Bacia hidrográficas
Olá amigos
Agora estamos entrando em uma nova subunidade, onde esta ensinará a delimitar nosso estudo com dados hidrológicos que ocorrem no Ciclo Hidrológico.
Como os estudos em hidrologia normalmente abrangem grandes áreas da superfície terrestre precisamos aprender a delimitar estas áreas.
A esta delimitação damos o nome de Bacia Hidrográfica.
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Vejamos como ocorre:
O estudo sobre o Ciclo Hidrológico, no nosso caso, será basicamente na superfície terrestre, onde este está presente em uma unidade de estudo denominada Bacia Hidrográfica.
A Bacia Hidrográfica é uma área de captação natural, delimitada topograficamente, onde toda a água da precipitação converge na forma de escoamento superficial para a rede de drenagem que direciona o fluxo para um único ponto de saída, denominado exutório.
A delimitação é feita por uma linha que passa pelo cume das elevações periféricas, identificada topograficamente, a esta linha e dado o nome de divisor de águas, cuja linha corta a corrente somente uma vez na seção de saída, onde está a parte mais baixa da bacia.
Com isso temos o conceito de Bacia Hidrográfica:
A bacia hidrográfica é uma área de captação natural da água de precipitação que faz convergir o escoamento para um único ponto de saída. A bacia hidrográfica compõe-se de um conjunto de superfícies vertentes e de uma rede de drenagem formada por cursos de água que confluem até resultar em um leito único no seu exutório (Tucci, 2004).
O comportamento hidrológico de uma bacia hidrográfica é afetado por fatores climáticos e fisiográficos.
Os fatores climáticos que mais afetam o comportamento hidrológico são:
- Precipitação
- Transpiração
- Evaporação
Os fatores fisiográficos que mais afetam são:
- Condições geológicas e topográficas da superfície de infiltração
- Tipo de solo
- Uso da terra
- Características físicas da bacia
Com isso conseguimos identificar um dos principais objetivos da hidrologia que é desenvolver relações físico-matemáticas apoiadas em amostragens ou medições diretas, quantifiquem aproximadamente os recursos hídricos disponíveis para uso e consumo nas mais diversas atividades.
Tipos de bacias hidrográficas
Bacias representativas: são típicas de uma determinada região hidrológica, ou seja, uma região onde exista uma certa homogeneidade do ponto de vista hidrológico. Uma bacia representativa deve permanecer o mais inalterada possível dentro do período de estudo. Os tamanhos destas bacias variam de 1 a 250 km2, podendo chegar até 1000 km2.
Bacias experimentais: são bacias onde a vegetação é relativamente uniforme e é possível alterar pelo menos uma das condições naturais para estudar o efeito sobre o comportamento hidrológico da bacia. Seu tamanho é limitado em 4 km2. Geralmente se requer que o executor da pesquisa seja proprietário ou locatário da terra.
Classificação da bacia hidrográfica quanto ao tamanho
Bacia hidrográfica pequena – quando o efeito do escoamento superficial não canalizado sobre o pico de descarga é predominantemente ao efeito decorrente do escoamento superficial canalizado;
Bacia hidrográfica grande – são aquelas em que o escoamento superficial não canalizado sobre o pico de descarga, não predomina sobre o efeito do escoamento superficial canalizado.
Entende-se por escoamento superficial canalizado aquele que ocorre no curso d’água e por escoamento superficial não canalizado aquele que ocorre na superfície do terreno.
Delimitação da bacia hidrográfica
A delimitação de uma bacia hidrográfica se dá pela identificação de seu contorno, ou seja, o divisor de águas, que está classificado em três tipos: Geológico, Topográfico e Freático.
Geológico: seu traçado é realizado com base nas formações rochosas, através de um estudo geológico do local;
Freático: seu traçado é realizado através de observações do comportamento do lençol freático ao longo das estações;
Topográfico: seu traçado se dá limitar a partir de curvas de nível, tomando pontos de cotas mais altas utilizando cartas topográficas do local.
Características físicas de uma bacia hidrográfica
As características físicas de uma bacia hidrográfica trazem informações do seu comportamento após um evento de precipitação, como escoamento superficial, possibilidades de ocorrência de inundações e tempo de concentração.
As caraterísticas físicas de uma bacia se dividem em: área de drenagem, forma da bacia, coeficiente de compacidade, fator de forma, sistema de drenagem, ordem dos cursos de água, densidade de drenagem, extensão média do escoamento superficial, sinuosidade do curso de água e declividade média.
