Trabalho Hidrologia Resolvido-2022 2

Universidade Federal do Paraná Disciplina: Hidrologia Docente: Professor Fernando Armani EDUARDA KAROLINA MIRANDA DO CARMO MATRÍCULA: GRR20166984 RELATÓRIO TÉCNICO DA DELIMITAÇÃO DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO MÃE-CATIRA SITUADO NO MUNICÍPIO DE MORRETES/PR Paraná Novembro de 2022 2 Sumário INTRODUÇÃO .................................................................................................................................................. 3 METODOLOGIA ............................................................................................................................................... 4 Cálculo da área e de perímetro da Bacia hidrográfica ...................................................................... 7 Cálculo da densidade de drenagem....................................................................................................... 7 Fator de forma.............................................................................................................................................. 8 Índice de conformação .............................................................................................................................. 9 Amplitude altimétrica do curso d’água principal ............................................................................... 9 Declividade do curso d’água principal .................................................................................................. 9 RESULTADOS ................................................................................................................................................ 10 REFERÊNCIAS ............................................................................................................................................... 13 3 INTRODUÇÃO A hidrologia é um campo de estudo extremamente importante, lidando com um dos recursos mais valiosos da Terra: a água. Todos os aspectos da água disponível na Terra são estudados por especialistas de várias disciplinas, de geólogos a engenheiros, para obter as informações necessárias para gerenciar esse recurso vital. Os hidrólogos confiam em sua compreensão de como a água interage com seu ambiente, incluindo como ela se move da superfície da Terra para a atmosfera e depois de volta para a Terra. Esse movimento sem fim é chamado de ciclo hidrológico ou ciclo da água. A água assume várias formas no ambiente em resposta a mudanças de temperatura e outras influências. A água da superfície dos oceanos e outros corpos de água é aquecida pelo sol e evapora como vapor de água. À medida que esse ar úmido sobe na atmosfera, ele esfria e se condensa em nuvens. Uma vez que atinge o solo, a água é absorvida e torna-se água subterrânea. A água subterrânea que não for absorvida retornará aos riachos, rios, riachos e, eventualmente, aos oceanos. O ciclo se repete à medida que a superfície dos corpos d'água evapora novamente. A umidade capturada pelas plantas também pode retornar à atmosfera através de um processo chamado transpiração. O campo da hidrologia consiste não apenas em estudar a distribuição natural e o movimento da água, mas também se preocupa com o impacto das atividades humanas na qualidade da água e com os problemas na gestão da água. As pessoas usam a água para muitos propósitos. Em suas casas, as pessoas usam a água para beber, cozinhar, limpar e tomar banho. Muitas indústrias têm uma grande necessidade de água. Na agricultura, a água é utilizada para a irrigação de terras agrícolas e para o gado. A água em muitas barragens é usada para produzir energia hidrelétrica. A lista de usos humanos para a água é virtualmente interminável. A bacia hidrográfica pode ser definida unidade física para estudos hidrológicos, tendo uma única forma de entrada (input), que é a precipitação, e a saída é dada pelo runoff na saída da bacia, consideradas as perdas por evapotranspiração. (ROCHA & SANTOS 2018). 