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                    UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS
INSTITUTO DE CIÊNCIAS ATMOSFÉRICAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM METEOROLOGIA

DILTON BRANDÃO DE ALMEIDA

UTILIZAÇÃO DE RADAR METEOROLÓGICO E DISDRÔMETRO NA PREVISÃO
DA VAZÃO DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO MUNDAÚ

Maceió
2015

DILTON BRANDÃO DE ALMEIDA

UTILIZAÇÃO DE RADAR METEOROLÓGICO E DISDRÔMETRO NA PREVISÃO DA
VAZÃO DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO MUNDAÚ

Dissertação
de
Mestrado
apresentada
à
Coordenação de Pós-Graduação em Meteorologia
– MET/UFAL, como parte dos requisitos para
obtenção do título de Mestre em Meteorologia –
Área de concentração: Processos de Superfície
Terrestre.
Orientador: Prof. Dr. Ricardo Sarmento Tenório
Co-orientador: Prof. MSc. Adriano Aubert da Silva
Barros

Maceió
2015

Catalogação na fonte
Universidade Federal de Alagoas
Biblioteca Central
Divisão de Tratamento Técnico
Bibliotecária Responsável: Maria Helena Mendes Lessa

A447u

Almeida, Dilton Brandão de.
Utilização de radar meteorológico e disdrômetro na previsão da vazão
da bacia hidrográfica do rio Mundaú. / Dilton Brandão de Almeida. –
Maceió, 2015.
62 p. : il.
Orientador: Ricardo Sarmento Tenório.
Co-orientador:.Adriano Aubert da Silva Barros.
Dissertação (Mestrado em Meteorologia) – Universidade Federal de
Alagoas. Instituto de Ciências Atmosférica. Maceió, 2015.
Bibliografia: f. 60-62..
1. Bacia hidrográfica – Rio Mundaú. 2. Precipitação – Meteorologia.
3. Radar meteorológico. I. Título
CDU: 551.508.7 (813.5)

Aos meus pais Severino e Maria Jose in
memoriam que destinaram toda a vida ao trabalho
e a educação de seus dez filhos

AGRADECIMENTOS

Ao Prof. Dr. Ricardo Sarmento Tenório e ao co-orientador Prof. MSc. Adriano Aubert
da Silva Barros pelo trabalho de orientação desta dissertação;
À Doutora Márcia Cristina da Silva Moraes pelas informações prestadas;
Aos professores do ICAT pelos conhecimentos transmitidos;
Aos funcionários pela dedicação e comprometimento;
Aos colegas de curso com os quais muito aprendi;
À Prof. Dra. Eliana Silva de Almeida pelo incentivo;
Ao Prof. Dr. Roberaldo Carvalho de Souza pelo apoio dispensado.

RESUMO

Este trabalho correlaciona altura pluviométrica e vazão da Bacia Hidrográfica do Rio Mundaú
utilizando um método para previsão de vazão com base no programa PEVva – Programa para
Estimativa de Vazão, Verificação e Análise. Procurando aperfeiçoar os resultados encontrados
na correlação entre altura pluviométrica e a vazão do Rio Mundaú registrada na estação da
Fazenda Boa Fortuna, município de Rio Largo, em Alagoas, através do tempo modal de
chuvas, determinado por meio de dados disdrométricos obtidos no banco de dados do
SIRMAL entre os anos de 2003 e 2006, o presente trabalho estudou três casos selecionados,
tomando como base meses que apresentaram precipitações pluviométricas que implicaram em
picos de vazão registrados nas hidrógrafas da Fazenda Boa Fortuna. Foram utilizados imagens
de radar em PPI e um disdrômetro Joss-Waldvogel RD – 69, de onde se extraiuos elementos
necessários para determinação da altura pluviométrica com o PEVva. Foi possível chegar à
conclusão de que o emprego da moda para expressar a duração dos eventos de chuva
apresentou-se viável no que se refere ao ajustamento da reta quando se analisou a altura
pluviométrica em função da vazão defasada em 24 horas. Os resultados obtidos com o uso do
PEVva mostram-se coerentes ainda que precisem ser melhor estudados. A construção de
hietogramas mostrou que as chuvas na região estudada são formadas basicamente por células
do tipo estratiforme com “encaixe” de células convectivas.
Palavras-chave: Radar Meteorológico. Disdrômetro. PEVva. Bacia Hidrográfica. Rio
Mundaú. Vazão. Chuvas.

ABSTRACT

This work correlates rainfall height and flow Mundaú River Basin using a method for flow
forecast based on PEVva program - Program for Flow Estimation, Verification and Analysis.
Seeking to improve results on correlation between rainfall height and flow of Mundaú river
registered in Boa Fortuna farm station, Rio Largo municipality in Alagoas, through modal
time rains, determined by disdrometrics data in the database of SIRMAL between years 2003
and 2006, this paper studied three selected cases, based on months had rainfall that resulted in
peak flows recorded in hidrographs of Boa Fortuna farm. Radar images have been used in PPI
and disdrometer Joss-Waldvogel RD - 69, from which extracted necessary elements to
determine rainfall height with PEVva. It was possible to conclude that the use of statistical
mode to express duration of rainfall events showed to be feasible in relation to the straight
adjustment when analyzing the rainfall height due to the lagged flow in 24 hours. The results
obtained using the PEVva shown to be consistent even need to be better studied. Building
hietografics showed that rainfall in study area are basically formed by stratiform type cells
with "fit" of convective cells.
Keywords: Weather Radar. Disdrometer. PEVva. Hydrographic Basin.Mundaú River.Flow.
Rains.

LISTA DE FIGURAS

Figura1 – Destruição das cidades de Branquinha e Murici provocada pela cheia de
2010 na Bacia do Rio Mundaú............................................................................ 15
Figura 2 – Destruição provocada pela cheia de 2010 na bacia do rio Paraíba nas cidades
de Quebrangulo e Viçosa...................................................................................... 15
Figura3 – Curva-chave para a estação Boa Fortuna, Rio Largo, Alagoas............................. 24
Figura4– Conjunto de réguas limnimétrica da Estação da Fazenda Boa Fortuna................. 24
Figura 5 – Satélite infravermelho GOES + METEOSAT (Eumetsat/CPTEC) de 18 de
Janeiro de 2004 às 18 Z (15 horas local).............................................................. 29
Figura 6 – Localização da Bacia Hidrográfica do Rio Mundaú............................................. 33
Figura 7 – Perfil longitudinal do Rio Mundaú....................................................................... 35
Figura 8 – Modelo do disdrômetro utilizado na pesquisa...................................................... 37
Figura 9 – Sistema de radar meteorológico de Alagoas......................................................... 38
Figura 10 – Painel de controle e visualização analógica do sinal do radar. À esquerda,
em baixo, módulo de digitalização do SASSANDRA......................................... 39
Figura 11 – Componentes do sistema de radar meteorológico de Alagoas.............................. 40
Figura 12 – Imagem do radar do SIRMAL. Área de cobertura 30 km.................................... 40
Figura 13 – Imagem do radar do SIRMAL. Área de cobertura 130 km.................................. 41
Figura 14 – Imagem do radar do SIRMAL. Área de cobertura 250 km.................................. 41
Figura 15 – Imagem do radar do SIRMAL. Área de cobertura 380 km.................................. 41

Figura 16 – Estação Hidrológica da Fazenda Boa Fortuna no Rio Mundaú, município
de RioLargo.......................................................................................................... 43
Figura 17 – Leitura dos pixels e identificação das cores.......................................................... 44
Figura 18 – Máscara sobreposta à imagem do radar da BHM........................................

44

Figura 19 – Hietograma para o mês de janeiro de 2004. Observa-se o predomínio de
chuvas convectivas características de precipitação de grande intensidade.......... 47
Figura 20 – Hidrógrafa do Rio Mundaú obtida com dados da ANA na estação
fluviométrica da Fazenda Boa Fortuna. Mês de janeiro/2004.............................. 49
Figura 21 – Gráfico da altura pluviométrica obtido pelo processamento de imagens do
radar do SIRMAL de 2004 para o mês de janeiro de 2004 usando o Programa
PEVva, utilizando a moda do tempo de duração das chuvas..........................49

Figura 22 – Gráfico expressando a relação entre vazão defasada (QDef.) e altura
Pluviométrica(H). Jan/2004 na Fazenda Boa Fortuna.................................

50

Figura 23 – Hidrógrafa do Rio Mundaú na estação fluviométrica da Fazenda Boa
Fortuna em dezembro de 2005............................................................................. 52
Figura 24 – Gráfico da altura pluviométrica no mês de dezembro de 2005 na BHM
obtido pelo processamento de imagens do radar do SIRMAL ........................... 52

Figura 25 – Ajustamento à linha reta da vazão defasada (QDef.) e altura pluviométrica
(H) no mês de dezembro de 2005......................................................................... 53
Figura 26 – Hietograma obtido com disdrômetro para o mês de dezembro de 2005 na
BHM. Observa-se o predomínio de chuvas estratiformes.................................... 54
Figura 27 – Hidrógrafa do Rio Mundaú obtida com dados da ANA na estação
Fluviométrica da Fazenda Boa Fortuna. Mês de agosto de 2006......................... 56

Figura 28 – Gráfico da altura pluviométrica obtido pelo processamento de imagens do
radar do SIRMAL utilizando a moda do tempo de duração das chuvas. Agosto
de 2006................................................................................................................. 56

Figura 29 – Representação gráfica do ajustamento à linha reta para vazão defasada
(QDef.) e altura pluviométrica (H). Mês de agosto de 2006............................... 57

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 –Municípios de Pernambuco total ou parcialmente compreendidos na BHM......... 34
Tabela 2 –Municípios de Alagoas total ou parcialmente compreendidos na BHM................ 34
Tabela 3 – Coordenadas geográficas do SIRMAL................................................................... 38
Tabela 4 –Características técnicas do radar WR – 110 – 5/EEC............................................. 39
Tabela 5 – Dados da estação hidrológica da Fazenda Boa Fortuna, Rio Largo/AL................ 42
Tabela 6 – Valores dos canais de cor e o fator de refletividade associado............................... 43
Tabela 7 – Série de dados referentes à altura pluviométrica obtidos pelo processamento de
imagens do radar e vazão registradas pela ANA para o mês de janeiro de 2004.. 48
Tabela 8 – Série de alturas pluviométricas obtida pelo processamento de imagens do radar,
utilizando a moda do tempo de chuva e série de dados de vazão para o mês de
dezembro de 2005..................................................................................................51
Tabela 9 – Altura pluviométrica medida com a moda de duração das chuvas pelo
processamento de imagens do radar...................................................................... 55

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ANA

Agência Nacional de Águas

BHN

Bacia Hidrográfica do Rio Mundaú

CCS

Complexos Convectivos

DTG

Distribuição do Tamanho de Gotas

ENEB

Leste do Nordeste do Brasil

FBF

Fazenda Boa Fortuna

PEVva

Programa de Estimativa de Vazão Verificação e Análise

POA

Perturbações Ondulatórias dos Ventos Alísios

PPI

Indicador de Posição no Plano

RADAR

Radio Detecting and Ranging

SIRMAL

Sistema de Radar Meteorológico de Alagoas

UFAL

Universidade Federal de Alagoas

VCAN

Vórtice Ciclônico de Altos Níveis

ZCIT

Zona de Convergência Intertropical

SUMÁRIO

1

INTRODUÇÃO.......................................................................................................... 14

1.1

Objetivos...................................................................................................................... 15

1.1.1 Geral............................................................................................................................. 15
1.1.2 Específicos.................................................................................................................... 16
1.3

Justificativa................................................................................................................. 16

2.

