bacia hidrogrÁfica profª zuleide lima

BACIA HIDROGRÁFICA

Profª Zuleide Lima

CCHLA - Departamento de GeografiaCurso de Especialização em Análise Ambiental

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

Bacia Hidrográfica

• Primeira Parte– Conceitos

– Classificação

– Análise de Bacias

• Segunda Parte– Bacias como Unidade de Planejamento

– Gestão e Uso das Águas

– Comitês de Bacias

BACIA HIDROGRÁFICA

Conjunto de canais de escoamento interligados.

A quantidade de água que atinge os cursos fluviais depende:

•Tamanho da bacia•Precipitação•Regime de fluxo•Infiltração•Evapotranspiração

BACIA HIDROGRÁFICA

Conjunto de terras drenadas por um rio principal, seus afluentes e subafluentes.

A idéia de bacia hidrográfica está associada à noção da existência de nascentes, divisores de águas e características dos cursos de água, principais e secundários, denominados afluentes e subafluentes.

Afinal o que é Bacia Hidrográfica?

É uma área de grandes superfícies, formada por um conjunto de terras, por onde corre um rio principal e seus afluentes, incluindo: – cabeceiras ou nascentes– divisores de água – cursos d`água principais– afluentes e

– subafluentes.

BACIA DO ITABAPOANAEspírito Santo

FORMAÇÃO DA BACIA

Geralmente a água escoa dos pontos mais altos para os mais baixos e a formação da bacia acontece pelo desgaste que a água realiza no relevo de determinada área, podendo resultar em diversas formas:– Vales;– Depressões nas montanhas; – Planícies mais ou menos largas; – Maior ou menor quantidade de nascentes (tipo de

rocha).

Os vales podem ser classificados:

Depressões nas Montanhas

Planícies mais ou menos largas

Maior ou menor quantidade de nascentes

Características Físicas das Bacias HidrográficasCaracterísticas Físicas das Bacias Hidrográficas

CLASSIFICAÇÃO DAS BACIAS HIDROGRÁFICASCLASSIFICAÇÃO DAS BACIAS HIDROGRÁFICAS

Quanto ao escoamento global:

Exorréica

Endorréica

Criptorréica

Arréica



EXORRÉICA => quando o escoamento das águas se faz de modo contínuo até o mar ou oceano, isto é, quando as bacias desembocam diretamente no nível marinho;



ENDORRÉICA => Quando as drenagens são internas e não possuem escoamento até o mar, desembocado em lagos ou dissipando-se nas areias do deserto, ou perdendo-se nas depressões cárticas.

Grandes Lagos da América do Norte.

Lagoa dos Patos - RS



CRIPTORRÉICA => Quando as bacias são subterrâneas, como nas áreas cárticas. A drenagem subterrânea acaba por surgir em fontes ou integrar-se em rios subterrâneos.



ARRÉICA => Quando não há nenhuma estruturação em bacias hidrográficas, como nas áreas desérticas onde a precipitação é negligenciável e a atividade eólica nas dunas é intensa, obscurecendo as linhas e os padrões de drenagem.

CLASSIFICAÇÃO DA DRENAGEM

Quanto a sua configuração:

dendrítica treliça retangular

paralela radial anelar



DendríticaTambém é designada como

arborescente. Utilizando-se dessa imagem, a corrente principal corresponde ao tronco, os tributários aos ramos e as correntes de menor categoria aos raminhos e folhas.

Os tributários distribuem-se em todas as direções, e se unem formando ângulos agudos.

Esse padrão é tipicamente desenvolvido sobre rochas de resistência uniforme, ou em estruturas sedimentares horizontais.


Caracteriza-se pela presença de tributários principais alongados e retos e aproximadamente paralelos entre si e ao curso principal, sendo que os tributários secundários entram nos tributários principais com ângulo reto.

Sugere materiais de resistências diferentes aflorando paralelamente entre si ou estruturas paralelas.

Quanto a sua configuração: Treliça


Caracteriza-se pela presença de ângulos retos tanto no curso principal como nos tributários.

