Capitulo 3 - Bacia Hidrografica civil

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Hidrologia 
Capitulo III : Bacia Hidrografica
LICENCIATURA EM ENGENHARIA CIVIL E DE TRANSPORTES
Docente: Lizete Dias
Definição de bacia hidrográfica
⚫ Bacia hidrográfica de um rio é a área de captação natural de água da 
precipitação que faz convergir os escoamentos superficiais para um 
unico ponto de saida marca o limite inferior de uma bacia hidrográfica, 
sendo o ponto de saída da água e constituida :
✓ por superficies vertentes(áreas inclinadas de terrenos ou 
estruturas, como encostas, telhados e paredes de contenção).
✓ rede de drenagem formada por cursos de água que confluem até 
resultar um leito unico no limite inferior de uma bacia hidrográfica, 
sendo o ponto de saída da água . 
⚫ Bacia hidrográfica de um lago não drenado por nenhum curso de água 
é a área de captação natural de água da precipitação que faz convergir 
os escoamentos superficiais para o lago.
⚫ Limite dessa área de captação natural = limite da bacia hidrográfica, 
linha de separação de águas ou divisor de águas
Bacia hidrográfica de um rio e de um 
lago
Ponto alto, cume
Linha de nível
Curso de água
Secção de referência
Limite de bacia hidrográfica
A
B Lago
A
B
Entradas e saidas de água em bacias hidrografica
• Bacia hidrografica de um rio
– única entrada de água – precipitação
– saídas de água – evaporação e evapotranspiração + 
escoamento através da secção de referência da bacia 
hidrográfica
• Bacia hidrografica de um lago 
– única entrada de água – precipitação
– saídas de água – evaporação e evapotranspiração
• Escoamento subterrâneo a entrar ou a sair da bacia 
é desprezável
Bacia hidrografica como unidade de gestao de recursos hidricos
• Bacia hidrográfica – unidade mais conveniente para 
a gestão dos recursos hídricos, é onde se verificam 
as relações mais estreitas entre:
– recursos hídricos numa secção de um curso de água e 
noutra secção a jusante da primeira;
– recursos de água superficiais e subterrâneas;
– consumos de água e rejeição de efluentes a montante e 
disponibilidades de água a jusante, em termos de 
quantidade e qualidade.
Bacia hidrografica como Gestão de Recursos Hídricos
• Modificações na ocupação do solo ou obras hidráulicas no 
rio e nas margens e consequentes modificações morfológicas 
ou das características do escoamento de montante a 
jusante.
• Difícil de identificar se os limites da bacia hidrográfica não 
coincidem com os limites administrativos do país ou quando 
bacias são partilhadas por dois ou mais países.
• Institucionalização da gestão de recursos hídricos com base 
em regiões constituídas por uma bacia ou um conjunto de 
bacias hidrográficas contíguas; 
Principais bacias hidrográficas de Moç.
Rovuma
Messalo
Lúrio
Ligonha
Licungo
Zambeze
Pungoé
Búzi
Save
Limpopo
Incomáti
Umbelúzi
Maputo
155.400101.20013
24.00024.00012
60.80060.80011
16.30016.30010
27.70027.7009
1.200.000140.0008
29.50028.0007
28.80025.8006
88.4004.6005
412.00079.6004
46.20014.4003
5.6002.4002
29.8001.5701
Totalem Moçam.Bacias
Áreas (km²)
Linha de separação freática
Os limites das bacias hidrográficas são estabelecidos seguindo a 
linha de cumeada
Características fisiográficas e Geometricas de bacias hidrográficas
• Comportamento hidrológico da bacia depende de características climáticas e
características fisiográficas.
• Características fisiográficas
– Geométricas
– Sistema de drenagem
– Relevo
– Geologia, solos, vegetação, uso do solo 
• Características Geométricas
– Área
– Perímetro
– Índice de Gravelius
– Factor de forma
– Rectângulo equivalente
– Índice de alongamento
Tempo de residência da água
• Área de drenagem
• Perímetro
• Índice de compacidade ou de Gravelius: um 
valor de Kc mais próximo da unidade pode, 
em igualdade de outros factores, indicar uma 
maior tendência para pontas de cheia mais 
altas nessa bacia
10
A
P 2820
 = 
A
2
P
 = K c
,


Índice de Gravelius
Valores de Kc: 1,41 / 1,20 / 1,13 / 1,51
Factor de forma e rectângulo equivalente
• Factor de forma: para outros factores iguais, bacias 
com Kf baixos terão tendência para cheias com 
pontas menores do que bacias com Kf elevados.
ℓ = A/L
K
f
 =ℓ/L = A/L2 
• Rectângulo equivalente – área e perímetro iguais aos 
da bacia.
 
