Avaliação Hidrologia

Bacias hidrográficas Prof Gilberto Coelho Bacias hidrográficas conceitos Definição 1 Bacia hidrográfica é uma área delimitada espacialmente pelo relevo através dos divisores de água linha de pontos elevados sendo drenada por um curso dágua ou um sistema conectado de cursos dágua rede de drenagem tal que a vazão efluente é descarregada por uma simples saída a seção de controle Divisor de águas A bacia hidrográfica é separada de outra por uma linha divisória chamada DIVISOR DE ÁGUAS A chuva efetiva que cai a partir desse ponto se dirige em direção ao curso de água principal ou para outra bacia hidrográfica Elementos básicos Elementos básicos Divisor de águas Rede de drenagem ou hidrografia Constituise de todos os corpos dágua da bacia e canais de escoamento Importante para caracterização e manejo de bacias hidrográficas determinando sua capacidade de produção de água as características do escoamento superficial e o potencial de produção e transporte de sedimentos Elementos básicos Elementos básicos Rede de drenagem Divisor de águas Seção de controle Local por onde toda a água captada da bacia enxurrada e corpos dágua é drenada Elementos básicos Elementos básicos Seção de controle Rede de drenagem Divisor de águas Bacias de captação ou de drenagem Definição 2 Bacia de Captação associase com a sua função de captar as águas pluviais que caem dentro de seus limites já a denominação como Bacia de Drenagem está associada à sua função de promover a drenagem superficial e subterrânea das águas contidas dentro de seus limites Tipos de Bacias Hidrográficas Representativas 1 a 1000 km2 Experimentais 4 km2 Pequenas e Grandes Monitoramentos em BH Estudo das potencialidades e limitações da Bacia Hidrográfica Comparação entre diferentes bacias Transferência de dados entre regiões fisiograficamente semelhantes Possibilita a elaboração do planejamento global da BH e planejamento conservacionista Manejo de BH Manejo adequado de recursos naturais solo e água Reduzir a erosão conservar e manter a qualidade da água para múltiplo uso Racionalizar o uso dos recursos materiais financeiros e pessoais Incrementar a produção agrosilvopastoril Paisagem errada graves pecados que levam à perda de solo e de água ao desequilíbrio entre a natureza e o homem É à pobreza Uma microbacia sem manejo Morros desmatados aumentam as secas causam erosão e deixam as partes baixas desprotegidas Águas barrentas sinal de perigo perda de solo assoreamento dos rios e enchentes cada vez maiores A monocultura esgota e intoxica o solo Sem quebraventos e pequenos bosques os solos enxugam depressa e o gado não tem proteção Desmatamento em lugar errado além de desperdício da matéria orgânica com a queimada Cultivar morro abaixo é abrir caminho para as enxurradas Solos matas e águas mal conservados enchentes pobreza abandono Campos cultivados sem proteção dos quebraventos produzem menos e não resistem às secas Desmatamento e obstrução das saídas área de terra misturada Amoniacais mal feitos solos perdidos e pobres Em VOCACAO o solo restaurado Paisagem certa o homem respeitando a natureza preservando solo águas e florestas e tirando da terra um provéito permanente A mesma área bem manejada Morros florestados protegem os solos e sustentam as águas Terraços são práticos indispensáveis para lavoura em partes altas Máquinas devem ser usadas sem excesso e somente nas áreas mais planas e sempre trabalhando em nível Toda margem de rio deve ser coberta por matas é proteção para o rio e para a terra Culturas diferentes descansam e desintoxicam os solos Cultivar em faixas outra prática indispensável para manter a terra boa Quebraventos diminuem as secas protegem a lavoura e abrigam o gado Os cordões em contorno seguindo as linhas de nível ajudam a reter a terra boa Usar estrume máquinas corretor e vasos silvestres além do enrocado os peixes por exemplo ajudam a controlar as pragas Bois entrem em águas limpas não nas suas beiras a vida fica melhor para todos animais Características Fisiográficas de uma BH 1 Área e perímetro da BH 2 Forma da BH A forma da bacia hidrográfica influencia diretamente o escoamento superficial podendo produzir cheias ou vazões de pico 21 Coeficiente de Compacidade Kc Índice Gravelius 𝐾𝑐 028 𝑃𝑏ℎ 𝐴𝑏ℎ P Perímetro da bh km Abh Área da bh km2 Coeficiente de Compacidade interpretação 100 125 bacia com alta propensão a grandes enchentes 125 150 bacia com tendência mediana a grandes enchentes 150 bacia não sujeita a grandes enchentes 22 Fator de Forma Kf 𝐾𝑓 ത𝐵 𝐿𝑎𝑥 ത𝐵 Largura média da bh km Lax Comprimento axial da bh km Lax B1 B2 Bn Fator de Forma interpretação O fator de forma pode assumir os seguintes valores 100 075 sujeito a enchentes 075 050 tendência mediana 050 não sujeito a enchentes 23 Índice de conformação Ic 𝐼𝑐 𝐴𝐵𝐻 𝐿𝑎𝑥2 3 Sistema ou rede de drenagem 