Hidrologia aula 02

Hidrologia
Curso: Engenharia Civil
Prof: Me. José Stroessner

Ementa
 Áreas afins e aplicações
 Ciclo hidrológico
 Bacias hidrográficas
 Coeficiente de forma (Kf)
 Coeficiente de compacidade (Kc)
 Precipitações
 Medições pluviométricas
 Método de Thiensen
 Método da média Aritmética
 Método das Isoietas

 Infiltração
 Taxa de permeabilidade do solo
 Estrutura do solo
 Cálculo do SCS (Serviço de Conservação do Solo)
 Preenchimento de falhas pluviométrica

Apresentação
 OBJETIVO:
Estudar as precipitações e os fenômenos desencadeados na
superfície da terra a partir da mesma;
Conceituar a infiltração da água no solo e a formação dos
depósitos subterrâneos;
Conceituar a evaporação a partir do solo e das superfícies
líquidas; bem como a transpiração das plantas como fontes
de vapor d'água da atmosfera;

Introdução Geral
 Definição de hidrologia
 Ciência que trata de água na Terra, de sua circulação e
distribuição, suas propriedades físicas e químicas, suas
relações com o meio ambiente, incluindo suas relações com a
vida
 Maior aplicação está associada ao desenvolvimento da
hidráulica e suas obras associadas à engenharia
 Aplicações da hidrologia
 Escolha de fontes de abastecimento de água
 Doméstico e Industrial
 Projeto e construção de obras hidráulicas
 Fixação de dimensões hidráulicas de obras de arte: pontes, bueiros

Introdução Geral
 Aplicações da hidrologia (cont)
 Drenagem
 Estudo das características do lençol freático
 Exame das condições de alimentação, escoamento natural do
lençol, precipitação, bacia de contribuição e nível dos cursos d’água
 Irrigação
 Escolha do manancial
 Estudo de evaporação e infiltração
 Regularização dos cursos d’água e controle das inundações
 Estudo das variações de vazão, previsão das vazões máximas
 Exame das oscilações de nível e das áreas de inundação

Introdução Geral
 Controle da poluição
 Análise da capacidade de recebimento de corpos receptores (rios e
lagos) dos efluentes de sistemas de esgotos: vazão mínima de
cursos d’água, capacidade de reaeração, velocidade de escoamento
 Controle da erosão
 Análise de intensidade e freqüência das precipitações máximas
 Determinação de coeficientes de escoamento superficial
 Estudo da ação erosiva das águas e proteção por meio de vegetação
e outros recursos

Introdução Geral
 Aproveitamento hidrelétrico
 Previsão das vazões máximas, mínimas e médias dos cursos para
estudo econômico e dimensionamento das instalações
 Verificação da necessidade do reservatório de acumulação,
determinação dos elementos necessários ao projeto e construção
do mesmo:
 Bacia hidrográfica
 Volumes armazenáveis
 Perdas por evaporação
 Perdas por Infiltração

Introdução Geral
 Operação de sistemas hidráulicos complexos
 Recreação e preservação do meio ambiente
 Preservação do desenvolvimento econômico
 Estudos integrados de bacias hidrográficas para múltiplos usos
 Métodos de estudo (técnicas de abordagem)
 Paramétrica ou determinística
 Lida com determinação de fórmulas para algum fenômeno real
 Estocástica ou probabilística
 Lida com dados de estatística para validar e correlacionar algum
fenômeno real

Distribuição das águas
 Sobre a superfície terrestre: rios, lagos, mares e oceanos
 Sob a superfície terrestre: água subterrânea e umidade do solo
 Atmosfera: em forma de vapor
 A água, em certos locais, pode ocorrer de forma quase ilimitada, como
nos oceanos, ou em quantidades praticamente nulas, como nos
desertos.

Introdução Geral
 O ciclo hidrológico
 É o movimento permanente da água, resultante dos fenômenos
de evaporação, transpiração das plantas, precipitação,
infiltração, escoamento superficial e subterrâneo, etc., tudo
movido às custas da energia solar
 O ciclo hidrológico e suas respectivas medições
 Precipitação
 Infiltração
 Evapo-transpiração
 Escoamento superficial
 Escoamento subterrâneo
 Armazenamento (reserva)
Balanço Hídrico

Introdução Geral
 Conceitos associados
 Balanço hídrico
 Soma de todas as contribuições positivas ou negativas para aquela
bacia hidrográfica, qual seja da precipitação, evaporação,
transpiração, escoamento superficial e subterrâneo, que gera um
armazenamento superficial e subterrâneo
P - E + Esup - Esup + Esub - Esub = Asup + Asub
Onde:
Entrada no Sistema = P, Esup, Esub
Saída do Sistema = E, Esup, Esub
Retido no Sistema = Asup, Asub
P
E
Esup
Esup
Asup
Asub
Esub Esub

Introdução Geral
P
E
Esup
Esup
Asup
Asub
Esub Esub

DISPONIBILIDADE DE ÁGUA NO
MUNDO E NO BRASIL
Todos os dias ouvimos notícias
alarmantes sobre o risco de
escassez de água doce no planeta.
Apesar de tal coisa dar a
impressão de que a água está
acabando, a quantidade de água
do planeta é praticamente a
mesma há 2 bilhões de anos. Na
verdade, o que está diminuindo é
a quantidade de água boa para
consumo.