4 METODOLOGIA O presente trabalho teve como objetivo principal realizar a delimitação de uma bacia hidrográfica de algum dos rios do município de Morretes/PR, de modo que a delimitação fosse realizada a partir do exultório da bacia num ponto do rio onde a sua classe é 3 do ordenamento Strahler. O rio escolhido para a realização do trabalho foi o Rio Mãe-Catira e a delimitação da bacia foi feita manualmente através da ferramenta de criação de polígonos do software Qgis. Sendo que foi realizado o georreferenciamento da carta do município de Morretes e em seguida foi traçado o desenho da bacia hidrográfica, tendo como parâmetros principais os curso d’águas e a curva de nível apresentada na carta em questão. Na Figura 1 temos um mapa com uma camada da carta georreferenciado e a delimitação da bacia hidrográfica. A Bacia do Rio Mãe-Catira, demonstrada pela Figura 2, está localizada na cidade Morretes/PR, sendo que o município em questão se situa a 23 km a Sul-Leste de Piraquara a maior cidade nos arredores. Morretes está situado na Latitude: 25° 28' 44'' Sul, Longitude: 48° 49' 54'' Oeste. Já a Bacia do Rio Mãe-Catira possui uma área de 54,52Km² e 14,25 Km de comprimento do curso d’água principal. O curso do Rio principal tem a direção no sentido noroeste-sudeste da bacia. O uso e ocupação na cidade de Morretes é caracterizado pela predominância de formação florestal, formação savânica, área urbana, pastagem e agricultura. Sendo que na área da bacia do Rio Mãe-Catira temos a presença majoritária de formação florestal e áreas de pequenas pastagem e agricultura. A Figura 3 apresenta de forma detalhada o uso e ocupação do solo da região. Nas Figuras 4 e 5, respectivamente, temos mapas que apresentam mapas comada de “Satélite” e “Terra” do Google. Vale salientar que todos os mapas foram confeccionados por meio do software Qgis. 5 Figura 1: Mapa de localizada da bacia hidrográfica do Rio Mãe-Catira Fonte: Autoria própria Figura 2: Mapa de localizada da bacia hidrográfica do Rio Mãe-Catira Fonte: Autoria própria 6 Figura 3: Mapa de uso e ocupação da cidade de Morretes/PR Fonte: Autoria própria Figura 4: Mapa da delimitação Bacia do Rio Mãe-Catira com camada “Terra” Fonte: Autoria própria 7 Figura 5: Mapa da delimitação Bacia do Rio Mãe-Catira com camada “Satélite” Fonte: Autoria própria Cálculo da área e de perímetro da Bacia hidrográfica A área e perímetro da bacia hidrográfica do Rio Mãe-Catira foram obtidos através das funções “área” e “perimeter” respectivamente, tais funções podem ser usadas através da tabela de atributos do Qgis. Cálculo da densidade de drenagem Quanto à drenagem da bacia hidrográfica, temos o cálculo da densidade de drenagem que é a relação entre o comprimento de todos os rios da bacia dividida pela sua área. Essa nos dá uma indicação razoável do grau de desenvolvimento de um sistema de drenagem e pode ser calculada através da seguinte relação. Dd = L/A Onde: L: é comprimento total do curso d´água 8 A: Área da bacia hidrográfica Fator de forma O Fator de Forma (Kf) é a relação entre a largura média da bacia e o seu comprimento do rio principal. Este por sua vez, retorna em termos numéricos a propensão a cheia ou não de uma bacia. Quando o Fator de forma próximo ou maior que 1: indica que a bacia é arredondada. Já quando o Fator de forma < 1: a bacia tem forma mais alongada. A seguir, é apresentada a Tabela 2 com a faixa de classificação: Tabela 1 – Classificação do fator de forma Fator de forma Classes 1,00 – 0,75 Sujeito a enchentes 0,75 – 0,50 Tendência mediana a enchentes < 0,50 Não sujeito a enchentes Fonte: Autora (2022) O Fator de forma é calculado pela seguinte relação: Kf = A/L² Onde: Kf: Fator de forma A: Área da bacia em Km² L: Comprimento do rio principal Índice de compacidade Já o índice de compacidade é a relação entre o perímetro da bacia e de um círculo de área igual à da bacia, quanto mais