31 Classificação quanto ao fluxo de água Perenes Intermitentes Efêmeros 32 Classificação da ordem da rede de drenagem Horton Strahler 33 Densidade de Drenagem Dr 𝐷𝑟 σ 𝐿 𝐴𝑏ℎ L Somatório dos comprimentos dos cursos dágua km Abh Área da bh km2 Densidade de Drenagem interpretação Classificação dependente do material utilizado No caso de Cartas Topográficas os valores variam Bacias com drenagem pobre Dr 05 kmkm² Bacias com drenagem regular 05 Dr 15 kmkm² Bacias com drenagem boa 15 Dr 25 kmkm² Bacias com drenagem muito boa 25 Dr 35 kmkm² Bacias excepcionalmente bem drenadas Dr 35 kmkm² Densidade de Drenagem interpretação Já usando fotografias aéreas e imagens de satélite podese ter baixa densidade 5 km km2 média densidade 513 km km2 alta densidade 13 km km2 34 Densidade de Cursos dágua Dd 𝐷𝑑 𝑁𝑠 𝐴𝑏ℎ s Número de cursos dágua Abh Área da bh km2 35 Sinuosidade do curso dágua principal S 𝑆 𝐿𝑝 𝐿𝑡 Lp Comprimento do curso dágua principal km Lt Comprimento do talvegue km 36 Declividade média do curso dágua Principal S1 𝑆1 𝐻1 𝐿𝑝 100 H1 Diferença de nível entre a nascente e a seção de controle km Lp Comprimento do curso dágua principal em planta km Declividade média do curso dágua Principal S2 𝑆2 𝐻2 𝐿 100 H2 Altura de um triangulo com área igual a área sob o perfil do curso dágua principal km L Comprimento do curso dágua principal em planta km Representação das alturas h1 e h2 Declividade média do curso dágua Principal S3 𝑆3 σ 𝐿𝑖 σ 𝐿𝑖 𝐷𝑖 2 100 Li Comprimento do curso dágua principal por trecho entre curvas de nível km Di Declividade do curso dágua principal por trecho Declividade S3 Nascent 900 L1 870 L2 850 830 810 790 Li 770 Foz seção de controle 4 Características de Relevo da BH O relevo de uma BH tem grande influência sobre os fatores hidrológicos e meteorológicos pois a velocidade do escoamento superficial é determinada pela declividade do terreno enquanto que a temperatura a precipitação e evaporação são funções da altitude da bacia 41 Declividade média da BH I 𝐼 𝐷 𝐴𝑏ℎ 𝐿𝑐𝑛𝑖 100 D Equidistância entre curvas de nível m Abh Área da bh m2 Lcni Comprimento total das curvas de nível m 42 Elevação Média da BH E 𝐸 σ𝑒𝑖 𝑎𝑖 𝐴𝑏ℎ ei Elevação média entre curvas de nível m ai Área entre curvas de nível m2 Abh Área da bh m2 43 Curva hipsométrica Curva hipsométrica representa a variação de área com a altitude da bacia hidrográfica esta curva se obtém quando se acumula as áreas que estão acima ou abaixo de determinada altitude Elevação Média da BH E Curva hipsométrica Curva hipsométrica representa a variação de área com a altitude da bacia hidrográfica 740 760 780 800 820 840 860 880 900 0 20 40 60 80 100 Área Altitude m Acima Abaixo Caracterização geomorfométrica de BH Mapas básicos 1 Carta topográfica fotografia aérea imagem de satélite 2 Mapas de solos de uso do solo e declividade 3 Mapa de capacidade de uso ou aptidão agrícola dos solos 4 Dados básicos de atributos hidrológicos do solo Seção de Controle Rede de Drenagem Divisores de Água 508 7574 510 512 514 7574 986 970 973 968 1058 993 1000 1000 998 985 866 1000 SERRA SANTA MARTA 7572 7572 7570 7570 508 510 512 514 TSI TSI TSI TSI TSI TSI TSI TSI TSI TSI TSI TSI TSI TSI Ribeirão do João Pedro Córrego do Engenho Rio Baependi Localização da BH UPGRHGD1 Estado de Minas Gerais Bacia Hidrográfica do Rio Grande Bacia hidrográfica do Ribeirão Lavrinha UPGRHGD1 Bacia hidrográfica do Ribeirão Marcela Modelo digital de elevação MDE BH Lavrinha Modelo digital de elevação MDE BH Marcela Mapas de declividade Lavrinha Linígrafo Estação Meteorológica 0 3 Plano 3 8 Suavemente ondulado 8 20 Ondulado 20 45 Fortemente ondulado 45 75 Montanhoso 75 Fortemente montanhoso 434 0 3 3 8 8 20 20 45 45 75 75 163 43 06 56 297 Mapas de declividade Marcela Língrafo Estação Meteorológica 0 3 Plano 3 8 Suavemente ondulado 8 20 Ondulado 20 45 Fortemente ondulado 45 75 Montanhoso 75 Fortemente montanhoso 0 3 3 8 8 20 20 45 45 75 462 156 07 103 271 Mapa de solos Lavrinha Legenda CX A fraco relevo forte ondulado CX A moderado relevo forte ondulado CX A moderado relevo montanhoso CX A moderado relevo ondulado CX A proeminente relevo montanhoso GX A moderado relevo plano de várzea RY A moderado relevo plano de várzea Mapa de solos Marcela Legenda Língrafo EstaçãoClimatológica Rodo de Drenagem LVd LAd CXd RUd Mapa de uso do solo Lavrinha Legenda Regeneração Várzea Mata Pastagem Metros Mapa de uso do solo Marcela MCW Maize Eucaliptus Pasture Native Forest Mapa de aptidão agrícola Marcela Fotografias Lavrinha Two people sitting on grass next to a metal tripod with weather sensors mounted on top Two people working near a wooden elevated box mounted on a fence one person holding equipment connected with a yellow cable dressed in white another person sitting on a horse Two people setting up a funnelshaped metal device attached to a wooden post in a