Guia de Hidrologia: Precipitação e Escoamento Superficial

06) Qual a diferença entre chuvas frontais, orográficas e convectivas?

Chuvas frontais são aquelas que ocorrem ao longo da linha de descontinuidade que separa duas massas de ar de características diferentes, ou seja, provêm do encontro de massas de ar quentes e frias, impulsionando violentamente o ar quente e úmido para cima. São chuvas de longa duração, atingem grandes áreas e têm intensidade média; podem vir acompanhadas de ventos fortes com circulação ciclônica e podem produzir grandes cheias nas bacias hidrográficas. As chuvas orográficas ocorrem quando o ar, geralmente vindo do oceano, é forçado a transpor uma barreira de montanhas, levando à condensação do vapor. São chuvas de pequena intensidade, mas de longa duração e cobrem áreas relativamente pequenas. Chuvas convectivas são aquelas provocadas pela ascensão do ar devida às diferenças de temperatura na camada vizinha da atmosfera (são tempestades ou trovoadas, caracterizadas por descargas elétricas, rajadas de vento e precipitação intensa). Ocorrem especialmente quando o ar próximo ao solo torna-se muito aquecido e criam-se camadas de ar instáveis. A perturbação do equilíbrio leva à precipitação repentina e intensa.

07) Cite as principais formas de medição da precipitação e as diferenças entre elas.

Existem duas maneiras: pontual, por pluviômetros ou pluviógrafos, ou espacial, por radares e satélites. O pluviômetro e o pluviógrafo são aparelhos de medição de precipitação que diferem unicamente porque o pluviógrafo registra as medições automaticamente numa matriz de suporte, enquanto o pluviômetro exige leituras manuais em intervalos de tempo fixos. A medição de chuva por radar está baseada na emissão de pulsos de radiação eletromagnética que são refletidos pelas partículas de chuva na atmosfera e na medição da intensidade do sinal refletido. A temperatura do topo das nuvens, que pode ser estimada a partir de satélites, tem uma boa correlação com a precipitação. Além disso, existem experimentos de radares a bordo de satélites que permitem aprimorar a estimativa baseada em dados de temperatura de topo de nuvem.

08) Como se calcula a Precipitação Máxima Provável?

Com base na precipitação média e no desvio-padrão para a série estudada e Kt, que é um coeficiente de frequência que é função do tempo e da distribuição de probabilidade (Gumbel).

09) Por que os métodos de Thiessen e das isoietas para determinação da precipitação média em uma bacia são mais confiáveis que o método aritmético? Explique detalhadamente.

O método de Thiessen considera a não uniformidade da distribuição dos postos de medição, mas não leva em consideração o relevo da bacia. Já o método das isoietas leva em consideração o relevo da bacia, assemelhando-se a “curvas de nível”. Assim, esses métodos são melhores que o método aritmético, que desconsidera a distribuição dos postos de medição e o relevo da bacia.

10) O que é tempo de retorno?

É o período de tempo médio em que um determinado evento é igualado ou superado pelo menos uma vez.

11) Qual a importância do Tr em projetos hidrológicos?

Determina a probabilidade de falha das obras.

12) Qual a diferença entre Kc e Kf? Que informações estes parâmetros trazem sobre uma bacia hidrográfica?

Kc (índice de compacidade) é a relação entre o perímetro P da bacia hidrográfica e o perímetro de uma bacia circular da mesma área A. Este índice compara, portanto, a bacia com um círculo da mesma área; uma bacia compacta apresenta um índice de compacidade baixo (próximo de um). Caso não existam fatores que interfiram, os menores valores de Kc indicam maior potencialidade de produção de picos de enchentes elevados. Kf (fator de forma) é a relação existente entre a área da bacia e o quadrado do comprimento axial da mesma, medido ao longo do curso principal até a cabeceira mais distante da foz, no divisor de águas. Esse fator dá alguma indicação sobre a tendência da bacia a produzir enchentes ou inundações, pois um fator de forma baixo (grande comprimento axial) reflete uma menor probabilidade de ocorrer na bacia uma chuva intensa que atinja toda sua extensão, comparada com outra bacia da mesma área e menor comprimento axial (maior índice de forma).

13) Qual a diferença entre tempo de retorno e tempo de concentração?

Tr (Tempo de Retorno) é o período de tempo médio em que um determinado evento é igualado ou superado pelo menos uma vez. Tc (Tempo de Concentração) é o tempo que uma gota de chuva, que atinge a região mais remota da bacia hidrográfica, leva para atingir o exutório.

14) O que é balanço hídrico?

À relação entre as entradas e saídas de água em uma bacia hidrográfica, dá-se o nome de balanço hídrico. A principal entrada de água de uma bacia hidrográfica é a precipitação, enquanto a evapotranspiração e o escoamento constituem-se as formas de saída.

15) Que fatores interferem na capacidade de infiltração de um solo?

• Condição da superfície;
• Tipo de solo;
• Condição do solo;
• Umidade inicial do solo;
• Carga hidráulica;
• Temperatura;
• Presença de fendas, rachaduras e canais biológicos originados por raízes decompostas ou pela fauna do solo;
• Compactação do solo por máquinas e/ou por animais;
• Compactação do solo pela ação da chuva;
• Cobertura vegetal.

16) Quais são as maneiras de se realizar a transformação chuva-vazão para uma dada bacia hidrográfica?

Método Racional (adequado para pequenas bacias) e Método do Hidrograma Unitário.

17) Que fatores são levados em consideração segundo o método racional?

C, i e A. C é o coeficiente de escoamento superficial, i é a intensidade (baseada na equação de chuva de uma região, tempo de retorno e tempo de concentração) e A é a área da bacia.

18) O que é coeficiente de runoff?

O coeficiente de escoamento superficial, ou coeficiente runoff, ou coeficiente de deflúvio, é definido como a razão entre o volume de água escoado superficialmente e o volume de água precipitado. Este coeficiente pode ser relativo a uma chuva isolada ou relativo a um intervalo de tempo onde várias chuvas ocorreram.
C = volume escoado / volume precipitado

19) Qual é o critério econômico de fixação do risco para previsão de enchentes?

O período de retorno da vazão de projeto deveria ser aquele que conduzisse ao menor custo global. Por exemplo, em caso de existência de seguro contra enchentes, poder-se-ia construir uma curva que fizesse a representação dos custos anuais do seguro em função do período de retorno Tr e, no mesmo gráfico, se lançariam os gastos anuais de amortização do capital aplicado na obra. A soma dessas duas parcelas geraria uma nova curva que, passando por um ponto de mínimo, produziria neste ponto o período de retorno mais econômico.

20) O que é o método de Gumbel-Chow?

Método estatístico para determinação de enchentes, em que se determina a magnitude da vazão atingida ou superada pelo menos uma vez em um determinado tempo de retorno com base na média e no desvio padrão de uma série analisada e num fator de frequência K.