REVISÃO DE LITERATURA.................................................................................. 18

2.1

Bacia hidrográfica...................................................................................................... 18

2.2

Componentes físicos de uma bacia hidrográfica..................................................... 18

2.3

Precipitação................................................................................................................. 21

2.4

Formação e tipos......................................................................................................... 21

2.5

Medidas de vazão........................................................................................................ 22

2.6

O Radar meteorológico.............................................................................................. 24

2.7

Sistemas Produtores de Chuvas no Leste do Nordeste do Brasil........................... 25

2.7.1 Chuvas.......................................................................................................................... 25
2.7.2 Sistemas produtores de chuvas..................................................................................... 26
3.

MATERIAS E MÉTODOS........................................................................................ 33

3.1

Localização e caracterização da área de estudo...................................................... 33

3.2

Pluviometria................................................................................................................ 35

3.3

Declividade do Rio Mundaú...................................................................................... 35

3.4

Aquisição de dados..................................................................................................... 36

3.4.1 Moda estatística........................................................................................................... 36
3.4.2 Disdrômetro.................................................................................................................. 36
3.4.3 Radar............................................................................................................................. 37
3.4.4 Estação hidrológica da Fazenda Boa Fortuna.............................................................. 42
3.4.5 O Programa PEVva – Programa para Estimativa de Vazão, Verificação e
Análise.......................................................................................................................... 43
3.4.6 Análise das séries disdrométricas................................................................................. 45
4

RESULTADOS E DISCUSSÃO................................................................................ 46

5

CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES................................................................ 58
REFERÊNCIAS......................................................................................................... 60

14

1

INTRODUÇÃO
A previsão de vazão de recursos hídricos reveste-se de grande importância. Tal estudo

é aplicado no dimensionamento de obras hidráulicas tais como barragens, canais de irrigação,
projetos de águas pluviais e são de vital interesse, acima de tudo, na defesa civil para
prevenção de eventos hidrológicos de cheias e consequente evacuação de comunidades
ribeirinhas. Nas duas principais bacias hidrográficas de Alagoas – Mundaú e Paraíba.
Segundo Fragoso Júnior et al. (2010), os últimos registros de cheias possuem um histórico de
7 grandes catástrofes (1914, 1941, 1969, 1988, 1989, 2000, 2010). As Figuras 1 e 2 mostram a
destruição causada pela cheia de 2010 nas bacias hidrográficas dos rios Mundaú e Paraíba.
A vazão de um rio está associada à principal componente do ciclo hidrológico que é a
precipitação que, por sua vez, constitui-se na variável mais difícil de ser avaliada com
acurácia segundo Molion e Bernardo (2000). A precipitação é medida historicamente com a
utilização de pluviômetros e a vazão obtida através de hidrogramas.
Com o advento do radar meteorológico e sua utilização em hidrologia, o estudo do
escoamento superficial vem se intensificando principalmente em países que possuem uma
vasta rede hidrográfica.
Pesquisadores como Wilson (1970); Brandes (1975); Calheiros e Antônio (1979);
Lisboa (1986); Pereira Filho (1989); Thielenet al. (2000); Barros (2011), utilizaram dados de
radar meteorológico para estudar as precipitações, modelos chuva-vazão bem como a relação
Z-R – relação entre a refletividade e a taxa de precipitação. Através do radar é possível
registrar eventos de precipitação dentro de um raio de aproximadamente 180 Km (PESSOA,
1997). O radar apresenta outra grande vantagem que é a possibilidade de estimar a
precipitação de forma quase contínua tanto no tempo quanto no espaço. O radar, por outro
lado, oferece uma medição volumétrica da precipitação com um alto nível de detalhe quanto à
distribuição espacial, tanto na direção paralela à superfície da Terra quanto na vertical.
Barros (2011) estudou a correlação entre refletividade na Bacia Hidrográfica do Rio
Mundaú em Alagoas e vazão obtida pela ANA – Agência Nacional de Águas tendo chegado a
resultados satisfatórios com a ajuda de um modelo computacional elaborado pelo próprio
pesquisador. Foi utilizado nesta pesquisa os dados do radar meteorológico banda C do
SIRMAL – Sistema de Radar Meteorológico de Alagoas, um disdrômetro RD-69 JossWaldvogel para determinar o tempo de duração de chuva, e o modelo PEVva – Programa para
estimativa de vazão verificação e análise, sendo que os dados de radar abrangeram os anos de

15

2003 a 2006, período em que as imagens em PPI estavam disponíveis e foi formado um banco
de dados. A área de estudo foi a Bacia Hidrográfica do Rio Mundaú pela sua importância para
o estado de Alagoas, seu histórico de cheias, além de possuir uma estação para medidas de
vazão operada pela ANA (Agência Nacional de Águas) cujos dados são produzidos desde
1974.
Figura 1 – Destruição das cidades de Murici (esquerda) e Branquinha (direita) provocada pela
cheia de 2010 na Bacia do Rio Mundaú

Fonte: Gama, (2010 apud OLIVEIRA et al., 2010).

Figura 2 – Destruição provocada pela cheia de 2010 na bacia do rio Paraíba nas cidades de
Quebrangulo (esquerda) e Viçosa (direita).

Fonte: Gama, (2010 apud OLIVEIRA et al., 2010).

1.1

Objetivos

1.1.1 Geral
Desenvolver estudos sobre a vazão da Bacia Hidrográfica do Rio Mundaú utilizando
radar e disdrômetro para subsidiar o aperfeiçoamento do modelo PEVva.

16

1.1.2 Específicos
• Realizar estudos estatísticos que permitam aperfeiçoar o programa PEVva Programa de Estimativa de Vazão Verificação e Análise, na correlação entre altura
pluviométrica e vazão do Rio Mundaú.
• Analisar as chuvas relacionadas aos picos de vazão obtidos na Estação
Fluviométrica da Fazenda Boa Fortuna na Bacia Hidrográfica do Rio Mundaú.
• Obter a moda estatística característica para os eventos diários de chuva entre 2003
e 2006 na Bacia Hidrográfica do Rio Mundaú.
1.2

Justificativa
A Bacia Hidrográfica do Rio Mundaú (BHM), localizada entre as latitudes 8º48’11’’,

caracteriza-se por ser a maior e mais importante bacia do estado de Alagoas. Apresentando
uma rede de drenagem superficial que engloba quinze municípios do estado de Pernambuco e
quinze municípios do estado de Alagoas, a BHM possui uma história de cheias devido a fortes
chuvas, algumas delas com perdas de vidas humanas e enormes prejuízos materiais, sendo que
a última dessas cheias aconteceu no ano de 2010 (GOMES et al., 2004; FRAGOSO JÚNIOR
et al., 2010).
Por outro lado, o estudo e o monitoramento de chuvas através de radar meteorológico
tem permitido fazer previsões com exatidão e a curtíssimo prazo em todo o mundo, conforme
demonstram as pesquisas já realizadas e mencionadas na Introdução. O radar é um
instrumento importante na estimativa de precipitação a qual pode ser relacionada à vazão de
um curso d’água. Além de cobrir uma área considerável – quando se compara com
pluviômetros, fornece a estrutura tridimensional dos sistemas precipitantes sendo possível
também acompanhar o deslocamento dos sistemas e, quando necessário, enviar alertas,
permitindo a evacuação das populações ribeirinhas e, consequentemente, evitando perdas de
vidas humanas.
Como resultado das atividades do radar meteorológico banda, C foi montado um
banco de dados composto de imagens as quais foram usadas por Barros (2011) que
desenvolveu um programa de computador para correlacionar a altura pluviométrica à vazão
do Rio Mundaú.

17

Moraes (2010) juntou dados disdrométricos ao trabalho de Barros (2011) estudando a
distribuição do tamanho de gotas (DTG) das chuvas continentais e marinhas na BHM e
correlacionando com as vazões da bacia hidrográfica.
Do exposto constata-se a existência de pesquisa procurando utilizar o radar
meteorológico para medir a vazão do Rio Mundaú, mas que precisa ser continuada para
melhorar sua exatidão.
Assim, o trabalho proposto pretende dar continuidade à pesquisa referida, através da
utilização de tratamento estatístico, comparando os valores de vazão encontrados por Barros
(2011) com valores obtidos pelo estudo de dados disdrométricos relacionados com a moda
estatística do tempo de duração de episódios de chuvas, trazendo benefícios para a
hidrometeorologia e a sociedade.

