UNIFIMES- Centro Universitrio de Mineiros-GOEngenharia Civil - 7 Perodo - NoturnoHidrologia Aplicada - Professora: Taynara Peres de Lima

PRECIPITAO

Acadmico:Vtor Franco Rodrigues

Mineiros-GOMaro de 2015INTRODUO

A precipitao constitui-se no principal componente de entrada do ciclo hidrolgico. atravs da precipitao que se d a entrada de gua na bacia hidrogrfica e seu comportamento no espao e no tempo um dos principais responsveis pelas respostas hidrolgicas da bacia hidrogrfica. Portanto, as taxas de escoamento superficial e infiltrao de gua no solo, esto intimamente relacionadas s caractersticas da precipitao. A precipitao vital para a sobrevivncia na Terra. A agricultura e o abastecimento de gua so as atividades de maior susceptibilidade s oscilaes comportamentais do regime das chuvas e ocorrncia de fenmenos climticos associados precipitao, como granizo, neve, geada e secas prolongadas. Existem tambm situaes nas quais a precipitao pode se tornar perigosa, produzindo perdas, inclusive de vidas humanas, e ambientais, destacando-se a eroso, o transporte de sedimentos e inundaes. A minimizao dos efeitos negativos da precipitao comea com uma boa interao entre as atividades humanas e a natureza, com destaque para o uso adequado do solo, com o objetivo final de melhor aproveitar o recurso gua.Neste trabalho veremos a definio de precipitao, o seu processo de formao, os diferentes tipos de precipitao, mtodos de medio das precipitaes, o tempo de retorno como tambm os mtodos das variabilidades espaciais das chuvas.

DEFINIO

Entende-se por precipitao a gua proveniente do vapor de gua da atmosfera depositada na superfcie terrestre sob qualquer forma: chuva, granizo, neblina, neve, orvalho ou geada. Representa o elo de ligao entre os demais fenmenos hidrolgicos e fenmeno do escoamento superficial, sendo este ltimo o que mais interessa ao engenheiro.

FORMAO DAS CHUVAS

A umidade atmosfrica o elemento bsico e embora seja necessrio, no suficiente para formao da chuva, havendo necessidade da existncia de outros requisitos, tais como: mecanismos de resfriamento do ar, presena de ncleos higroscpicos para que haja condensao do vapor e um mecanismo de crescimento das gotas. Os principais ncleos de condensao so partculas de sal (oriundas dos oceanos), plen, argila, cristais de gelo e partculas provenientes de processos industriais, como cido ntrico e cido sulfrico, as quais, quando em concentraes elevadas, promovem formao de precipitaes cidas, comuns em algumas regies industriais. O ar mido das camadas inferiores aquecido por conduo, sofre ascenso adiabtica at atingir a condio de saturao (nvel de condensao), por resfriamento. A partir deste nvel, em condies atmosfricas favorveis e com existncia de ncleos higroscpicos, o vapor d`gua sofre condensao, formando minsculas gotas em torno desses ncleos, que so mantidas em suspenso at que, por um processo de crescimento, adquira tamanho suficiente para vencer as foras de ascenso que exercem resistncia s gotas, e ento precipitar. Os principais processos de crescimento das gotas so:Coalescncia: o aumento se deve ao contato com outras gotas atravs da coliso (turbulncia do ar, foras eltricas e movimento Browniano). Na queda, gotas maiores alcanam as menores, incorporando-as e por ao da resistncia do ar, so partidas, liberando outras gotas menores e assim por diante. Difuso: o ar, aps atingir o nvel de condensao, continua evoluindo e difundindo o vapor supersaturado e sua conseqente condensao em torno das gotculas, as quais aumentam seu tamanho.