A principal diferença para o padrão treliça é o não perfeito paralelismo entre os cursos de água, sendo estes, ainda, menos alongados.

Esse padrão é diretamente condicionado pelas diáclases e falhas que se cruzam em ângulos retos .


Retangular


Caracteriza-se pelo fato dos cursos de água irradiarem-se a partir de uma área central e nem todos divergem necessariamente entre si, podendo até haver união de dos ou mais rios quando, em função de irregularidades do declive inicial, eles correm obliquamente, um em direção ao outro.

Sugere regiões com domos estruturais ou vulcões.


Radial



Anelar

Assemelha-se a anéis, são típicas das áreas dômicas profundamente entalhadas, em estruturas com camadas duras e frágeis.

A drenagem acomoda-se aos afloramentos das rochas menos resistentes, originando cursos subseqüentes, recebendo tributários obseqüentes e resseqüentes.



Paralelo

Caracteriza-se por uma série de cursos de água que correm mais ou menos paralelos entre si em uma extensão relativamente grande.

Sugere a existência de declives unidirecionais extensos e suficientemente pronunciados ou cristas lineares alongadas, constituídas por estratos resistentes uniformemente inclinados.


Quanto a sua configuração: Pinado

Representa uma modificação do padrão dendrítico.

Os maiores cursos são de origem conseqüente e são controlados pelo declive topográfico regional.


Representa mais uma modificação do padrão dendrítico, com presença de meandros, pântanos, canais entrelaçados, característico de áreas de planícies aluviais e deltas.


Anastomótico

http://www.cnpm.embrapa.br/reporte/images/jutai.jpg


Representa uma modificação do padrão retangular e sugere a presença de sistemas de falhas e diáclases com ângulos não retos.


Angular


Quanto a sua configuração:Retangular-Dendrítico

Sugere áreas com rochas homogêneas cortadas por sistemas de fraturas intercruzadas com malhas relativamente grandes.

O padrão dendrítico é implantado nos corpos de rochas isolados pelas fraturas enquanto o padrão retangular instala-se nos planos de menor resistência.



Centrípeto

Representa uma variação do padrão radial e é característico de áreas com declives internos de crateras e caldeiras e onde cristas topográficas bordejam, circularmente, depressões, como no caso de domos brechados e bacias estruturais.

William, propôs várias designações, considerando a linha geral do escoamento dos cursos de água em relação à inclinação das camadas geológicas.– Conseqüentes;– Subseqüesntes;– Obseqüentes;– Reseqüentes; e– Inseqüentes;

Além das Bacias, os rios individualmente também foram objetos de classificação:

C

S

O R

I


Conseqüentes => são aqueles cujo o curso foi determinado pela declividade da superfície terrestre, em geral coincidindo com a direção da inclinação principal das camadas.

C

Subseqüentes => são aqueles cuja a direção de fluxo é controlada pela estrutura rochosa, acompanhando sempre uma zona de fraqueza.


S

Obseqüentes => são aqueles que correm em sentido inverso à inclinação das camadas ou à inclinação original dos rios conseqüentes. Em geral, descem das escarpas até o rio subseqüente.


O

Reseqüentes => são aqueles que fluem na mesma direção dos rios conseqüentes, mas nascem em nível mais baixos.

Em geral, nascem no reverso de escarpa e fluem até desembocar em um subseqüente.


R

Inseqüentes => estabelecem-se quando não há nenhuma razão para seguirem uma orientação geral pré-estabelecida, isso é, quando nenhum controle da estrutura geológica se torna visível na disposição espacial da drenagem.

São comuns em áreas planas e de mesma composição litológica.


I


Em planta:

S

O R

ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICASANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS

Abordagem quantitativa:

a) Hierarquia fluvial;

b) Análise linear da rede de drenagem;

c) Análise areal das bacias hidrográficas;

d) Análise hipsométrica;

e) Análise topológica.

