Universidade Estadual Paulista
“Júlio Mesquita Filho”
Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias
Câmpus Jaboticabal
Departamento de Engenharia Rural
Precipitação
Disciplina: Manejo de Bacias Hidrográficas
Professora: Dra Tania Leme de Almeida
Período: 2010.2
Quantificação da Precipitação
As análises que podem ser realizadas com os dados de precipitação
são de vários tipos:
–distribuição temporal da precipitação,
– análises de freqüência,
– análises dos dados de chuvas isoladas.
Do ponto de vista da medição e preparo dos dados de precipitação
em bacias experimentais, os tipos de análises mais comumente
envolvidos são:
–a) análise pontual;
–b) verificação da homogeneidade dos dados;
–c) cálculo da precipitação média em uma dada área.
Quantificação da Precipitação
ANÁLISE PONTUAL: procede-se às tabulações
dos dados obtidos nos aparelhos medidores
individuais, quer pela leitura direta dos
pluviômetros, quer pela tabulação dos diagramas
de aparelhos registradores (pluviógrafos).
Ocasionalmente alguma estação ou posto
pluviométrico pode, por uma razão ou outra, estar
sem observação, ou seja, pode ter uma falha na
série de dados.
A estimativa dos dados perdidos pode ser feita
por pelo método já citado.
Quantificação da Precipitação
HOMOGENEIDADE DOS DADOS:
O segundo tipo de análise diz respeito à
verificação
da
consistência,
ou
da
homogeneidade, dos dados de que se dispõe, a
fim de adequá-los aos dados médios históricos
regionais.
Quantificação da Precipitação
CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA EM UMA DADA ÁREA:
O terceiro tipo, finalmente, se relaciona com o cálculo da
precipitação média para uma dada área, uma microbacia por
exemplo, a partir de dados pontuais de vários pluviômetros
distribuídos ao longo da área. Os métodos utilizados para esta
determinação incluem:
a) MÉDIA ARITMÉTICA;
b) POLÍGONOS DE THIESSEN;
c) MÉTODO DAS ISOIETAS.
Análise Pontual
Os objetivos da medição da precipitação podem
variar. Pode-se, por exemplo, estar interessado
apenas na obtenção de dados pluviométricos
para um dado local, e a medição realizada com
apenas um posto pluviométrico pode ser
suficiente em tais situações.
Por outro lado, em certas situações é
interessante ou necessário conhecer-se a
distribuição espacial da chuva ao longo de uma
dada área, como uma microbacia por exemplo.
Neste caso, torna-se necessário, evidentemente,
Análise Pontual
O interesse na obtenção de dados da precipitação
pode, ainda, estar relacionado com a determinação
de características de distribuição temporal de cada
chuva, ou seja, de sua intensidade. E neste caso é
necessário dispor-se de um aparelho registrador.
Em qualquer situação, torna-se necessário instalar os
dispositivos medidores de tal forma que os valores
por eles registrados sejam a medida real da
precipitação no local, não sendo afetados pelas
características físicas do meio.
Análise Pontual
Os pluviômetros são, em geral, verificados diariamente.
A precipitação ocorrida no período é expressa em termos de
altura de chuva (mm).
O processamento dos dados obtidos pelo pluviômetro envolve,
usualmente, o seguinte:
a) resumo dos totais diários, mensais e anuais;
b) resumo das máximas diárias, mensais e anuais;
c) resumo das mínimas diárias, mensais e anuais;
d) resumo dos totais estacionais.
Análise Pontual
O gráfico da intensidade da chuva (ordenada) e do tempo
(abcissa) é denominado histograma.
Desde que é rara a ocorrência de duas chuvas que tenham
exatamente a mesma intensidade e o mesmo período de
duração, o histograma permite a classificação das chuvas em
quatro padrões distintos.
O conhecimento destes padrões é importante, por exemplo, para
a avaliação da provável resposta hidrológica da microbacia a um
dado evento chuvoso. Os quatro padrões de chuvas são os
seguintes:
Padrões de Intensidade de
Precipitação
Preenchimento de falhas
•
Preencher os dados que não foram registrados
B
A
X (?)
C
E
H
D
F
I
Análise Pontual
Falhas na captação de dados de um pluviômetro é frequente, quer
por defeito no aparelho, quer por impossibilidade de coleta na
ocasião, ou por outro motivo qualquer.
A estimativa destes dados perdidos pode ser conseguida através
da seguinte fórmula (PINTO et alii., 1973):
Px = 1/3 [(Mx/Ma)Pa + (Mx/Mb)Pb + (Mx/Mc)Pc]
onde:
Px = dado de chuva que se quer estimar
Mx = média anual do pluviômetro perdido
Ma = média anual do pluviômetro "a"
Pa = precipitação medida no pluviômetro "a"
"a", "b", "c" = pluviômetros vizinhos ao pluviômetro problema
Análise Pontual
EXERCÍCIOS:
Precipitação Média Sobre Uma Bacia
Hidrográfica
A chuva média sobre uma bacia pode ser calculada por
três métodos distintos:
• Método da média aritmética;
1
Pmed .   Pi
n
• Método de Thiessen;
1
Pmed .   Ai Pi
A
• Método das isoietas.
Pmed
1
 Pi  Pi 1 

