Prévia do material em texto
Inserir Título Aqui Inserir Título Aqui Saneamento Básico, Hidrologia e Drenagem Urbana Hidrologia – Parte 1 Responsável pelo Conteúdo: Prof.ª Esp. Maria Clara Telles Caggiano Revisão Textual: Prof.ª Me. Sandra Regina Fonseca Moreira Nesta unidade, trabalharemos os seguintes tópicos: • História da Engenharia da Águas; • Ciclo Hidrológico; • Bacias Hidrográficas; • Balanço Hídrico; • Precipitação. Fonte: iStock/Getty Im ages Objetivos • Apresentar as definições e as noções gerais da Hidrologia. Caro Aluno(a)! Normalmente, com a correria do dia a dia, não nos organizamos e deixamos para o úl- timo momento o acesso ao estudo, o que implicará o não aprofundamento no material trabalhado ou, ainda, a perda dos prazos para o lançamento das atividades solicitadas. Assim, organize seus estudos de maneira que entrem na sua rotina. Por exemplo, você poderá escolher um dia ao longo da semana ou um determinado horário todos ou alguns dias e determinar como o seu “momento do estudo”. No material de cada Unidade, há videoaulas e leituras indicadas, assim como sugestões de materiais complementares, elementos didáticos que ampliarão sua interpretação e auxiliarão o pleno entendimento dos temas abordados. Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discussão, pois estes ajudarão a verificar o quanto você absorveu do conteúdo, além de propiciar o contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e aprendizagem. Bons Estudos! Hidrologia – Parte 1 UNIDADE Hidrologia – Parte 1 Contextualização Através do estudo desta unidade você vai descobrir a importância e a necessidade da Hidrologia. Antes de começar, leia e analise as notícias a seguir, a respeito do tema. Paris em alerta: água do Rio Sena transborda e atinge 5,63m A cheia do Rio Sena mantém a cidade de Paris em estado de alerta. A água, que sobe a cada dia, transbordou em alguns pontos e por isso permanecem fechados dez túneis e estradas, vários parques e estabelecimentos públicos, além de linhas de trem com estações muito próximas ao rio — a previsão é que os acessos continuem interditados pelo menos até 31 de janeiro. Para ler na íntegra, acesse: https://goo.gl/u9i9FS Chuvas fortes e alagamentos deixam São Paulo em estado de alerta A forte chuva que atinge diversos pontos das zonas leste, oeste e o centro de São Paulo deixou as regiões em estado de atenção para alagamentos. No extremo leste da capital, no Itaim Paulista, o temporal deixou o bairro em estado de alerta. No Jardim Paulistano, na zona oeste, duas árvores caíram. Nos Jardins, houve queda de árvores na avenida Brasil. Semáforos apagaram e pararam o trânsito da região. Para ler na íntegra, acesse: https://goo.gl/PpUKru 6 7 História da Engenharia da Águas Desde a Antiguidade, o homem procurou meios para garantir sua existência através do plantio para sua alimentação, existindo, dessa forma, a necessidade de irrigação nas antigas sociedades agrárias. Foi no Egito que se iniciou o primeiro projeto conhecido de irrigação em grande escala, há aproximadamente 5 mil anos. Nos milênios seguintes, muitos outros projetos de águas surgiram no Mediterrâneo, no Oriente Médio e Ásia. Definição Hidrologia Hidrologia é uma “ciência natural que trata dos fenômenos relativos à água e todos seus estados, sua distribuição e ocorrência na atmosfera, na superfície terrestre e no solo, e da relação desses fenômenos com a vida e atividades do homem” A. Meyer. É uma ciência considerada como Física da Terra, relacionada à Meteorologia, Clima- tologia, Geografia Física, Geologia, Oceanografia etc. Campo da Hidrologia Como exemplos de aplicação da Hidrologia na Engenharia, podemos citar: 1. Estimativa dos recursos hídricos de uma região (análise da capacidade de ma- nanciais superficiais e subterrâneos, previsão e interpretação de variações na quantidade e qualidade das águas naturais, balanço hídrico); 2. Projeto e construção de obras hidráulicas (fixação de seções de vazão em pon- tes, bueiros e galerias, dimensionamento de condutos e sistemas de recalque, projeto e construção de barragens, dimensionamento de extravasores); 3. Drenagem e recuperação de áreas; 4. Irrigação; 5. Estudos evaporimétricos e de infiltração de água no solo; 6. Regularização dos cursos de água e controle de inundações; 7. Controle da poluição; 8. Controle da erosão; 9. Navegação; 10. Aproveitamento Hidroelétrico (previsão de vazões máximas, mínimas e mé- dias dos cursos de água para estudo econômico-financeiro do aproveitamento, verificação da necessidade de reservatório de acumulação, e, existindo este, de- terminação dos elementos necessários ao projeto e construção deste, bacias hidrográficas, volumes armazenáveis, perdas por evaporação e infiltração etc.). 7 Usuario Destacar Desde a Antiguidade, o homem procurou meios para garantir sua existência atravésnullnulldo plantio para sua alimentação, existindo, dessa forma, a necessidade de irrigação nasnullnullantigas sociedades agrárias Usuario Destacar gito Usuario Destacar E Usuario Destacar irrigação em grande escala Usuario Destacar á aproximadamente 5 mil anos. Usuario Destacar milênios seguintes,nullnullmuitos outros projetos de águas surgiram no Mediterrâneo, no Oriente Médio e Ásia Usuario Destacar Hidrologia é uma “ciência natural que trata dos fenômenos relativos à água e todosnullnullseus estados, sua distribuição e ocorrência na atmosfera, na superfície terrestre e nonullnullsolo, e da relação desses fenômenos com a vida e atividades do homem Usuario Destacar ciência considerada como Física da Terr Usuario Destacar elacionada à Meteorologia, Climatologia, Geografia Física, Geologia, Oceanografia etc. Usuario Destacar Estimativa dos recursos hídricos de uma região Usuario Destacar Projeto e construção de obras hidráulica Usuario Destacar Drenagem e recuperação de áreas; Usuario Destacar Irrig Usuario Destacar Estudos evaporimétricos e de infiltração de água no solo;nullnull6. Regularização dos cursos de água e controle de inundações; Usuario Destacar Controle da poluição; Usuario Destacar Controle da erosão Usuario Destacar Navegação Usuario Destacar Aproveitamento Hidroelétrico UNIDADE Hidrologia – Parte 1 Ciclo Hidrológico O comportamento natural da água quanto a sua ocorrência, transformações de es- tado e relações com a vida humana é bem caracterizado por meio do conceito de ciclo hidrológico. A natureza é uma grande recicladora, e a á gua é um importante exemplo disso. Etapas do Ciclo Hidrológico: • A á gua evapora dos oceanos e lagos da Terra; • A á gua evaporada forma nuvens; • As nuvens deslocam-se pela atmosfera em padrões climáticos globais; • O vapor da á gua se condensa e se precipita na forma de chuva, neve ou granizo; • A chuva chega