HIERARQUIZAÇÃO DOS RIOS

Uma bacia hidrográfica evidencia a hierarquização dos rios, ou seja, a organização natural por ordem de menor volume para os mais caudalosos, que vai das partes mais altas para as mais baixas.

Tal procedimento visa facilitar os estudos morfométricos, linear, espacial e hipsométrico das referidas bacias.

A) HIERARQUIA FLUVIAL

Consiste no processo de se estabelecer a classificação de um determinado curso de água no conjunto total da bacia hidrográfica (Horton 1945).

Canais de 1ª ordem => não possuem tributários;

Canais de 2ª ordem => somente recebem tributários de 1ª ordem;

Canais de 3ª ordem => podem receber um ou mais tributários de 2ª ordem, mas também podem receber afluentes de 1ª ordem;

Canais de 4ª ordem => recebem tributários de 3ª ordem e, também os de ordem inferior.

B) ANÁLISE LINEAR DA REDE DE DRENAGEM

Relação de bifurcação;

Relação entre o comprimento médio dos canais de

cada ordem;

Relação entre o índice do comprimento médio dos

canais e o índice de bifurcação;

Comprimento do rio principal;

Extensão do percurso superficial;

Relação do equivalente vetorial, e

Gradiente dos canais.

ANÁLISE LINEAR DA REDE DE DRENAGEM

Será muito importante para modelagem.

http://galileu.iph.ufrgs.br/collischonn/ClimaRH/rgrande/geradirfluxo.jpg

C) ANÁLISE AREAL DAS BACIAS HIDROGRÁFICAS

Área da bacia;

Comprimento da bacia;

Relação entre o comprimento do rio e a área da bacia;

Forma da bacia;

Densidade dos rios;

Densidade da drenagem;

Densidade de seguimentos da bacia;

Relação entre as áreas das bacias, e

Coeficiente de manutenção.

D) ANÁLISE HIPSOMÉTRICA

A curva hipsométrica;

O coeficiente de massividade e o coeficiente

orográfico;

Amplitude altimétrica máxima da bacia;

Relação de relevo, e

Índice de rugosidade.

HIPSOMETRIA

• A curva hipsométrica é a representação gráfica do relevo médio de uma bacia.

• Representa o estudo da variação da elevação dos vários terrenos da bacia com referência ao nível médio do mar.

• Para obtenção da curva hipsométrica utiliza-se os dados fornecidos pela execução do Modelo Numérico do Terreno (MNT).

• Semelhantes aos objetivos da representação em curvas de nível, os MNTs são recursos para a produção e análise do modelo planimétrico do terreno.

E) ANÁLISE TOPOLÓGICA

Maneira pela qual os vários canais se encontram conectados, sem levar em conta as medida de comprimento e área.

A rede de canais é entendida como apresentando uma, e somente uma, trajetória entre 2 pontos quaisquer, e na qual todo ligamento, em direção da montante, conecta-se com 2 outros ligamentos ou terminais em uma nascente. (Shreve, 1966)

VAMOS REVISAR?

Análise Morfométrica (REVISÃO)

• A análise morfométrica é de grande importância no

estudo de bacias e sub-bacias de drenagem por que trata

de dados quantitativos, o que facilita sobremodo a

comparação de duas ou mais bacias ou sub-bacias.

• A disposição do número de ordem fluvial é o primeiro

passo para a realização de análise morfométrica de

bacias hidrográficas, como seja: linear, espacial e

hipsométrica, as quais são exaustivamente descritas por

Christofoletti (1980).

Análise Linear (REVISÃO)

• São considerados índices e relações ao longo das

drenagens, dentre os quais: – relação de bifurcação;

– relação entre o comprimento médio dos canais de cada ordem;

– relação entre o índice do comprimento médio dos canais e o

índice de bifurcação,

– comprimento do rio principal,

– extensão do percurso superficial,

– relação do equivalente vetorial e gradiente dos canais.

• Envolve medidas relativas aos segmentos de drenagem, as quais são importantes por que possibilita quantificá-los e compará-los, facilitando seus estudos quantitativo e qualitativo.

