Análise hidrológica da Bacia do Itapicuru, Trabalhos de Hidrologia

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Área1 - Wyden CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

LUCAS ARAÚJO DA SILVA

Bacia hidrográfica de Itapicuru

SALVADOR, 2019

LUCAS ARAÚJO DA SILVA

Bacia hidrográfica de Itapicuru

Relatório técnico apresentado como parte da avaliação da 2ª unidade da disciplina de Hidrologia Aplicada. Prof. MURILLO BARBOSA

SALVADOR, 2019

SUMÁRIO

1 DESENVOLVIMENTO

1.1 OBJETIVOS

Descrever a localização da Bacia, indicar as Bacias vizinhas bem como suas vias de acesso; Descrever os rios principais da Bacia e seus afluentes, descrevendo a localização das suas nascentes; Pesquisar os índices físicos da Bacia; Verificar a existência de estações meteorológicas na região; Descrever o clima da região (precipitação, temperatura e umidade); Indicar os biomas e unidades de conservação existentes na Bacia; Listar os municípios localizados na Bacia, apresentar as populações urbana e rural de cada município e características gerais da economia da região.

1.2 LOCALIZAÇÃO DA BACIA

A Bacia do Itapicuru está localizada na região nordeste da Bahia. Suas bacias vizinhas são: São Francisco, Vaza Barris, Real, Paraguassu e Inhambupe. Está localizada na Região Hidrográfica do Atlântico Leste.

Rodovias estaduais contidas na Bacia: BA-084, BA-099, BA-120, BA-131, BA- 144, BA-220, BA-233, BA-372, BA-375, BA-381, BA-383, BA-388, BA-395, BA-398, BA-403, BA-404, BA-407, BA-408, BA-411, BA-413, BA-419, BA-422, BA-775, BA-777, BA-778, BA-791. Rodovias federais contidas na Bacia: BR-101, BR-110, BR-116, BR-324, BR-349, BR- 407, BR-410.

1.4 AFLUENTES

Itapicuru-Açu: Nascente no município de Pindobaçu.

Itapicuru-Mirim: Nascente no município de Miguel Calmon.

Rio do Peixe: Nascente no município de Capim Grosso.

1.5 ÍNDICES FÍSICOS DA BACIA

O Coeficiente de compacidade (Kc) é a relação entre o perímetro (𝑃𝑃) da Bacia e a circunferência de um círculo com a área igual à da Bacia (𝐴𝐴):

𝐾𝐾𝐾𝐾 = 0,28 𝑃𝑃 √𝐴𝐴 Quanto mais próximo o Kc estiver de 1, maior será a propensão da Bacia a enchentes, já que sua forma se assemelhará a de um círculo.

O Fator de forma (Kf) é a relação entre a largura média da Bacia (A) e seu comprimento axial (𝐿𝐿𝐿𝐿):

𝐾𝐾𝐾𝐾 = (^) 𝐿𝐿𝐿𝐿𝐴𝐴 2

Em que Kf é o fator de forma, A é a área da Bacia em km² e 𝐿𝐿𝐿𝐿 é o comprimento axial da Bacia em km. Uma Bacia com fator de forma baixo indica que a mesma é menos sujeita a enchentes que outra, de mesmo tamanho, porém com fator de forma maior (Villela & Mattos, 1975).

O Índice de circularidade (Ic) tende para a unidade à medida que a Bacia se aproxima da forma circular e diminui à medida que a forma se torna alongada.

𝐼𝐼𝐾𝐾 = 12,57 (^) 𝑃𝑃𝐴𝐴 2

Em que A é a área da Bacia em Km^2 e P é o perímetro em Km.

A densidade de drenagem (Dd) é resultado da divisão do comprimento total dos cursos (Lt) pela área da Bacia (A). Esse índice varia entre 0,5km/km^2 para bacias mal drenadas a 3,5km/km^2 ou mais para bacias bem drenadas.