18

2

REVISÃO DE LITERATURA

2.1

Bacia hidrográfica
Para Tucci (1997), uma bacia hidrográfica é uma área de captação natural da água de

precipitação que faz convergir o escoamento para um único ponto de saída. A bacia
hidrográfica compõe-se de um conjunto de superfícies vertentes e de uma rede de drenagem
formada por cursos de água que confluem até resultar em um leito único no seu exutório.
Os principais elementos constitutivos de uma bacia hidrográfica são os divisores de
água, fundos de vales, sub-bacias, nascentes, áreas de descargas, recarga e perfis
hidrogeoquímico ou hidroquímicos.
Conforme Resolução CNRH nº32/2003, do Conselho Nacional de Recursos Hídricos,
o Brasil está dividido em regiões hidrográficas. O estado de Alagoas possui dezesseis regiões
hidrográficas com suas respectivas bacias hidrográficas. Esta dissertação aborda a Bacia
Hidrográfica do Rio Mundaú pela sua importância para Alagoas e seu histórico de eventos de
cheias.
2.2

Componentes físicos de uma bacia hidrográfica
Área de Drenagem
A área de drenagem de uma bacia é a área plana - projeção horizontal da superfície -

inserida entre seus divisores topográficos, sendo expressa em km² ou ha. A bacia hidrográfica
do Mundaú possui uma área de 4.126 km², (CARVALHO, 2002).
Perímetro
É definido como sendo o comprimento linear do contorno do limite da bacia, expresso
em km. O perímetro da BHM é de 350 km (CARVALHO, 2002).
Forma da Bacia
Para a caracterização da forma de uma bacia são utilizados índices que buscam
associá-la com formas geométricas conhecidas. O coeficiente de compacidade (Kc) ou índice
de Gravelius, é a relação entre o perímetro da bacia e a circunferência de um círculo de área
igual à da bacia, ou seja:

19

K c= 0,28

P
√Ad , onde:

P é o perímetro da bacia, em km, e Ad a área da bacia, em km².
O índice de compacidade é uma medida do grau de irregularidade da bacia, já que para
uma bacia circular ideal ele é igual a 1,0. Desde que outros fatores não interfiram quanto mais
próximo da unidade for o índice de compacidade maior será a potencialidade de ocorrência de
picos elevados de enchentes. O índice de compacidade da BHM é igual a 1,51.
O índice de conformação ou fator de forma (Kf) é a relação entre a área da bacia
hidrográfica e o quadrado de seu comprimento axial, medido ao longo do curso d'água
principal, desde a foz até a cabeceira mais distante, próxima do divisor de águas da bacia. O
Kf da BHM é igual a 0,14.
A

Kf = L2
Declividade da bacia
A velocidade com que as águas de um rio escoa depende da declividade dos canais
fluviais. A velocidade de escoamento é diretamente proporcional à declividade e, quanto
maior a declividade, mais pronunciados e estreitos serão os hidrogramas das enchentes. Neste
estudo a declividade média foi obtida dividindo-se o desnível total entre a nascente e o local
de fechamento da bacia, pela extensão do curso d’água entre esses dois pontos.
Densidade de drenagem (Dd)
Indica o grau de desenvolvimento de um sistema de drenagem para uma bacia. A
densidade de drenagem é calculada através da razão entre o comprimento total LT dos cursos
d’água pela área da bacia A, equação 3.
Dd =

LT
A

20

Extensão média do escoamento superficial
Trata-se da distância em linha reta, que a água da chuva deverá escoar sobre os
terrenos de uma bacia até alcançar o leito de um rio desta. A extensão l do escoamento
superficial é calculada com a relação a seguir.
l=

A
4 LT

Sinuosidade do curso d’água
Segundo Vilela, 1997 é um fator controlador da velocidade de escoamento e expressa
pela razão entre o talvegue e o comprimento do rio principal da bacia. Sua expressão e dada
por:
Sin =

LT
L

Há que se destacar também outro fator relevante na velocidade do escoamento
superficial: são as características do relevo da bacia. Em linhas gerais, há um aumento de
velocidade com a declividade, ou seja, quanto maior for a declividade mais rápido será o
deflúvio. A distribuição da elevação das áreas em uma bacia é, portanto, um fator
determinante em parâmetros como a vazão e o tempo de concentração.
Curva hipsométrica
Indica a distribuição percentual de áreas da bacia em relação ao nível médio do mar.
Elevação média da bacia
Expressa como processos importantes ao deflúvio, como a precipitação e a
temperatura são afetados com a altitude. Pode ser calculada pela altura do retângulo de área
igual à determinada pela curva hipsométrica.

21

Declividade de álveos
Este parâmetrodetermina a velocidade de escoamento. Pode ser avaliado por meio da
área do perfil longitudinal do rio principal da bacia, calculando-se a altura do triângulo de
área igual à encontrada no perfil longitudinal.
Retângulo equivalente
Trata-se deuma forma de avaliar a contribuição das características físicas da bacia para
o escoamento. Determina-se através do cálculo da altura l e da base L do retângulo de área
igual a da bacia e com as curvas de nível paralelas à altura do retângulo. A partir do perímetro,
da área do retângulo e do coeficiente de compacidade encontram-se as relações para l e L.

L=

2
KC A 
1,12  
1 + 1 − 
 
1,12 
 A  


2
KC A 
 1,12  

l=
1− 1− 

1,12 
A  




2.3

Precipitação
A precipitação é a principal entrada do balanço hidrológico de uma região, fazendo

parte dos fatores climáticos, juntamente com a evaporação, a umidade do ar e o vento.
2.4

Formação e tipos
A gênese das precipitações prende-se à ascensão de massas de ar úmido, sendo este o

elemento básico do processo. Esta ascensão produz um resfriamento dinâmico o que pode
fazer o vapor atingir seu ponto de saturação. A partir do nível de condensação, em condições
favoráveis e com a existência de núcleos higroscópicos, o vapor d’água condensa formando
minúsculas gotas em torno desses núcleos. Enquanto as gotas não possuírem peso suficiente
para vencer a resistência do ar elas são mantidas em suspensão formando as nuvens. Uma vez
atinjam tamanho suficiente para vencer a resistência do ar elas precipitarão.
Classificam-se as precipitações de acordo com as condições que produzem

22

movimentos ascendentes do ar, sendo três os tipos principais, a saber: ciclônicas (ou frontais),
orográfico e convectivo.
Precipitações ciclônicas
Ocorrem devido ao deslocamento de massas de ar úmido de regiões de alta pressão
para regiões de baixa pressão. As precipitações ciclônicas são classificadas como frontais e
não frontais. Quando há convergência horizontal de massas de ar com consequente elevação
de ar húmido, ocorre a precipitação não frontal. Quando há deslocamento horizontal de
massas de ar quente e húmido sobre massas de ar frio implicando na elevação do primeiro e
provocando o resfriamento dinâmico quando, então, ocorre a precipitação frontal.
Precipitações convectivas
São originadas pela estratificação térmica devido ao aquecimento homogêneo do ar
pelo solo. Devido à quebra do equilíbrio atmosférico, ocorre a formação de correntes
ascendentes de maneira abrupta provocando resfriamento adiabático e consequente
precipitação de curta duração e grande intensidade.
As precipitações são caracterizadas pelas seguintes grandezas: (i) altura pluviométrica
– medida realizada nos pluviômetros; (ii) intensidade da precipitação – expressando a relação
entre a altura pluviométrica e a duração da precipitação, em mm/h ou mm/min; (iii) duração –
período de tempo contado desde o início até o fim da precipitação, em hora (h) ou minutos
(min.).
Para medir a quantidade de chuva caída numa determinada região, utilizam-se
pluviômetros ou pluviógrafos. O pluviômetro é utilizado para medir a quantidade de chuva
em determinado tempo, enquanto que no pluviógrafo são feitos registros do volume de
chuvano tempo.
No presente trabalho a estimativa de precipitação pluviométrica na Bacia Hidrográfica
do Rio Mundaú, foi realizada com radar meteorológico.
2.5

Medidas de vazão
Vazão de um rio pode ser definida como o volume de água que passa numa

determinada seção por unidade de tempo, a qual é determinada pelas variáveis de
profundidade, largura e velocidade do fluxo e é expressa em m³/s no sistema internacional de
unidades (SI).

23

Os diversos métodos utilizados para medir a vazão levam em conta as dimensões do
rio. Para pequenos rios são usados vertedores (VILELA; MATOS, 1975). Os vertedores, com
seções livres triangulares ou retangulares, são instalados em trechos retilíneos do rio. A
determinação da vazão é realizada utilizando-se a relação de Francis:
Q = 1,838 (L- 2H/10)H 3/2
Onde Q = vazão (m3/s); H = altura da lâmina líquida acima do vertedor (m); L =
largura do vertedor (m).
Para cursos d’água maiores os métodos diretos mais usados são os de molinete e
curvas-chave.
Os métodos diretos mais utilizados para cursos d’água maiores são os molinetes
hidrométricos e as curvas-chave. Os molinetes hidrométrico são dotados de uma hélice que
converte o movimento de translação do fluxo de água em movimento de rotação de uma
hélice; com auxílio de um contador, é determinado num intervalo de tempo, o número de
voltas da hélice realizou. Determina-se, então a velocidade do fluxo com auxílio da “equação
do molinete”. Esta equação, fornecida pelo fabricante, é calibrada para cada molinete de
forma individual.
A medição convencional com molinete hidrométrico é universalmente utilizada para
medição de vazão de águas naturais e consiste em determinar a área da seção e a velocidade
média do fluxo que passa nesta seção. A área é determinada através da medição da largura do
rio e da profundidade em um número significativo de pontos ao longo da seção denominados
verticais nas quais também é realizada a medição da velocidade com molinete em um número
significativo de pontos a diferentes profundidades, que irão dar origem à velocidade média na
vertical. Em geral determina-se a velocidade média na vertical através de métodos analíticos,
ou seja, fórmulas recomendadas em função do número de medições de velocidade e posição.
A elaboração da curva-chave para um determinado ponto do rio constitui-se em outro
método para determinação da vazão de um curso d’água. Neste, escolhe-se uma seção
transversal do rio em um trecho retilíneo de fácil acesso, fixa-se uma régua limnimétrica para
determinação do nível de água. Mede-se a vazão através de molinete e, com os dados da
altura e da vazão, elabora-se a curva-chave em um ponto determinado do rio. O gráfico
relaciona a vazão do rio à altura (ou cota). A Figura 3 mostra a curva-chave do rio Mundaú, na
Fazenda Boa Fortuna, município de Rio Largo e a Figura 4 o conjunto de réguas limnimétrica
para medição de cotas do rio Mundaú.

