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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
• 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
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
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
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.
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.