ao solo e escoa por terra até os pequenos córregos, os córregos escoam para os rios e, finalmente, para os oceanos e lagos. Um aspecto do escoamento dos cursos d’á gua, no entanto, nã o é explicado por essa descrição simplificada do ciclo hidrológico: a constância do escoamento que observamos em rios e em grandes cursos d’á gua. Os córregos e rios sã o alimentados pela chuva. Parte da chuva é perdida imediata- mente por evaporação e por evapotranspiração (a perda de vapor de á gua das plantas para a atmosfera), outra parte flui por gravidade sobre a superfície do solo e, finalmente, até um curso d’á gua, a á gua restante infiltra-se no solo. Da á gua infiltrada, uma parte escoa no subsolo, por gravidade, até o curso d’á gua, e outra parte se infiltra na á gua armazenada no subsolo, chamada de lençol freático. Embora o escoamento sobre o solo seja relativamente rápido, alcançando o cursod’á gua em minutos, no máximo em horas, o escoamento no subsolo e no lençol freático é muito mais lento, durando mui- tos dias. Portanto, depois de uma rápida onda inicial de escoamen- to no solo quando chove, os cur- sos d’á gua sã o constantemente abastecidos pela á gua do subsolo durante o período de estiagem. O escoamento de base é aque- le presente nos cursos d’á gua, decorrente do fornecimento de á gua do subsolo. Já a onda rá pida é decorrente do escoa- mento sobre o solo e é chamada de escoamento superficial. Para o projeto de estruturas hidráulicas o escoamento super- ficial deve ser a nossa principal atenção, porque ele representa o Figura 1 – Esquema – Ciclo Hidrológico Fonte: WWF Brasil 8 Usuario Destacar A natureza é uma grande recicladora, e a á gua é um importante exemplonullnulldisso. Etapas do Ciclo Hidrológico: Usuario Destacar á gua evapora dos oceanos e lagos da Terra Usuario Destacar á gua evaporada forma nuvens Usuario Destacar As nuvens deslocam-se pela atmosfera em padrões climáticos globais; Usuario Destacar O vapor da á gua se condensa e se precipita na forma de chuva, neve ou granizo Usuario Destacar A chuva chega ao solo e escoa por terra até os pequenos córregos, os córregosnullnullescoam para os rios e, finalmente, para os oceanos e lagos. Usuario Destacar Os córregos e rios sã o alimentados pela chuva. Parte da chuva é perdida imediatamente por evaporação e por evapotranspiração (a perda de vapor de á gua das plantasnullnullpara a atmosfera), outra parte flui por gravidade sobre a superfície do solo e, finalmente,nullnullaté um curso d’á gua, a á gua restante infiltra-se no sol Usuario Destacar Embora o escoamento sobre o solo seja relativamente rápido Usuario Destacar o escoamento no subsolo e no lençol freáticonullnullé muito mais lento, durando muitos dias Usuario Destacar depois de umanullnullrápida onda inicial de escoamento no solo quando c Usuario Destacar hove, os cursos d’á gua sã o constantementenullnullabastecidos pela á gua do subsolonullnulldurante o período de estiagem. Usuario Destacar O escoamento de base é aquele presente nos cursos d’á gua,nullnulldecorrente do fornecimentonullnullde á gua do subsolo Usuario Destacar Para o projeto de estruturasnullnullhidráulicas o escoamento superficial deve ser a nossa principalnullnullatenção, porque ele representa o 9 maior volume de á gua que a estrutura deve conduzir, portanto, o dimensionamento deve ser feito com o maior volume, ou seja, a maior vazão. Por exemplo, em cursos d’á gua relativamente pequenos, depois de qualquer evento normal de chuva, o escoamento superficial atinge o valor má ximo e começa a diminuir antes que os escoamentos do subsolo e do lenç ol freá tico tenham chance de contribuir significativamente com a vazã o. Assim, assume-se que a vazã o de projeto advém totalmente do escoamento superficial. Bacias Hidrográficas Bacia Hidrográfica é um conjunto das áreas com declividade no sentido de determi- nada secção transversal de um curso de água, medidas as áreas em projeção horizontal, também definida como a área definida e fechada topograficamente num ponto do curso de água, de forma que toda a vazão afluente possa ser medida ou descarregada através deste ponto. Podem também ser chamadas de Bacia de Drenagem Superficial, Bacia Coletora, Bacia de Contribuição. Ao calcular a vazã o em um curso d’á gua resultante de um evento de chuva, devemos, primeiro, determinar o tamanho da á rea, ou seja, delimitar a bacia hidrográfica sobre a qual a chuva incide. Para todos os cursos d’á gua, uma á rea bem definida intercepta a chuva e a transporta até o curso d’á gua. Esquema de uma Bacia Hidrográfica: https://goo.gl/7tmkJ8 e https://goo.gl/GuLiaw Balanço Hídrico O balanço hídrico pode ser entendido como o resultado da quantidade de água que entra e sai de um sistema em um determinado intervalo de tempo. Diversas escalas espaciais podem ser analisadas para se contabilizar o balanço hídri- co. Em escala global, o “balanço hídrico” é o próprio “ciclo hidrológico”, cujo resultado nos mostrará a quantidade de água disponível no sistema (no solo, rios, lagos, vegetação úmida e oceanos), ou seja, na biosfera, apresentando um ciclo fechado. O CICLO HIDROLÓGICO Evapotranspiração Precipitação In�ltração (escoamento básico) Escoamento Super�cial Direto Evaporação Figura 2 9 Usuario Destacar aior volume de á gua que a estrutura deve conduzir, portanto, o dimensionamento devenullnullser feito com o maior volume, ou seja, a maior vazão Usuario Destacar Assim, assume-se que a vazã o de projeto advém totalmente do escoamento superficial Usuario Destacar Bacia Hidrográfica é um conjunto das áreas com declividade no sentido de determinada secção transversal de um curso de água Usuario Destacar fechada topograficamente num ponto do cursonullnullde água, de forma que toda a vazão afluente possa ser medida ou descarregada atravésnullnulldeste ponto Usuario Destacar O balanço hídrico pode ser entendido como o resultado da quantidade de água quenullnullentra e sai de um sistema em um determinado intervalo de tempo. Usuario Destacar m escala global, o “balanço hídrico” é o próprio “ciclo hidrológic Usuario Destacar cujo resultadonullnullnos mostrará a quantidade de água disponível no sistema (no solo, rios, lagos, vegetaçãonullnullúmida e oceanos), ou seja, na biosfera, apresentando um ciclo fechado UNIDADE Hidrologia – Parte 1 A bacia hidrográfica é o melhor espaço de avaliação do comportamento hídrico, pois tem definidos o espaço de entrada, a bacia, o local de saída e a seção de rio que define a bacia hidrográfica. Dessa forma, em uma escala intermediária, que pode ser representada por uma mi- crobacia hidrográfica, o balanço hídrico resulta na vazão de água desse sistema. Para períodos em que a chuva é menor do que a demanda atmosférica por