A - 
16
P
 + 
4
P
 = L
2
e
 
A - 
16
P
 - 
4
P
 = l
2
e
 AP 162 
• Rectângulo equivalente da bacia do rio 
Malema
Rectângulo equivalente
A = 2600 km² P = 342 km
Le cumprimento= 154 km le largura = 17 km
2
800700800700 340170,20 kmlXA e === −−
Área da bacia entre as cotas 700 e 800 m:
• Índice de alongamento: valores de KL próximos de 1 
dão uma indicação preliminar de maior propensão 
para cheias, valores superiores a 2 indicam uma 
menor tendência para cheias
K
L
= Le/le
• Verifica-se com boa aproximação para o índice de 
Gravelius
Índice de alongamento
0,1
l
L
1K
e
e
c +=
Características do sistema de 
drenagem
• Constância do escoamento
• Ordem dos cursos de água
• Densidade de drenagem
• Percurso sobre o terreno
Constância do escoamento
• Classificação dos rios quanto à constância do 
escoamento:
– perenes – em condições naturais, têm sempre água; 
– intermitentes – em condições naturais, têm água durante a 
época húmida e secam na estiagem;
– efémeros – apenas têm água durante e imediatamente a seguir 
aos períodos de precipitação.
• Condições naturais: 
– consumos podem reduzir muito os caudais de estiagem;
– barragens originam caudais de estiagem superiores aos 
naturais.
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Ordem dos cursos de água – classificação para caracterizar o grau 
de ramificação da rede hidrográfica da bacia, determinada a partir 
dum mapa.
Critério de Horton
• confluência de duas linhas de água de ordem 1 origina a 
jusante uma linha de água de ordem 2;
• genericamente, confluência de duas linhas de água de 
ordem n gera a jusante uma linha de água de ordem n+1;
• processo inicia-se com as linhas de água mais pequenas, 
que não recebem afluentes, e progride de montante para 
jusante, até à secção de referência da bacia.
Ordem dos cursos de água
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• Após definição do rio principal, a mesma ordem é atribuída a 
toda a extensão do rio até à nascente.
• Para determinar, em cada secção de confluência, qual o curso 
do rio principal para montante:
✓ Escolhe-se a linha de água, a montante da confluência, que faz o menor 
ângulo com o rio principal.
✓ Se ambas as linhas de água a montante da confluência fazem 
aproximadamente o mesmo ângulo com o rio principal, escolhe-se a de 
maior comprimento.
✓ Se ambas as linhas de água têm o mesmo comprimento, escolhe-se a 
linha de água com maior área de drenagem. 
• Actualmente, usam-se os critérios por ordem inversa
Ordem dos cursos de água: Critério de Horton (cont.)
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Ordem dos cursos de água
• Critério de Strahler – simplificação do critério de 
Horton, eliminando a definição do rio principal até à 
nascente
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Razão de bifurcação, Rbn − razão entre o número de 
linhas de água de ordem n, Nn, e o número de linhas 
de água de ordem n + 1, Nn + 1
Razão de bifurcação média, Rb – média geométrica 
dos valores de Rbn. Se k é a ordem do curso de água 
mais a jusante, 
Razão dos comprimentos, RL − razão entre o 
comprimento médio das linhas de água de ordem i e o 
comprimento médio das linhas de água de ordem i−1
Indicadores de Horton
21
Indicadores de Horton
• Razão das áreas, RA − razão entre a área média das sub-
bacias das linhas de água de ordem i e a área média das 
sub-bacias das linhas de água de ordem i−1
• Razão dos declives, RS − razão entre o declive médio das 
linhas de água de ordem i e o declive médio das linhas 
de água de ordem i+1
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Relações de Horton
• Mantêm-se relativamente constantes na bacia
• Relação do número de linhas de água − relaciona o 
número de linhas de água de ordem i, Ni, com a razão de 
bifurcação média e com a ordem do rio, k: Ni = Rb
k-i 
• Relação dos comprimentos − relaciona o comprimento 
médio das linhas de água de ordem i, Li, com a razãodos 
comprimentos, RL, e com o comprimento médio das 
linhas de água de ordem 1, L1: Li = L1 RL
i-1
23
Relações de Horton
• Relação das áreas − relaciona a área média das sub-
bacias das linhas de água de ordem i, Ai, com a razão das 
áreas, RA, e a área média das sub-bacias das linhas de 
água de ordem 1, A1: Ai = A1 RA
i-1
• Relação dos declives dos rios − relação do declive médio 
das linhas de água de ordem i, Si, com a razão dos 
declives, RS, e com o declive médio das linhas de água de 
ordem 1, S1: Si = S1 RS
1-i 
24
Densidade de drenagem e percurso
médio sobre o terreno
• Densidade de drenagem
• Percurso médio sobre o terreno
• λ alto, L
p
 baixo – propensão para cheias
 
