Componentes do hidrograma
O hidrograma é a denominação dada ao gráfico que relaciona a vazão no tempo, sendo o resultado da interação de todos os componentes do ciclo hidrológico entre a ocorrência da precipitação e a vazão na bacia hidrográfica.
No comportamento de um hidrograma típico de uma bacia, verifica-se que, após o início de uma chuva (Figura 1), existe um intervalo de tempo até que o nível começa a elevar-se. Esse tempo deve-se às perdas iniciais por interceptação vegetal e depressões no solo, além do próprio tempo de retardo da bacia, devido ao tempo de deslocamento da água. A elevação da vazão até o pico apresenta, em geral, um gradiente maior que a parte posterior ao mesmo. O escoamento superficial é o processo predominante neste período, refletindo a resposta ao comportamento aleatório da precipitação.
Para caracterizar o hidrograma e o comportamento da bacia são utilizados alguns valores de tempo (abcissa):
- Tempo de retardo (tl): intervalo de tempo entre o centro de massa da precipitação e o centro de gravidade do hidrograma.
- Tempo de pico (tp): intervalo entre o centro de massa da precipitação e o tempo da vazão máxima.
- Tempo de concentração (tc): tempo necessário para a água precipitada no ponto mais distante na bacia, deslocar-se até a seção principal. Esse tempo é definido também como o tempo entre o fim da precipitação e o ponto de inflexão do hidrograma.
- Tempo de ascensão (tm): tempo entre o início da chuva e o pico do hidrograma.
- Tempo de base (tb): tempo entre o início da precipitação e aquele em que a precipitação ocorrida já escoou através da seção principal, ou que o rio volta às condições anteriores e da ocorrência da precipitação.
- Tempo de recessão (te): tempo necessário para a vazão baixar até o ponto C (Figura 1), quando acaba o escoamento superficial.
O hidrograma atinge o máximo, de acordo com a distribuição da precipitação, e apresenta a seguir a recessão, onde se observa, normalmente, um ponto de inflexão. Este ponto caracteriza o fim do escoamento superficial e a predominância do escoamento subterrâneo. O primeiro ocorre num meio que torna a resposta rápida, finalizando antes do escoamento subterrâneo que, por escoar pelo solo poroso, apresenta um tempo de retardo maior (Figura 1).
A contribuição da vazão subterrânea é influenciada pela infiltração na camada superior do solo, sua percolação e consequente aumento do nível do aquífero (Figura 2). Como o escoamento superficial é mais rápido, o nível muda de A para B. Essa elevação rápida do nível provoca a inversão de vazão ou represamento do fluxo no aquífero, isso é observado na figura 1 pela linha tracejada. O processo começa a inverter quando a percolação aumenta e o fluxo superficial diminui.
A forma do hidrograma depende de grande número de fatores, nos quais os mais importantes são:
- Relevo: tem influência na densidade de drenagem, declividade do rio ou bacia, capacidade de armazenamento e forma. Uma bacia hidrográfica com boa drenagem e grande declividade apresenta um hidrograma íngreme, com pouco escoamento na base. A forma influencia o comportamento do hidrograma, ou seja, uma bacia do tipo radial concentra o escoamento antecipando e aumentando o pico com relação a uma bacia alongada, que tem escoamento predominante no canal principal e percurso mais longo até a seção principal, amortecendo as vazões.
- Cobertura da bacia: a cobertura vegetal tende a retardar o escoamento superficial e aumentar as perdas por evapotranspiração. Nas bacias urbanas, onde a cobertura é alterada, tornando-se mais impermeável, com uma rede de drenagem mais eficiente, o escoamento e o pico aumentam.
- Solo: as condições iniciais de umidade do solo pode influenciar o escoamento resultante de precipitações de pequeno volume, alta e média intensidade. Quando o estado de umidade do solo for baixo, uma parcela ponderável da precipitação é retida e o hidrograma é reduzido.
- Distribuição, duração e intensidade da precipitação: quando a precipitação se concentra na parte inferior da bacia, o hidrograma pode ter até dois picos. Na distribuição temporal, quando a precipitação é constante, a capacidade de armazenamento e o tempo de concentração da bacia são atingidos, estabilizando o valor do pico. Após o término da precipitação, o hidrograma entra em recessão.
- Modificações artificiais no rio: modificações no rio para o uso mais racional da água. Um reservatório de regularização da vazão tende a reduzir o pico e distribuir o volume, enquanto a canalização tende a aumentar o pico.
O hidrograma é caracterizado por três partes principais:
- Ascensão: correlacionada com a intensidade da precipitação e com grande gradiente.
- Região de pico: próximo ao valor máximo, quando o hidrograma começa a mudar de inflexão, resultado da redução da alimentação da chuva e/ou amortecimento da bacia. Essa região termina quando acaba o escoamento superficial, resultando somente o escoamento subterrâneo.
- Recessão: nesta fase, somente o escoamento subterrâneo está contribuindo para a vazão total do rio.