vapor d´água, a vazão diminui, ao passo em que nos períodos em que a chuva supera a de- manda, a vazão aumenta. O entendimento do balanço hídrico é um dos fundamentos mais importantes para conhecer os efeitos causados pelo homem sobre o meio natural, disponibilidade hídrica e sustentabilidade ambiental. A determinação do balanço hídrico pode ser realizada por uma camada de solo, por um trecho de rio ou por uma bacia hidrográfica. O conhecimento desses componentes depende de vários fatores como: precipitação, evapotranspiração potencial (aqui embutidas outras variáveis climáticas), condições do solo e uso do solo, geologia subterrânea. Balanço Hídrico Conceito: Transformação do ciclo hidrológico em equação. Pp - Re - Ev - In = Es Onde: • Pp = Precipitação • Re = Retenção nas plantas e superfície • Ev = Evaporação • In = Infiltração no solo • Es = Escoamento Superficial Em um planejamento futuro, o suprimento e a demanda de água devem ser conside- rados conjuntamente, de forma a se equilibrar esse balanço, contribuindo para o desen- volvimento do homem e do mundo. Tabela 1 Água Potável como porcentagem do seu local Fonte Porcentagem (%) Capa de gelo polar, icebergs, geleiras 77,23 Água subterrânea até 800m prof. 9,86 Água subterrânea até 800m a 4.000m prof. 12,35 Umidade do solo 0,17 Lagos (água potável) 0,35 Rios 0,003 10 Usuario Destacar A bacia hidrográfica é o melhor espaço de avaliação do comportamento hídrico, poisnullnulltem definidos o espaço de entrada, a bacia, o local de saída e a seção de rio que definenullnulla bacia hidrográfica Usuario Destacar Para períodos em que a chuva é menor do que a demanda atmosférica por vapornullnulld´água, a vazão diminui, ao passo em que nos períodos em que a chuva supera a demanda, a vazão aumenta Usuario Destacar A determinação do balanço hídrico pode ser realizada por uma camada de solo, pornullnullum trecho derio ou por uma bacia hidrográfica. Usuario Destacar m um planejamento futuro, o suprimento e a demanda de água devem ser considerados conjuntamente, de forma a se equilibrar esse balanço, contribuindo para o desenvolvimento do homem e do mundo. 11 Água Potável como porcentagem do seu local Fonte Porcentagem (%) Minerais Hidratados 0,001 Plantas, animais, seres humanos 0,003 Atmosfera 0,04 Soma 100 A água disponível para uso na superfície da terra, da qual a humanidade, a economia e a indústria dependem, constitui apenas uma fração da água total da terra, sendo reno- vada pelo ciclo hidrológico. Balanço Hídrico – Conceitos e Aplicações Modelo simplificado de um sistema hidrológico: https://goo.gl/jaUawx I Q dS dt � � Considere uma superfície plana inclinada e completamente impermeável (a água não pode passar através da superfície), confinada pelos quatro lados e com uma saída no canto A. Desde que a superfície seja assumida como sendo completamente plana, não haverá depressões nas quais a água poderá se armazenar. Se chuva for aplicada a este sistema hidrológico simplificado, surgirá em A uma vazão de saída, denominada escoamento superficial direto. Pode-se representar o balanço hídrico para este sistema pela seguinte equação: I Q dS dt � � (1) onde: I é a vazão de entrada; Q é a vazão de saída; dS/dt é a variação no armazenamento do sistema por unidade de tempo. A vazão de saída não pode ocorrer até que se acumule água a uma profundidade mínima para fornecer carga necessária ao escoamento. Devido à intensidade da chuva, a profundidade da água retida (retenção superficial) aumenta. Com o cessar da precipitação, a água retida na superfície se transforma em vazão de saída do sistema. No exemplo citado, toda a entrada se transforma em saída, negligenciando-se a pequena quantidade de água retida eletricamente na superfície e qualquer evaporação ocorrida durante o período (uma suposição razoável para o sistema descrito). Esta ilustração elementar deve sugerir que qualquer sistema hidrológico pode ser des- crito por um balanço hídrico para se poder explicar a disposição das entradas de água no sistema e a variação no armazenamento. 11 Usuario Destacar A vazão de saída não pode ocorrer até que se acumule água a uma profundidadenullnullmínima para fornecer carga necessária ao escoamento Usuario Destacar Com o cessar da precipitação, a água retida na superfície se transforma em vazão denullnullsaída do sistema. Usuario Destacar Esta ilustração elementar deve sugerir que qualquer sistema hidrológico pode ser descrito por um balanço hídrico Usuario Destacar A água disponível para uso na superfície da terra, da qual a humanidade, a economianullnulle a indústria dependem, constitui apenas uma fração da água total da terra, sendo renovada pelo ciclo hidrológico UNIDADE Hidrologia – Parte 1 A simplicidade do balanço hídrico é, no entanto, frequentemente enganosa, pois como será visto adiante, os termos da equação não podem ser quantificados facilmente ou adequadamente. Uma versão mais generalizada do balanço hídrico poderá explicar os vários compo- nentes de um ciclo hidrológico e fornecer a visão de técnicas de resolução de problemas em regiões hidrológicas complexas. Tais regiões podem estar definidas pela topologia, limitadas politicamente ou especi- ficadas arbitrariamente. Uma bacia é uma área definida topograficamente, drenada por um rio ou sistema de rios, tal que toda a vazão é descarregada em uma única saída. Os estudos de recursos hídricos eram conduzidos no passado em bacias, pois estas áreas simplificam a aplicação do balanço hídrico. Teoricamente, um balanço é possível para qualquer tipo de região, embora a possi- bilidade de dados e o grau de refinamento dos métodos analíticos determina a aplicabi- lidade daquele em um senso prático. O balanço hídrico de uma Bacia, considerando água superficial e subterrânea, pode ser calculado pela expressão: ∆S = P – (E+T+G+Q) onde: ∆S= Variação do armazenamento no aquífero; P = Precipitação; E = Evaporação; T= Evapotranspiração; G= Escoamento de água subterrânea para fora da bacia; Q = Escoamento superficial. Admitindo ∆S = 0 e considerando apenas escoamento superficial, teremos então a seguinte equação: Q= P-L onde: L= Perdas (soma de evaporação, transpiração e infiltração) Utilização de modelos de simulação do ciclo hidrológico O ciclo hidrológico é muito bem conhecido do ponto de vista qualitativo. 