24

Figura 3 – Curva-chave para a estação Boa Fortuna, Rio Largo, Alagoas

Fonte: Moraes, Oliveira e Costa (2006)

Figura 4 – Conjunto de réguas limnimétricas da Estação da Fazenda Boa Fortuna

Fonte: Barros (2011).

Geralmente os símbolos usados em hidrologia quando da medição de vazão são: Q =
vazão (m³/s); A = área da seção do rio (m²) (w.h); V = velocidade do fluxo de água (m/s); h =
profundidade média na seção transversal do canal (m); largura do canal = w. Expressa
matematicamente tem-se a relação Q = (w.h) . V ou Q = A.V. (CARVALHO, 2008)
2.6

O Radar meteorológico
O radar é um equipamento ativo, capaz de realizar o sensoriamento remoto da

atmosfera adequado para monitorar os sistemas precipitantes, devido à sua alta resolução
espacial e temporal (WILSON, 1970). O termo Radar – oriundo da expressão inglesa Radio
Detection and Ranging, ou avaliação e detecção por ondas de rádio, tem sido empregado de
forma genérica para qualificar os sistemas de transferência de ondas eletromagnéticas que
operam na faixa de frequência das microondas. No caso do radar meteorológico o sinal

25

interage com os hidrometeoros das nuvens, de maneira que cada hidrometeoro espalha a
energia incidente em todas as direções. Parte dessa energia espalhada retorna à antena, onde é
recebida e amplificada. Essa informação recebe o nome de refletividade (Z) e é expressa em
mm6m-3. Para estimar a chuva através da refletividade utilizam-se as relações Z-R, do tipo Z =
aRb, onde R (taxa de chuva) é medido em mm.h-1 e a e b são coeficientes que dependem
essencialmente do tamanho e distribuição do espectro de gotas na atmosfera (SAUVAGEOT,
1992).
O emprego de radares meteorológicos em hidrologia vem aumentando em escala
mundial principalmente em países com grandes redes hidrográficas como o Brasil (MORAES,
2011).
Calheiros e Antônio (1979) formam os primeiros a quantificar chuvas com radar e
confrontar com uma rede de postos pluviométricos; Lisboa (1986) quantificou chuvas com
radar na bacia do rio Tamanduateí, em São Paulo, e utilizando modelo hidrológico e dados
pluviométricos, concluiu pela viabilidade do aprimoramento de modelos hidrológicos
evidenciando o processo de escoamento em bacias hidrográficas e otimização das técnicas de
previsão hidrometeorológicas.
Utilizando dados do radar meteorológico de São Paulo, Pereira Filho (1989) simulou
vazões na bacia hidrográfica do Rio Tamanduateí, fazendo previsão de vazões com previsão
de chuvas através de extrapolação.
Barros (2011) empregando um radar meteorológico banda C do SIRMAL, obteve uma
significativa correspondência entre vazão do Rio Mundaú e refletividade do radar, num estudo
pioneiro no estado de Alagoas.
As mencionadas pesquisas apontam para uma crescente utilização do radar
meteorológico em hidrologia com a possibilidade de prever vazões em recursos hídricos,
permitindo o seu uso em sistemas de alerta contra fenômenos extremos de cheias e um melhor
entendimento sobre o comportamento das bacias hidrográficas em resposta a altos índices
pluviométricos e a sua distribuição espaço-temporal.
2.7

Sistemas produtores de chuva no leste do Nordeste do Brasil

2.7.1 Chuvas
Segundo Varejão-Silva (2001), as chuvas, designadas como hidrometeoros ou conjunto
de partículas de constituição hídrica de estado líquido ou sólido em suspensão ou queda livre
(precipitação) na atmosfera, são um importante componente do ciclo hidrológico, permitem a

26

renovação dinâmica da água encontrada no meio ambiente. As chuvas têm influência direta
nas atividades humanas, seja no abastecimento de reservatórios, para geração de energia ou
consumo urbano, ou na agricultura. O regime das chuvas ou precipitações é diferenciado pelas
peculiaridades da região (clima, relevo, hidrografia, etc.) e sua medição é de grande
importância no contexto agrícola, seja pela sua falta, excesso ou distribuição espacial e
temporal.
As chuvas nos trópicos apresentam maior variação em termos de mudanças sazonais,
sendo o principal fator na divisão do clima de uma região. Por isso, a chuva na região tropical
é o elemento meteorológico de maior importância (MORAES, 2011). Ainda o mesmo autor,
mostra a importância da precipitação no Leste do Nordeste do Brasil (ENEB) constituindo-se
elemento de valor preponderante para o abastecimento d’água visando atender aos diversos
setores – do abastecimento doméstico até as diversas atividades industriais e agrícolas.
2.7.2 Sistemas produtores de chuvas
O Leste do Nordeste do Brasil estende-se na parte litorânea dos estados do Rio Grande
do Norte até o sul da Bahia. O clima é tropical úmido, sendo considerada a região mais úmida
do nordeste brasileiro. Os maiores volumes de precipitação ocorrem nos meses de abril a
julho correspondendo a cerca de 60% das chuvas. O período menos chuvoso corresponde ao
quadrimestre de setembro a dezembro, com 10% das chuvas anuais. (BERNARDO,1999). É
pertinente ressaltar que entre os meses de abril a julho ocorrem os ventos mais fracos; os
ventos mais fortes concentram-se entre os meses de setembro a dezembro.
A produção de chuva no Leste do NEB obedece a mecanismos de escala sinótica,
meso-escala e micro-escala, de acordo com as seguintes considerações.
• Escala sinótica – sistemas frontais e vórtices ciclônicos de altos níveis (VCAN).
• Meso-escala – perturbações ondulatórias dos alísios (POA) e brisas marinhas e
terrestres.

• Micro-escala– pequenas células convectivas.
• Vórtices ciclônicos de altos níveis

O Vórtice Ciclônico em Altos Níveis (VCAN) é um sistema de escala sinótica
caracterizado por uma baixa pressão que se forma na alta troposfera, podendo estender-se até
a média troposfera, dependendo da instabilidade da atmosfera. Esse sistema possui uma
circulação ciclônica (horária no Hemisfério Sul) fechada com centro mais frio que sua

27

periferia. As primeiras investigações sobre VCAN foram feitas por Palmén (1949) e Palmer
(1951) e, a partir desses dois pesquisadores, o VCAN passou a ser classificado em dois tipos:
tipo Palmén - associado a bolsões de ar frio, acoplados a extensos cavados na alta troposfera
que se desprendem e são confinados no lado equatorial dos ventos de oeste. A sua origem é
nas latitudes subtropicais, durante a época de inverno e primavera (austral). O segundo tipo,
Palmer, origina-se nas latitudes tropicais, a uma altitude acima de 10 km, com maior
freqüência no verão austral, sendo raramente observado no inverno do hemisfério sul.
Segundo Palmer (1951), em algumas situações, a circulação desses VCANs tropicais é similar
aos VCANs de latitudes médias observados no Hemisfério Norte (HN), porém, o processo
físico de formação é diferente pois, na gênese dos VCANs tropicais, não aparece a incursão
de ar polar. De acordo com Kousky e Gan (1981), a origem e manutenção dos VCANs, que se
formam no Atlântico Tropical entre a faixa de 20ºW - 45ºW e 0º - 28°S, está associada à
intensificação da vorticidade ciclônica, corrente abaixo da crista em 200 hPa.
A ocorrência do VCAN no NEB identifica a existência de uma forte correlação entre a
advecção de temperatura e o desenvolvimento do vórtice, com a advecção do ar frio
contribuindo para intensificar o sistema. A formação de VCANs ciclônicos coincide com a
época do ano em que o escoamento em altos níveis (200 hPa) apresenta-se meridionalmente,
de sul a norte, sobre o Brasil, a leste do meridiano de 50º W. A maioria dos vórtices ciclônicos
da alta troposfera está confinada nos altos níveis (acima de 5000 m de altura) sendo que cerca
de 60% não atingem o nível de 700 hPa e em torno de 10% atingem a superfície (FRANK,
1970).
A configuração da circulação ciclônica surge inicialmente nas partes mais altas da
troposfera, estendendo-se gradualmente para os níveis mais baixos (GAN; KOUSKY, 1982).
Os ventos são fracos nos níveis baixos e médios, aumentando sua velocidade com a altura e
atingindo velocidade máxima em torno de 200 hPa. Esses vórtices ciclônicos são
caracterizados por um movimento descendente de ar frio e seco no seu centro, e um
movimento ascendente de ar quente e úmido na sua periferia, possuindo, portanto, uma
circulação direta.
Os vórtices ciclônicos podem também ser classificados como úmidos ou secos,
dependendo da quantidade de nebulosidade associada. Os vórtices confinados na média e alta
troposfera possuem pouca nebulosidade e são denominados secos. Os vórtices secos, como
descrito por Frank (1966), estão caracterizados por movimento descendente e seco no seu
centro. Os vórtices que atingem os níveis mais baixos da troposfera possuem bastante
nebulosidade, sendo chamados de vórtices úmidos. A nebulosidade associada varia, ocorrendo

28

muitas vezes com bastante intensidade e com precipitação, e em outras ocasiões com pouca
intensidade e com céu quase claro.
Os vórtices deslocam-se lentamente do oceano para o continente e vice-versa,
apresentando nebulosidade e instabilidades nos setores leste e nordeste do vórtice. Os vórtices
ciclônicos da alta troposfera que atuam no Nordeste são observados nas estações da
primavera, verão e outono, com máxima freqüência no mês de janeiro.
Os VCANs são os mais importantes mecanismos produtores de chuva no Leste do
NEB, incluindo a região semi-árida, durante os meses de verão do Hemisfério Sul. Seus
efeitos sobre a precipitação do Nordeste do Brasil são bastante evidentes, principalmente
quando se originam próximos à costa leste. Seu movimento aleatório faz com que haja grande
variabilidade da precipitação nas áreas afetadas pelos movimentos ascendentes na periferia e
pelos subsidentes localizados no seu centro. Quando o VCAN adentra o NEB, parte da região
experimenta nebulosidade e chuvas (periferia) e parte tem céu claro, decorrente dos
movimentos subsidentes. Ao se deslocar para oeste sobre o NEB, esses sistemas com o centro
sobre o interior do continente inibem chuvas sobre esta região. O vórtice está associado a um
sistema frontal semi-estacionário na região. Esse sistema frontal é uma região de baixa
pressão.
A presença de um VCAN criou as condições necessárias para ocorrência de
intensidades de chuva superiores a 250 mmh/dia em quase toda a região do Estado de Alagoas
em 18 de janeiro de 2004, como mostram as imagens de radar na Seção 2 e a Figura 5.
Segundo Gan e Kousky (1986), os VCANs originados nos trópicos apresentam as
seguintes características:
i.