𝐷𝐷𝐷𝐷 = 𝐿𝐿𝐿𝐿𝐴𝐴

• Área de drenagem: 36.166,53km^2
• Perímetro: 1.135,97km
• Comprimento Axial (Lx): 350km
• Índice de Compacidade (Kc): 1,
• Fator de forma (Kf): 0,
• Índice de Circularidade (Ic): 0,
• Densidade de Drenagem (Dd): 0,18 km/km^2

1.6 CLIMA

Com exceção da região litorânea da Bacia com clima úmido e semiúmido e com chuvas anuais que variam de 1000mm até 1400mm, mais de 80% da Bacia está inserida na região semiárida, com chuvas anuais inferiores a 700mm, estando sujeita à ocorrência de secas, de grau severo, com suas consequências sobre as populações das áreas atingidas. A precipitação anual média da Bacia é de 3092,88mm. Na tabela 1 é possível ver a distribuição de umidades relativas médias e temperaturas médias ao longo do ano.

Tabela 1 – Umidade relativa média e temperatura média mensais de Cipó, BA Mês Umidade Relativa Média (%) Temperatura Média (°C) Janeiro 49,20 22, Fevereiro 52,56 22, Março 53,48 22, Abril 57,97 22, Maio 63,23 20, Junho 65,14 19, Julho 66,42 18, Agosto 62,77 18, (continua)

1.7.2 Unidades de conservação dentro da Bacia

Parque Estadual das Sete Passagens, localizado no município de Miguel Calmon, com uma área de 2.821 ha; APA da Plataforma Continental do Litoral Norte, localizada no norte do Litoral Baiano, tem uma área de aproximadamente 362.266 ha.

1.8 ASPECTOS SOCIO-ECONÔMICOS

1.8.1 Estação pluviométrica

A estação 83192, cujos dados foram usados neste relatório, está localizada na região centro-leste da Bacia, em Cipó, BA, como mostra a figura 3.

Figura 3 – Localização do posto pluviométrico Nº 83192

Fonte: Google Maps. *Coordenadas da estação encontradas no BDMEP. (11°04'48.0"S 38°30'36.0"O)

1.8.2 Aspectos econômicos gerais da Bacia

A principais atividades econômicas dentro da Bacia são agropecuária, extrativismo vegetal e mineral, indústria, comércio e serviços.

A pecuária sofre várias restrições nos períodos de seca por conta da falta de água para a dessedentação dos animais. Com exceção das atividades de beneficiamento mineral, o setor industrial da bacia não apresenta números significativos quanto a demandas de recursos hídricos. (SCHUARTZ, 2008)

1.8.3 Municípios contidos integralmente na Bacia

Vinte municípios possuem 100% de seus territórios dentro da Bacia do Itapicuru, são eles: Crisópolis, Andorinha, Senhor do Bonfim, Antônio Gonçalves, Filadélfia, Quijingue, Tucano, Olindina, Queimadas, Caém, Ponto Novo, Cansanção, Nordestina, Itiúba, Pindobaçu, Capim Grosso, Araci, Saúde, Cipó e Nova Soure.

Tabela 2 – Municípios da Bacia e suas respectivas populações e densidades demográficas Município População Densidade demográfica (hab/km^2 ) Andorinha 14.414 11, Antônio Gonçalves 11.798 35, Araci 51.651 33, Caém 10.368 18, Cansanção 32.908 24, Capim Grosso 26.577 79, Cipó 15.755 122, Crisópolis 13.280 12, Filadélfia 16.740 29, Itiúba 36.113 20, Nordestina 12.371 26, Nova Soure 24.136 25, Olindina 24.943 46, Pindobaçu 20.121 40, Ponto Novo 15.742 31, Queimadas 24.602 12, Quijingue 27.228 20, Saúde 11.845 23, Senhor do Bonfim 74.419 89, Tucano 52.418 18, Fonte: Dados extraídos do Censo 2010 do IBGE.