12 Usuario Destacar A simplicidade do balanço hídrico é, no entanto, frequentemente enganosa, poisnullnullcomo será visto adiante, os termos da equação não podem ser quantificados facilmentenullnullou adequadamente. Usuario Destacar Tais regiões podem estar definidas pela topologia, limitadas politicamente ou especificadas arbitrariamente Usuario Destacar Uma bacia é uma área definida topograficamente, drenada por um rio ou sistema denullnullrios, tal que toda a vazão é descarregada em uma única saída Usuario Destacar eoricamente, um balanço é possível para qualquer tipo de região, embora a possibilidade de dados e o grau de refinamento dos métodos analíticos determina a aplicabilidade daquele em um senso prático Usuario Destacar O balanço hídrico de uma Bacia, considerando água superficial e subterrânea, podenullnullser calculado pela expressão: 13 A evolução deste conhecimento qualitativo em técnicas que permitam a obtenção de resultados quantitativos constituiu-se sempre em penoso caminho que os hidrólogos vêm percorrendo há muito tempo. Na realidade, quase todas as técnicas hidrológicas tradicionais são modelos de simu- lação simples. Os computadores digitais permitiram o emprego de um novo método no campo da hidrologia, conhecido como simulação por computador. Devido à grande velocidade de cálculo dos computadores atuais é possível programar todo o ciclo do escoamento e obter um fluxo contínuo de vazões por meio de incremen- tos elementares de tempo. É necessário estabelecer relações representando cada fase do ciclo, desde a precipi- tação medida até a vazão final procurada, e definir os parâmetros para essas relações. Um modelo do tipo chuva-vazão, ou seja, um modelo que reproduz hidrogramas a partir de precipitações admite como variáveis dados de chuva e vazão. As complexas inter-relações entre os componentes do ciclo hidrológico e a diversida- de de fatores reguladores do processo fazem com que a hidrologia talvez nunca possa ser tratada como uma ciência exata. O resultado do modelo será uma série de vazões, que poderão ser confrontadas com os valores observados em uma estação hidrométrica. Diz-se que o modelo simula adequadamente o comportamento de uma bacia hidro- gráfica quando as diferenças entre as vazões calculadas e as vazões realmente observa- das ficam contidas em certa faixa de erro aceitável. De acordo com os objetivos específicos de cada trabalho poderá ser dada maior ou menor ênfase a certos aspectos do ciclo hidrológico, o que poderá acarretar um número bastante grande de decomposições e esquemas representativos. Precipitação O fenômeno da precipitação é o conjunto de águas originadas do vapor de água at- mosférico que cai, em estado líquido ou sólido, sobre a superfície da terra. O conceito engloba, portanto, não somente a chuva, mas também a neve, granizo, nevoeiro, sereno e a geada, ou seja, o elemento alimentador da fase terrestre do ciclo hidrológico, constituindo um fator importante para os processos de escoamento superfi- cial direto, infiltração, evaporação, transpiração, recarga de aquíferos, vazão básica dos rios e outros. 13 Usuario Destacar a realidade, quase todas as técnicas hidrológicas tradicionais são modelos de simulação simples Usuario Destacar N Usuario Destacar Devido à grande velocidadede cálculo dos computadores atuais é possível programarnullnulltodo o ciclo do escoamento e obter um fluxo contínuo de vazões por meio de incrementos elementares de tempo. Usuario Destacar É necessário estabelecer relações representando cada fase do ciclo, desde a precipitação medida até a vazão final procurada, e definir os parâmetros para essas relações. Usuario Destacar hidrogramas Usuario Destacar As complexas inter-relações entre os componentes do ciclo hidrológic Usuario Destacar o e a diversidade de fatores reguladores do processo fazem com que a hidrologia talvez nunca possanullnullser tratada como uma ciência exata. Usuario Destacar O resultado do modelo será uma série de vazões, que poderão ser confrontadas comnullnullos valores observados em uma estação hidrométrica Usuario Destacar ômeno da precipitação é o conjunto de águas originadas do vapor de água atmosférico que cai, em estado líquido ou sólido, sobre a superfície da terra Usuario Destacar O fenôme Usuario Destacar O conceito engloba, portanto, não somente a chuva, mas também a neve, granizo,nullnullnevoeiro, sereno e a geada, ou seja, o elemento alimentador da fase terrestre do ciclonullnullhidrológico Usuario Destacar onstituindo um fator importante para os processos de escoamento superficial direto, infiltração, evaporação, transpiração, recarga de aquíferos, vazão básica dosnullnullrios e outros Usuario Destacar Diz-se que o modelo simula adequadamente o comportamento de uma bacia hidrográfica quando as diferenças entre as vazões calculadas e as vazões realmente observadas ficam contidas em certa faixa de erro aceitável UNIDADE Hidrologia – Parte 1 Os modelos matemáticos que transformam as chuvas em vazões, e que consideram as variações de infiltração em função da área impermeável da bacia, podem avaliar as alterações do uso do solo. Quando se faz um estudo de planejamento a longo prazo do uso de uma ou mais bacias hidrográficas, a precipitação é um dado básico, pois não sofre influências diretas de alterações antrópicas provocadas no meio. Nos projetos de drenagem, de construção de reservatórios de regularização (barra- gens) e outros, os dados de precipitação serão muitas vezes necessários para o dimen- sionamento das obras, conduzindo a resultados mais seguros tanto quanto melhor for sua definição. A atmosfera da Terra contém vapor d’água que se origina, em sua maior parte, da evaporação dos oceanos, lagos, rios, solos úmidos e da transpiração das plantas, como vimos no Ciclo Hidro lógico da Figura 1. A quantidade de vapor d’água movendo-se na atmosfera tem uma importante rela- ção com o tamanho da tempestade, sua intensidade e duração. A quantidade de vapor d’água em uma massa de ar é definida como umidade específica. Normalmente há um limite superior para a quantidade de vapor d’água que um volume de ar poderá conter. A pressão de vapor das moléculas de água em seu limite superior é chamada pressão de vapor de saturação. A pressão de vapor de saturação é uma função não linear da temperatura do ar. A umidade relativa é a forma mais prática de definir a quantidade de água presente na atmosfera em muitos problemas de hidrologia. Medição da Umidade O método mais direto para medição da umidade consiste em extrair o vapor d’água de um certo volume de ar e pesá-lo. Isso é obtido fazendo-se passar o ar úmido através de um dessecante granular. O aumento de peso do dessecante será igual ao peso da umidade contida no ar. O método mais simples para medir a umidade utiliza o psicrômetro de funda, também conhecido como termômetros de bulbo seco e bulbo úmido. Outro método para medir o teor de umidade da atmosfera emprega os higrômetros. Pesquise mais sobre Psicrômetro de Funda e Higrômetros Formas de Precipitação À medida em que as gotas de chuva ou cristais de gelo que compõem as nuvens vão aumentando de tamanho, as