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INTERAÇÃO ÁGUAS SUBTERRÂNEAS E SUPERFICIAIS UNESP – Universidade Estadual Paulista Campus de Rio Claro Disciplina: Hidrogeologia.

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1 INTERAÇÃO ÁGUAS SUBTERRÂNEAS E SUPERFICIAIS UNESP – Universidade Estadual Paulista Campus de Rio Claro Disciplina: Hidrogeologia

2 HIDROGRAMAS O hidrograma é a denominação dada ao gráfico que relaciona a vazão no tempo.

3 Estação Fluviométrica HIDROGRAMAS A distribuição da vazão no tempo é resultado da interação de todos os componente do ciclo hidrológico entre a ocorrência da precipitação e a vazão na bacia hidrográfica.

4 Seção transversal do rio HIDROGRAMAS

5 Curva chave do córrego Ribeirão da Onça, Sertãozinho/SP no período de 1986 a HIDROGRAMAS

6 Régua limnigráfica. HIDROGRAMAS

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8 A descarga dos rios é composta pela água proveniente das seguintes componentes: Escoamento superficial (Overland flow) Fluxo de base (Baseflow) Escoamento sub-superficial (Interflow) Precipitação direta (Direct Precipitation) HIDROGRAMAS QsQs Q ss QbQb Seção transversal do rio Q rio = Qs+Qss+Qb+Qpd Q pd Época de precipitação intensa

9 QsQs Q ss QbQb Seção transversal do rio Q rio = Qs+Qss+Qb+Qpd Q pd Q s=0 Q ss=0 QbQb Seção transversal do rio Q rio = Qb Q pd=0 Época de estiagem Época de precipitação intensa HIDROGRAMAS

10 QsQs Q ss QbQb Seção transversal do rio Q pd HIDROGRAMAS Precipitação direta Fluxo de Base Escoamento superficial Fluxo sub-superficial

11 HIDROGRAMAS N A D C O primeiro passo é a identificação do ponto A, que representa a inflexão da curva do hidrograma. O ponto D é obtido a partir da extrapolação da tendência anterior até a linha vertical que representa o pico de vazão O ponto C é obtido através da indentificação de N, a partir da equação de Linsley et al (1975): Com o valor de N acrescidos ao pico de vazão é obtido a localização do ponto C, que representa o início da recessão. Unindo os pontos A, D e C, é obtido a separação do hidrograma. A = área da bacia em Km 2 Tempo Vazão

12 Em períodos com ausência de precipitação (estiagem) a descarga dos rios declina segundo uma curva exponencial. Neste período, a descarga dos rios é composto integralmente pelo influxo de águas subterrâneas, conhecido como recessão. FLUXO DE BASE

13 A queda da vazão dos rios é explicada pela queda dos níveis dágua do aquífero nas adjacencias do rio.

14 As recessões são muito similares de um ano para outro e é dependente da topografia, padrão de drenagens, solo e geologia da área de inundação. Recesão de 6 anos consecutivos, rio Luaba, África Central. (Fetter, 2001). FLUXO DE BASE

15 Determinação da recarga a partir do fluxo de base O método de Meyboom (1961) é um método simples para estimar a recarga em uma bacia. Este método assume que não há a presença de barragens ou outros fatores que regulem a vazão dos rios. Ao eixo da vazão é atribuído uma escala logarítmica. O início quando o nível do rio declina para um valor inferior ao lençol freático adjacente e se encerra quando o primeiro evento de inundação ocorre.

16 Determinação da recarga a partir do fluxo de base

17 V tp é o potencial volume de água subterrânea descarregada (L3) Q 0 é o fluxo de base no início da recessão (L3/T) t 1 é o tempo para que o fluxo de base decline para 0,1*Q0 (T) t é período de recessão Volume potencial total de água descarregada pelo aquífero Volume de água remanecente

18 Exemplo Determinar a quantidade de recarga entre o fim da recessão do ano 1 e o início da recessão do ano 2. O valor de Vt no fim da recessão, que é após 7,5 meses é:

19 Exemplo O valor de Vt no fim da recessão, que é após 7,5 meses é: A quantidade de recarga é igual ao total do fluxo de base remanescente ao fim da primeira recessão subtraído do volume de descarga ao início da recessão seguinte.

20 CURVA DE PERMANÊNCIA A curva de permanência relaciona a vazão ou o nível de um rio e a probabilidade de ocorrerem vazões maiores ou iguais ao valor da ordenada. Esta função é empregada para emissão de outorgas, estudos hidrelétricos, navegação, qualidade da água, etc. Características da curva: três trechos: vazões máximas, patamar frequente e vazões extremas inferiores.

21 1) Para a série de vazões Q(t) determine o maior e o menor valor da série Q F P Q Freqüência Curva de permanência 2) Determine intervalos de classe na escala logarítmica entre o maior e menor valor. Por exemplo, 50 intervalos 3) Conte quantos valores de vazões se distribuem em cada intervalo. 4) Obtém-se a distribuição de frequência Acumulando os valores do intervalo maior para o menor. 5) Plotando com o valor do limite inferior do intervalo, é obtida a curva de permanência CURVA DE PERMANÊNCIA

22 Assumindo-se um número fixo de classes igual a 50, a sub- divisão de cada intervalo pode ser realizada através da relação: Adota-se o valor logaritmico em função da grande variação de magnitude das vazões envolvidas. Os limites inferiores de cada intervalo podem ser calculados por: Onde: d = valor do intervalo das classes Qmx = vazão máxima da série Qmi = vazão miníma da série Onde: Qj = limite inferior do intervalo j = número do intervalo CURVA DE PERMANÊNCIA

23 A frequência (fi) de cada intervalo é obtida contando o número de vazões da série que cai dentro do intervalo Onde: di = valores de permanência Pi= probabilidade Nv=número total de valores CURVA DE PERMANÊNCIA

24 O período das grandes estiagens geralmente ocorre para probabilidade superiores a 95%. Esta curva é utilizada para avaliar a distribuição do comportamento da vazão ao longo do tempo e não para valores extremos. Q P Vazões de cheia Patamar onde das vazões freqüentes Período das grandes estiagens CURVA DE PERMANÊNCIA

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26 Onde, j varia de 1 a 50 Nº de valores de vazão acima do intervalo Frequência acumulada CURVA DE PERMANÊNCIA

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28 Para verificar a escassez atual ou futura são necessários estudos de planejamento, onde se requer o conhecimento da quantidade de água para cada seção do curso d'água, da qualidade correspondente, e da demanda atual e prevista. CURVA DE PERMANÊNCIA

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