forested area PRO Store 461 vol 1000 MM Read Store Set Esc HH2 Moisture Meter AT DELTAT DEVICES CAMBRIDGE ENGLAND No text present in the image Fotografias Marcela Two people standing by a fenced area in a rural landscape with one person adjusting equipment mounted on a tripod A small water body with a metal pole standing in it surrounded by some dry and green vegetation A field with dry soil and patches of small green plants under a partly cloudy sky Exercício morfometria de bacias hidrográficas Carta cartográfica Córrego da lagoa 878 936 1010 1019 970 905 925 879 962 962 995 1018 Córrego do Trincho Riacho do palmitero Delimitação Córrego da lagoa 936 1015 1010 970 925 879 962 952 995 Córrego do Trincho Riacho dos Jarvaes 1018 Individualização Córrego da Cachoeirinha 900 925 970 985 979 1039 1028 Córr da Várzea Grande Córr da Cachoeirinha Lax e B Parâmetros morfológicos Parâmetro Valor Área km² 73729 Perímetro km 11673 Comprimento axial Lax km 4409 Comprimento Talvegue km 492 Largura média m 182373 Comprimento curso dágua principal km 511 Comprimento dos tributários km 1594 Cota da Nascente m 98778 Cota da Foz m 868 Comprimento total das CN km 50309 Área sob o perfil do curso dágua principal m² 19527970 Classificação por Strahler 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 23 1 1 11 21 1 1 1 1 1 2 1 3 1 1 1 4 1 1 1 2 1 Classificação por Horton Classificação por Horton 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Classificação por Horton 2 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 Classificação por Horton 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 3 1 2 11 1 1 1 1 1 2 1 Classificação por Horton 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 3 1 3 11 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 Classificação por Horton 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 4 1 3 11 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 2 1 1 1 Comprimento do curso dágua principal por intervalo de altitude Intervalo Comprimento m 868880 144384 880900 126498 900920 61468 920940 97231 940960 56630 960980 17713 98098778 7061 Área entre curvas de nível Área entre curvas de nível Intervalo Área ha 880 3008 880900 10627 900920 16968 920940 14521 940960 12972 960980 8766 9801000 4715 10001020 1716 1020 436 Somatório 73729 GRH103 HIDROLOGIA I HIDROLOGIA ESTATÍSTICA GILBERTO COELHO Análise da disponibilidade de água para projetos de maneira geral Impactos de usos do solo e mudanças climáticas no contexto da bacia hidrográfica Dimensionamento de obras hidráulicas Barragens Bueiros Terraços Pontes Drenagem Histórico das condições hidrológicas e climáticas Frequência de ocorrência das grandezas climáticas e hidrológicas Modelagem da frequência Incerteza estimativa de valores associados a um nível de probabilidade Variável contínua x Variável discreta Grande parte das decisões tomadas em todas as áreas da ciência baseiamse em análises de parte amostra de um todo população universo que envolve o problema População Universo Amostra µ σ x s e Como garantir que esta amostra e análise sejam representativa da população AMOSTRA representatividade em termos quantitativos número mínimo de informações e qualitativos informação obtida com critério sem tendências e deformações ANÁLISE inferência estatística utilizase o nível de significância α com o intuito de remover a subjetividade do processo de tomada de decisão Inferência Estatística POPULAÇÃO verdadeiras características desconhecidas VARIÁVEL ALEATÓRIA X AMOSTRAGEM fXx para x parâmetros θ1 θ2 θj amostra x1 x2 xN Inferência em relação a fXx Fonte Naghettini Pinto 2008 Principais séries históricas em hidrologia Série Original contendo todos os dados históricos do evento Série de valores totais contém os valores totalizados para um dado período de tempo 10 dias 15 dias mês ano Exemplo Evento em análise precipitação Série de Valores de Precipitação Total Anual Séries de Valores de Precipitação Total Mensal Quinzenal Decendial Continuação Principais séries históricas em hidrologia Série de valores Extremos máximos ou mínimos neste caso a referência pode ser o ano ou algum valor de referência em geral associado a um interesse prático Exemplos Evento precipitação diária Série de Valores de precipitação diária máxima anual Evento vazões diárias Série de valores de vazões Máxima diária anual Série de valores de vazões Mínima diária anual Série de valores de vazões Mínima das médias de 7 dias consecutivos Dados diários de precipitação e vazão dados básicos Vazões máximas diárias anuais selecionar o maior valor de cada ano isto também é válido para vazões mínimas diárias anuais Se tivermos 20 anos esta série terá 20 dados Série histórica de precipitações mensais quinzenais e decendiais aplicação ao estudo de chuva provável e manejo de irrigação É possível criar 