forças de sustentação são vencidas e elas começam a cair rapidamente, eventualmente atingindo o solo em forma de precipitação, salvo quando 14 Usuario Destacar Quando se faz um estudo de planejamento a longo prazo do uso de uma ou maisnullnullbacias hidrográficas, a precipitação é um dado básico, pois não sofre influências diretasnullnullde alterações antrópicas provocadas no meio. Usuario Destacar Nos projetos de drenagem, de construção de reservatórios de regularização (barragens) e outros, os dados de precipitação serão muitas vezes necessários para o dimensionamento das obras, conduzindo a resultados mais seguros tanto quanto melhor fornullnullsua definição Usuario Destacar A quantidade de vapor d’água movendo-se na atmosfera tem uma importante rela-nullnullção com o tamanho da tempestade, sua intensidade e duração. Usuario Destacar ma massa de ar é definida como umidade específica Usuario Destacar apor de saturação Usuario Destacar pressão de vapor das molécula Usuario Destacar m seu limite superior Usuario Destacar A pressão de vapor de saturação é uma função não linear danullnulltemperatura do ar. Usuario Destacar umidade relativa é a forma mais prática de definir a quantidade de água presentenullnullna atmosfera em muitos problemas de hidrologia. Usuario Destacar método mais direto para medição da umidade consiste em extrair o vapor d’águanullnullde um certo volume de ar e pesá-lo Usuario Destacar O método mais simples para medir a umidade utiliza o psicrômetro de funda, Usuario Destacar termômetros de bulbo seco e bulbo úmido Usuario Destacar À medida em que as gotas de chuva ou cristais de gelo que compõem as nuvens vãonullnullaumentando de tamanho, as forças de sustentação são vencidas e elas começam a cairnullnullrapidamente, eventualmente atingindo o solo em forma de precipitação, salvo quandonullnull1415nullnullretidos por correntes ascendentes ou evaporados durante a queda. 15 retidos por correntes ascendentes ou evaporados durante a queda. A precipitação adqui- re diferentes formas, dependendo da temperatura na qual ocorre a condensação e das condições encontradas durante a queda das partículas na direção do solo. Precipitação, a rigor, significa chuva, especificamente, umidade que cai na direção da Terra, em estado líquido. Porém, pode-se identificar, entre outras, as formas de precipi- tação como neve e granizo. A neve é formada pela cristalização (sublimação) do vapor d’água à temperatura abaixo de 0ºC. O granizo consiste em pelotas arredondadas e duras de gelo, ou de gelo e neve compacta. Existem formações que embora sejam conhecidas como formas de precipitação, são, na verdade, resultantes da condensação do vapor d’água presente na atmosfera sobre as superfícies sólidas, como o orvalho e a geada. Resfriamento de Massas de Ar O ar pode ser resfriado por muitos processos. Entretanto, o resfriamento adiabáti- co pela redução de pressão através da ascensão é o único processo natural através do qual grandes massas de ar podem ser resfriadas com rapidez suficiente para produzir precipitação considerável. A taxa e a quantidade de precipitação são funções da taxa e quantidade de resfriamento e da umidade contida na massa de ar para repor o vapor d’água que está sendo convertido em precipitação. A ascensão requerida para o rápido resfriamento de grandes massas de ar pode ser produzida por: • (1) convergência horizontal; • (2) ascensão frontal; • (3) ascensão orográfica. Estes processos dão origem aos três tipos de chuva e, usualmente, mais de um desses processos é ativado. Precipitação por Convecção térmica ou Convergência Horizontal: https://goo.gl/GpGSXr A precipitação ocasionada pela convergência horizontal, ou simplesmente convecção térmica, ocorre quando a pressão e o vento agem para concentrar a afluência de ar em uma área particular, tal como uma área de baixa pressão, conforme pode-se ver na figura acima apresentada.Essa chuva é de grande intensidade e pequena duração, sendo restrita a pequenas áreas. É aquela que dá, por exemplo, as vazões críticas de dimensionamento das galerias de águas pluviais. Precipitação por ascensão frontal: https://goo.gl/Y75dX6 A precipitação por ascensão frontal ocorre quando uma massa de ar relativamente aquecido fluindo na direção de uma massa de ar frio é forçada para cima, com o ar frio agindo como se fosse uma cunha. 15 Usuario Destacar Usuario Destacar Precipitação, a rigor, significa chuv Usuario Destacar neve é formada pela cristalização (sublimação) do vapornullnulld’água à temperatura abaixo de 0ºC Usuario Destacar sultantes da condensação do vapor d’água present Usuario Destacar ntretanto, o resfriamento adiabático pela redução de pressão através da ascensão é o único processo natural através donullnullqual grandes massas de ar podem ser resfriadas com rapidez suficiente para produzirnullnullprecipitação considerável. Usuario Destacar A taxa e a quantidade de precipitação são funções da taxanullnulle quantidade de resfriamento e da umidade Usuario Destacar precipitação ocasionada pela convergência horizontal, ou simplesmente convecçãonullnulltérmica, ocorre quando a pressão e o vento agem para concentrar a afluência de arnullnullem uma área particular, tal como uma área de baixa pressão, conforme pode-se ver nanullnullfigura acima apresentada. Usuario Destacar A precipitação por ascensão frontal ocorre quando uma massa de ar relativamentenullnullaquecido fluindo na direção de uma massa de ar frio é forçada para cima, com o ar frionullnullagindo como se fosse uma cunha. UNIDADE Hidrologia – Parte 1 Precipitação por ascensão orográfica: https://goo.gl/m185f6 Ocorre quando o ar fluindo na direção de uma barreira orográfica (isto é, uma mon- tanha) é forçado a subir para passar sobre ela. A inclinação da massa de ar quente pela passagem por uma barreira orográfica é usualmente maior que a inclinação da superfície frontal. Consequentemente, o ar é resfriado muito mais rapidamente por ascensão oro- gráfica do que por ascensão frontal. Um exemplo típico são as precipitações que ocorrem na Serra do Mar. As chuvas do tipo frontal e orográfico atingem grandes áreas com notável duração e baixa intensidade, sendo importantes para o estudo das grandes bacias hidrográficas. Medidas Pluviométricas Exprime-se a quantidade de chuva pela altura de água caída e acumulada sobre uma superfície plana e impermeável. Ela é avaliada por meio de medidas executadas em pontos previamente escolhidos utilizando-se aparelhos denominados pluviômetros ou pluviógrafos, conforme sejam sim- ples receptáculos de água precipitada ou registrem essas alturas no decorrer do tempo. As medidas realizadas nos pluviômetros são periódicas; em geral, em intervalos de vinte e quatro horas