Originam-se em torno de 600 hPa, nas latitudes baixas;

ii.

Podem permanecer na região tropical por longos períodos;

iii.

Durante a passagem para latitudes mais altas, geralmente crescem e
intensificam-se.

De acordo com Kousky e Gan (1981), esses sistemas correspondem a uma circulação
ciclônica fechada em altos níveis, com centro mais frio que sua periferia, e formam-se
corrente abaixo da amplificação de uma crista em 200 hPa. Segundo Gan e Kousky (1986),
foi observado o seguinte mecanismo de formação: um sistema frontal, ao penetrar nas
latitudes subtropicais, provoca forte advecção de ar quente no seu interior. O cavado que está
à leste desta, também é intensificado, formando o ciclone na alta troposfera. Esses vórtices

29

apresentam movimento zonal em ambas as direções e podem permanecer estacionários por 3 a
4 semanas, podendo atingir o oeste da América do Sul.
a. Sistemas frontais
O movimento de duas massas de ar com diferentes características de temperatura,
pressão e umidade encontram-se, dando origem ao chamado sistema frontal, que é composto
por uma frente fria, o motor do sistema, e uma frente quente que a antecede. A faixa onde o ar
mais frio e denso encontra a massa de ar quente e menos densa, empurrando-a em forma de
cunha e obrigando-a a subir, designa-se por frente fria. A faixa onde a massa de ar quente
volta a ter contato com o ar mais frio e denso, sendo assim forçado a subir também em forma
de cunha, designa-se por frente quente.
Figura 5 – Satélite Infravermelho GOES+METEOSAT (Eumetsat/CPTEC) de 18 de janeiro de
2004 às 18Z (15 horas local)

Fonte: INPE/CEPETEC

Esse encontro entre as massas é forçado por um gradiente de pressão, que impulsiona
uma massa em direção a outra. Quando úmidas e estáveis, as nuvens predominantemente são
as estratiformes (nimbostratos, altostratos e cirrostratos) com precipitação moderada.
Entretanto, quando o ar quente é úmido e instável (ou com tendência para ser instável),
as nuvens são predominantemente cumuliformes e a precipitação ocorre na forma de pancadas
com intensidade moderada a forte.

30

Os sistemas frontais de latitudes médias afetam o tempo nas regiões de latitudes mais
baixas. Na região amazônica, por exemplo, esse fenômeno é conhecido como "Friagem",
ocasionando quedas de 15° C a 20° C na temperatura do ar e tendo uma duração média de 3 a
5 dias, (MOLION, 1987; OLIVEIRA,1986) observou uma interação entre os sistemas frontais
e a convecção tropical, em suas variações de intensidade, ou seja, esses sistemas penetram até
as baixas latitudes, no intervalo entre 20° S e 30° S onde, habitualmente, ocorrem essas
interações. Os sistemas frontais que ultrapassam 20°S rumo ao NEB geralmente estão
associados com a convecção tropical localizada no setor Norte da Amazônia.
Segundo Molion e Bernardo (2002), o sistema frontal é um importante mecanismo na
produção de chuva no leste do NEB em todas as épocas do ano, principalmente no inverno do
Hemisfério Sul, o que está de acordo com Kousky (1979). As latitudes de penetração desses
sistemas ficam entre 5º S e 18º S.
b. Perturbações ondulatórias nos Alísios
São sistemas também responsáveis pela chuva na Costa Leste do Nordeste Brasileiro,
ocorrendo mais frequentemente durante a estação chuvosa, entre os meses de abril e agosto.
Geralmente estão associados a sistemas convectivos responsáveis por grandes taxas de chuva
sobre a costa Leste do NEB.
De acordo com Molion e Bernardo (2002), a Perturbação Ondulatória nos Alísios
(POA) ocorre através de uma produção de grandes complexos convectivos (CCS) na região da
ZCIT (6) que, por sua vez, causam perturbações ondulatórias no campo do vento dos Alísios.
Esses CCS são formados através da penetração de sistemas frontais do HN, para as regiões de
latitude equatoriais, quando o posicionamento da ZCIT está mais para HS, durante os meses
de dezembro a abril. O deslocamento das POAs ocorre para oeste, cruzam o Equador, com
velocidade de 6º a 8º de longitude por dia, não apresentando sobre o oceano condições de
desenvolvimento e sua intensificação ocorre quando chegam a costa, devido ao aumento da
convergência e umidade e ao contraste térmico. Quando associadas com a brisa marinha,
essas perturbações chegam a penetrar até 300 km para dentro do continente. Quando
confluem com a brisa terrestre, ocorrendo principalmente próximo à costa do Leste do NEB à
noite, podem intensificar-se e causar tempestades com total pluviométrico superiores a 50mm
por dia.

31

c. Brisas marinha e terrestre
As brisas do mar são um tipo de vento litoral de meso-escala causadas pela circulação
térmica. Durante o dia, a superfície do continente se aquece mais rapidamente que a do
oceano adjacente. Como consequência, pela manhã, surge uma faixa de pressão mais baixa
sobre o litoral, propiciando o desenvolvimento de correntes convectivas ascendentes sobre o
continente, as quais geram nuvens convectivas.
Acima do oceano a pressão continua elevada, face à menor temperatura da água na
superfície. Dessa maneira, é estabelecida uma circulação fechada, com movimentos
ascendentes na costa e subsidentes sobre o mar. O vento, à superfície, sopra do oceano para o
continente, em direção aproximadamente perpendicular à linha da costa e é chamado de brisa
marinha.
Durante a noite o continente perde calor mais rapidamente que o oceano e, a partir de
uma certa hora após o pôr-do-sol, a superfície do oceano passa a ostentar uma temperatura
mais elevada que a do continente. A faixa de baixa situa-se, então, sobre o oceano e o
movimento ascendente associado a ela pode gerar nuvens convectivas. O vento passa a soprar
do continente para o mar, à superfície, constituindo a brisa terrestre, também perpendicular à
costa. A brisa terrestre é, em geral, mais fraca que a marinha.
No leste do NEB, o máximo de chuva ocorre entre maio e julho. Esse máximo está
associado a uma maior atividade da circulação de brisa, a qual advecta bandas de
nebulosidade média para o continente e associando-se às ações das frentes frias
remanescentes, que se propagam ao longo da costa (KOUSKY, 1979). Segundo Molion e
Bernardo (2002), as massas de ar das brisas terrestres apresentam características
termodinâmicas distintas das associadas aos alísios, isto é, a temperatura da brisa está entre
21ºC a 24ºC, enquanto que a dos Alísios permanece entre 24º e 26ºC; a umidade relativa para
brisas é de 65% a 75% e dos alísios de 80% a 90%.
O efeito da super-refração sofrida pelo feixe do radar ao longo da costa sugere uma
forte correlação com a presença das brisas. Quando tal fenômeno ocorre, aparecem
“manchas” nas imagens geradas pelo sistema, na sua maioria, ao longo da costa, que não se
deslocam. Estas manchas possuem um efeito de fade-in, fade-out (aumento e diminuição
gradual da intensidade) quando observadas através da animação das imagens, com duração de
até algumas horas (QUINTÃO, 2004).

32

d. Convecção local
O conhecimento das características estruturais da convecção tropical é importante para
a compreensão da organização individual das células convectivas e da sua interação com a
circulação em grande escala. Essa convecção deve-se ao aquecimento da superfície e à
convergência de umidade que é transportada pelos Alísios. Segundo Molion e Bernardo
(2002), a convecção máxima ocorre nos meses de fevereiro e março, sendo esses meses os
mais chuvosos em grande parte do Nordeste. As células de chuva e seus baixos totais
pluviométricos não devem ser desprezados, por constituírem um mecanismo muito importante
para a vida do semi-árido.

33

3

MATERIAIS E MÉTODOS

3.1

Localização e caracterização da área de estudo
A área de estudo é a Bacia Hidrográfica do Rio Mundaú. A BHM está localizada entre

as latitudes 8º48’11’’ e 9º40’23’’ e tem como rio principal o Mundaú, o qual tem suas
nascentes localizadas a oeste do município de Garanhuns no estado de Pernambuco, com uma
extensão de 195 km até chegar ao Oceano Atlântico, passando antes por sua foz afogada Lagoa de Mundaú (TENÓRIO, 1985). Na BHM atuam a Massa Polar Atlântica, a Massa
Tropical Atlântica e a Massa Equatorial do Atlântico Sul. A figura 1 mostra a localização da
BHM.
Figura 6 – Localização da Bacia Hidrográfica do Rio Mundaú

Fonte: Ferreira (2014)

A bacia do rio Mundaú abrange uma área total de 4.126 km², tendo um perímetro de
382,68 km. Da área total da BHM, 2.155km² (54,90%) pertencem ao estado de Pernambuco e
os restantes 1.951 km² (45,10%) ao estado de Alagoas. Geograficamente a bacia está
localizada na Mesorregião do Agreste Pernambucano e, em Alagoas, na Mesorregião do Leste
Alagoano.
No estado de Pernambuco, a bacia possui uma população de 346.702 habitantes, na
qual estão inseridos total ou parcialmente, territórios de 15 municípios.
Em Alagoas existem total ou parcialmente, 15 municípios, totalizando uma população
de 1.326.472 habitantes. São 10 sedes municipais e uma pequena parte da zona urbana de
Maceió. Destacam-se como núcleos urbanos as cidades de União dos Palmares e Rio Largo
(CARVALHO, 2002).

34

Tabela 1 - Municípios de Pernambuco total ou parcialmente compreendidos na BHM
Município
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.