12 séries históricas mensais somandose os valores diários de precipitação dentro de um determinado mês num ano específico Precipitação quinzenal 24 séries históricas possíveis trabalhase buscandose responder qual a precipitação esperada mínima provável para por exemplo 1 quinzena de março 2 quinzena de setembro etc Precipitação decendial 36 séries históricas possíveis Precipitação máxima diária anual série histórica constituída por dados de precipitação máxima diária anual Precipitação máxima associada a uma duração pe série histórica de precipitação máxima associada a 30 minutos de duração Estudo de chuvas intensas DADOS DE PRECIPITAÇÃO DIÁRIA LAVRAS Ano 1915 DIA JAN FEV MAR ABR MAIO JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ 1 54 0 0 0 98 0 0 0 0 54 92 01 2 04 0 136 0 0 0 0 0 0 16 12 0 3 45 30 01 0 0 0 0 0 0 0 40 0 4 24 0 175 0 0 0 0 0 0 0 384 0 5 0 03 227 0 0 48 0 0 38 0 18 0 6 0 22 228 46 0 0 0 0 98 0 07 0 7 0 0 14 1 0 0 1 0 0 12 0 126 8 0 0 17 18 0 0 88 0 0 0 0 29 9 0 134 1 0 0 41 0 0 0 165 0 02 10 0 144 0 0 0 77 0 0 122 322 0 0 11 0 0 18 0 0 0 0 0 5 04 0 0 12 0 0 89 0 24 142 1 0 198 0 0 31 13 0 0 0 0 0 112 0 0 0 0 0 462 14 0 0 07 0 0 0 28 0 0 4 75 122 15 0 261 0 116 05 0 10 0 0 82 332 104 16 0 118 0 56 0 0 78 0 298 0 108 155 17 0 0 0 0 0 0 3 0 58 0 01 0 18 0 26 94 0 0 0 0 0 0 91 03 0 19 0 0 43 0 37 0 0 0 0 01 21 0 20 05 0 19 0 0 0 2 0 208 0 206 0 21 0 0 65 0 0 0 13 0 0 276 28 0 22 88 0 55 0 0 0 66 0 0 28 45 0 23 83 0 248 0 0 0 0 0 0 8 01 17 24 19 0 145 0 0 0 0 0 0 141 15 0 25 07 0 0 18 0 0 0 0 22 56 01 363 26 143 1 0 28 0 0 0 0 07 0 196 172 27 114 0 0 0 15 0 0 0 0 2 0 17 28 0 21 25 0 87 0 0 0 0 0 0 63 29 114 0 0 0 25 0 0 0 32 0 0 0 30 0 0 0 0 168 0 0 0 65 0 341 11 31 0 0 0 0 0 0 0 0 0 192 0 213 DADOS DE PRECIPITAÇÃO DIÁRIA LAVRAS Ano 1915 DIA JAN FEV MAR ABR MAIO JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ 1 54 0 0 0 98 0 0 0 0 54 92 01 2 04 0 136 0 0 0 0 0 0 16 12 0 3 45 30 01 0 0 0 0 0 0 0 40 0 4 24 0 175 0 0 0 0 0 0 0 384 0 5 0 03 227 0 0 48 0 0 38 0 18 0 6 0 22 228 46 0 0 0 0 98 0 07 0 7 0 0 14 1 0 0 1 0 0 12 0 126 8 0 0 17 18 0 0 88 0 0 0 0 29 9 0 134 1 0 0 41 0 0 0 165 0 02 10 0 127 144 0 0 0 77 0 0 122 322 0 0 11 0 0 18 0 0 0 0 0 5 04 0 0 12 0 0 89 0 24 142 1 0 198 0 0 31 13 0 0 0 0 0 112 0 0 0 0 0 462 14 0 0 07 0 0 0 28 0 0 4 75 122 15 0 261 0 116 05 0 10 0 0 82 332 104 16 0 118 0 56 0 0 78 0 298 0 108 155 17 0 0 0 0 0 0 3 0 58 0 01 0 18 0 26 94 0 0 0 0 0 0 91 03 0 19 0 0 43 0 37 0 0 0 0 01 21 0 20 05 05 0 19 0 0 0 2 0 208 0 206 0 21 0 0 65 0 0 0 13 0 0 276 28 0 22 88 0 55 0 0 0 66 0 0 28 45 0 23 83 0 248 0 0 0 0 0 0 8 01 17 24 19 0 145 0 0 0 0 0 0 141 15 0 25 07 0 0 18 0 0 0 0 22 56 01 363 26 143 1 0 28 0 0 0 0 07 0 196 172 27 114 0 0 0 15 0 0 0 0 2 0 17 28 0 21 25 0 87 0 0 0 0 0 0 63 29 114 0 0 0 25 0 0 0 32 0 0 0 30 0 0 0 0 168 0 0 0 65 0 341 11 31 0 568 0 0 0 0 0 0 0 0 192 0 213 DADOS DE PRECIPITAÇÃO DIÁRIA LAVRAS Ano 1915 DIA JAN FEV MAR ABR MAIO JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ 1 54 0 0 0 98 0 0 0 0 54 92 01 2 04 0 136 0 0 0 0 0 0 16 12 0 3 45 30 01 0 0 0 0 0 0 0 40 0 4 24 0 175 0 0 0 0 0 0 0 384 0 5 0 03 227 0 0 48 0 0 38 0 18 0 6 0 22 228 46 0 0 0 0 98 0 07 0 7 0 0 14 1 0 0 1 0 0 12 0 126 8 0 0 17 18 0 0 88 0 0 0 0 29 9 0 134 1 0 0 41 0 0 0 165 0 02 10 0 144 0 0 0 77 0 0 122 322 0 0 11 0 0 18 0 0 0 0 0 5 04 0 0 12 0 0 89 0 24 142 1 0 198 0 0 31 13 0 0 0 0 0 112 0 0 0 0 0 462 14 0 0 07 0 0 0 28 0 0 4 75 122 15 0 127 261 0 116 05 0 10 0 0 82 332 104 16 0 118 0 56 0 0 78 0 298 0 108 155 17 0 0 0 0 0 0 3 0 58 0 01 0 18 0 26 94 0 0 0 0 0 0 91 03 0 19 0 0 43 0 37 0 0 0 0 01 21 0 20 05 0 19 0 0 0 2 0 208 0 206 0 21 0 0 65 0 0 0 13 0 0 276 28 0 22 88 0 55 0 0 0 66 0 0 28 45 0 23 83 0 248 0 0 0 0 0 0 8 01 17 24 19 0 145 0 0 0 0 0 0 141 15 0 25 07 0 0 18 0 0 0 0 22 56 01 363 26 143 1 0 28 0 0 0 0 07 0 196 172 27 114 0 0 0 15 0 0 0 0 2 0 17 28 0 21 25 0 87 0 0 0 0 0 0 63 29 114 0 0 0 25 0 0 0 32 0 0 0 30 0 0 0 0 168 0 0 0 65 0 341 11 31 0 573 0 0 0 0 0 0 0 0 192 0 213 SÉRIES HIDROLÓGICAS VALORES TOTAIS PERÍODO JAN FEV MAR ABR MAIO JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ DEC 110 127 603 808 236 98 166 98 0 258 677 1021 158 DEC 1120 05 405 27 172 66 254 266 0 812 218 746 874 DEC 2131 568 31 538 208 295 0 79 0 126 793 627 1009 QUINZ 115 127 864 922 352 127 42 236 0 506 803 1428 877 QUINZ 1631 573 175 694 264 332 0 207 0 69 885 966 1164 MENSAL 70 1039 1616 616 459 420 443 0 1196 1688 2394 2041 ANUAL 12612 VALORES MÁXIMOS MENSAL 143 30 248 18 168 142 10 0 298 322 40 462 ANUAL 462 Cálculo da Frequência Organizar a série histórica em ordem crescente ou decrescente Frequência de não excedência ou de excedência Identificar a posição de cada valor dentro da série Calcular a frequência com base em formulações específicas Fobs iN1 Tempo de Retorno Conceito probabilístico