Tabela 4 – Distribuição de frequências e probabilidades de excedência de precipitação diária em Cipó, BA

Bloco Frequência

Vezes em que a chuva foi igualada

Porcentagem de lâminas iguais ou superiores à lâmina P = 0 mm 2310 3652 100, 0 ≤ P < 10 mm 1187 1342 36, 10 ≤ P < 20 mm 110 155 4, 20 ≤ P < 30 mm 26 45 1, 30 ≤ P < 40 mm 9 19 0, 40 ≤ P < 50 mm 4 10 0, 50 ≤ P < 60 mm 3 6 0, 60 ≤ P < 70 mm 3 3 0, P ≥ 70 mm 0 0 0, Total 3652 - - - - Fonte: Dados extraídos do BDMEP.

Gráfico 2 - Distribuição de frequências de precipitação diária em Cipó, BA

Fonte: Dados extraídos do BDMEP.

2310 1191

107

25 9 (^4 3 )

1

10

100

1000

10000

P = 0 mm 10 < P ≤ 20 mm 30 < P ≤ 40 mm 50 < P ≤ 60 mm P > 70 mm

Frequência

Gráfico 3 - Distribuição de probabilidades de excedência de precipitação em Cipó, BA

Fonte: Dados extraídos do BDMEP.

Tabela 5 – Distribuição de frequências de precipitação anuais em Cipó, BA Ano Precipitação (mm) Bloco (mm) Frequência 2005 519,80 300 ≤ P < 350 1 2006 600,90 350 ≤ P < 400 0 2007 519,00 400 ≤ P < 450 0 2008 610,85 450 ≤ P < 500 1 2009 493,00 500 ≤ P < 550 3 2010 791,90 550 ≤ P < 600 1 2011 512,40 600 ≤ P < 650 2 2012 305,30 650 ≤ P < 700 1 2013 619,40 700 ≤ P < 750 0 2014 674,70 750 ≤ P < 800 1 Fonte: Dados extraídos do BDMEP.

0

10

20

30

40

50

60

70

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Lâmina de precipitação diária (mm)

Porcentagem de lâminas iguais ou superiores à lâmina

Tabela 6 – Lâminas de precipitação diária máximas de cada ano da amostra em Cipó, BA Ano Lâmina máxima (mm) 2005 42, 2006 52, 2007 47, 2008 69, 2009 43, 2010 61, 2011 65, 2012 20, 2013 48, 2014 10, Fonte: Dados extraídos do BDMEP.

Tabela 7 – Parâmetro b da curva de Gumbel e probabilidade das lâminas serem alcançadas em um dia qualquer em um ano em Cipó, BA Lâmina (mm) b Probabilidade da lâmina ser alcançada 0 -2,61520927 99,99988% 10 -1,92302489 99,89316% 20 -1,23084052 96,74216% 30 -0,53865615 81,98026% 40 0,15352822 57,58536% 50 0,845712592 34,90037% 60 1,537896964 19,33234% 70 2,230081335 10,19412% 80 2,922265707 5,23894% 90 3,614450079 2,65723% 100 4,30663445 1,33884% 110 4,998818822 0,67232% 120 5,691003193 0,33705% 130 6,383187565 0,16883% 140 7,075371937 0,08453% 150 7,767556308 0,04232% 160 8,45974068 0,02118% 170 9,151925052 0,01060% 180 9,844109423 0,00531% 190 10,53629379 0,00266% 200 11,22847817 0,00133% 210 11,92066254 0,00067% 220 12,61284691 0,00033% 230 13,30503128 0,00017% 240 13,99721565 0,00008% Fonte: Dados extraídos do BDMEP.

Gráfico 6 – Curva de Gumbel

Fonte: Dados extraídos do BDMEP.

Tabela 8 – Número de meses acima e abaixo da precipitação mensal média entre os anos 2005 e 2014 em Cipó, BA Mês Meses acima da média Meses abaixo da média Janeiro 10 0 Fevereiro 6 4 Março 4 6 Abril 3 7 Maio 2 8 Junho 2 8 Julho 1 9 Agosto 6 4 Setembro 9 1 Outubro 5 5 Novembro 7 3 Dezembro 5 5 Fonte: Dados extraídos do BDMEP. *A precipitação mensal média utilizada foi de 40,15 mm.

