JEAN FELIPE BENEVENTO AMARAL DOS SANTOS

CARACTERIZAÇÃO FISIOGRÁFICA DE UMA BACIA

HIDROGRÁFICA

Londrina
2020
JEAN FELIPE BENEVENTO AMARAL DOS SANTOS

CARACTERIZAÇÃO FISIOGRÁFICA DE UMA BACIA

HIDROGRÁFICA

Relatório apresentado ao Departamento de

Departamento de Construção Civil da
Universidade Estadual de Londrina, como
requisito parcial do processo avaliativo da
disciplina Hidrologia Aplicada e Sistemas de
Drenagem.

Londrina
2020
 LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Contorno da bacia ..................................................................................... 16

Figura 2: Malha ........................................................................................................ 17
Figura 3: Rio principal e tributários ........................................................................... 19
Figura 4: Curvas de nível ......................................................................................... 19
 LISTA DE GRÁFICOS

Gráfico 1: Curva Hipsométrica ................................................................................. 18

 LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Declividade da Bacia ................................................................................ 17

Tabela 2: Dados da curva hipsométrica ................................................................... 18
Tabela 3: Declividade Média do Rio ......................................................................... 20
Tabela 4: Tempo de concentração ........................................................................... 21
 SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ............................................................................................ 14
2 DESENVOLVIMENTO ................................................................................. 16
2.1 Determinação dos limites da bacia .............................................................. 16
2.2 Declividade da bacia e curva hipsométrica .................................................. 16
2.2.1 Declividade da bacia ........................................................................... 16
2.2.2 Curva hipsométrica ............................................................................. 17
2.3 Declividade e comprimento do rio ................................................................ 19
2.4 Coeficiente de Compacidade, fator forma e retângulo equivalente .............. 20
2.5 Tempo de concentração .............................................................................. 21
 14

1 INTRODUÇÃO

O relatório apresentará a caracterização fisiográfica da bacia do rio

Couro-de-boi. Definindo na planta planialtimétrica os limites da bacia, o rio principal,
tributários e as curvas de nível pertencentes à bacia.
Foi determinado o índice de compacidade (Kc) pela equação (1),
onde P é o perímetro da bacia e A é área da bacia
(1)

O fator forma (Kf) calculado pela equação (2), onde l é a largura

média da bacia, L o comprimento do curso de água mais longo
(2)

Para achar o retângulo equivalente é necessário achar a medida de

seus lados, Le o lado maior e le o lado menor, pela equação (3) e (4)

(3)

(4)

A determinação da declividade média do rio (S3) é dada pela

equação (5), onde L é o comprimento do rio, Li é a extensão horizontal de cada um
dos n trechos e Ii a declividade em cada um dos n trechos

(5)

Os tempos de concentração da bacia variam de acordo com o

método que for utilizado.
Por Kirpich, onde tc é dado em minutos; L é o comprimento do
talvegue (km); ∆h é a diferença de altura ao longo do talvegue (m)
 15

(6)

Por Watt e Chow, onde tc é o tempo de concentração em minutos; L

é o comprimento do curso d’água principal em Km; e S é a declividade do rio curso
d’água principal
(7)

Por Vem Te Chow, onde tc é o tempo de concentração (minutos); L

é o comprimento do talvegue principal (km) e S0 é a declividade média do talvegue,
(m km-1)
(8)

Por Picking, onde tc é o tempo de concentração (minutos); L é o

comprimento do talvegue principal (km) e S0 é a declividade média do talvegue
m/km
(9)

Por Giandotti, onde tc é o tempo de concentração (horas); A é a área

da bacia, km2; L é o comprimento desde a saída da bacia (seção de controle) até o
ponto mais afastado, em km; H é a diferença entre as cotas média e a mais baixa
(seção de controle), em (m)
(10)

Por SCS no método cinemático, onde Lt é o comprimento de cada

trecho constituído por uma cobertura vegetal distinta (km); Vt é a velocidade da água
em cada trecho (m*s-1)
(11)
 16

2 DESENVOLVIMENTO
2.1 DETERMINAÇÃO DOS LIMITES DA BACIA

Pela localização dos pontos altos ao redor da malha fluvial e após

ligá-los, foi determinado o contorno da bacia
Figura 1: Contorno da bacia

Fonte: O autor

Assim, pelo software AutoCad foi possível encontrar a área e

perímetro da bacia:

No Anexo A está a representação da bacia do rio Couro-de-Boi.

2.2 DECLIVIDADE DA BACIA E CURVA HIPSOMÉTRICA

2.2.1 Declividade da bacia

Para a determina é preciso lançar uma malha quadriculada de 500m
de, sobre o mapa topográfico da bacia e, pelos pontos de intersecção da malha,
inferir vetores normais às curvas de nível mais próximas, direcionados no sentido do
escoamento.
 17

Figura 2: Malha

Fonte: O autor
Assim, construindo a tabela (1), que representa as declividades
contidas na malha e determinando a declividade média da bacia

Tabela 1: Declividade da Bacia

N.
DECLIVIDADE OCORRENC % DO % DECLIVIDADE
IAS TOTAL ACUMULADO MÉDIA COL 2* COL5
0 - 0,010078 6 6,452 100,000 0,005039053 0,030234316
0,02015621 - 0,030234 9 9,677 93,548 0,025195263 0,22675737
0,04031242 - 0,050391 15 16,129 83,871 0,045351474 0,680272109
0,06046863 - 0,070547 31 33,333 67,742 0,065507685 2,030738221
0,08062484 - 0,090703 18 19,355 34,409 0,085663895 1,541950113
0,10078105 - 0,110859 6 6,452 15,054 0,105820106 0,634920635
0,12093726 - 0,131015 1 1,075 8,602 0,125976316 0,125976316
0,14109347 - 0,151172 5 5,376 7,527 0,146132527 0,730662635
0,16124969 - 0,171328 1 1,075 2,151 0,166288738 0,166288738
0,1814059 - 0,191484 1 1,075 1,075 0,186444948 0,186444948
DM 0,06832522 m/m
Fonte: O autor

