Bacia Hidrográfica

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HIDROLOGIA 
APLICADA
CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO DE SÁ - SANTA CATARINA
Departamento de Engenharia Ambiental e Sanitária
Departamento de Engenharia Civil
Profa. Júlia Wahrlich
E-mail: julia.wahrlich@estacio.br
BACIA HIDROGRÁFICA
 Área definida topograficamente, drenada por um
curso d’água ou por um sistema conectado de cursos
d’água, tal que toda a vazão efluente seja
descarregada por uma simples saída;
 Lei Nº 9.433/97 - Política Nacional de Recursos
Hídricos.
BACIA HIDROGRÁFICA
 Exutório: área de captação natural das precipitações,
que faz convergir os escoamentos para um único
ponto de saída;
ELEMENTOS DA BACIA HIDROGRÁFICA
BACIAS HIDROGRÁFICAS DE SANTA CATARINA
REGIÃO HIDROGRÁFICA
 Espaço territorial brasileiro compreendido por uma
bacia, grupo de bacias ou sub-bacias hidrográficas
contíguas com características naturais, sociais e
econômicas homogêneas ou similares, com vistas a
orientar o planejamento e gerenciamento dos
recursos hídricos.
REGIÕES HIDROGRÁFICAS DE SANTA CATARINA
REDE HIDROGRÁFICA
 Conjunto de cursos d’água (rios) dispostos em
hierarquias encontrados nas bacias hidrográficas;
 Canais conectados que direcionam o escoamento da
água de uma bacia hidrográfica para um ponto,
denominado de foz da bacia.
CLASSIFICAÇÃO DOS RIOS
 RIOS PERENES: rios que drenam água no decorrer do
ano todo.
 RIOS INTERMITENTES: rios que drenam água durante
parte do ano, e ficam secos durante outra parte do
ano.
 RIOS EFÊMEROS: rios que existem durante e
imediatamente após uma chuva e depois se
extinguem.
CARACTERÍSTICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA
 Forma;
 Ordem do curso d´água;
 Densidade do curso d´água;
 Densidade de drenagem;
 Declividade do canal;
 Elevação;
 Tempo de concentração;
 Isócronas.
CARACTERÍSTICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA 
– FORMA
 Afeta diretamente o tempo de transformação da
chuva em escoamento;
 Tem efeito sobre o comportamento hidrológico da
bacia, como por exemplo, no tempo de
concentração;
 Coeficiente de compacidade, fator de forma,
índice de conformação.
CARACTERÍSTICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA 
– FORMA
 Coeficiente de compacidade (Kc) – Indice de
Gravélius:
𝐾𝑐 = 0,28.
𝑃
𝐴
P: perímetro da bacia
A: área da bacia
CARACTERÍSTICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA 
– FORMA
 Fator de forma (Kf) – índice de conformidade:
𝐹𝑓 =
𝐵
𝐿
B: largura média
L: comprimento da bacia
𝐹𝑓 =
𝐴
𝐿²
A: área da bacia
L: comprimento da bacia
CARACTERÍSTICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA 
– FORMA
 Exemplo: calcule o fator de forma da bacia abaixo.
Resposta:
Ff=0,515
CARACTERÍSTICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA 
– FORMA
 Índice de conformação (Ic): expressa a capacidade
da bacia em gerar enchentes;
 Quanto mais próximo de 1, maior a propensão à
enchentes, pois a bacia fica cada vez mais
próxima de um quadrado e com maior
concentração do fluxo.
𝐼𝑐 =
𝐴𝐵𝐻
𝐿²𝑎𝑥𝑖𝑎𝑙
ABH: área da bacia
Laxial: comprimento axial da BH
CARACTERÍSTICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA 
– FORMA
 Exercício: calcular o índice de conformação das bacias
abaixo. Qual bacia tem alto potencial de picos de cheia?
Respostas:
Fc1=18,90
Fc2=0,57
Fc3=0,03
CARACTERÍSTICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA 
– ORDEM DO CURSO D’ÁGUA
 A rede de canais é discretizada em trechos de acordo
com regras de um sistema de ordenamento.
CARACTERÍSTICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA 
– ORDEM DO CURSO D’ÁGUA
 Sistema de ordenamento existentes: Strahler, Horton,
Shreve, Hack, Topological;
 Strahler: mais utilizado devido ao caráter descritivo e
do relacionamento com as leis de composição de
drenagem
 Desvantagem: não distingue o rio principal (pode
interferir no processo analítico de bacias alongadas).
CARACTERÍSTICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA 
– ORDEM DO CURSO D’ÁGUA
 Método de ordenamento de curso
d’água - Strahler:
Quando dois canais de primeira
ordem se unem é formado um
segmento de segunda ordem. A
união de dois rios de mesma
ordem resulta em um rio de
ordem superior. Quando dois
rios de ordens diferentes se
unem formam um rio com a
maior ordem dos dois.
CARACTERÍSTICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA 
– ORDEM DO CURSO D’ÁGUA
 Método de ordenamento de curso d’água -
Horton:
Requer primeiramente o ordenamento
de Strahler;
Os canais de primeira ordem não
possuem tributários; os canais de
segunda ordem somente recebem
tributários de primeira ordem; os de
terceira ordem podem receber um ou
mais tributários de segunda ordem,
mas também podem receber afluentes
de primeira ordem.
CARACTERÍSTICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA 
– ORDEM DO CURSO D’ÁGUA
 Utilidade:
Compreender o papel hidrológico de um
determinado curso d’água no conjunto da bacia na
qual se encontra;
 Inferir sobre os processos hidrológicos de uma
bacia hidrográfica;
 Filtrar dados em SIG’s.
CARACTERÍSTICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA 
– DENSIDADE DE CURSOS D’ÁGUA
 Rios perenes e intermitentes.
𝐷𝑠 =
𝑁𝑠
𝐴
Ns: número de cursos d’água
A: área da bacia
CARACTERÍSTICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA 
– DENSIDADE DE DRENAGEM
Bacias com drenagem pobre – Dd<0,5 km/km²;
Bacias com drenagem regular - 0,5≤Dd<1,5 km/km²;
Bacias com drenagem boa - 1,5≤Dd<2,5 km/km²;
Bacias com drenagem muito boa - 2,5≤Dd<3,5 km/km²;
Bacias excepcionalmente bem drenadas - Dd≥3,5 km/km².
𝐷𝑑 =
 𝐿
𝐴
L: comprimento total dos cursos
d’água
A: área da bacia
 Mais eficiente o sistema de drenagem -> mais
rapidamente a água do escoamento superficial sairá da
bacia.
CARACTERÍSTICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA 
– DECLIVIDADE
𝐺𝑐 =
𝐴𝑚á𝑥
𝐿𝑐
Gc: gradiente de canais
Amáx: altitude máxima
Lc: comprimento do canal principal
DECLIVIDADE DO CANAL: DECLIVIDADE DA BACIA:
𝐼 =
𝐷𝑁
𝐴
 
𝑖=1
𝑛
𝑙𝑖
I: declividade média da bacia
DN: equidistância vertical ou desnível entre curvas 
de nível
li: comprimento da curva de nível genérica
A: área da bacia
CARACTERÍSTICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA 
– ELEVAÇÃO MÉDIA
𝐸 =
𝐼ℎ. 𝐻
100
Ih: integral hipsométrica
H: relevo total
𝐸 =
 𝑒. 𝑎
𝐴
e: elevação média entre curvas de nível consecutivas
a: área entre as curvas de nível
A: área total da bacia
CARACTERÍSTICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA 
– TEMPO DE CONCENTRAÇÃO
 Tempo necessário para que a água precipitada no ponto
mais distante da bacia escoe até o ponto de controle,
exutório ou local de medição.
Quanto mais 
longe, maior o tc
Quanto mais 
comprida maior o tc
Quanto mais comprido e 
quanto menor for a 
declividade menor o tc
Bacias mais planas tem 
tc maior que as bacias 
em regiões montanhosas
Alguns tipos de vegetação 
retém mais água que outros e 
quanto maior a área coberta, 
maior a interceptação e 
maior o tc
Canalizações e impermeabilizações diminuem 
o tc; reservatórios aumentam o tc
Se solo já estava 
úmido, o tc tende a 
ser menor
Velocidade do escoamento 
aumenta com o aumento da vazão 
- tc diminui
Adota-se fórmulas e valores 
de coeficientes 
desenvolvidos e calibrados 
para outras bacias e regiões
CARACTERÍSTICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA 
– TEMPO DE CONCENTRAÇÃO
 Fórmulas empíricas para tempo de concentração.
Kirpich Ventura (para regiões planas) Ventura (para regiões 
em declives)
Passini (para regiões planas)
𝑡𝑐 = 57.
𝐿³
∆ℎ
0,385
tc em minutos
L em km
h em m
𝑡𝑐 = 4,54. 𝐴
A em km² 𝑡𝑐 = 4,54.
𝐴
𝐼
A em km²
I em m/km
𝑡𝑐 = 345,6. 𝐴. 𝐼
CARACTERÍSTICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA 
- ISÓCRONAS
 Linhas que definem
um mesmo tempode
deslocamento até o
exutório da bacia.
CARACTERÍSTICAS DA 
BACIA HIDROGRÁFICA 
- ISÓCRONAS
 Mallorca, Espanha (2007).
CARACTERÍSTICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA 
– EXERCÍCIO
 Suponha que você esteja realizando um projeto do
ArcGIS, e durante a execução de uma bacia
hidrográfica você obtém as seguintes informações:
 Calcule o coeficiente de compacidade
(Kc), o fator de forma (Ff) e a
densidade de drenagem (Dd);
 Determine sobre os cursos d’água:
ordem, comprimento do curso d’água
principal e comprimento total.
CARACTERÍSTICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA 
– EXERCÍCIO