0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

250

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Lâmina (mm)

Probabilidade da lâmina ser alcançada em um dia qualquer em um ano

Gráfico 8 – Lâminas de evapotranspiração mensais médias em Cipó, BA

Lâmina evapotranspirada (mm)

• 1 DESENVOLVIMENTO
  • 1.1 OBJETIVOS.......................................................................................................
  • 1.2 LOCALIZAÇÃO DA BACIA
  • 1.3 RIO PRINCIPAL
    • 1.3.1 Itapicuru
  • 1.4 AFLUENTES
  • 1.5 ÍNDICES FÍSICOS DA BACIA
  • 1.6 CLIMA
  • 1.7 ASPECTOS BIÓTICOS
    • 1.7.1 Biomas existentes na Bacia
    • 1.7.2 Unidades de conservação dentro da Bacia
  • 1.8 ASPECTOS SOCIO-ECONÔMICOS
    • 1.8.1 Estação pluviométrica
    • 1.8.2 Aspectos econômicos gerais da Bacia
    • 1.8.3 Municípios contidos integralmente na Bacia
  • 1.9 ESTUDO DA PRECIPITAÇÃO
  • 1.10 METODOLOGIA
• 2 CONCLUSÕES
• REFERÊNCIAS......................................................................................................... - 95,58 95,48 96, Fonte: Dados extraídos do BDMEP. - 89, - 76, - 66, - 60,73 61, - 69, - 80, - 88, - 93, - 0,
  • 10,
  • 20,
  • 30,
  • 40,
  • 50,
  • 60,
  • 70,
  • 80,
  • 90,
• 100,

1.10 METODOLOGIA

Os dados pluviométricos utilizados neste relatório foram coletados pelo posto pluviométrico nº 83192 localizado em Cipó na Bahia no período de janeiro de 2005 até dezembro de 2014.

Para o cálculo das precipitações mensais médias, foram agrupados os meses equivalentes de todos os anos da amostra, por exemplo, todos os Janeiros (10) e em seguida foram calculadas as médias de cada mês.

Para o cálculo das frequências de chuvas diárias da amostra, a mesma foi separada em blocos de 10mm de diferença, por exemplo, 0 ≤ P < 10 mm, desde 0mm até 70mm, visto que a lâmina diária máxima da amostra foi de 69,1mm no mês de abril de 2008. Em seguida, foram contados a quantidade de dias cuja precipitação pertencia a cada bloco. Feito isso, foram contados os dias que tiveram precipitação igual ou superior a cada um dos blocos. De posse da quantidade de meses que superaram a precipitação de cada bloco, foi calculada a probabilidade de cada lâmina

ser alcançada em um dia qualquer usando a fórmula: 𝑃𝑃 = 3652 𝑓𝑓. 100

Onde 𝑃𝑃 é a probabilidade em % da lâmina em questão ser alcançada; 𝐾𝐾 é a quantidade de dias cuja precipitação foi igual ou maior que a lâmina em questão; 3652 é o total de elementos da amostra (10 anos com 365 dias).

Similarmente, para o cálculo das frequências de chuvas anuais da amostra, foram somadas as lâminas dos 12 meses de cada um dos 10 anos da mesma, em seguida a amostra foi dividida em blocos de 50mm de diferença, por exemplo, por exemplo, 300 ≤ P < 350 mm, desde 300 até a 800mm, pois a maior precipitação anual da amostra foi de 791,9mm em 2010. Feito isso, foi contada a quantidade de anos que pertenciam a cada bloco.

Para o cálculo da curva de Gumbel, foi usada uma amostra de precipitações diárias, com 3652 valores, também no mesmo período da anterior (01/01/2005- 01/01/2015). Foram determinadas as lâminas diárias máximas de cada um dos 10 anos da amostra, em seguida, foram determinados a média e o desvio padrão