1 - Relação de bifurcação (Rb) => Razão entre o número de canais de uma ordem e o número da próxima ordem mais elevada.

2 - Relação do comprimento médio dos canais de cada ordem (Rco) => Média aritmética dos canais de drenagem de cada ordem.

3 - Relação do índice de comprimento médio dos canais e o índice de bifurcação => (Rci) Razão entre Rb e Rco

PROPRIEDADES LINEAR (REVISÃO)...

• Para se calcular RB basta dividir o número de canais de uma ordem com o da ordem imediatamente superior.

– Então para a Fig. A temos 9 (primeira ordem) /4 (segunda ordem) = 2,25; ao passo para a Fig. B temos 12 (primeira ordem) /1 (segunda ordem) = 12.

– Neste caso é indicativo de intercalação de sedimentos moles e duros, bem retratado pela sua forma de bacia alongada (Summerfield, 1991).

Exemplos - Relação de Bifurcação (RB)

Representação esquemática do efeito da Relação de Bifurcação à forma da bacia e sua descarga, inclusive com implicações na litologia.

RB = 2,25

RB = 12

Fig. A

Fig. B

94 = 2,25 = 1212

1

4 - Comprimento do rio principal (Crp) => Medida do comprimento do rio de maior ordem (Strahler, 1952).

5 - Extensão do percurso superficial (Eps) => Distância média percorrida pela enxurrada entre o interflúvio e o canal permanente.

6 - Relação do equivalente vetorial (Rev) => Média aritmética do comprimento médio de cada canal de cada ordem em linha reta.

7 - Gradiente dos canais (Gc) => Diferença máxima de altitude entre o ponto de origem e o término do canal.

... PROPRIEDADES LINEAR (REVISÃO)

Análise Espacial (REVISÃO)

• Constam de medições planimétricas e lineares, incluindo os seguintes índices:– área da bacia, – comprimento da bacia, – relação entre o comprimento do rio principal e a

área da bacia,– forma da bacia, – densidade de rios, – densidade da drenagem, – densidade dos segmentos da bacia,– relação entre as áreas das bacias e – coeficiente de manutenção.

Forma da Bacia (REVISÃO)

Lee & Salle (1970) apresentam um método para determinar a forma da bacia de drenagem, que consiste em traçar uma figura geométrica (círculo, retângulo, triângulo, etc), independentemente da escala, cobrindo-a da melhor maneira possível.

Análise Topológica (REVISÃO)

• É importante por que permite comparar o trajeto de duas ou mais drenagens e seus afluentes, a qual pode indicar modificações relativas aos tipos de terrenos percorridos.

Propriedades Espacial (REVISÃO)...

• Relação da bacia de drenagem com medidas lineares e espaciais, proporcionando, em duas dimensões, comparações, no que concerne à forma, área e suas interrelações.

1 - Área da bacia (Ab) => Área da bacia drenada pelo sistema fluvial.

2 - Comprimento da bacia (Cb) => Maior extensão na direção longitudinal.

3 - Largura da bacia (Lb) => Maior extensão na direção transversal.

5 - Índice de circularidade (Ic) => Área da bacia de drenagem dividida pela área de um círculo com o mesmo perímetro da bacia.

6 - Relação entre o rio principal e a área da bacia (Ra) => Produto da extensão do rio principal e a área da bacia.

... Propriedades Espacial (REVISÃO)...

• 6- Relação entre o rio principal e a área da bacia (Ra) => Produto da extensão do rio principal e a área da bacia.

• 7 - Forma da bacia (Fb) => Relação da bacia com alguma figura geométrica.

• 8 - Densidade de rios (Dr) => Relação entre o número de rios e a área da bacia.

• 9 - Densidade de Drenagem (Dd) => Soma do comprimento dos canais por unidade de área

• 10 - Densidade de segmentos da bacia (Dsb) => É a quantidade de segmentos existentes por unidade de área.

• 11 - Relação entre as áreas das bacias (Rab) => Relação entre áreas de duas determinadas ordem.