Angelim
Brejão
Caetés
Calçado
Canhotinho
Capoeiras
Correntes
Garanhuns
Jucati
Jupí
Jurema
Lagoa do Ouro
Lajedo
Palmeirina
São João
TOTAL
Fonte: Carvalho (2002).

Pernambuco
Área Total
(km2)
126,7
161,9
324,2
56
423
344,3
285,2
467,8
109,4
151,2
147
219,6
208,9
200,5
236,6
3462,30

Área na bacia
(km2)
126,7
114,6
49,9
16,3
386,6
91,2
285,2
383,6
87,4
64,7
7,6
101,9
2,7
200,5
236,6
2155,50

Tabela 2 - Municípios de Alagoas total ou parcialmente compreendidos na BHM
Alagoas
Município
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.

Atalaia
Branquinha
Capela
Chã Preta
Ibateguara
Maceió
Messias
Murici
Pilar
Rio Largo
Santa Luzia do norte
Santana do Mundaú
São José da Laje
Satuba
União dos Palmares
TOTAL
Área Total da Bacia
Fonte: Carvalho (2002).

Área Total (km2)
534,3
191,2
226,9
202,1
255,5
512,8
113,3
425,8
221,6
310,6
28,7
226,4
273,8
42,7
429,6
3995,30

Área na bacia (km2)
152,9
177,8
53,8
19,6
32,7
9,7
10,4
377,8
15,8
235,4
7,6
220,3
271,2
31,6
354
1970,60
4126,10

35

3.2

Pluviometria
A precipitação sobre a bacia do Rio Mundaú tem sua gênese em sistemas

meteorológico com diferentes escalas, tais como: Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis –
VCANs.

Distúrbios de Leste, Sistemas Frontais, Brisas Marinhas e Ventos Alísios e

anomalias de escala planetária como os ENSO e o Dipolo do Atlântico, são exemplos de
processos climáticos que alteram a distribuição das chuvas no NEB conforme Tenório (1985).
Medeiros e Molion (2002) buscaram um relação entre clima global e as descargas na bacia,
obtendo coeficientes de correlação não conclusivos. A precipitação é normalmente distribuída,
ao longo do ano em dois períodos marcantes: A estiagem que ocorre nos meses de outubro a
janeiro e o período chuvoso que ocorre mais intensamente entre maio e agosto. A precipitação
média anual varia ao longo da bacia , tendo valores de 1200 mm/ano no baixo Mundaú, 1600
mm/ano no médio Mundaú e 1080 mm/ano no alto Mundaú; em algumas regiões do médio
Mundaú, encontram-se valores médios anuais de 2000 mm/ano (CARVALHO, 2002).
3.3

Declividade do Rio Mundaú
A velocidade com que as águas de um rio escoa depende da declividade dos canais

fluviais. A velocidade de escoamento é diretamente proporcional à declividade e, quanto
maior a declividade, mais pronunciados e estreitos serão os hidrogramas das enchentes. Neste
estudo a declividade média foi obtida dividindo-se o desnível total entre a nascente e o local
de fechamento da bacia, pela extensão do curso d’água entre esses dois pontos. O rio Mundaú
possui um comprimento aproximado de 195 km e uma declividade de 930 m, sendo mais
marcante nos primeiros 20 km, onde o desnível atinge 447 m. Figura 7.
Figura 7 – Perfil longitudinal do rio Mundaú

Fonte: Carvalho (2002).

36

3.4

Aquisição de dados
Para realização dos estudos de que trata a presente dissertação utilizou-se um

disdrômetro e um radar meteorológico banda C do SIRMAL de onde foram obtidos dados e
imagens sobre precipitação pluviométrica na bacia hidrográfica do rio Mundaú. Os dados
disdrométricos sobre tempo de duração de chuvas e aqueles extraídos das imagens do radar,
foram submetidos a um tratamento estatístico com base em distribuição de frequência,
medidas de posição e dispersão, ajustamento à linha reta e análise de regressão. Para
utilização do programa PEVva, foi determinada a moda do tempo de duração das chuvas e
obtidos os valores referentes à altura da precipitação, em milímetros.
Os gráficos plotados consideraram a moda do tempo de chuva e a vazão defasada do
rio Mundaú. Este parâmetro foi conseguido considerando-se o tempo de concentração da
Bacia, estimado em 24 horas. As hidrógrafas foram traçadas utilizando-se o valor das vazões
mensais em tabelas e plotando os gráficos em planilha eletrônica.
3.4.1 Moda estatística
A moda de um conjunto de números é o valor que ocorre com maior frequência, ou
seja, o valor mais comum. A moda de um conjunto de números pode não existir e, mesmo que
exista, pode não ser única.
A moda pode ser estimada através da seguinte fórmula:

Χ m = Χ − 3( Χ − Χ c )
3.4.2 Disdrômetro
O disdrômetro utilizado é um equipamento que transforma o impulso vertical de uma
gota de chuva em um pulso elétrico cuja amplitude é função do tamanho da gota para, assim,
obter amostras estatisticamente representativas das gotas de chuva de uma região. Utilizou-se
um Joss-Waldvogel RD-69, conforme a Figura 8, composto por um transdutor
eletromecânico, uma unidade de amplificação e filtragem de ruídos, unidade conversora
analógico-digital ADA-90 e unidade de armazenamento de dados.
Da série histórica disponível no SIRMAL (2003 a 2006) referente ao tempo de
duração das chuvas foram estudados três casos onde se pode observa a ação da precipitação

37

medida com radar sobre a vazão do Rio Mundaú. Estes casos ocorreram entre os anos de 2004
e 2006.
Figura 8 – Modelo de disdrômetro utilizado na pesquisa

Fonte: Moraes (2001).

A Figura 8 mostra o disdrômetro utilizado na pesquisa. O Transdutor, responsável por
transformar o impulso mecânico da gota que chega ao sensor em pulso elétrico, onde a
amplitude do mesmo é proporcional ao impulso mecânico. Ainda a Figura 8 ilustra o
processador que elimina sinais indesejáveis devido a ruídos acústicos mostra o processador
ADA-90. Todos esses equipamentos são conectados a um computador pessoal.
3.4.3 Radar
O radar utilizado nesta pesquisa foi um banda C WR-110-5/EEC do Sistema de Radar
Meteorológico de Alagoas (SIRMAL), pertencente à Universidade Federal de Alagoas
(UFAL) e montado em um prédio de 7 andares, conforme Figura 9, cujas coordenadas estão
descritas no Quadro 1. As características técnicas do radar WR-110-5/EEC estão listadas no
Quadro 2.
Este equipamento foi modernizado ao ser integrado ao sistema de armazenamento de
dados SASSANDRA, desenvolvido pelo Laboratório de Aerologia da Universidade Paul
Sabatier- França. Posteriormente foram desenvolvidos outros programas, pela equipe do
Radar. A estrutura do radar banda C do SIRMAL compõe-se das seguintes unidades: domo,
montagem e antena; transceptor de microondas; painel de controle e visualização PPI e RHI;
sistema digitalizador de imagens (SASSANDRA), Figura 10; PC e unidade de
armazenamento e conexão.Na Figura 11 está representado um esquema das unidades do
SIRMAL.
Com a digitalização das imagens do Radar foi possível desenvolver um
monitoramento mais eficiente da precipitação sobre Alagoas. As imagens captadas pelo radar

38

foram digitalizadas pelo programa SASSANDRA e, depois, formatadas pelos programas
Radar e Radarauto. Estes arquivos, na área de cobertura de 130 km, é que serão processados
pelo programa PEVva, isto devido a proporcionar uma melhor visualização da BHM. As
figuras 12,13,14 e 15 mostram as imagens nas áreas de cobertura de 30, 130, 250 e 380 km.
Figura 9 – Sistema de radar meteorológico de Alagoas

Fonte: Barros (2011).

Tabela 3 – Coordenadas Geográficas do SIRMAL
Coordenadas Geográficas do SIRMAL
09°33’04,8” Sul
Latitude
35°46’14,8” Oeste
Longitude
Altura acima do nível do mar
100 m
Fonte: SIRMAL (2014).

39

Tabela 4 - Características técnicas do radar WR-110-5/EEC
Característica

Valor

Energia de alimentação

120V ~18%, monofásica

Consumo de energia

2500W (máximo)

Comprimento de onda ( )

5,4 cm

Sinal Mínimo Detectável

-105 dBm

Freqüência de emissão

5,6 GHz

Potência máxima

250 kW

Recorrência de impulsão

250 Hz

Largura de impulsão

2 µs

Diâmetro da antena

2,5 m

Ângulo de abertura

2º

Fonte: SIRMAL (2014).

Figura 10 – Painel de controle e visualização analógica do sinal do radar. À esquerda, em baixo,
módulo de digitalização do SASSANDRA

Fonte: Barros (2011).

40

Figura 11 – Componentes do sistema de radar meteorológico de Alagoas

Domo
Montagem
e Antena

Painel de
Controle e
Visualização

Transceptor
de
Microondas

Unidade de
Armazenamento e
conexão

PC para
conversão e
Visualização

Sistema
Digitalizador
(SASSANDRA)

Fonte: Barros (2011)
Figura 12 – Imagem do radar do SIRMAL. Área de cobertura 30km

Fonte: SIRMAL (2014).

41

Figura 13 – Imagem do radar do SIRMAL. Área de cobertura 130 km.

Fonte: SIRMAL (2014).

Figura 14 - Imagem do radar do SIRMAL. Área de cobertura 250 km.

Fonte: SIRMAL (2014)

Figura 15 – Imagem do radar do SIRMAL. Área de cobertura 380 km.

Fonte: SIRMAL (2014).