A
l
=
i
i


 
2
1
=pL
25
Características do relevo
• Curva hipsométrica
• Altitude média, altura média
• Perfil e declives do leito
• Declive médio da bacia
• Índices de declive
• Curva hidrodinâmica
• Coeficientes de massividade e orográfico
26
Características do relevo
• Curva hipsométrica – curva A (z), A – área da bacia 
acima da altitude z, em km2 ou % da área total da bacia, 
obtida a partir da carta hipsométrica.
27
Carta hipsométrica
28
Altitude e altura médias
• Altitude média
• Altura média
 
100zZH −=
A
daz
=Z
total
A
0
total

A
dah
 = H
total
A
0
total

29
• Perfil do rio – representação gráfica da função z (L), z – 
cota duma dada secção do rio, L – respectiva distância à 
secção de referência (foz do rio ou secção de 
confluência)
• Declives do leito
– Declive médio
– Declive 10;85
– Declive equivalente
Perfil do rio e declives do leito
30
Declives do leito
31
• Método de Alvord – carta com curvas de nível
espaçadas de D.
 
A
L
D = 
L d
L D
 = i
n
n
nn
n
n
 
A
L D
 = 
A 
L
D = 
A
i A
 = I
n
n
n
nn




Declive médio da bacia
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• Obtidos a partir do rectângulo equivalente
– Índice de declive médio
– Índice de Roche
– Índice de declive global
Índices de declive
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Curva hidrodinâmica
• A curva hidrodinâmica
representa as 
possibilidades 
energéticas da bacia, En 
= 2,722 V h MWh (V - 
hm3, h - m)
34
Curva hidrodinâmica
35
Coeficientes de massividade e orográfico
• Coeficiente de massividade – quociente entre a altura 
média da bacia, em metros, e a sua área, em km2
• Coeficiente orográfico – produto da altura média pelo 
coeficiente de massividade
• Coeficiente orográfico > 6 – relevo acentuado
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Outras características relevantes
• Geologia
• Solos
• Cobertura vegetal
• Uso do solo
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Geologia
Existência de formações permeáveis; aquíferos – como são
alimentados, interacção com rios e lagos.
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Solos
• Influenciam a infiltração e a recarga de aquíferos.
• Geologia e solos estão estreitamente relacionados com erosão 
superficial.
39
Cobertura vegetal
• Aumenta a intercepção, reduz e retarda o escoamento
superficial; reduz a erosão devido à chuva
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Uso do solo
• Florestas e matas garantem maior infiltração, menor 
velocidade de escoamento superficial e menor erosão 
que terrenos cultivados.
• O tipo de vegetação influencia a evapotranspiração.
• A substituição do coberto vegetal original por floresta 
plantada (pinheiro, eucalipto) aumenta a 
evapotranspiração, reduz o escoamento subterrâneo e o 
escoamento superficial.
41
Uso do solo 
• Urbanização tem um enorme impacto na hidrologia da 
área:
– Substitui áreas permeáveis por áreas impermeáveis.
– Reduz a infiltração e a retenção superficial.
– Aumenta o volume do escoamento superficial.
– Reduz a resistência ao escoamento, faz com que a ponta de 
cheia ocorre mais rapidamente.
– Piora a qualidade da água que escorre superficialmente.
42
Impacto da urbanização
Prolong. da Av. Kim Il Sung (IFT/TDM) Edifício 
D1
Maputo, Moçambique
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	Secção Predefinida
	Slide 1: Hidrologia 
	Slide 2: Definição de bacia hidrográfica
	Slide 3: Bacia hidrográfica de um rio e de um lago
	Slide 4: Entradas e saidas de água em bacias hidrografica
	Slide 5: Bacia hidrografica como unidade de gestao de recursos hidricos
	Slide 6: Bacia hidrografica como Gestão de Recursos Hídricos
	Slide 7: Principais bacias hidrográficas de Moç.
	Slide 8: Linha de separação freática
	Slide 9: Características fisiográficas e Geometricas de bacias hidrográficas
	Slide 10: Tempo de residência da água
	Slide 11: Índice de Gravelius
	Slide 12: Factor de forma e rectângulo equivalente 
	Slide 13
	Slide 14: Índice de alongamento
	Slide 15: Características do sistema de drenagem
	Slide 16: Constância do escoamento
	Slide 17
	Slide 18
	Slide 19
	Slide 20
	Slide 21
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