• 12 - Coeficiente de manutenção (Cm) => Inverso da densidade de drenagem vezes 1 000.

• 13 - Relação de Elongação (Re) => O diâmetro de um circulo da mesma área da bacia de drenagem dividida pelo máximo comprimento da bacia medido desde a sua foz.

Propriedades Hipsométrica (REVISÃO)...

• Estabelece a relação da bacia nos planos horizontal e vertical, dando uma idéia tridimensional, daí a sua importância.

1 - Curva Hipsométrica (Ch) => Relação entre altitudes (ordenada) e a área (abscissa).

2 - Coeficiente de Massividade (Cms) => Relação da altitude média e sua área

3 - Coeficiente Orográfico (Co) => Produto da altura média pelo coeficiente de massividade.

4 - Amplitude altimétrica máxima da bacia (Aab) => Diferença entre o ponto mais alto e o mais baixo.

5 - Relação de relevo (Rr) => Relevo da bacia dividido pelo máximo comprimento da bacia

6 -Índice de rugosidade (Ir) => Relevo da bacia multiplicado pela densidade de drenagem.

Classificação das Bacia Hidrográfica...

As bacias podem ser classificadas de acordo com sua importância:

Principais (as que abrigam os rios de > porte);

Secundárias e

Terciárias;

... Classificação das Bacia hidrográfica...

As bacias podem ser classificadas segundo sua localização, como:

Litorâneas

Interiores

...Classificação das Bacia hidrográfica ...

As bacias podem ser classificadas segundo sua inclinação:

Bacia de Inclinação

Acentuada

Bacias de Inclinação Baixa

Em bacias de inclinação acentuada como a do Rio Colorado, nos Estados Unidos, o processo de busca do perfil de equilíbrio fluvial tende a estreitar a área da bacia. De forma contrária, bacias de inclinação baixa como a do Rio Amazonas tendem a ser mais largas.

Ambiente Fluvial

AMBIENTE FLUVIAL

Os rios representam, um dos mais importantes agentes geológicos que desempenham papel de grande relevância no modelado do relevo, no condicionamento ambiental e na própria vida do ser humano.

RELEVO E AÇÃO FLUVIA...

A idéia do modelado do relevo pela ação fluvial foi desenvolvida pelos pesquisadores do século XVIII, mas algumas leis fundamentais foram estabelecidas somente no século seguinte.

Rio Colorado

• Sorby, 1859 se preocupou com o estudo das formas de leito, enquanto

• Powell, 1876 estabeleceu o conceito de nível de base de erosão fluvial.

... RELEVO E AÇÃO FLUVIA

• A partir do conceito de nível de base de erosão fluvial, foi formulado a idéia do ciclo de erosão que na etapa final, causaria a peneplanização do relevo.

RELEVO E AÇÃO FLUVIA

• O conceito de ciclo de erosão foi sistematizado por Davis (1899), que propôs os estádios sucessivos de evolução denominados:

• Juventude;• Maturidade e • Senilidade.

RELEVO E AÇÃO FLUVIA

• É caracterizada por vales em “V”, fluxo torrencial, carga sedimentar pouco volumosa mas muito grossa.

– É encontrado na cabeceira, que é caracterizado pela predominância da erosão.

JUVENTUDE

MATURIDADE

• É atingida com a diminuição do gradiente e com vales mais largos.

• É encontrado na porção intermediária do vale fluvial, com equilíbrio aproximado entre a erosão e sedimentação

SENILIDADE

• Corresponde a amplos vales e extensas planícies de inundação. – Ocorre na desembocadura, com predominância da

sedimentação.

http://www.deltadorioparnaiba.com.br/

http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://parnaiba.tripod.com/sitebuildercontent/sitebuilderpictures/delta.jpg&imgrefurl=http://parnaiba.tripod.com/id1.html&h=307&w=442&sz=94&hl=pt-BR&start=61&tbnid=-yTDYADv_DnHkM:&tbnh=88&tbnw=127&prev=/images%3Fq%3Ddelta%2Bdo%2Bparna%25C3%25ADba%26start%3D54%26gbv%3D2%26ndsp%3D18%26svnum%3D10%26hl%3Dpt-BR%26sa%3DN

http://www.gorgulho.com/IMAGENS/am_paulasaldanha.jpg

PERFIL LONGITUDINAL

• Perfil longitudinal ao longo de um vale fluvial, das nascentes na região montanhosa até o seu deságüe em lago ou oceano.

