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Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI.

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1 Hidrologia Definições Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

2 Hidrologia é a ciência que estuda a água sobre a Terra; sua quantidade, distribuição, circulação, características químicas e físicas, e sua relação com o meio ambiente e com os seres vivos. Ven Te Chow Hidrologia é a ciência que estuda a água sobre a Terra; sua quantidade, distribuição, circulação, características químicas e físicas, e sua relação com o meio ambiente e com os seres vivos. Ven Te Chow O que é Hidrologia?

3 • De forma bem simplificada pode-se dizer que a hidrologia tenta responder à pergunta:  O que acontece com a água que cai da chuva? • É uma “ciência da Terra”. O que é Hidrologia?

4 Hidrologia e Engenharia Hidrológica

5 O que é Engenharia Hidrológica? CONCEITO: • Utiliza princípios hidrológicos na solução de problemas de Engenharia relacionados à exploração dos recursos hídricos. • É uma ciência aplicada. • Subdivisões: Hidrogeologia, Hidrologia de Superfície, Hidrologia Estatística etc. *Adaptado de Zahed e Porto (USP)

6 Engenharia Hidrológica • Abastecimento • Navegação • Irrigação • Diluição de poluentes • Manutenção dos ecossistemas • Pesca • Turismo • Recreação • Geração de energia elétrica • Relacionada aos usos da água

7 Engenharia Hidrológica • Controle de cheias • Proteção contra enchentes •Drenagem urbana •Proteção/restauração de recursos biológicos •Erosão e assoreamento •Tratamento de esgotos •Gestão de águas • Relacionada ao manejo da água

8 Hidrologia Ciclo Hidrológico Benedito C. Silva IRN / UNIFEI

9 Ciclo hidrológico  Fenômeno global de circulação fechada da água entre a superfície terrestre e a atmosfera, impulsionado pela energia solar associada à gravidade e à rotação terrestre.

10 Fases do ciclo hidrológico

11 Bacia Hidrográfica

12  Uma região em que a chuva ocorrida em qualquer ponto drena para a mesma seção transversal do curso-d’água.  Área de captação natural das precipitações, que faz convergir os escoamentos para um único ponto de saída: o exutório.  Para definir uma bacia: ◦ Curso d’água ◦ Seção transversal de referência (exutório) ◦ Informações de topografia

13 Definição de bacia  Diferenciar áreas que contribuem para um ponto

14 Fontes de dados de topografia

15 Seção de referência, ou exutório

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20 Divisor não corta drenagem exceto no exutório. Divisor passa pela região mais elevada da bacia, mas não necessariamente pelos pontos mais altos.

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23  Bacias hidrográficas são compostas por sub-bacias hidrograficas. Cada sub-bacia é uma bacia hidrográfica que pode ser subdividida em sub- bacias, etc.  A bacia do rib. José Pereira é uma sub-bacia do rio Sapucaí, que por sua vez é uma sub-bacia do rio Grande, que...

24 Sub - bacia

25 Divisor de águas

26 Características da bacia hidrográfica  Área de drenagem  Comprimento  Declividade  Curva hipsométrica  Forma  Cobertura vegetal e uso do solo  ……

27 Área da bacia hidrográfica  Característica mais importante da bacia  Reflete o volume total de água que pode ser gerado potencialmente na bacia  Bacia impermeável e chuva constante:  Q = P. A  Se A = 60 km 2 (60 milhões de m 2 )  e P = 10 mm/hora (2, m/s)  Q = 166 m 3 /s

28 Área da bacia hidrográfica  Uma vez definidos os contornos (divisor), a área pode ser calculada por uma integral numérica (SIG) ou por métodos manuais (planímetro, contagem, pesagem).

29 Comprimento  Comprimento da bacia  Comprimento do rio principal

30 Comprimento  Comprimento da bacia  Comprimento do rio principal

31 Comprimento  Os comprimentos da bacia e do rio principal são importantes para a estimativa do tempo que a água leva para percorrer a bacia.