feitas normalmente, no Brasil, às sete horas da manhã. As grandezas características das medidas pluviométricas são: Tabela 2 Medidas Pluviométricas Altura Pluviométrica (h) É a quantidade de água precipitada por unidade de área horizontal. É a altura atingida se a água se mantivesse no local sem evaporar, escoar ou infiltrar. Geralmente é expressa em mm Duração (t) É intervalo de tempo decorrido entre o instante em que se iniciou a precipitação e seu término. É expresso geralmente em horas ou minutos. Intensidade da Precipitação (i) É relação entre a altura pluviométrica e a duração da precipitação expressa em (m/h) ou (m/min). Uma chuva de 1 m/min corresponde, portanto, a uma vazão equivalente de 1 l/min afluindo a uma área de 1 m2. É a velocidade de precipitação i = h/t (mm/t). Frequência É o número de ocorrências de uma determinada preciítação definida por uma altura pluviométrica e uma duração no decorrer de um intervalo de tempo fixo. Para aplicação na Engenharia a frequência provável (teórica) é expressa preferivelmente em termos de tempo de recorrência ou período de retorno, T, medido em anos. Aparelhos de Medição de Precipitação Os pluviógrafos e pluviômetros são aparelhos que medem a precipitação em um determinado local. Os pluviógrafos são aparelhos cujos registros permitem o estudo da relação inten- sidade-duração-frequência tão importante para os projetos de galerias pluviais e de enchentes em pequenas bacias hidrográficas, com uma superfície receptora de 200 cm2. A tabela a seguir apresenta os tipos de aparelhos para medição de precipitação. 16 Usuario Destacar Ocorre quando o ar fluindo na direção de Usuario Destacar uma barreira orográfica (isto é, uma montanha) é forçado a subir para passar sobre ela. Usuario Destacar Consequentemente, o ar é resfriado muito mais rapidamente por ascensão orográfica do que por ascensão frontal. Usuario Destacar m exemplo típico são as precipitações que ocorrem na Serra do Mar. Usuario Destacar xprime-se a quantidade de chuva pela altura de água caída e acumulada sobre umanullnullsuperfície plana e impermeável. Usuario Destacar As medidas realizadas nos pluviômetros são periódicas; em geral, em intervalos denullnullvinte e quatro horas feitas normalmente, no Brasil, às sete horas da manhã. Usuario Destacar Os pluviógrafos e pluviômetros são aparelhos que medem a precipitação em umnullnulldeterminado local. Usuario Destacar Os pluviógrafos são aparelhos cujos registros permitem o estudo da relação intensidade-duração-frequência tão importante para os projetos de galerias pluviais e denullnullenchentes em pequenas bacias hidrográficas, com uma superfície receptora de 200 cm2 Usuario Destacar uração (t) É intervalo de tempo decorrido entre o instante em que se iniciou a precipitação e seunullnulltérmino. É expresso geralmente em horas ou minuto Usuario Destacar É a quantidade de água precipitada por unidade de área horizontal. É a altura atingida se anullnullágua se mantivesse no local sem evaporar, escoar ou infiltrar. Geralmente é expressa em mm 17 Aparelhos de medição de precipitação Aparelho Descrição Pluviômetro Fonte: Divulgação O Pluviômetro consiste em um cilindro receptor de água com medidas padronizadas, com um receptor adaptado ao topo, através do qual se faz a medição volumétrica. A base do receptor é formada por um funil com uma tela obturando sua abertura menor. A finalidade do receptor é evitar a evaporação, através da diminuição da superfície de exposição da água coletada. O objetivo da colocação da tela é evitar a queda de folhas ou outros objetos dentro do medidor provocando erros na leitura da altura de precipitação. Pluviógrafos Fonte: Divulgação Os pluviógrafos registram continuamente a quantidade de chuva que recolhem. Apesar de haver um grande número de tipos de pluviógrafos, somente três têm sido mais largamente empregados. Pluviógrafo de Caçambas Fonte: Divulgação Esse aparelho consiste em uma caçamba dividida em dois compartimentos, arranjados de tal maneira que, quando um deles se enche, a caçamba bascula, esvazia-o e coloca o outro em posição. Quando este último é esvaziado, por sua vez, a caçamba bascula em sentido contrário, voltando à um registro primitiva, e assim por diante. A caçamba é conectada eletricamente à um registrador, de modo que, quando cai 0.25 m de chuva na boca do receptor, um dos compartimentos da caçamba se enche, e cada oscilação corresponde ao registro de 0.25 m de chuva. Pluviógrafo de Peso Neste instrumento o receptor repousa sobre uma escala de pesagem que aciona a pena e esta traça em gráfico de precipitação sob a forma de um diagrama de massas (altura de precipitação acumulada X tempo). Acredita-se que este método de medir tanto a intensidade quanto a precipitação total dê resultados mais exatos do que obtidos com os pluviógrafos de caçambas basculares. Pluviógrafo de Flutuador Este aparelho é muito semelhante ao pluviógrafo de peso. Nelea pena é acionada por um flutuador situado na superfície da água contida no receptor. O registro deste pluviógrafo também apresenta-se sob a forma de um diagrama de massas. (Wisler, 1964). 17 UNIDADE Hidrologia – Parte 1 Pluviogramas São os gráficos produzidos pelos pluviógrafos de peso e de flutuador. Os pluviogramas são gráficos nos quais a abscissa corresponde às horas do dia, e a ordenada corresponde à altura de precipitação acumulada até aquele instante. Deste modo a inclinação do gráfico em relação ao eixo das abscissas fornece a intensidade de precipitação. A figura a seguir mostra um trecho de um registro de pluviógrafo. Registro de Pluviógrafo: https://goo.gl/94hqH3 Ietogramas Os ietogramas são gráficos de barras cuja abscissa representa a escala de tempo e a ordenada a altura de precipitação. A leitura de um ietograma é feita da seguinte forma: a altura de precipitação correspondente à cada barra é a precipitação total que ocorreu durante aquele intervalo de tempo. O link a seguir mostra o ietograma construído a partir do pluviograma apresentado anteriormente: https://goo.gl/rnieUg Organização de Redes As redes básicas são constituídas, em geral, de pluviômetros e de um número restrito de pluviógrafos localizados em locais de maior interesse (concentrações urbanas por exemplo). Em função da finalidade dos estudos é determinada a quantidade ideal de pos- tos pluviométricos a ser instalada em uma determinada área, ou seja, depende de a que se destinam os dados colhidos e da homogeneidade da distribuição das precipitações. Tem sido admitido que uma média de um para cada 500 ou 400 km2 seja suficiente (um a cada 200 km2 na França, um a cada 50 km2 na Inglaterra, um a cada 310 km2 nos Estados Unidos, um a cada 600 km2 no Rio Grande do Sul). Essas redes básicas