• Em cada trecho o rio exibe estádios

diferentes de maturidade, originando depósitos sedimentares com propriedades peculiares.

Juventude Maturidade Senilidade

RELEVO E AÇÃO FLUVIA X DEPOSIÇÃO

CONCEITO DE RIO

Em termos geomorfológicos, rio é uma denominação empregada somente ao fluxo canalizado e confinado.

Por outro lado, dependendo do suprimento de água, os rios podem ser:

– Efêmeros (ou temporários, ou intermitentes);– Perenes (ou permanentes).

Efêmeros

Perenes

RIO X DISPONIBILIDADE DE ÁGUA

RIOS EFÊMEROS

• Correspondem a rios ou trechos de rios, cujas águas fluem em função direta das chuvas, somente durante parte do ano.

• Em geral, representam rios influentes, isto é, que perdem água para a zona de saturação, porque o seu leito situa-se acima do lençol freático de água subterrânea.

• Nas regiões de climas semi-áridos, é comum a existência desses rios.

RIOS PERENES

• São rios ou trechos de rios, cujas águas fluem durante o ano todo, como a maioria dos rios brasileiros.

• Comumente correspondem a rios efluentes, isto é, que recebem água proveniente da zona de saturação, porque o seu leito situa-se abaixo do lençol freático de água subterrânea.

PADRÕES DE CANAS FLUVIAIS

• São definidos pelas suas configurações em planta e representam os graus de ajustamento dos canais aos seus gradientes e as suas seções transversais.

A grande maioria dos pesquisadores admite 3 padrões fundamentais:

PADRÕES DE CANAS FLUVIAIS

Retilíneos

Entrelaçados

Meandrantes

CANAIS RETILÍNEOS

• São muito raros na natureza, pois, em geral eles exibem uma sinuosidade desprezível devida ao desenvolvimento de barras laterais.

• Os talvegues (linha formada pela união dos pontos de maior profundidade do canal) determinam locais com maiores velocidades de água no canal.

• O perfil transversal é irregular e as seções transversais exibem um canal profundo e grosseiramente simétrico.

• Esse padrão é mais comum em rios com baixo volume de carga de fundo, alto volume de carga em suspensão e baixo declive como, por exemplo, em canais distributários de deltas construtivos do tipo alongado (rio Mississipi atual).

CANAIS RETILÍNEOS

Rio Mississipi

Canais Entrelaçados

• São excepcionalmente bem desenvolvidos em planícies de lavagem, leques aluviais e deltaicos.

• São caracterizados por sucessivas divisões e reuniões de canais, que controlam barras arenosas de sedimentos aluviais.

• As barras formadoras dos múltiplos canais podem ficar expostas durante as estiagens e submersas nas enchentes.

• São típicos de rios com excesso de carga de fundo em relação à descarga líquida.

• As seções transversais dos seus vales evidenciam canais rasos e grosseiramente simétricos, enquanto o perfil longitudinal, ao longo do talvegue, salienta cavidades relativamente profundas e saliências irregulares.

Canais Entrelaçados

Canais Meandrantes

• É considerado quando a sinuosidade do canal for superior a 1,5.

• A sinuosidade do canal aumenta, em geral, de montante para jusante, em consonância com a diminuição da declividade e aumento da freqüência de sedimentos pelíticos na carga sedimentar.

• Quando visto em seção transversal, o canal meandrante é, assimétrico e esta característica é mais acentuada em trechos mais curvos e menos evidente nos segmentos mais retilíneos.

Delta do Parnaíba

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