Sua aplicação está associada aos objetivos do projeto TR 1F 1P i posição do valor dentro da série N tamanho da série histórica Ajuste de uma distribuição de probabilidades FDP x FCP Estimativa da variável associada a uma probabilidade ou recorrência Equação Geral de Ven Te Chow Parâmetros de ajuste Calculados com base na série histórica Associados à média variância ou desvio padrão e assimetria Modelagem da Frequência 𝑋𝑇𝑅 𝑋 𝑍 𝑆 Distribuição Normal ou de Gauss Aplicação séries de valores totais ou médios Ex Estudos associados à balanço hídrico precipitação total no período anual mensal etc Caracterização climática etc 2 e 2 1 f x FDP x 50 dx 2 e 2 1 x Pr ob x F x FCP x 50 x i Função densidade de probabilidade Função cumulativa de probabilidade Distribuição Normal ou de Gauss PADRÃO REDUZIDA DN 01 s x x z 𝐹 𝑧 Pr 𝑜 𝑏 𝑍 𝑧 1 2 𝜋 න 𝑧 𝑒05𝑧2𝑑𝑧 Z 0 001 002 003 004 005 006 007 008 009 0 05000 04960 04920 04880 04840 04801 04761 04721 04681 04641 01 04602 04562 04522 04483 04443 04404 04364 04325 04286 04247 02 04207 04168 04129 04090 04052 04013 03974 03936 03897 03859 03 03821 03783 03745 03707 03669 03632 03594 03557 03520 03483 04 03446 03409 03372 03336 03300 03264 03228 03192 03156 03121 05 03085 03050 03015 02981 02946 02912 02877 02843 02810 02776 06 02743 02709 02676 02643 02611 02578 02546 02514 02483 02451 07 02420 02389 02358 02327 02296 02266 02236 02206 02177 02148 08 02119 02090 02061 02033 02005 01977 01949 01922 01894 01867 09 01841 01814 01788 01762 01736 01711 01685 01660 01635 01611 1 01587 01562 01539 01515 01492 01469 01446 01423 01401 01379 11 01357 01335 01314 01292 01271 01251 01230 01210 01190 01170 12 01151 01131 01112 01093 01075 01056 01038 01020 01003 00985 13 00968 00951 00934 00918 00901 00885 00869 00853 00838 00823 14 00808 00793 00778 00764 00749 00735 00721 00708 00694 00681 15 00668 00655 00643 00630 00618 00606 00594 00582 00571 00559 16 00548 00537 00526 00516 00505 00495 00485 00475 00465 00455 17 00446 00436 00427 00418 00409 00401 00392 00384 00375 00367 18 00359 00351 00344 00336 00329 00322 00314 00307 00301 00294 19 00287 00281 00274 00268 00262 00256 00250 00244 00239 00233 2 00228 00222 00217 00212 00207 00202 00197 00192 00188 00183 21 00179 00174 00170 00166 00162 00158 00154 00150 00146 00143 22 00139 00136 00132 00129 00125 00122 00119 00116 00113 00110 23 00107 00104 00102 00099 00096 00094 00091 00089 00087 00084 24 00082 00080 00078 00075 00073 00071 00069 00068 00066 00064 25 00062 00060 00059 00057 00055 00054 00052 00051 00049 00048 26 00047 00045 00044 00043 00041 00040 00039 00038 00037 00036 27 00035 00034 00033 00032 00031 00030 00029 00028 00027 00026 28 00026 00025 00024 00023 00023 00022 00021 00021 00020 00019 29 00019 00018 00018 00017 00016 00016 00015 00015 00014 00014 3 00013 00013 00013 00012 00012 00011 00011 00011 00010 00010 31 00010 00009 00009 00009 00008 00008 00008 00008 00007 00007 32 00007 00007 00006 00006 00006 00006 00006 00005 00005 00005 33 00005 00005 00005 00004 00004 00004 00004 00004 00004 00003 34 00003 00003 00003 00003 00003 00003 00003 00003 00003 00002 z 000 001 002 003 004 005 006 007 008 009 000 05 05040 05080 05120 05160 05199 05239 05279 05319 05359 010 05398 05438 05478 05517 05557 05596 05636 05675 05714 05753 020 05793 05832 05871 05910 05948 05987 06026 06064 06103 06141 030 06179 06217 06255 06293 06331 06368 06406 06443 06480 06517 040 06554 06591 06628 06664 06700 06736 06772 06808 06844 06879 050 06915 06950 06985 07019 07054 07088 07123 07157 07190 07224 060 07257 07291 07324 07357 07389 07422 07454 07486 07517 07549 070 07580 07611 07642 07673 07704 07734 07764 07794 07823 07852 080 07881 07910 07939 07967 07995 08023 08051 08078 08106 08133 090 08159 08186 08212 08238 08264 08289 08315 08340 08365 08389 100 08413 08438 08461 08485 08508 08531 08554 08577 08599 08621 110 08643 08665 08686 08708 08729 08749 08770 08790 08810 08830 120 08849 08869 08888 08907 08925 08944 08962 08980 08997 09015 130 09032 09049 09066 09082 09099 09115 09131 09147 09162 09177 140 09192 09207 09222 09236 09251 09265 09279 09292 09306 09319 150 09332 09345 09357 09370 09382 09394 09406 09418 09429 09441 160 09452 09463 09474 09484 09495 09505 09515 09525 09535 09545 170 09554 09564 09573 09582 09591 09599 09608 09616 09625 09633 180 09641 09649 09656 09664 09671 09678 09686 09693 09699 09706 190 09713 09719 09726 09732 09738 09744 09750 09756 09761 09767 200 09772 09778 09783 09788 09793 09798 09803 09808 09812 09817 210 09821 09826 09830 09834 09838 09842 09846 09850 09854 09857 220 09861 09864 09868 09871 09875 09878 09881 09884 09887 09890 230 09893 09896 09898 09901 09904 09906 09909 09911 09913 09916 240 09918 09920 09922 09925 09927 09929 09931 09932 09934 09936 250 09938 09940 09941 09943 09945 09946 09948 09949 09951 09952 260 09953 09955 09956 09957 