42

3.4.4 Estação hidrológica da Fazenda Boa Fortuna
Conforme a ANA (Agência Nacional de Águas) no Inventário das Estações
Fluviométricas (2009) a Estação Hidrológica da Fazenda Boa Fortuna, localiza-se no
município de Rio Largo, sendo uma estação com codificação no curso d’água, provida de
escalas para medições do nível da água, de medições de descargas líquidas e sólidas, de
qualidade da água e telemetria. A Figura 16 mostra a estação localizada às margens do rio
Mundaú.
Tabela 5 – Dados da estação hidrológica da Fazenda Boa Fortuna, Rio Largo, Alagoas
Nome
Código Fluviométrico

Fazenda Boa Fortuna
39770000

Código Pluviométrico

935056

Bacia

Atlântico – Norte Nordeste

Sub-Bacias

39 – Rios Capibaribe, Mundaú,

Latitude

9° 29’ 1,99” S

Longitude

35° 31’ 34,99” O

Rio

Mundaú

Município

Rio Largo

Tipo de transmissão

Telemétrica

Tipo de dado coletado

Hidrológico

Id Satelital

32630

Intervalo de coleta

60 s

Intervalo de Transmissão

60 s

Origem

ANA/INPE

Operadora

Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais

Responsável

ANA / DNAEE - ANEEL

Fonte: Brasil (2009)

43

Figura 16 – Estação Hidrológica da Fazenda Boa Fortuna no Rio Mundaú, município de Rio
Largo

Fonte: Barros (2011)

3.4.5 O Programa PEVva – Programa para Estimativa de Vazão, Verificação e Análise
Utiliza-se nesta pesquisa o programa PEVva concebido por Barros (2011), o qual visa
correlacionar a refletividade do radar com a vazão da Bacia Hidrográfica do Rio Mundaú.
Partindo do volume precipitado acumulado em um dia, o PEVva determina a altura da
precipitação pluviométrica em toda extensão da Bacia Hidrográfica do Rio Mundaú.
Utilizando dados diários o programa faz uma correlação entre medida da vazão com uma
defasagem de 24 horas e altura pluviométrica calculada com radar em imagem com alcance
de 30 km. A defasagem de 24 horas foi assumida em função do tempo de retenção da BHM.
Construído na linguagem Object Pascal, o programa consta de dois algoritmos: o
primeiro identifica as cores na imagem do radar e o segundo algoritmo transforma a
refletividade de cada pixel em taxa de chuva.
A partir dos canais R (vermelho), G (verde) e B (azul) foi elaborado um código para
identificação da cor de um pixel da imagem do radar cuja escala possui 11 cores que, variando
do vermelho ao azul, faz a leitura da imagem do sinal do radar em .jpg através do seu
respectivo algoritmo, conforme Figura 17.
Tabela 6 – Valores dos canais de cor e o fator de refletividade associado
Refletividade
Cor
dBZ
15
Verde escuro
20
Verde
25
Verde claro
30
Amarelo
35
Laranja
40
Laranja escuro
45
Marrom
50
Vermelho
Fonte: Barros (2011).

R
Min
0
10
140
215
190
192
126
137

G
Max
54
86
210
255
255
255
219
255

Min
80
144
231
222
151
100
66
0

B
Max
154
229
255
255
208
155
123
51

Min
0
0
142
0
0
0
0
0

Max
65
89
209
141
117
98
65
52

44
Figura 17 - Leitura dos pixels e identificação das cores

Fonte: Barros (2011).

Com a finalidade de excluir os ruídos de fundo (ground-clutters) do radar e definir
com transparência a BHM, foi construída uma máscara em fundo preto conforme se pode ver
na Figura 18.
Figura 18 - Máscara sobreposta à imagem do radar na BHM

Fonte: Barros (2011).

O segundo algoritmo tem a função de converter a refletividade em cada pixel em taxa
de precipitação pluviométrica, com entrada para os parâmetros a e b da equação

b

Z= a R . A

relação Z-R adotada foi Z = 176,5 R1,29 (MORAES, 2003), calculada para a área de estudo.

45

Este código transforma o valor da refletividade em taxa de precipitação sendo que os valores a
e b podem ser alterados objetivando testar outras relações Z-R.
Uma vez determinada a intensidade da chuva, o algoritmo calcula a altura
pluviométrica (H) em cada pixel para um intervalo de tempo de chuva pré-estabelecido. Nesta
pesquisa foi determinada a moda estatística como intervalo de tempo. Anteriormente Moraes
(2012), utilizou dados do disdrômetro do SIRMAL dos anos de 2003 a 2006 e considerou
como critério de escolha dos eventos de chuva a duração contínua e superior a 5 minutos. Para
o cálculo da moda utilizada no presente trabalho a mesma série de chuvas e critério
semelhante para a duração de eventos de chuva.

3.4.6 Análise das séries disdrométricas

Os eventos de chuva ocorridos entre os anos de 2003 a 2006 foram mensurados pelo
disdrômetroJoss-Valdvogel RD-69 do SIRMAL. Da análise de tais eventos foi obtido o tempo
modal de duração das chuvas o qual foi utilizado no programa PEVva.

46

4

RESULTADOS E DISCUSSÃO
As Tabelas 3, 4 e 5 apresentadas adiante mostram registros da precipitação e da vazão.

A precipitação foi obtida através de imagens do radar com varredura em PPI – Plan Position
Indicator e a vazão na estação fluviométrica localizada na Fazenda Boa Fortuna (FBF),
município de Rio Largo, operada pela ANA – Agência Nacional de Águas. Na primeira
coluna está indicado o dia; a segunda coluna (H) indica a altura pluviométrica obtida pelo
programa PEVva utilizando a moda de duração das chuvas; a terceira coluna apresenta a
vazão registrada na Fazenda Boa Fortuna – FBF no município de Rio Largo; na quarta coluna
está a vazão defasada em 24 horas em virtude do tempo de retenção da BHM constante que se
está assumindo.
Mês de janeiro de 2004
O mês de janeiro foi marcado por fortes chuvas devido à presença de um VCAN
situado sobre o litoral da Bahia, a partir da segunda semana do mês. Tal sistema precipitante
provocou nebulosidade em todo o Nordeste do Brasil – NEB e estava associado à Alta da
Bolívia – AB, posicionada sobre a parte central da América do Sul e a uma Frente Fria,
localizada no litoral do Sudeste brasileiro. A intensa precipitação não atingiu todo o estado de
Alagoas, mas principalmente a faixa costeira do litoral norte e parte da Zona da Mata.
Esses eventos precipitantes foram registrados na estação fluviométrica da Fazenda Boa
Fortuna e no SIRMAL através de imagens de radar feitas em PPI e no disdrômetro. O
hietograma da Figura 19 mostra a predominância de chuvas convectivas. Para qualificar as
chuvas em convectivas e estratiformes, utilizou-se a classificação de Nzeukouet al. (2004) que
considera convectivas as chuvas cuja taxa de precipitação R é maior ou igual a 10mm/h-1 e
chuvas estratiformes menor ou igual a 10mm/h-1.

47

Figura 19 – Hietograma do mês de janeiro de 2004. Observa-se a predominância de chuvas
convectivas características de precipitações de grande intensidade
80
70

R (mm/dia)

60
50
40
30
20
10
0

Dias

Fonte: Autor (2014).

48

Tabela 7 – Série de dados referentes à altura pluviométrica obtida pelo processamento de
imagens do radar e vazões registradas pela ANA para mês de janeiro de 2004
Dias

Q (m3/s)

H(mm)

Q(Def.)24h

1

0,17405

5,48

5,48

2

0,17706

5,48

5,68

3

0,18322

5,68

4,89

4

0,18340

4,89

4,89

5

0,18826

4,89

4,32

6

1,02406

4,32

4,32

7

0,93113

4,32

4,89

8

0,28340

4,89

5,68

9

0,30305

5,68

5,68

10

0,17924

5,68

5,68

11

0,57415

5,68

5,28

12

5,11571

5,28

5,28

13

2,60090

5,28

20,75

14

8,00338

20,75

245,7

15

5,08619

245,7

167,14

16

0,46282

167,14

72,16

17

1,23338

72,16

36,54

18

4,48445

36,54

49,04

19

4,14122

49,04

37,69

20

4,68849

37,69

162,29

21

1,87365

162,29

123,39

22

0,90533

123,39

84,55

23

0,88141

84,55

43,65

24

0,87743

43,65

42,03

25

0,75724

42,03

35,39

26

1,09641

35,39

30,22

27

2,0709

30,22

69,29

28

2,08508

69,29

74,1

29

1,45006

74,1

68,34

30

1,72276

68,34

102,97

31
1,61342
Fonte: Agência Nacional de Águas (2014).

102,97

49

Figura 20 – Hidrógrafa do Rio Mundaú para o mês de janeiro de 2004 na Estação Fluviométrica
da Fazenda Boa Fortuna
300
250

Q (m³/s)

200
150
100
50
0
1

6

11

16

21

26

31

Dias
Fonte: Autor (2014).

Figura 21 – Altura pluviométrica obtida através do processamento de imagens do radar do
SIRMAL para o mês de janeiro/2004 usando o Programa PEVva e a moda do
tempo de duração das chuvas
300
250

Q (m³/s)

200
150
100
50
0
1

6

11

16

21

26

31

Dias
Fonte: Autor (2014).

Analisando a hidrógrafa (Figura 20) observam-se picos de vazão para o Rio Mundaú
nos dias 15 e 21, na ordem de 245,7 m³/s e 162,3 m³/s respectivamente, enquanto que o
gráfico correspondente à altura pluviométrica ( Figura 21 ), mensurada a partir de imagens do
radar, assinala valores máximos para os dias 12, 14 e 20, com alturas de 5,1mm, 8,0mm e

50

4,6mm. Ressalte-se que a altura pluviométrica corresponde a altura de uma lâmina d’água
sobre toda a área considerada da Bacia Hidrográfica do Rio Mundaú – BHM.
Figura 22 – Gráfico expressando a relação entre vazão defasada (QDef) e altura pluviométrica
(H) para o mês de janeiro de 2004 na Fazenda Boa Fortuna
300
250

Q(Def.)

200
150
100
50
0
0

2

4

6

8

10

H

Fonte: Autor (2014).

A relação entre Q(def) e H apresentou os seguintes resultados:
Relação Qdef = A+B*H.
Valores de A = 21,6538; B = 12,1227 e R = 0,716
Equação da reta: Y = 21,654 + 12,123
O valor R = 0,716, obtido pela técnica de ajustamento à linha reta, aponta para
umapresumível correlação e para uma estimativa provável para determinar Q a partir de H.
Os dados disdrométricos expressos no gráfico da Fig. 22, mostram o comportamento
das precipitações ocorridas no mês de janeiro de 2004 e o consequente aumento da vazão do
Rio Mundaú. A partir do dia 13 a vazão se intensifica e atinge o máximo no dia 18 quando há
um incremento de cerca de 12 vezes o valor alcançado no dia 14; daí, alcança o valor de
30,22m³/s no dia 27 e depois chega a 102,97 m³/s no dia 31.