32 Declividade  Diferença de altitude entre o início e o fim da drenagem dividida pelo comprimento da drenagem.  Tem relação com a velocidade com a qual ocorre o escoamento.

33 Ponto mais alto: 300 m Ponto mais baixo: 20 m Comprimento drenagem = 7 km Declividade = 0,04 m/m ou 40 m por km

34 Perfil longitudinal Perfil típico: altomédio baixo Distância ao longo do rio principal Altitude do leito Valores típicos: Baixa declividade: alguns cm por km Alta declividade: alguns m por km

35 Índice de conformação ou fator de forma L I = A / L 2 I alto: cheias mais rápidas I baixo: cheias mais lentas

36 Índice de compacidade Relação entre o perímetro da bacia e o perímetro que a bacia teria se fosse circular K = 0,28 P / A 0.5 mede mais ou menos a mesma coisa que o fator de forma

37 Exemplos Alongadas São Francisco Outras: Tietê, Paranapanema, Tocantins

38 Exemplos Circular Rio Itajaí SC

39 Cobertura vegetal  Florestas: maior interceptação; maior profundidade de raízes.  Maior interceptação = escoamento demora mais a ocorrer  Maior profundidade de raízes = água consumida pela evapotranspiração pode ser retirada de maiores profundidades do solo

40 Uso do solo  Substituição de floresta por pastagem/lavoura  Urbanização: telhados, ruas, passeios, estacionamentos e até pátios de casas  Modificação dos caminhos da água  Aumento da velocidade do escoamento (leito natural rugoso x leito artificial com revestimento liso)  Encurtamento das distâncias até a rede de drenagem (exemplo: telhado com calha)

41 Uso do solo  Agricultura = compactação do solo  Redução da quantidade de matéria orgânica no solo  Porosidade diminui  Capacidade de infiltração diminui  Raízes mais superficiais: Consumo de água das plantas diminui

42 Tipos de solos  Solos arenosos = menos escoamento superficial  Solos argilosos = mais escoamento superficial  Solos rasos = mais escoamento superficial  Solos profundos = menos escoamento superficial

43 Geologia  Rochas do sub-solo afetam o comportamento da bacia hidrográfica  Rochas porosas tem a propriedade de armazenar grandes quantidades de água (rochas sedimentares – arenito)  Rochas magmáticas tem pouca porosidade e armazenam pouca água, exceto quando são muito fraturadas.  Bacias com depósitos calcáreos tem grandes cavidades no sub-solo onde a água é armazenada.

44 Partes da Bacia  Vertentes ◦ Escoamento superficial difuso ◦ Não há canais definidos ◦ Escoamento sub-superficial e subterrâneo  Rede de drenagem ◦ Escoamento superficial ◦ Canais bem definidos

45 Rede de drenagem  Densidade da rede de drenagem ◦ Controlada pela Geologia e pelo Clima Forma da rede de drenagem  Controlada pela geologia

46 Bacias hidrográficas e SIG  SIG são Sistemas de Informação Geográfica  Equivalem a sistemas CAD para a hidrologia  Além de CAD são bancos de dados e permitem análises dos dados

47 Representações do relevo no computador  Isolinhas = curvas de nível  Matriciais = modelos digitais de elevação (MDE)  TIN = Triangular irregular network

48 Exemplo de MDE: SRTM

49 O que pode ser obtido do MDE  Direção de escoamento  Rios principais (rede de drenagem)  Definição de bacias e sub-bacias  Área das bacias  Declividade das bacias  Etc.

50 Rede de drenagem e sub-bacias

51 Exercício Delimitar manualmente a bacia do Ribeirão Sabará (ou das Posses), a partir de sua foz no Rio Lourenço Velho Utilizar o mapa topográfico disponível no site da disciplina Data de entrega: 20/03/2014 (no horário da disciplina)


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