09959 09960 09961 09962 09963 09964 270 09965 09966 09967 09968 09969 09970 09971 09972 09973 09974 280 09974 09975 09976 09977 09977 09978 09979 09979 09980 09981 290 09981 09982 09982 09983 09984 09984 09985 09985 09986 09986 300 09987 09987 09987 09988 09988 09989 09989 09989 09990 09990 310 09990 09991 09991 09991 09992 09992 09992 09992 09993 09993 320 09993 09993 09994 09994 09994 09994 09994 09995 09995 09995 330 09995 09995 09995 09996 09996 09996 09996 09996 09996 09997 340 09997 09997 09997 09997 09997 09997 09997 09997 09997 09998 Exemplos de Aplicação a Qual a probabilidade de ocorrer um ano com precipitação anual inferior a 900 mm para um local com precipitação média anual de 1450 mm e desvio padrão de 310 mm Admitese que a DN é adequada para esta série histórica b Qual a probabilidade de ocorrer um ano com precipitação anual superior a 2000 mm c Quais os valores da precipitação anual associada ao Tempo de Retorno de 100 anos d Qual a probabilidade da precipitação total anual estar entre 1000 e 1700 mm Dados com distribuição assintótica máximos e mínimos 1 Aplicaçõessituações A Precipitações diárias máximas anuais ou associadas a uma duração específica 10 20 30 60 minutos etc chuvas intensas B Precipitação provável C Vazões máximas e mínimas diárias anuais D Vazões de referência para outorga Q7 2 Principais distribuições A Gumbel para máximos e mínimos B Lognormal 2 Parâmetros 2 n n e 2 x 1 FDP Ln x 50 n n x Ln n 1 i n 𝑥𝑇𝑅 𝑒𝜇𝑛𝑍𝜎𝑛 2 2 4 n s x x 2 Ln 1 2 2 2 n x s x Ln Estimativa com base em dados transformados Estimativa com base em dados sem transformação Ordem Precipitação mm Fexcedência Ordem Precipitação mm Fexcedência 1 280 004545 12 81 054545 2 225 009091 13 74 059091 3 191 013636 14 70 063636 4 160 018182 15 61 068182 5 140 022727 16 52 072727 6 135 027273 17 42 077273 7 134 031818 18 29 081818 8 131 036364 19 25 086364 9 112 040909 20 17 090909 10 97 045455 21 8 095455 11 94 050000 Sabendose que a média dos logarítmos é de 43372 e o desvio padrão é igual a 08913 calcule 1 Qual a precipitação provável associada a probabilidade de excedência de 75 2 Qual a probabilidade de ocorrer um decêndio com precipitação total superior a 320 mm 3 Qual a probabilidade de ocorrer um decêndio com precipitação inferior a 5 mm 4 Qual a probabilidade de ocorrer um decêndio com precipitação entre 150 e 210 mm 5 Calcule a precipitação provável associada à probabilidade de excedência de 90 6 Qual o TR para um decêndio com precipitação total de 305 mm Resolva os seguintes problemas Resolva os itens anteriores considerando agora apenas a média e o desvio padrão dos dados originais que são respectivamente iguais a 1028 mm e 707 mm x e FDP e x x e x P x e i Parâmetros µ e α s 12826 0 45 s x X X KTr YTr e i e x x P 78 0 0 45 Tr Tr K Y Ano Precipitação Ano Precipitação 1944 53 1976 78 1945 153 1977 74 1946 82 1978 95 1947 101 1979 63 1948 85 1980 84 1949 62 1981 85 1950 72 1982 127 1951 96 1983 115 1952 71 1984 49 1953 77 1985 100 1954 116 1986 132 1955 109 1987 138 1956 94 1988 83 1957 48 1989 63 1958 71 1990 65 1959 89 1991 102 1960 98 1992 114 1961 86 1993 63 1962 71 1994 152 1963 34 1995 69 1964 122 1996 93 1965 63 1997 67 1966 110 1998 68 1967 74 1999 94 1968 98 2000 125 1969 93 2001 59 1970 95 2002 73 1971 75 2003 128 1972 92 2004 63 1973 65 2005 134 1974 63 2006 263 1975 67 2007 103 Média 9061 mm Desvio 3389 Precipitação Posição Precipitação Posição 34 1 85 33 48 2 86 34 49 3 89 35 53 4 92 36 59 5 93 37 62 6 93 38 63 7 94 39 63 8 94 40 63 9 95 41 63 10 95 42 63 11 96 43 63 12 98 44 65 13 98 45 65 14 100 46 67 15 101 47 67 16 102 48 68 17 103 49 69 18 109 50 71 19 110 51 71 20 114 52 71 21 115 53 72 22 116 54 73 23 122 55 74 24 125 56 74 25 127 57 75 26 128 58 77 27 132 59 78 28 134 60 82 29 138 61 83 30 152 62 84 31 153 63 85 32 263 64 0 50 100 150 200 250 300 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 Ano Pmáxima diária anual mm Aplicando a FDP da distribuição Gumbel 0 0002 0004 0006 0008 001 0012 0014 0016 0 50 100 150 200 250 300 Pmáxima diária mm FDP 0 02 04 06 08 1 0 50 100 150 200 250 300 Precipitação máxima mm Freqüência Ajuste da Distribuição Gumbel 1 Qual o TR para uma precipitação máxima diária anual superior a 120 mm 2 Qual o TR para uma precipitação máxima diária anual superior a 200 mm 3 Para um projeto de uma barragem nesta localidade Aiuruoca calcule a precipitação máxima diária anual associada a um TR de 200 anos 4 Qual o valor da precipitação máxima diária anual para a localidade acima considerando uma probabilidade de nãoexcedência de 098 x e e x FDP x e i e x P x 1 Parâmetros µ e α s 12826 0 45 s x X X KTr YTr e i e x P x 1 78 0 0 45 Tr Tr K Y Série Histórica de Vazões Mínimas com 7 dias de duração Média 197 m3s Desvio 09136 m3s Ano Vazão m3s Ordem Vazões ord 1985 484 1 061 1986 137 2 069 1987 207 3 093 1988 