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

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

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. Estação Fluviométrica

Seção transversal do rio HIDROGRAMAS Seção transversal do rio

HIDROGRAMAS Curva chave do córrego Ribeirão da Onça, Sertãozinho/SP no período de 1986 a 1992.

HIDROGRAMAS Régua limnigráfica.

HIDROGRAMAS

Época de precipitação intensa HIDROGRAMAS 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) Época de precipitação intensa Qs Qpd Qss Qb Seção transversal do rio Qrio = Qs+Qss+Qb+Qpd

Época de precipitação intensa HIDROGRAMAS Época de precipitação intensa Qs Qpd Qss Qb Seção transversal do rio Qrio = Qs+Qss+Qb+Qpd Qs=0 Qpd=0 Época de estiagem Qss=0 Qb Seção transversal do rio Qrio = Qb

Seção transversal do rio HIDROGRAMAS Escoamento superficial Qpd Qs Qss Fluxo de Base Qb Precipitação direta Seção transversal do rio Fluxo sub-superficial

HIDROGRAMAS N Vazão C A D Tempo O primeiro passo é a identificação do ponto A, que representa a inflexão da curva do hidrograma. N 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): Vazão A = área da bacia em Km2 C A Com o valor de N acrescidos ao pico de vazão é obtido a localização do ponto C, que representa o início da recessão. D Unindo os pontos A, D e C, é obtido a separação do hidrograma. Tempo

FLUXO DE BASE 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 A queda da vazão dos rios é explicada pela queda dos níveis d’água do aquífero nas adjacencias do rio.

FLUXO DE BASE 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).

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.

Determinação da recarga a partir do fluxo de base

Determinação da recarga a partir do fluxo de base Volume potencial total de água descarregada pelo aquífero Vtp é o potencial volume de água subterrânea descarregada (L3) Q0 é o fluxo de base no início da recessão (L3/T) t1 é o tempo para que o fluxo de base decline para 0,1*Q0 (T) Volume de água remanecente t é período de recessão

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: O valor de Vt no fim da recessão, que é após 7,5 meses é:

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.

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. 20

CURVA DE PERMANÊNCIA Freqüência F 1) Para a série de vazões Q(t) determine o maior e o menor valor da série F 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. Q Curva de permanência Q 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 P

CURVA DE PERMANÊNCIA Assumindo-se um número fixo de classes igual a 50, a sub-divisão de cada intervalo pode ser realizada através da relação: Onde: d = valor do intervalo das classes Qmx = vazão máxima da série Qmi = vazão miníma da série 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: Qj = limite inferior do intervalo j = número do intervalo 22

CURVA DE PERMANÊNCIA 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 23

CURVA DE PERMANÊNCIA Vazões de cheia 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. Patamar onde das vazões freqüentes Q P Período das grandes estiagens

CURVA DE PERMANÊNCIA 25

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

CURVA DE PERMANÊNCIA 27

CURVA DE PERMANÊNCIA 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