2.2.2 Curva hipsométrica

Para a construção da curva hipsométrica é preciso calcular as areás
entre as curvas de nível consecutivas, calculando a aréa total e os valores relativos
das áreas mostrados na tabela (2)
 18

Tabela 2: Dados da curva hipsométrica

ÁREA ÁREA
COTAS (m) PONTO % ACUMUL. COL. 2 * COL 3
(km²) ACUMUL.(km²)
MEDIO(m)
440 - 460 450 0,432351 0,432351 1,8243 194,55795
460 - 480 470 0,912951 1,345302 5,6764 429,08697
480 - 500 490 2,585522 3,930824 16,5857 1266,90578
500 - 520 510 3,290149 7,220973 30,4682 1677,97599
520 - 540 530 4,729023 11,949996 50,4218 2506,38219
540 - 560 550 4,594309 16,544305 69,8070 2526,86995
560 - 580 570 3,333039 19,877344 83,8704 1899,83223
580 - 600 590 2,173001 22,050345 93,0392 1282,07059
600 - 620 610 0,846630 22,896975 96,6114 516,4443
620 - 640 630 0,513632 23,410607 98,7787 323,58816
640 - 660 650 0,289458 23,700065 100,0000 188,1477
23,700065 12811,8618
Altitude
541
Média(m)
Fonte: O autor

Com esses dados é possível construir graficamente, representado

no gráfico (1)

Gráfico 1: Curva Hipsométrica

Fonte: O autor
 19

2.3 DECLIVIDADE E COMPRIMENTO DO RIO

Foram demarcados o rio principal e seus tributários como mostrado

na Figura 2
Figura 3: Rio principal e tributários

Fonte: O autor
Logo após, foi ressaltado as curvas de nível da bacia
Figura 4: Curvas de nível

Fonte: O autor
 20

Então, foi possível determinar os comprimentos de cada trecho do

rio onde é interceptado pelas curvas de nível, e sua declividade em cada trecho,
apresentados na tabela (3)

Tabela 3: Declividade Média do Rio

Comprimentos
Declividade
Cota (m) rio Li/Ii^0,5
do rio
principal(m)
440 0 0 0
440 até 460 2148,2796 0,00930978 22264,92358
460 até 480 1102,5128 0,01814038 8185,787429
480 até 500 1715,9818 0,01165514 15894,76159
500 até 520 993,3391 0,02013411 7000,536077
520 até 540 611,2943 0,03271747 3379,562804
540 até 560 681,7098 0,029338 3980,011327
550 até 580 152,6927 0,13098203 421,9028063
560 até 600 214,4232 0,09327349 702,0897969
580 até 620 187,4283 0,10670747 573,7698867
TOTAL 7807,6616 62403,34529
DM do rio 0,015654032
Fonte: O autor

Após aplicar a equação (5) com os dados da tabela (1), encontra-se

a declividade média do rio. E o comprimento total do rio principal:
DM do rio = 0,01565 m/m
Comprimento do Rio Principal= 7807m
No Anexo B está representado o perfil longitudinal do rio Couro-de-
boi.

2.4 COEFICIENTE DE COMPACIDADE, FATOR FORMA E RETÂNGULO EQUIVALENTE

O coeficiente de compacidade foi calculado utilizando a equação (1),

obtendo o resultado de:
Kc = 1,20
O fator de forma foi obtido através da equação (2), obtendo o valor
de:
Kf = 0,43
Os lados do retângulo equivalente foram encontrados utilizando as
equações (3) e (4), obtendo o resultado de:
 21

Le = 7092m
Le = 3344m
2.5 TEMPO DE CONCENTRAÇÃO

O tempo de concentração é o tempo a partir do início da

precipitação, necessário para que toda a bacia participe da vazão na seção de
saída.
Os valores do tempo de concentração calculados por cada método
estão na tabela (4)
Tabela 4: Tempo de concentração

Tempo de concentração
Kirpich 82,88 min
Watt e Chow 1174 min
Ven te Chow 480,2 min
Picking 518,1 min
Giandotti 4,201 h
SCS Cinemático 48233 min
Fonte: O autor

O método que melhor define o tempo concentração da bacia do Rio

Couro-de-boi, é o Ven Te Chow, pois é o único método que a bacia pode atender os
parâmetros de área.
Por Vem te Chow, pode ser aplicado para bacias hidrográficas com
áreas menores que 2500 ha, e a bacia do Rio Couro-de-boi tem 2300 ha.
 22

REFERÊNCIAS

NETO, Azevedo. Manual de Hidraulica. 8ª Edição. Cidade: São Paulo Editora

Afiliada, 1998.
 23

ANEXOS
 24

ANEXO A – Bacia Do Rio Couro-de-Boi

 25

ANEXO B – Perfil Longitudinal do Rio Couro-de-Boi

620m

600m

580m

560m

540m

520m

500m

480m

460m

440m

4966m
7807,6616m 7620m 7405m 7253m 2148m
6571m 5960m 3250m 0m