200 4 105 1989 255 5 111 1990 213 6 137 1991 273 7 148 1992 296 8 160 1993 188 9 164 1994 196 10 185 1995 111 11 188 1996 093 12 191 1997 220 13 193 1998 191 14 196 1999 105 15 200 2000 193 16 207 2001 061 17 213 2002 148 18 220 2003 069 19 255 2004 185 20 266 2005 318 21 273 2006 266 22 296 2007 160 23 318 2008 164 24 484 Ajuste da Distribuição Gumbel 0 02 04 06 08 1 000 100 200 300 400 500 600 Vazão mínima de 7 dias m3s Freqüência Fobservada Gumbel LN 2P 1 Qual o TR para uma vazão mínima de 7 dias inferior a 05 m3s 2 Para um processo de outorga calcule a vazão Q710 para esta bacia hidrográfica 3 Qual o valor da vazão mínima de 7 dias considerando uma probabilidade de excedência de 095 4 Calcule a vazão Q730 e Q715 KolmogorovSmirnov teste mais aplicado QuiQuadrado permite comparar distribuições Filliben AndersonDarling Testes mais rigorosos Ideal para distribuições assintóticas Teste Quiquadrado Procedimentos Divisão em classes Agrupamento de classes com menos de 3 valores Cálculo da frequência observada em cada classe Cálculo da frequência estimada em cada classe Cálculo do Quiquadrado Quiquadrado tabelado GL ns Conclusão do teste Divisão em classes Amplitude dos dados A M m Amplitude da classe Ac A K Limite inferior da primeira classe Li m Limite superior da primeira classe Ls m Ac Contagem do número de ocorrências em cada classe Frequência observada Se alguma classe apresentar número de ocorrências menor que 3 esta classe deve ser agrupada com outra Cálculo da frequência estimada em cada classe Obter a ProbX Xi do limite superior e do limite inferior de cada classe Obter a ProbXinf X Xsup Obter a número de ocorrências esperado em cada classe Fteo ProbXinf X Xsup n Cálculo do ² n i 1 teoricoi 2 teoricoi obsi calculado 2 f f f χ² tabelado Graus de Liberdade v Nível de Significância 0995 0975 0950 0900 0750 0500 0100 0050 0010 0005 1 0000039 0000982 0003932 0015791 0101532 0455 2706 3841 6635 7879 2 0010025 0050636 0102587 0210721 0575364 1386 4605 5991 9210 10597 3 0071721 0215793 0351843 0584369 1213 2366 6251 7815 11345 12838 4 0206989 0484418 0710723 1064 1923 3357 7779 9488 13277 14860 5 0411742 0831212 1145 1610 2675 4351 9236 11070 15086 16750 6 0675727 1237 1635 2204 3455 5348 10645 12592 16812 18548 7 0989256 1690 2167 2833 4255 6346 12017 14067 18475 20278 8 1344 2180 2733 3490 5071 7344 13362 15507 20090 21955 9 1735 2700 3325 4168 5899 8343 14684 16919 21666 23589 10 2156 3247 3940 4865 6737 9342 15987 18307 23209 25188 15 4601 6262 7261 8547 11037 14339 22307 24996 30578 32801 20 7434 9591 10851 12443 15452 19337 28412 31410 37566 39997 25 10520 13120 14611 16473 19939 24337 34382 37652 44314 46928 30 13787 16791 18493 20599 24478 29336 40256 43773 50892 53672 40 20707 24433 26509 29051 33660 39335 51805 55758 63691 66766 50 27991 32357 34764 37689 42942 49335 63167 67505 76154 79490 60 35534 40482 43188 46459 52294 59335 74397 79082 88379 91952 120 83852 91573 95705 100624 109220 119334 140233 146567 158950 163648 240 187324 198984 205135 212386 224882 239334 268471 277138 293888 300182 480 403949 421189 430198 440745 458754 479334 52011 532075 555006 563561 850891 876028 889081 904291 930093 959333 1016566 1033193 1064867 1076621 ² tabelado Os graus de liberdade são obtidos considerando uma posição intermediária entre v nc 1 e v nc np 1 A distribuição é aceita se ² calculado ² Tabelado A distribuição que apresentar o menor valor de ² calculado é considerada a melhor distribuição para a referida série histórica Exercício Verificar qual a melhor distribuição de probabilidade para a série histórica de valores Q7 Ano Q7 m³s Q7 Ls LnQ7 1985 484 4840 848 1986 137 1370 722 1987 207 2070 764 1988 200 2000 760 1989 255 2550 784 1990 213 2130 766 1991 273 2730 791 1992 296 2960 799 1993 188 1880 754 1994 196 1960 758 1995 111 1110 701 1996 093 930 684 1997 220 2200 770 1998 191 1910 755 1999 105 1050 696 2000 193 1930 757 2001 061 610 641 2002 148 1480 730 2003 069 690 654 2004 185 1850 752 2005 318 3180 806 2006 266 2660 789 2007 160 1600 738 2008 164 1640 740 Q7 m 197 19721 748 Desvio 09134 9134 048 Frequência de ocorrência Li Ls Ls Ls F obs 610 1456 6 1456 2302 12 2302 3148 4 3148 3994 1 3994 4840 1 Z 0 001 002 003 004 005 006 007 008 009 0 05000 04960 04920 04880 04840 04801 04761 04721 04681 04641 01 04602 04562 04522 04483 04443 04404 04364 04325 04286 04247 02 04207 04168 04129 04090 04052 04013 03974 03936 03897 03859 03 03821 03783 03745 03707 03669 03632 03594 03557 03520 03483 04 03446 03409 03372 03336 03300 03264 03228 03192 03156 03121 05 03085 03050 03015 02981 02946 02912 02877 02843 02810 02776 06 02743 02709 02676 02643 02611 02578 02546 02514 02483 02451 07 02420 02389 02358 02327 02296 02266 02236 02206 02177 02148 08 02119 02090 02061 02033 02005 01977 01949 01922 01894 01867 09 01841 01814 01788 01762 