próximo de 1 essa relação mais circular é a bacia, logo, está mais propensa a grandes enchentes. Quando o Kc = 1: a bacia é perfeitamente circular. Kc = 0,28. P/A0,5 Onde: P: Perímetro da bacia Km 9 A: Área da bacia em Km² Índice de conformação O índice de conformação representa a relação entre a área da bacia e um quadrado de lado igual ao comprimento axial da bacia. Este índice pode ser matematicamente expresso por: Ic = A/Laxial² Onde: Ic: Índice de donformação A: Área da bacia em Km² L: Comprimento axial da bacia em Km Amplitude altimétrica do curso d’água principal A amplitude altimétrica corresponde a amplitude altimétrica é a diferença entre a maior e a menor altitude da área da bacia e expressa em metros e foi obtida conforme a expressão: ΔH = MA – mA onde: ΔH = amplitude altimétrica. MA = maior altitude. mA = menor altitude. Declividade do curso d’água principal A declividade é a taxa de decrescimento da cota ao longo do curso d'água, ou seja, é o grau de inclinação que o curso d'água tem em relação a um eixo horizontal. A declividade é a relação entre duas grandezas lineares: a diferença de cotas (ΔH) e o comprimento do curso d'água (L), portanto ela é adimensional. 10 RESULTADOS Com base na análise da bacia hidrográfica do Rio Mãe-Catira foi possível chegar aos resultados apresentados na tabela 2: Tabela 2 – Resultados Área 54,52Km² Perímetro 32,65Km Densidade de drenagem 0,91Km/Km² Fator de forma 0,27 Índice de compacidade 1,24 Índice de conformação 0,39 Amplitude altimétrica do curso d’água principal 604,51m Declividade do curso d’água principal 0,042 Fonte: Autora (2022) O comprimento do curso d'água principal de uma bacia hidrográfica pode ser definida como o mais longo caminho que a água pode percorrer dentro de uma bacia hidrográfica. Por conseguinte, através do software QGIS foi possível se definir o rio principal (Rio Mãe-Catira), sendo que este possui uma extensão de aproximadamente 14,3Km. Fazendo uso do software Qgis foi possível realizar o cálculo do somatório do comprimento dos cursos de água, onde foi obtido o seguinte resultado: ∑L = 49,6km Aplicando na fórmula disponível, foi obtido o seguinte resultado: 11 𝐷𝑑 = 0,91Km/Km² De acordo com o resultado obtido podemos classificar a bacia como uma bacia pobre, pois possui. Densidade de drenagem inferior a 3,5km/km². Pode-se notar com relação ao fator de forma, que a bacia Rio Mãe-Catira apresentou Kf de 0,27. Como o Kf é menor que 0,5 é uma bacia não sujeita a enchentes. Numa bacia estreita e longa, com fator de forma baixo, há menos possibilidade de ocorrência de chuvas intensas cobrindo simultaneamente toda a extensão da bacia e, a contribuição dos tributários atinge o curso d'água principal em vários pontos ao longo do mesmo, afastando-se, portanto, da condição ideal da bacia circular (Grupo de Recursos Hídricos da Universidade Federal da Bahia, 2005). Isto significa dizer que, a bacia de Rio Mãe-Catira tem um número significativo de tributários atingindo o rio principal, tornando-a susceptível ao escoamento. O Kc é menor que 1,25, ou seja, a bacia é altamente propensa a cheias, resultado que é contraditório ao do fator de forma. Segundo Garcez et al.,1988, desde que outros fatores não interfiram, valores menores do índice de compacidade indicam maior potencialidade de produção de picos de enchentes elevados. Por meio do plugin “Profile Tool do Plugin “ do Qgis e de um MDE (Modelo Digital de Elevação) do terreno foi possível gerar o perfil altimétrico do terreno (Figura 6). 12 Figura 6: Perfil altimétrico do Rio Mãe- Catira Fonte: Autora (2022) 13 REFERÊNCIAS ABNT CATÁLAGO. ABNT NBR 9648:1986. Disponível em: <https://www.abntcatalogo.com.br/norma.aspx?ID=079679>. Acesso em: 24 nov. 2022. CEARÁ. ASSEMBLEIA LEGISLATIVA. Caderno regional da sub-bacia do Banabuiú. Fortaleza: INESP, 2009. COGERH, Companhia de Gestão de Recursos Hídricos. 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