são mantidas permanentemente por órgãos oficiais que publicam sistematicamente os resultados das observações. No Estado de São Paulo, o DAEE/CTH opera uma rede básica com cerca de 1000 pluviômetros e 130 pluviógrafos, com uma densidade de aproximadamente um posto a cada 250 km2 neste Estado. É aconselhável que cada estação de medição represente uma área de igual precipitação total, o que leva à instalação de um maior número de aparelhos nas regiões de maior precipitação. Consistência e Extensão de Séries de Dados Pluviométricos Os dados de precipitação de uma região podem ser obtidos através dos pluviógrafos e pluviômetros, sendo realizadas por operadores voluntários que, naturalmente, podem cometer erros. Assim, torna-se necessário realizar uma análise de consistência desses 18 Usuario Destacar ão os gráficos produzidos pelos pluviógrafos de peso e de flutuador. Usuario Destacar Os pluviogramas são gráficos nos quais a abscissa corresponde às horas do dia, e anullnullordenada corresponde à altura de precipitação acumulada até aquele instante Usuario Destacar altura de precipitação correspondente à cada barra é a precipitação total que ocorreunullnulldurante aquele intervalo de tempo Usuario Destacar o Estado de São Paulo, o DAEE/CTH opera uma rede básica com cerca de 1000nullnullpluviômetros e 130 pluviógrafos, com uma densidade de aproximadamente um postonullnulla cada 250 km2 neste Estado. Usuario Destacar Os dados de precipitação de uma região podem ser obtidos através dos pluviógrafosnullnulle pluviômetros, sendo realizadas por operadores voluntários que, naturalmente, podemnullnullcometer erros. 19 dados. Nessa análise de consistência procura-se primeiro detectar os erros grosseiros através de uma triagem inicial, na qual se procura conferir os seguintes dados: • Número de dias de chuva; • Mês em que foi feita a coleta de dados; • Prefixo do posto. Após essa análise, os dados recebidos do campo em planilhas são armazenados em computador, para que se possa trabalhar melhor com eles. Variação Geográfica e Temporal das Precipitações A precipitação varia geográfica, temporal e sazonalmente. O conhecimento da dis- tribuição e das variações da precipitação, tanto no tempo como geograficamente, é importante para o planejamento de recursos hídricos e para estudos hidrológicos. Precipitação Média sobre uma Bacia Para calcular a precipitação média de uma superfície qualquer, é necessário utilizar as observações dos postos dentro dessa superfície e nas suas vizinhanças. Existem três métodos para o cálculo da chuva média: • o Método da Média Aritmética; • o Método de Thiessen; • o Método das Isoietas. Método da Média Aritmética O método da média aritmética é o método mais simples de determinação da preci- pitação média. Ele envolve a média das alturas de precipitação registradas em vários pluviômetros. Este método é satisfatório se os postos são uniformemente distribuídos sobre a bacia e a altura medida nos diversos postos não variar muito em relação à média. Método de Thiessen O método de Thiessen consiste em determinar a precipitação média através de polígo- nos. Os Polígonos de Thiessen são áreas de “domínio” de um posto pluviométrico. Consi- dera-se que no interior dessas áreas a altura pluviométrica é a mesma do respectivo posto. O método de Thiessen é geralmente mais preciso que o método da média aritmética, mas ele não é flexível, uma vez que um novo traçado dos polígonos deve ser construído toda vez que há uma mudança nos postos de trabalho, tal como a perda de dados de um posto em um certo período. Outra falha do método é que ele não considera diretamente as influências orográficas nas chuvas, ou variações de distribuições espaciais de intensi- dade de uma chuva. 19 Usuario Destacar Nessa análise de consistência procura-se primeiro detectar os erros grosseirosnullnullatravés de uma triagem inicial, na qual se procura conferir os seguintes dados: Usuario Destacar O conhecimento da distribuição e das variações da precipitação, tanto no tempo como geograficamente, énullnullimportante para o planejamento de recursos hídricos e para estudos hidrológicos. Usuario Destacar Para calcular a precipitação média de uma superfície qualquer, é necessário utilizar asnullnullobservações dos postos dentro dessa superfície e nas suas vizinhanças Usuario Destacar o Método da Média Aritmética; Usuario Destacar ;nullnullo Método das Isoietas. Usuario Destacar Método de Thiessen; Usuario Destacar O método da média aritmética é o método mais simples de determinação da precipitação média Usuario Destacar le envolve a média das alturas de precipitação registradas em váriosnullnullpluviômetros. Este método é satisfatório se os postos são uniformemente distribuídosnullnullsobre a bacia e a altura medida nos diversos postos não variar muito em relação à média. Usuario Destacar O método de Thiessen consiste em determinar a precipitação média através de polígonos. Os Polígonos de Thiessen são áreas de “domínio” de um posto pluviométrico. Considera-se que no interior dessas áreas a altura pluviométrica é a mesma do respectivo posto. Usuario Destacar O método de Thiessen é geralmente mais preciso que o método da média aritmética,nullnullmas ele não é flexível, uma vez que um novo traçado dos polígonos deve ser construídonullnulltoda vez que há uma mudança nos postos de trabalho, tal como a perda de dados de umnullnullposto em um certo período Usuario Destacar Outra falha do método é que ele não considera diretamentenullnullas influências orográficas nas chuvas, ou variações de distribuições espaciais de intensidade de uma chuva. UNIDADE Hidrologia – Parte 1 Figura 3 – Métodos dos Polígonos de Thiessen Fonte: hidro.ufcg.edu.br A precipitação média na bacia é calculada pela expressão: P AP A i i i n T � � � 1 onde: • P = é a precipitação média na bacia (mm); • Pi = é a precipitação no posto i (mm); • Ai = é a área do respectivo polígono, dentro dabacia (km2); • A = é a área total da bacia. Método das Isoietas Considerado o mais preciso, este método baseia-se em curvas de igual precipitação. A dificuldade maior em sua implementação consiste no traçado dessas curvas, que re- quer sensibilidade do analista. O método é detalhado a seguir: 1. De posse dos dados pluviométricos obtidos nos postos da bacia, traçar curvas de igual precipitação (ISOIETAS). O procedimento é semelhante ao adotado para curvas de nível. 2. Calcular para cada par sucessivo de isoietas o valor médio da altura de chuva precipitada. 3. Planimetrar as áreas entre isoietas sucessivas. 