01736 01711 01685 01660 01635 01611 1 01587 01562 01539 01515 01492 01469 01446 01423 01401 01379 11 01357 01335 01314 01292 01271 01251 01230 01210 01190 01170 12 01151 01131 01112 01093 01075 01056 01038 01020 01003 00985 13 00968 00951 00934 00918 00901 00885 00869 00853 00838 00823 14 00808 00793 00778 00764 00749 00735 00721 00708 00694 00681 15 00668 00655 00643 00630 00618 00606 00594 00582 00571 00559 16 00548 00537 00526 00516 00505 00495 00485 00475 00465 00455 17 00446 00436 00427 00418 00409 00401 00392 00384 00375 00367 18 00359 00351 00344 00336 00329 00322 00314 00307 00301 00294 19 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00002 Tabela de z Tabela de z z 000 001 002 003 004 005 006 007 008 009 000 05 05040 05080 05120 05160 05199 05239 05279 05319 05359 010 05398 05438 05478 05517 05557 05596 05636 05675 05714 05753 020 05793 05832 05871 05910 05948 05987 06026 06064 06103 06141 030 06179 06217 06255 06293 06331 06368 06406 06443 06480 06517 040 06554 06591 06628 06664 06700 06736 06772 06808 06844 06879 050 06915 06950 06985 07019 07054 07088 07123 07157 07190 07224 060 07257 07291 07324 07357 07389 07422 07454 07486 07517 07549 070 07580 07611 07642 07673 07704 07734 07764 07794 07823 07852 080 07881 07910 07939 07967 07995 08023 08051 08078 08106 08133 090 08159 08186 08212 08238 08264 08289 08315 08340 08365 08389 100 08413 08438 08461 08485 08508 08531 08554 08577 08599 08621 110 08643 08665 08686 08708 08729 08749 08770 08790 08810 08830 120 08849 08869 08888 08907 08925 08944 08962 08980 08997 09015 130 09032 09049 09066 09082 09099 09115 09131 09147 09162 09177 140 09192 09207 09222 09236 09251 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componentes poderão ser monitorados EQUACIONAMENTO Objetivos do estudo Dados disponíveis qualidade da informação Aproximações são necessárias MONITORAMENTO A armazenamento de água no solo TDR profile probe blocos de resistência elétrica Problemas calibração do equipamento variabilidade espacial D deflúvio escoamento Estações fluviométricas réguas linimétricas e ou linígrafos Problemas construção de curvachave representativa P precipitação chuva pluviômetros pluviógrafos estação meteorológica radares satélites Problemas variabilidade especial ET evapotranspiração Estimativa dados climáticos estação meteorológica Problemas são estimativas baseadas em modelos específicos PenmanMonteith São necessários dados fisiológicos das espécies resistência aerodinâmica e resistência estomática Conforme o objetivo este modelo precisa ser previamente calibrado Medição da ET somente por balanço hídrico Análise do armazenamento de água na bacia Armazenamento de água na zona saturada Armazenamento de água na zona não saturada umidade do solo Problemas Monitoramento da zona saturada Poços de observação representativos Metodologia de análise do armazenamento na zona saturada Balanço Hídrico Subterrâneo Divisor geográfico da bacia Precipitação Infiltração Escoamento superficial Pp Ac Qe Qi Qle ΔV Aquífero livre Qea Qsa Aquífero confinado Qls Tipos de Aquíferos Poço artesiano não jorrante Superfície do Terreno Poço não artesiano Poço artesiano jorrante Linha piezométrica Aquífero suspenso Solo meio aerado Nível d água Aquífero livre Manto de confinamento Aquífero confinado Rochas Principais Sistemas Aquíferos Legenda Sistema aquífero Aluvial Cobertura Detritica Arenítico Cabornático Pelítico Carbonático Basáltico Pelítico Quartzítico Xistoso Gnássico Granítico A Superúmido B4 Úmido B3 Úmido B2 Úmido B1 Úmido C2 Subúmido C1 Subúmido seco D Semiárido Vulnerabilidade dos Recursos Hídricos Superficiais Minas Gerais Legenda M Alta Alta Média Baixa M Baixa Distribuição espacial de postos pluviométricos e pluviográficos no Brasil Relação entre a área dos estados e o número de postos pluviométricos Média brasileira 1 posto por 1376 km² Acre Alagoas Amazonas Amapá Bahia Ceará Distrito Federal Espírito Santo Goiás Maranhão Minas Gerais Mato Grosso Sul Mato Grosso Pará Paraíba Pernambuco Piauí Paraná Rio de Janeiro Rio Grande Norte Rio Grande do Sul Roraima Santa Catarina Sergipe São Paulo Tocantins de postos pluviométricos em relação ao total por estados brasileiros Acre Alagoas Amazonas Amapá Bahia Ceará Distrito Federal Espírito Santo Goiás Maranhão Minas Gerais Mato Grosso Sul Mato Grosso Pará Paraíba Pernambuco Piauí Paraná Rio de Janeiro Rio Grande Norte Rio Grande do Sul Roraima Santa Catarina Sergipe São Paulo Tocantins Monitoramento do escoamento Linígrafo automático Réguas Linimétricas HOBO onset Water Level Logger range 0 to 76 m 0 to 250 ft PN U2000103 SN 956493 wwwonsetcompcom No text present in the image Nivel dagua m Intervalo de Tempo CURVA CHAVE Q 166h³ 322h² 125h 01541 R2 09935 Intervalo de Tempo Outras opções de monitoramento 1 Vertedor Monitoramento meteorológico 2 Calhas