TIPOS DE CHUVAS

O esfriamento adiabtico a principal causa da condensao e o responsvel pela maioria das precipitaes. Assim sendo, o movimento vertical (correntes) das massas de ar um requisito importante e em funo das condies que o produz e do meio fsico, as precipitaes se classificam em: Ciclnicas, Orogrficas e Convectivas. Precipitaes ciclnicas: Esto associadas com o movimento de massas de ar de regies de alta presso para regies de baixa presso. Essas diferenas de presses so causadas por aquecimento desigual da superfcie terrestre. Podem ser classificadas como frontal ou no frontal.a) Frontal: tipo mais comum, resulta da ascenso do ar quente sobre o ar frio na zona de contato entre duas massas de ar de caractersticas diferentes. Se a massa de ar se move de tal forma que o ar frio substitudo por ar mais quente, a frente conhecida como frente quente, e se por outro lado, o ar quente substitudo por ar frio, a frente fria. A Figura 14 ilustra um corte vertical atravs de uma superfcie frontal. b) No Frontal: resultado de uma baixa baromtrica, neste caso o ar elevado em conseqncia de uma convergncia horizontal em reas de baixa presso. As precipitaes ciclnicas so de longa durao e apresentam intensidades de baixa a moderada, espalhando-se por grandes reas. Por isso so importantes, principalmente no desenvolvimento e manejo de projetos em grandes bacias hidrogrficas.

Seo vertical de uma superfcie frontal.

Precipitaes Convectivas: So tpicas das regies tropicais. O aquecimento desigual da superfcie terrestre provoca o aparecimento de camadas de ar com densidades diferentes, o que gera uma estratificao trmica da atmosfera em equilbrio instvel. Se esse equilbrio, por qualquer motivo (vento, superaquecimento), for quebrado, provoca uma ascenso brusca e violenta do ar menos denso, capaz de atingir grandes altitudes. As precipitaes convectivas so de grande intensidade e curta durao, concentradas em pequenas reas (chuvas de vero). So importantes para projetos em pequenas bacias.

Chuva de Conveco Precipitaes Orogrficas: Resultam da ascenso mecnica de correntes de ar mido horizontal sobre barreiras naturais, tais como montanhas. As precipitaes da Serra do Mar so exemplos tpicos.

Chuvas OrogrficasMEDIES DAS PRECIPITAES

Expressa-se a quantidade de chuva (h) pela altura de gua cada e acumulada sobre uma superfcie plana e impermevel. Ela avaliada por meio de medidas executadas em pontos previamente escolhidos, utilizando-se aparelhos denominados pluvimetros ou pluvigrafos, conforme sejam simples receptculos da gua precipitada ou registrem essas alturas no decorrer do tempo. As medidas realizadas nos pluvimetros so peridicas , geralmente em intervalos de 24 horas (sempre s 7 da manh). As grandezas caractersticas so: Altura pluviomtrica: lmina dgua precipitada sobre uma rea. As medidas realizadas nos pluvimetros so expressas em mm; Intensidade de precipitao: a relao entre a altura pluviomtrica e a durao da precipitao expressa, geralmente em mm.h -1 ou mm.min-1; Durao: perodo de tempo contado desde o incio at o fim da precipitao (h ou min). Existem vrias marcas de pluvimetros em uso no Brasil. Os mais comuns so o Ville de Paris, com uma superfcie receptora de 400 cm2 , e o Ville de Paris modificado, com uma rea receptora de 500 cm2 . Uma lmina de 1mm corresponde a: 400 . 0,1 = 40 cm3 = 40 mL. Os pluvigrafos, cujos registros permitem o estudo da relao intensidade durao-frequncia to importantes para projetos de galerias pluviais e de enchentes em pequenas bacias hidrogrficas, possuem uma superfcie receptora de 200 cm2 . O modelo mais usado no Brasil o de sifo de fabricao Fuess.

PluviogramaPluvimetro

Pluvigrafo

PERODO DE RETORNO

O perodo de retorno (ou tempo de recorrncia) de um evento o tempo mdio (em anos) em que esse evento superado ou igualado pelo menos uma vez. definido por: P Tr 1 = (5.5) Se o perodo de retorno for bem inferior ao nmero de anos de observao, F poder dar uma boa idia do valor real de P. Entretanto, para grandes perodos de retorno, as observaes devero ser ajustadas a uma distribuio de probabilidades, de modo que o clculo da probabilidade possa ser efetuado de modo mais correto. importante salientar o carter no-cclico dos eventos randmicos, ou seja, uma enchente com perodo de retorno de 100 anos (que ocorre, em mdia, a cada 100 anos) pode ocorrer no prximo ano, ou pode no ocorrer nos prximos 200 anos, (ou ainda pode ser superada diversas vezes nos prximos 100 anos).