 Ai 1 

A
2


CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA
PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA
O pluviômetro fornece a medida da precipitação em um dado
ponto da área.
Freqüentemente é necessário obter-se, a partir dos dados de
vários pluviômetros distribuídos ao longo da área, a
precipitação média para uma dada área (um horto florestal,
uma microbacia experimental, etc.).
Existem vários métodos para tal estimativa:
a) MÉDIA ARITMÉTICA:
este é o método mais simples e o mais comumente utilizado,
principalmente em regiões de topografia relativamente plana.
Consiste em se obter a média aritmética simples de um certo
número de pluviômetros.
CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA
PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA
b) POLÍGONOS DE THIESSEN:
Usado para BH pequenas, quando há problemas em utilização do
Método das Isoietas.
1
Pmed .   Ai Pi
A
CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA
PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA
b) POLÍGONOS DE THIESSEN:
permite a atribuição de um peso arbitrário a cada pluviômetro, de
acordo com o seguinte procedimento:
- no mapa da área, a localização de cada pluviômetro é unida
umas às outras por meio de linhas retas ;
- em seguida traçam-se linhas perpendiculares a cada segmento
de reta que une dois pluviômetros adjacentes;
CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA
PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA
b) POLÍGONOS DE THIESSEN:
-ao final do processo, estas perpendiculares devem circunscrever
um polígono ao redor de cada pluviômetro (polígonos de
Thiessen);
-todos os pontos dentro de cada polígono estarão mais próximo
do pluviômetro por ele circunscrito do que de qualquer outro
pluviômetro da área;
-a precipitação medida pelo pluviômetro de cada polígono é
considerada representativa para toda a área circunscrita pelo
polígono.
-A fração percentual da área do polígono em relação à área total
constitui o peso que se atribui ao pluviômetro respectivo.
CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA
PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA
Método de Thiessen
PM = 1/A . Ai.Pi
CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA
PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA
Na Tabela acima, a soma da terceira coluna representa a área
total da microbacia, enquanto que a soma da última coluna
representa a precipitação média para a microbacia.
Pelo método da média aritmética, a média dos valores da coluna
(a) da Tabela fornece o resultado de 25,9 mm para a precipitação
média para a microbacia em questão. Calcule a Pm pelo método
CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA
PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA
c) MÉTODO DAS ISOIETAS:
consiste em se traçar linhas de valores iguais de precipitação
(isoietas), de modo semelhante ao traçado de curvas de nível em
mapas altimétricos.
Uma vez traçadas as isoietas, a precipitação média na área é
calculada pela soma das médias ponderadas entre isoietas
adjacentes, conforme ilustrado na Figura e na Tabela mostradas a
seguir.
c) MÉTODO DAS ISOIETAS:
Pmed
1
 Pi  Pi 1 

 Ai 1 

A
2


CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA
PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA
CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA
PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA
Na Tabela, a soma da segunda coluna fornece a área total da
microbacia em questão, e a soma da última coluna fornece o valor da
precipitação média na microbacia.
A média aritmética dos valores de precipitação de cada posto
pluviométrico da Figura anterior, por outro lado, resulta num valor de
23,1 mm para a precipitação média (aritmética) na microbacia. Calcule
Pm pelo Método das Isoietas
CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA
PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA
De acordo com a literatura, as vantagens e desvantagens dos
três métodos de obtenção da precipitação média são,
resumidamente, as seguintes:
CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA
PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA
De acordo com a literatura, as vantagens e desvantagens dos
três métodos de obtenção da precipitação média são,
resumidamente, as seguintes:
CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA
PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA
De acordo com a literatura, as vantagens e desvantagens dos
três métodos de obtenção da precipitação média são,
resumidamente, as seguintes:
CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA
PARA UMA BACIA HIDROGRÁFICA
Além de CORBETT (1967), também os trabalhos de HOLTAN et
alii (1962), LAINE (1969) e JACKSON (1969) contém inúmeras
outras informações relacionadas com os cuidados que devem ser
observados para a correta medição da precipitação em uma dada
área.
HOLTAN et alii (1962), por exemplo, dão recomendações quanto
ao número mínimo de pluviômetros a ser utilizados para a
obtenção da precipitação média em microbacias experimentais
(Tabela).