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PARÂMETROS DA BACIA HIDROGRÁFICA

(Análise Morfométrica)

1) Área de Drenagem

A área de drenagem (A) da bacia hidrográfica é a superfície plana (projeção horizontal) limitada por seus divisores topográficos, que formam o seu perímetro. A área de uma bacia é o elemento básico para o cálculo das outras características fisiográficas. É normalmente obtida por planimetria.  São  muito  usados  os  mapas  do  IBGE  (escala  1:50.000). A área da bacia do Rio Paraíba do Sul é de 55.500 km².

2) Coeficiente de Compacidade

É a relação entre o perímetro da bacia (P) e a circunferência de um círculo de área (A) igual à da bacia (Kc). Alguns autores o chamam de Índice de forma (Gravelius). Quanto mais próximo da unidade for Kc, maior será a tendência da bacia às enchentes. É dado pela equação:

3) Fator de Forma

É a relação entre a área da bacia (A) e o quadrado do seu comprimento (L), e tem a mesma interpretação que Kc.

4) Ordem da Bacia

É um índice de ramificação do rio principal. Segundo Strahler (1952), toda nascente recebe o número 1; quando duas nascentes se encontram, resulta um trecho de número 2; e assim por diante. No encontro de trechos de ordens diferentes, prevalece o de maior valor. A ordem da bacia é mostrada na foz.

5) Densidade de drenagem

É a relação entre a extensão total dos cursos d´água da bacia e a sua área. Varia de 0,5 km/km² nas bacias com drenagem pobre, até 3,5 km/km² ou mais, nas bacias bem drenadas. A Densidade de Drenagem é calculada pela expressão: Dd = ∑ L/A.

Há autores que substituem a extensão dos rios (de primeira ordem - Strahler) pelo seu número, chamando o índice de Densidade Hidrográfica, como Lollo (1995), classificando a bacia como de Baixa densidade (Dh <3), Média (Dh = 3 a 7), Alta (Dh = 7 a 15) e Muito alta (Dh > 15).

Nem sempre uma mesma densidade de drenagem ocorre em toda a bacia, como é mostrado nas sub-bacias 1, 3 e 6 (ao Norte), que apresentam uma densidade visivelmente maior que o restante da bacia. Isso ocorre, em geral, pela existência de subsolo impermeável, causado por minas de Ferro, por exemplo.

6) Extensão Média do Escoamento Superficial

É a distância média que o escoamento superficial (água da chuva) teria de percorrer, caso a bacia fosse representada por um retângulo, e equivale a 1/4 do inverso da Densidade de Drenagem. Na Figura abaixo, o rio principal é o eixo do retângulo, que representa a bacia.

7) Sinuosidade do Rio Principal

É a relação da distância, em linha reta, da nascente à foz, e o comprimento do seu talvegue. Típico de áreas planas, quanto mais afastado da unidade, maior a sinuosidade do rio. Dado pela equação: Sin = L/Lt.

8) Declividade Média da Bacia

Dentre   os   métodos   utilizados   na   determinação,   o   mais   completo   denomina-se  Método  das  Quadrículas  associadas  a  um  vetor  e  consiste  em  traçar quadrículas sobre o mapa da bacia, cujo tamanho dependerá da escala do desenho  e  da  precisão  desejada;  como  exemplo,  pode-se  citar  quadrículas  de  1km x 1km ou 2km x 2km etc.

Uma   vez   traçadas   as   quadrículas,   é   procedida   uma   amostragem   estatística  da  declividade  da  área,  uma  vez  que  sempre  que  um  lado  da  quadrícula interceptar uma curva de nível, é traçado perpendicularmente à esta curva,  um  vetor  (segmento  de  reta)  com  comprimento  equivalente  à  distância  entre  duas  curvas  de  nível  consecutivas.  Portanto,  os  comprimentos  desses  vetores   serão   variáveis,   em   função   da   declividade   do   terreno.   Feita a determinação  da  declividade  de  cada  um  dos  vetores  traçados,  os  dados  são  agrupados, conforme dados da tabela seguinte.