PRECIPITAO MDIA SOBRE UMA BACIA

A altura mdia de precipitao em uma rea especfica necessria em muitos tipos de problemas hidrolgicos, notadamente na determinao do balano hdrico de uma bacia hidrogrfica, cujo estudo pode ser feito com base em um temporal isolado, com base em totais anuais, etc. Existem trs mtodos para essa determinao: o mtodo aritmtico, o mtodo de Thiessem e o mtodo das Isoietas. Mtodo Aritmtico: o mtodo mais simples e consiste em se determinar a mdia aritmtica entre as quantidades medidas na rea. Esse mtodo s apresenta boa estimativa se os aparelhos forem distribudos uniformemente e a rea for plana ou de relevo muito suave. necessrio tambm que a mdia efetuada em cada aparelho individualmente varie pouco em relao mdia.

Mtodo de Thiessem: Esse mtodo subdivide a rea da bacia em reas delimitadas por retas unindo os pontos das estaes, dando origem a vrios tringulos. Traando perpendiculares aos lados de cada tringulo, obtm-se vrios polgonos que encerram, cada um, apenas um posto de observao. Admite-se que cada posto seja representativo daquela rea onde a altura precipitada tida como constante. Cada estao recebe um peso pela rea que representa em relao rea total da bacia. Se os polgonos abrangem reas externas bacia, essas pores devem ser eliminadas no clculo. Se a rea total A e as reas parciais A1, A2, A3, etc., com respectivamente as alturas precipitadas P1, P2, P3, etc., a precipitao mdia :

A Figura abaixo representa os polgonos do mtodo de Thiessem na rea e os dados da tabela abaixo representam um exemplo de clculo com as precipitaes observadas e as reas de influncia de cada posto de observao:

Polgonos do Mtodo Thiessem

O mtodo de Thiessem apesar de ser mais preciso que o aritmtico, tambm apresenta limitaes, pois no considera as influncias orogrficas; ele simplesmente admite uma variao linear da precipitao entre as estaes e designa cada poro da rea para estao mais prxima. Mtodo das Isoietas: No mapa a abaixo so traadas as isoietas ou curvas que unem pontos de igual precipitao. Na construo das isoietas, o analista deve considerar os efeitos orogrficos e a morfologia do temporal, de modo que o mapa final represente um modelo de precipitao mais real do que o que poderia ser obtido de medidas isoladas. Em seguida calculam-se as reas parciais contidas entre duas isoietas sucessivas e a precipitao mdia em cada rea parcial, que determinada fazendo-se a mdia dos valores de duas isoietas. Usualmente se adota a mdia dos ndices de suas isoietas sucessivas. A precipitao mdia da bacia dada pela equao:

Este mtodo considerado o mais preciso par avaliar a precipitao mdia em uma rea. Entretanto, a sua preciso depende altamente da habilidade do analista. Se for usado uma interpolao linear entre as estaes para o traado das isolinhas, o resultado ser o mesmo daquele obtido com o mtodo de Thiessem.

REFERNCIAS

CARVALHO, Daniel Fonseca & SILVA, Leonardo Duarte Batista. Hidrologia, Capitulo 4 Precipitao. Agosto de 2006. Disponvel em:http://www.ufrrj.br/institutos/it/deng/Leonardo/downloads/APOSTILA/HIDRO-Cap4-PT.pdf. Acessado dia 13 de maio de 2015.

BARBOSA JUNIOR, Antenor Rodrigues. Elementos de Hidrologia Aplicada, Cap.3 Precipitao. Disponvel em: http://www.em.ufop.br/deciv/departamento/~antenorrodrigues/3_Precipitacao.pdf. Acessado dia 13 de maio de 2015.