Vejamos a descrição de cada um deles:
a) Área de drenagem
A área de drenagem ou a área de uma bacia hidrográfica é identificada sobre as cartas topográficas da região em questão, de forma plana, traçando-se seu divisor de águas pelas regiões de maior elevação, identificadas pelas curvas de nível. Para o cálculo da área pode ser utilizado um planímetro, softwares próprios para esta função (vetorização) ou ainda por poligonação.
b) Forma da Bacia
Com a identificação da área de drenagem, teremos um polígono traçado sobre a carta topográfica, este polígono apresentará uma forma, este formato terá influência sobre o escoamento superficial e o tempo de concentração da bacia.
As formas básicas de identificação do formato estão descritas na figura 5:
Com estas formas pode-se saber que a água será fornecida ao rio principal mais rapidamente na bacia B, depois em C e A, nesta ordem, considerando que as três figuras possuem a mesma área de contribuição.
c) Coeficiente de compacidade (kc)
O coeficiente de compacidade compara a área de uma bacia a um circulo de mesma área, onde um coeficiente igual a 1 corresponde a uma bacia circular, com isso, inexistindo outros fatores, quanto maior o valor de Kc menor a possibilidade de ocorrências de enchentes nesta bacia.
A relação é feita entre o perímetro da bacia e de um círculo de área igual a da bacia:
Como:
Onde:
P – Perímetro da bacia (km);
A – Área da bacia (km2).
d) Fator de forma (kf)
É a relação entre a largura média da bacia (Lm) e o comprimento axial da bacia (L). Para a obtenção do comprimento axial mede-se o curso d’ água principal em toda a sua extensão, desde a sua cabeceira até o exutório. A largura média da bacia é obtida pela divisão da área da bacia pelo comprimento axial da bacia.
Com este índice também pode ser identificada a maior ou menor tendência de enchentes em uma bacia hidrográfica. Uma bacia com valores de KF baixos, terá menor propensão de ocorrência de enchentes que outra com mesma área, mas KF maior, devido ao fato de que, numa bacia estreita e longa, ou seja, com KF baixo, haverá menor possibilidade de ocorrer chuvas intensas cobrindo toda a sua extensão.
e) Sistema de drenagem
O sistema de drenagem de uma bacia é constituído pelo rio principal e seus afluentes, este sistema, que consiste no sistema de drenagem da bacia tem influência direta na taxa de escoamento superficial.
Uma bacia com um sistema de drenagem bem distribuído por toda a área da bacia proporciona menor tempo de concentração, ou seja, o escoamento superficial concentra-se mais rapidamente no curso principal e os picos de enchente são altos em torno deste e no seu exutório.
f) Ordem dos cursos de água
A ordem dos cursos de água em uma bacia hidrográfica representa uma classificação do grau de ramificações que um rio apresenta em uma bacia hidrográfica.
Os rios que não apresentam ramificações são denominados de 1a ordem, os trechos que recebem rios de primeira ordem são denominados de 2a ordem, os trecho que recebem rios de segunda ordem são denominados de 3a ordem e assim por diante para os outros trechos.
g) Densidade de Drenagem (Dd)
A densidade de drenagem reflete o grau de desenvolvimento de um sistema de drenagem em uma bacia hidrográfica sendo esta expressa pela razão entre o comprimento total de todos os cursos d’ água (sejam eles efêmeros, intermitentes ou perenes) e sua área total.
h) Extensão média do escoamento superficial (ls)
A extensão média do escoamento superficial exprime a distância média que a água, após um evento de precipitação, percorre na superfície do terreno, em linha reta, até encontrar o canal de drenagem mais próximo. Com este resultado tem-se uma aproximação média da distância do escoamento superficial.
Para isso a bacia em estudo é transformada em retângulo de mesma área, onde o lado maior é obtido pela soma dos comprimentos de todos os rios pertencentes a bacia (L = Σil).
i) Sinuosidade do curso de água
É a relação existente entre o comprimento do rio principal (L) e o comprimento do talvegue (Lt), obtido através da medição da distância em linha reta desde a nascente do rio principal até o exutório.
A sinuosidade do curso d’água representa um fator controlador da velocidade do escoamento, ou seja, quanto menor a sinuosidade do curso d’água mais rápido será o escoamento por este rio.
j) Declividade média da bacia
A declividade média da bacia representa o grau de inclinação que esta apresenta, tendo influência direta na velocidade do escoamento superficial.
Quanto maior a declividade da bacia, mais rápido será o escoamento superficial, com isso, o tempo de concentração será menor e os picos de enchentes maiores nos pontos mais baixos da bacia.
Onde:
Lt – comprimento do talvegue (m)