 9) Altitudes da Bacia

 É  o  estudo  da  variação  da  elevação  dos  vários  terrenos da bacia com referência ao nível médio do mar, e é representada pela Curva Hipsométrica, definida como sendo a representação gráfica do relevo médio  de  uma  bacia. 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. Pode também ser determinada    por    meio    das    quadrículas    associadas    a    um    vetor    ou    planimetrando-se as áreas entre as curvas de nível. A  seguir  é  apresentado  um  exemplo  de  cálculo  da  distribuição  de  altitude  referente  à  mesma  bacia  do  exemplo  anterior.  A  Figura  abaixo  apresenta  a  curva  hipsométrica desta bacia.       

O traçado da Curva Hipsométrica da Bacia é mostrada na Figura abaixo:

10) Declividade do Rio Principal

É a diferença de cotas dos seus pontos extremos (nascente e foz), dividida pelo comprimento do rio principal, obtido por curvimetria. Fórmula: S1 = (H - h)/L. O cálculo desta declividade é mostrada no Quadro abaixo.

11) Retângulo Equivalente

É a representação esquemática da bacia, sob a forma de um retângulo, para comparar a influência das características da bacia sobre o escoamento superficial. O lado maior do retângulo é dado pela expressão: B = Kc*√A/1,12*[1+√1-(1,12/Kc)²].  Para o cálculo do lado menor, basta trocar o sinal após a primeira unidade dentro dos colchetes. O resultado se parece com o mostrado na Figura abaixo.

Leituras complementares:

(1) https://echo2.epfl.ch/VICAIRE/mod_1a/chapt_2/text.htm

(2) http://www.bvsde.paho.org/bvsAIDIS/PuertoRico29/eliandra.pdf

Bom proveito.

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Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 24 janeiro 2020 às 16:29

VÍDEO DE CABEÇA DE ÁGUA

https://www.facebook.com/358542531226191/videos/2403870929863874/

Data: 24/01/2020

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 28 dezembro 2019 às 8:03

DECLIVIDADE MÉDIA DA BACIA

Bom proveito.

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 13 dezembro 2019 às 7:01

CABEÇA D´ÁGUA 

(vídeo)

https://www.facebook.com/1438037164/videos/10213347340104821/

Data: 13/12/2019

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 10 dezembro 2019 às 9:29

ESTUDO DA BACIA COM IMAGEJ

O uso do software ImageJ facilita a planimetria da bacia, a partir de sua escala gráfica. A ferramenta de zoom facilita a plotagem dos pontos dos segmentos de reta que servem para a medição. Após a configuração da escala, os valores em linha reta ou segmentada, foram feitos com o comando Straight (reta) e a área com o comando (botão) Polygon (polígono).

A Planilha abaixo resume os parâmetros fisiográficos da bacia do Rio Raravannur (Índia) obtidos com a medições realizadas com o software ImageJ.

Bom proveito.

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 4 dezembro 2019 às 7:25

CARACTERÍSTICAS DA FORMA DA BACIA

Importância do Manejo de Bacias

A Morfometria governa a dinâmica da bacia de drenagem, motivo pelo qual precisamos conhecê-la.

O escoamento da água da chuva ou do derretimento da neve pode contribuir com quantidades significativas de poluição para o lago ou rio. O manejo das bacias hidrográficas é necessário para melhorar a produção de alimentos, forragens, combustível, conservação do solo e da água e também ajudar a controlar a poluição da água e de outros recursos naturais na bacia hidrográfica. O conhecimento das características fisiográficas da bacia, em especial da forma, contribuem para o adequado manejo da mesma.

A forma da bacia geralmente não é usada diretamente nos métodos de projeto hidrológico; no entanto, parâmetros que refletem a forma da bacia são usados ​​ocasionalmente e têm uma base conceitual. As bacias hidrográficas têm uma variedade infinita de formas, e a forma supostamente reflete a maneira como o escoamento se acumula na saída. Um divisor de águas circular resultaria em escoamento de várias partes do divisor de águas atingindo a saída ao mesmo tempo. Uma bacia hidrográfica elíptica com saída em uma extremidade do eixo principal e com a mesma área que a bacia circular faria com que o escoamento se espalhasse ao longo do tempo, produzindo assim um pico de inundação menor que o da bacia circular.(1)

Fator de forma: a área da bacia dividida pelo quadrado do comprimento axial da bacia; onde o valor <1: A/L²

Índice de forma: a área de drenagem dividida pelo quadrado do comprimento do canal principal; onde valor> 1: L²/A