20 Usuario Destacar Considerado o mais preciso, este método baseia-se em curvas de igual precipitação Usuario Destacar O procedimento é semelhante ao adotadonullnullpara curvas de nível. Usuario Destacar O método é detalhado a seguir: Usuario Destacar alcular para cada par sucessivo de isoietas o valor médio da altura denullnullchuva precipitada.nullnull3. Planimetrar as áreas entre isoietas sucessivas. 21 4. Calcular a média ponderada dos valores obtidos no passo 2, tomando como peso a área planimetrada correspondente. A média obtida corresponde à preci- pitação média sobre a bacia em análise. Figura 4 Onde: • Pi = precipitação entre isoietas sucessivas; • Ai = área entre isoietas sucessivas; • At = área total. Hidrologia: https://goo.gl/88BbFw Hidrologia e Sistemas de Drenagem: https://goo.gl/6WvHjK Chuvas Intensas As chuvas intensas são entendidas como ocorrência extrema, com duração, distribui- ção temporal e espacial crítica para área ou bacia hidrográfica. São as causas das cheias responsáveis por grandes prejuízos quando os cursos de água transbordam e inundam casas, ruas e escolas, podendo destruir plantações, pontes etc. A importância prática do estudo das chuvas intensas é para o dimensionamento das obras de hidráulica, como galerias pluviais, sistemas de drenagem e vertedouros de barragens. Do ponto de vista hidrológico, representa uma contribuição para os estudos necessários para a definição de projetos de barragens e reservatórios no que diz respeito às ondas de enchente de projeto, determinadas a partir da distribuição das chuvas de projeto aos hidrogramas unitários. Dos vários problemas de engenharia em que há necessidade de conhecimento da frequência de ocorrência de chuvas de alta intensidade, destaca-se como um dos mais importantes a estimativa de vazões extremas para cursos de água sem medidores de vazão apropriados. 21 Usuario Destacar alcular a média ponderada dos valores obtidos no passo 2, tomando comonullnullpeso a área planimetrada correspondente. A média obtida corresponde à precipitação média sobre a bacia em análise Usuario Destacar As chuvas intensas são entendidas como ocorrência extrema, com duração, distribui-nullnullção temporal e espacial crítica para área ou bacia hidrográfica Usuario Destacar ão as causas das cheiasnullnullresponsáveis por grandes prejuízos quando os cursos de água transbordam e inundamnullnullcasas, ruas e escolas, podendo destruir plantações, pontes etc. Usuario Destacar A importância prática do estudo das chuvas intensas é para o dimensionamentonullnulldas obras de hidráulica, como galerias pluviais, sistemas de drenagem e vertedouros denullnullbarragens. Usuario Destacar o ponto de vista hidrológico, representa uma contribuição para os estudosnullnullnecessários para a definição de projetos de barragens e reservatórios no que diz respeitonullnullàs ondas de enchente de projeto, determinadas a partir da distribuição das chuvas denullnullprojeto aos hidrogramas unitários. Usuario Destacar stimativa de vazões extremas para cursos de água sem medidores denullnullvazão apropriados. UNIDADE Hidrologia – Parte 1 As precipitações máximas são retratadas pontualmente pelas curvas de intensidade, duração e frequência (IDF) que são grandezas que as caracterizam. Curvas de Intensidade e Duração A utilização de dados sobre precipitação para finalidades hidrológicas requer infor- mações a respeito das intensidades das chuvas de várias frequências, e de durações específicas. A relação entre a duração, a intensidade e a frequência, em cada local, pode ser determinada pela análise dos dados de precipitação nele obtidos. (Wilder, 1964) Esses dados são obtidos a partir dos registros pluviográficos, sob a forma de pluvio- gramas, ou seja, diagramas de precipitação acumulada ao longo do tempo. A relação entre essas variáveis (I, D, F) deve ser obtida a partir das observações das chuvas intensas, durante um período de tempo suficientemente longo e representativo, dos eventos extremos no local. O tratamento estatístico dos dados pluviométricos mos- tra que chuvas mais intensas são mais raras e tem menor duração. Para a análise estatística hidrológica podem ser usados séries anuais, ou séries par- ciais, dependendo da disponibilidade e do objetivo de estudo. Pode ser representada pela seguinte equação: i aT t b r n m� �� � Onde: • i = intensidade; • Tr = tempo de retorno; • t = duração da chuva; a, b, m e n são parâmetros que devem ser determinados para cada local (Estação Pluviométrica). Gráfico de IDF: https://goo.gl/5qUzHf Diagramas representativos das chuvas intensas As precipitações intensas em uma determinada estação costumam ser representadas por meio de dois diagramas deduzidos diretamente dos pluviogramas registrados no local. Hietograma ou pluviograma cronológico Esse diagrama indica a altura pluviométrica (em mm), ou intensidade média (em mm/ hora) observada em cada intervalo de tempo parcial, de 1 hora ou de 5 minutos (inter- valo mínimo apreciado normalmente nos pluviógrafos), conforme a dimensão da bacia e o tempo total de duração da precipitação. 22 Usuario Destacar As precipitações máximas são retratadas pontualmente pelas curvas de intensidade,nullnullduração e frequência (IDF) que são grandezas q Usuario Destacar A utilização de dados sobre precipitação para finalidades hidrológicas requer informações a respeito das intensidades das chuvas de várias frequências, e de duraçõesnullnullespecíficas. Usuario Destacar Esses dados são obtidos a partir dos registros pluviográficos, sob a forma de pluviogramas, ou seja, diagramas de precipitação acumulada ao longo do tempo. Usuario Destacar tratamento estatístico dos dados pluviométricos mostra que chuvas mais intensas são mais raras e tem menor duraç Usuario Destacar As precipitações intensas em uma determinada estação 23 Figura 5 https://goo.gl/VziZCw Curva das alturas pluviométricas acumuladas Este diagrama fornece para cada instante o valor quantidade de água total precipitada a partir de um instante inicial. Figura 6 Através desta unidade você obteve um conceito abrangente sobre a Hidrologia, desde sua História até a aplicação prática. Foram elucidados temas como: Ciclo Hidrológico, Balanço Hídrico e Precipitação. 23 UNIDADE Hidrologia – Parte 1 Material Complementar Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade: Sites DAEE – Hidrologia https://goo.gl/CU1vQN CPRM – Programa Nacional de Hidrologia https://goo.gl/Gscwph Leitura Hidrologia https://goo.gl/88BbFw Hidrologia e Sistemas de Drenagem https://goo.gl/6WvHjK 24 25 Referências GARCEZ, Lucas Nogueira; ALVAREZ, Guillermo Acosta. Hidrologia. 2. Ed. São Paulo: Editora Edgard Blucher Ltda., 1988. GRIBBIN, John. Introdução a Hidráulica, Hidrologia e Gestão de Águas Pluviais. São Paulo: Cengage Learning , 2015. PORTO, Ruben La Laina; ZAHED FILHO, Klamel. Introdução a Hidrologia – Ciclo Hidrológico e Balanço Hídrico. 25