Bacias maiores tem maiores vazões específicas, pois há complementariedade hidrológica de sub-bacias

Forma da baciaA forma da bacia influencia no escoamento

superficial e conseqüentemente o hidrograma resultante de uma determinada chuva.

Entre os índices propostos para caracterizar a forma da bacia serão calculados: o fator de forma;o índice de compacidade eO índice de conformacão.

Estes índices são utilizados para comparar bacias e para comporem parâmetros das equações empíricas de correlações entre vazões e características físicas das bacias.

Fator de Forma - FfO Fator de Forma é expresso como sendo a razão

entre a largura média da bacia e o comprimento axial da mesma.

• (L) O comprimento axial é medido da saída da bacia

até seu ponto mais remoto, seguindo-se as grandes curvas do rio principal (não se consideram as curvas dos meandros).

• (B) A largura média é obtida dividindo-se a área da bacia em faixas perpendiculares, onde o polígono formado pela união dos pontos extremos dessas perpendiculares se aproxime da forma da bacia real

Índice de compacidade - Kc

Bacias que se aproximam geometricamente de um círculo convergem o escoamento superficial ao mesmo tempo para um trecho relativamente pequeno do rio principal. Quanto mais próximo de 1, maior a probabilidade de enchentes na bacia, caso não existam outros fatores que interfiram

É definido como sendo a relação entre o perímetro da bacia e a circunferência do círculo de área igual à da bacia.

Kc = 0,28 P_ √A

P = perímetro da bacia em km A = área da bacia em km2

Índice de conformação - Fc

Compara a área da bacia com a área do quadrado de lado igual ao comprimento axial. Quanto mais próximo de 1 (um) o valor de Fc, isto é, quanto mais a forma da bacia se aproximar da forma do quadrado do seu comprimento axial, maior a potencialidade de produção de picos de cheias.

Fc = _A_ L2 •Onde

A = área da bacia em km2 L = comprimento axial da bacia em km

Comparação entre diferentes tipos de formatos de bacias

FF = B/ L KC = 0,28 P FC = A / L2

√A

Influência da forma da bacia

A forma da bacia hidrográfica é importante devido ao tempo de concentração, definido como o tempo, a partir do início da precipitação, para que toda a bacia correspondente passe a contribuir com a vazão na seção em estudo, ou em outras palavras, o tempo que leva uma partícula de água para atingir a seção em estudo partindo dos limites da bacia.

Exutório

De uma maneira geral, o tempo de concentração de uma bacia qualquer depende de parâmetros como: área da bacia; comprimento e declividade do canal mais longo; forma da bacia; declividade média dos terrenos; rugosidade do canal; e recobrimento vegetal.

Diversas fórmulas empíricas vem sendo empregadas para avaliação do tempo de concentração. Algumas delas são apresentadas a seguir.

I – declividade equivalente em m/km, ou m/mL – comprimento do curso d´água em km

Tipos de rios

Padrões de drenagem

Ordem dos cursos d’água

Classificação que reflete o grau de ramificação ou bifurcação dentro de uma bacia;

Os cursos d´água maiores possuem seus tributários que por sua vez possuem outros até que chegue aos minúsculos cursos d´água da extremidade.

Numa bacia hidrográfica, calcula-se o número de ordem da seguinte forma: começa-se a numerar todos os cursos d´água, a partir da nascente, de montante para jusante, colocando ordem 1 nos trechos antes de qualquer confluência. Adota-se a seguinte sistemática: quando ocorrer uma união de dois afluentes de ordens iguais, soma-se 1 ao rio resultante e caso os cursos forem de números diferentes, dá-se o número maior ao trecho seguinte

___________ ordem 1_ _ _ _ _ _ _ _ ordem 2_._._._._._._._ ordem 3. . . . . . . . . . . . ordem 4

Densidade de drenagem

Índices:

Densidade de cursos d’água: número de cursos d’água por unidade de área;

Densidade de drenagem: comprimento total dos cursos d’água por unidade de área.

Este índice é expresso em km/km2 e indica eficiência da drenagem na bacia.

A bacia tem a maior eficiência de drenagem quanto maior for essa relação.

Curva hipsiométricaÉ a representação gráfica do relevo médio de uma

bacia.Representa o estudo da variação da elevação dos vários

terrenos da bacia com referência ao nível do mar.

Essa variação pode ser indicada por meio de um gráfico que mostra a percentagem da área de drenagem que existe acima ou abaixo das várias elevações.

A curva hipsométrica pode ser determinada planimetrando-se as áreas entre pares sucessivos de curvas de nível.

Altitude mediana – correspondente a abscissa média da curva hipsométrica.

Altitude média – é a altura de um retângulo de área equivalente a área abaixo da curva hipsométrica.

Características de declividade das bacias

Declividade da baciaA declividade da bacia ou dos terrenos da bacia tem

uma relação importante e também complexa com a infiltração, o escoamento superficial, a umidade do solo e a contribuição de água subterrânea ao escoamento do curso d'água.

É um dos fatores mais importantes que controla o tempo do escoamento superficial e da concentração da chuva e tem uma importância direta em relação à magnitude da enchente. Quanto maior a declividade, maior a variação das vazões instantâneas.

Porém a determinação manual desta é muito trabalhosa, assim são utilizadas ferramentas de SIG.

Declividade do curso d’águaA velocidade de escoamento da água de um rio depende

da declividade dos canais fluviais. Quanto maior a declividade, maior será a velocidade de escoamento.

Assim, os hidrogramas de enchente serão tanto mais pronunciados e estreitos, indicando maiores variações de vazões instantâneas.

Um primeiro valor aproximado da declividade de um curso d'água entre dois pontos pode ser obtido pelo quociente entre a diferença de suas cotas extremas e sua extensão horizontal

S1 = H L

Onde: H - Variação da cota entre dois pontos extremos L - Comprimento em planta do rio

Método da média harmônica

Utilizando o conceito cinemático de que o tempo de translação acumulado ao longo de trechos do curso d'água seja igual ao tempo de translação de uma linha de declividade constante, que fornece um valor mais preciso.Parte- se da hipótese que a velocidade em um trecho é inversamente proporcional à declividade