51

Mês de dezembro de 2005
Tabela 8 – Série de alturas pluviométricas obtidas pelo processamento de imagens do radar,
utilizando a moda do tempo de chuva e série de dados de vazão para o mês de
dezembro de 2005
Dias

H

Q

Q Def
24h

(mm)

(m³/s)

(m³/s)

1

0,25410

8,77728

8,77728

2

0,19223

8,77728

8,77728

3

0,19775

8,77728

8,30827

4

0,41058

8,30827

9,25491

5

2,00754

9,25491

15,0405

6

2,65099

15,0405

56,4132

7

0,34010

56,4132

43,6479

8

0,21240

43,6479

24,3276

9

0,19217

24,3276

17,9681

10

0,21976

17,9681

14,4763

11

0,19192

14,4763

13,3701

12

0,20512

13,3701

12,294

13

0.20672

12,2940

11,7675

14

0,19953

11,7675

10,7381

15

0,18347

10,7381

10,2355

16

0,18900

10,2355

9,25491

17

0,33098

9,25491

8,77728

18

0,33302

8,77728

10,2355

19

0,93048

10,2355

12,8283

20

0,34274

12,8283

13,9195

21

0,35356

13,9195

11,7675

22

0,37496

11,7675

10,7381

23

0,19851

10,7381

11,7675

24

0,25993

11,7675

9,74102

25

0,20997

9,74102

9,25491

26

0,18581

9,25491

8,77728

27

0,18186

8,77728

8,77728

28

0,19850

8,77728

8,77728

29

0,16455

8,77728

8,77728

0,33866

8,77728

8,77728

0,26750

8,77728

30
31
Fonte: Autor (2014)

52

Figura 23 – Hidrógrafa do Rio Mundaú na estação fluviométrica da Fazenda Boa Fortuna em
dezembro de 2005.
60
50

Q (m³/s)

40
30
20
10
0
1

6

11

16
Dias

21

26

31

Fonte: Agência Nacional de Águas.

Figura 24 - Gráfico da altura pluviométrica no mês de dezembro de 2005 da BHM obtido pelo
processamento de imagens do radar do SIRMAL
3,0
2,5

H (mm)

2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
1

6

11

16

21

26

31

Dias

Fonte: Autor (2014).

A hidrógrafa, Figura 23, assinala um pico de precipitação com a respectiva
repercussão na vazão, no início do mês, da ordem de 6,7 vezes dos valores que o

53

antecederam, devido a chuvas de intensidade moderada que incidiram sobre a Bacia
Hidrográfica do Rio Mundaú, possivelmente devido à atuação de POA’s – Perturbações
Ondulatórias dos Alíseos, provocando a variação de vazão. A Figura 24 mostra a
correspondência do pico de vazão com a altura pluviométrica medida com radar.
Figura 25 - Ajustamento à linha reta da vazão defasada (QDef.) e altura pluviométrica (H) no
mês de dezembro de 2005 na BHM.

60
50

Q(def.)

40
30
20
10
0
0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

H

Fonte: Autor (2014).

O ajustamento à linha reta entre vazão defasada em 24 horas e altura pluviométrica
para o mês de dezembro de 2005 apresentou os seguintes resultados (Fig 25):
Qdef. = A + B*H
A = 8,9514
B = 12,158
R = 0,633
Equação da reta: Y = 12,158x + 8,9514
Observa-se o índice R correspondente a uma resposta da vazão aos picos de
precipitação. O hietograma (Fig.26) mostra o predomínio de chuvas estratiformes o que
sugere a incidência de precipitação de intensidade moderada sobre a BHM.

54

Figura 26 – Hietograma obtido com disdrômetro para o mês de dezembro de 2005 na BHM.
Observa-se o predomínio de chuvas estratiformes

35
30

R (mm/dia)

25
20
15
10
5
0
01/12/2005

Fonte: Autor (2014).

06/12/2005

11/12/2005

16/12/2005

Dias

21/12/2005

26/12/2005

31/12/2005

55

Mês de agosto de 2006
Tabela 9 - Altura pluviométrica medida com a moda de duração das chuvas pelo processamento
de imagens do radar
Dias
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Fonte: Autor (2014).

H(mm)
Q (m³/s) Q(Def.)m³/s
0,18768
39,64
59,55
0,24385
59,55
42,03
0,2224
42,03
31,67
0,23578
31,67
30,22
0,5631
30,22
29,15
0,30407
29,15
33,52
0,39765
33,52
44,87
0,22957
44,87
46,53
0,30867
46,53
84,04
0,38049
84,04
119,71
0,26885
119,71
71,2
0,31222
71,2
64,59
0,26485
64,59
51,17
0,25596
51,17
46,94
0,23592
46,94
42,03
0,2319
42,03
38,86
0,24031
38,08
36,15
0,18426
36,15
32,4
0,18372
32,4
31,31
0,17350
31,31
28,8
0,18437
28,8
26,36
0,28249
26,36
26,36
0,21328
26,36
26,36
0,41455
26,36
26,36
0,32005
26,36
23,33
0,30792
23,33
21,39
0,19065
21,39
21,07
0,23876
21,07
20,43
0,16956
20,43
20,43
0,32363
20,43

56

Figura 27 – Hidrógrafa do Rio Mundaú obtida com dados da ANA na estação fluviométrica da
Fazenda Boa Fortuna. Mês de agosto de 2006

140
120

Q(m³/s)

100
80
60
40
20
0
1

6

11

16
Dias

21

26

31

Fonte: Autor (2014)

Figura 28 – Gráfico da altura pluviométrica obtida pelo processamento de imagens do radar do SIRMAL
utilizando a moda do tempo de duração das chuvas. Agosto de 2006.
1
0,9
0,8

H (mm)

0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
1

6

11

16

Dias
Fonte: Autor (2014)

21

26

31

57

Figura 29 – Representação gráfica do ajustamento à linha reta entre vazão defasada (QDef.) e
altura pluviométrica (H). Mês de agosto de 2006

140
120
Q(Def.) m³/s

100
80
60
40
20
0
0

0,1

0,2

0,3
H (mm)

0,4

0,5

0,6

Fonte: Autor (2014).

A grande variação de vazão medida na FBF entre os dias 9, 10 e 11, não implicou
numa variação correspondente observada na altura pluviométrica, conforme se constata
analisando a Tabela 5 e a Figura 28 . Avaliando as imagens do radar para o mês em tela,
conclui-se pela inexistência de registros de chuvas com intensidades que causasse o acréscimo
de vazão observado. No entanto, são uma constante as chuvas originadas da brisa marinha e
também dos ventos alíseos, fenômeno típico da época de inverno para a BHM (BARROS,
2011). Outro fenômeno que pode ser observado é o nível mínimo de vazão para o mês – cerca
de 20 m³/s (Tabela 5) sugerindo que a BHM apresentava-se saturada e que, portanto, parte
significativa da chuva provocou escoamento superficial elevando a vazão.
O ajustamento à linha reta entre altura pluviométrica e vazão sugere um estudo mais
detalhado segundo se observa no valor do índice R obtido, conforme verifica-se na Fig. 29.
Qdef = A + B*H
A = 58,209
B = 25,035
R = 0,230
Equação da linha reta: Y = 58,209x + 25,035

58

5

CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
O objetivo desta pesquisa foi o de utilizar uma metodologia que correlaciona a vazão

da Bacia Hidrográfica do Rio Mundaú (BHM) com a altura da precipitação pluviométrica,
visando com isto obter uma correspondência entre picos de vazão e elevação da altura
pluviométrica medida com radar. Esta metodologia poderá, desde que aperfeiçoada, ser
utilizada para ajudar a sociedade no que se refere à prevenção de eventos de cheias.
Empregou-se o Programa de Estimativa de Vazão, Verificação e Análise e o tempo de
9 min., pré-estabelecido para o cálculo do volume de chuvas. Este tempo foi calculado pela
moda estatística. Os meses analisados foram janeiro de 2004, dezembro de 2005 e agosto de
2006, meses em que foi verificada uma resposta mais acentuada da vazão do Rio Mundaú à
picos de precipitação medidos com radar.
Apesar dos resultados encontrados numericamente, é possível observar uma relação
direta entre picos de vazão na BHM e altura pluviométrica obtida com radar.
A análise da vazão foi realizada utilizando-se as hidrógrafas da Fazenda Boa Fortuna
(FBF), onde se encontra uma Estação Fluviométrica do Rio Mundaú sob a responsabilidade
da Agência Nacional de Águas (ANA). A altura pluviométrica foi obtida através do radar.
Empregando-se um disdrômetro calculou-se o tempo de duração das chuvas, de onde se
extraiu a moda estatística.
Observando-se os meses referidos verifica-se que o tempo de concentração do rio
Mundaú até a FBF é de cerca de um dia. No entanto, a distribuição espacial e temporal das
chuvas pode alterar este parâmetro.
Foi utilizada a técnica de ajustamento à linha reta para analisar a correlação R entre
altura pluviométrica e vazão defasada. Para os meses estudados R variou de 0,230 a 0,716
sendo que no primeiro caso a correlação da altura pluviométrica com a vazão precisa ser mais
bem estudada. Apesar dos diferentes níveis de correlação, os picos de vazão apontam para
uma possível correlação entre H e Q.
Para os meses pesquisados, o maior valor de vazão e maior altura pluviométrica
referem-se ao mês de janeiro de 2004 – 245,7(m³/s) e 8,0 mm respectivamente, não obstante
ser um mês de verão.
Como pesquisa futura, sugere-se a possibilidade de redução do lapso de tempo do
radar na leitura da altura pluviométrica, o que ensejaria um estudo mais acurado da relação
chuva/vazão. Outra possibilidade de pesquisa refere-se à implementação do programa PEVva

59

em diversos pontos de uma bacia hidrográfica para previsão de vazão, o que serviria para
comparação de resultados com o presente trabalho.

60

REFERÊNCIAS
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