Taxa de circularidade: a razão entre a área da bacia e a área de um círculo que tem o mesmo perímetro da bacia; valor aprox. 1: 12,57*A/P²

Proporção de alongamento: a proporção do diâmetro de um círculo da mesma área que a bacia para o comprimento máximo da bacia; valor aprox. 1: 1,128*A0,5/L

Coeficiente de compactação: o perímetro da bacia dividido pela circunferência da área circular equivalente; com valor 1 para bacias circulares: 0,2821*P/A0,5

A Forma da bacia (Shape, em inglês) é uma característica tão importante que, numa relação de fatores utilizados no seu manejo, aparece listada em segundo lugar, logo depois da sua área.(1)  As bacias possuem uma infinidade de formas, que estão relacionadas com o seu comportamento hidrológico. Assim, p.ex., uma bacia de formato circular, apresenta uma maior probabilidade de enchentes pois, sob uma chuva extensa, resulta que a precipitação chegue ao rio principal praticamente ao mesmo tempo.

Comprimento da bacia

O comprimento da bacia pode ser medido de três formas diferentes, como mostra a Figura abaixo; sendo que, a mais usada para fins de manejo, é a de número 3 (da nascente à foz). Existe uma quarta forma, ainda mais usada, que é o comprimento do rio principal obtido por meio de curvímetro, o que, aliás, é o verdadeiro comprimento do rio.

Coeficiente de compacidade da bacia

A Lei de Hack, representada pela equação abaixo, relaciona o comprimento do rio principal com a área da bacia, onde c e n são parâmetros característicos da bacia.

Um dos mais importantes índices de forma da bacia chama-se Coeficiente de Compacidade ou Coeficiente de Gravelius (GC), ilustrado na Figura abaixo.

Os efeitos da forma da bacia hidrográfica nas características do fluxo também podem ser vistos da perspectiva da relação largura-comprimento. Uma proporção maior de largura e comprimento reflete uma maior duração do escoamento, permitindo mais tempo para a infiltração (Shaban 2003). A Figura abaixo ilustra essa característica.

Perfil do Rio Principal (5)

O perfil longitudinal (corte) do rio principal da bacia divide-se em 3 seções: a) curso superior, localizado a jusante da nascente e também chamado de trecho da juventude; b) curso médio ou trecho da maturidade; e c) curso inferior ou trecho da velhice, que termina na foz.

O comportamento hidrológico desses trechos está relacionado, principalmente, à topografia (que influi na velocidade do fluxo) e à área (que influi na vazão do rio principal). A Figura abaixo lista algumas dessas alterações.

Sinuosidade do Rio Principal

Geologia da bacia

As características geológicas influem no padrão de drenagem da bacia, como mostra a Figura abaixo, bem como na densidade de drenagem.

Exemplos:

A Figura abaixo mostra a relação dos principais Parâmetros Morfométricos da Bacia.

LEITURAS COMPLEMENTARES:

REF.:

(1) http://ecoursesonline.iasri.res.in/mod/page/view.php?id=409

(2) https://nptel.ac.in/content/storage2/courses/105101010/downloads/Le...

(3) https://echo2.epfl.ch/VICAIRE/mod_1a/chapt_2/text.htm

(4) https://link.springer.com/article/10.1007/s13201-016-0395-2 (param.morfo.)

(5) http://www.geography.learnontheinternet.co.uk/topics/longprofile.html

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 29 novembro 2019 às 16:49

TEMPO DE CONCENTRAÇÃO DA BACIA

O Tempo de Concentração da Bacia (tc) é aquele necessário para que toda a água precipitada na bacia hidrográfica passe a contribuir na seção considerada (foz da bacia, p.ex.). Calculado pela fórmula de Kirpich.

onde tc = tempo de concentração (horas); L = extensão do rio principal (km) e H = desnível (m).

Assim, um rio que meça 49 km e desnível de 81 m, terá um Tempo de concentração de 16 h, ou seja, somente após 16 horas a enchente máxima ocorrerá na foz do rio. Nas pequenas bacias mas de altitudes elevadas, o tempo se reduzirá a minutos, podendo surpreender quem estiver tomando banho e, de repente, surge um tsunami que nem dá tempo de chegar à margem, no fenômeno conhecido como "cabeça d´água", que já aconteceu em Itatiaia-RJ e outros locais do Brasil.(1)

REF. (1)

https://globoplay.globo.com/v/7314442/

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