Considera-se, atualmente, que
a quantidade total de água na
Terra, de 1.386 milhões de km³,
tem permanecido de modo
aproximadamente constante
durante os últimos 500 milhões
de anos. Vale ressaltar, todavia,
que as quantidades estocadas
nos diferentes reservatórios
individuais de água da Terra
variaram substancialmente ao
longo desse período
MUNDO E NO BRASIL

MUNDO E NO BRASIL

Com uma área de 8.512.000
km² e cerca de 170 milhões de
habitantes, o Brasil é hoje o
quinto país do mundo, tanto
em extensão territorial como
em população. Com
dimensões continentais, os
contrastes existentes quanto
ao clima, distribuição da
população, desenvolvimento
econômico e social, entre
outros fatores, são muito
grandes, fazendo com que o
país apresente os mais
variados cenários.
MUNDO E NO BRASIL

Como pode-se observar, o Brasil tem uma posição
privilegiada perante a maioria dos países quanto ao seu
volume de recursos hídricos. Mais de 73% da água doce
disponível do País encontra-se na bacia Amazônica, que
é habitada por menos de 5% da população. Portanto,
apenas 27% dos recursos hídricos brasileiros estão
disponíveis para 95% da população.
MUNDO E NO BRASIL

Além disso, o total global de água
retirada de rios, aqüíferos e outras
fontes aumentou nove vezes,
enquanto o uso por pessoa dobrou e
a população cresceu três vezes. Em
1950, as reservas mundiais
representavam 16,8 mil m3/pessoa;
atualmente esta reserva reduziu-se
para 7,3 mil m3/pessoa e espera-se
que venha a se reduzir para 4,8 mil
m3/pessoa nos próximos 25 anos,
como resultado do aumento da
população, da industrialização e da
agricultura.
MUNDO E NO BRASIL

Por outro lado, cerca de 10% do
território brasileiro encontram-
se em uma região semi-árida,
com pequena disponibilidade
hídrica devido à combinação da
irregularidade e da concentração
das chuvas em um curto período
de tempo e à grande evaporação
causada pelas altas temperaturas
MUNDO E NO BRASIL

A idéia de abundância serviu
durante muito tempo como
suporte à cultura do desperdício
da água disponível, à não
realização dos investimentos
necessários para seu uso e
proteção mais eficientes, e à sua
pequena valorização econômica.
MUNDO E NO BRASIL

O CICLO HIDROLÓGICO
As águas da Terra encontram-se em
permanente movimento, constituindo o
Ciclo Hidrológico. Efetivamente, desde os
primórdios dos tempos geológicos, a água
(líquida ou sólida) que é transformada em
vapor pela energia solar que atinge a
superfície da Terra (oceanos, mares,
continentes e ilhas) e pela transpiração
dos organismos vivos, sobe para a
atmosfera, onde esfria progressivamente,
dando origem às nuvens. Essas massas de
água voltam para a Terra sob a ação da
gravidade, principalmente nas formas de
chuva, neblina e neve.

O CICLO HIDROLÓGICODOIS CAMINHOS DA ÁGUA
Escoamento
Superficial
Infiltração
Inicia-se através de pequenos
filetes de água, efêmeros
disseminados pela superfície
do solo que convergem para os
córregos e rios constituindo as
redes de drenagens;
Guiada pela força
gravitacional, tende a
preencher os vazios no
subsolo, seguindo em
profundidade onde
abastece o corpo de água
subterrânea

O ciclo hidrológico é responsável
pelo movimento de enormes
quantidades de água ao redor do
mundo. Parte desse movimento é
rápido, pois, em média, uma gota de
água permanece aproximadamente
16 dias em um rio e cerca de 8 dias
na atmosfera (Quadro 3).
Entretanto, esse tempo pode
estender-se por milhares de anos
para a água que atravessa
lentamente um aqüífero profundo.
Assim, as gotas de água reciclam-se
continuamente.

 O ciclo hidrológico pode ser representado pela
chamada Equação do Balanço Hídrico, que em geral
está associada a uma bacia hidrográfica. Essa equação
é dada por:

P – EVT – Q = ΔR
Total precipitado
sobre a bacia em
forma de chuva,
neve, etc.,
expressa em mm
Perdas por
evapotranspiração,
expressa em mm
Escoamento superficial que sai da
bacia. É normalmente dado em
vazão média ao longo do
intervalo (por exemplo m3/s ao
longo do ano);
Variação de todos os
armazenamentos,
superficiais e
subterrâneas. É expresso
em m3 ou em mm.

O conceito de estresse hídrico está baseado nas
necessidades mínimas de água per capita para manter
uma qualidade de vida adequada em regiões
moderadamente desenvolvidas situadas em zonas áridas.
A definição baseia-se no pressuposto de que 100 litros
diários (36,5 m³/ano) representam o requisito mínimo
para suprir as necessidades domésticas e manutenção de
um nível adequado de saúde (BEEKMAN, 1999).
ESTRESSE HÍDRICO

Segundo Beekman (1999), a
experiência tem demonstrado
que países em desenvolvimento
e relativamente eficientes no
uso da água requerem entre 5 a
20 vezes o valor de 36,5
m³/hab.ano para satisfazer
também às necessidades da
agricultura, indústria, geração
de energia e outros usos.
ESTRESSE HÍDRICO

Observa-se que muitos países já apresentam patamares
de disponibilidade hídrica por habitante
correspondentes a um quadro de escassez. Os países que
encontram-se com os piores índices são Mauritânia,
Jordão, Tunísia e Uzbequistão, com volumes abaixo de
500 m³/hab.ano, e, Argélia, Paquistão e Líbano, com
disponibilidade hídrica entre 500 e 1.000 m³/hab.ano.
ESTRESSE HÍDRICO

Introdução Geral
 Referências bibliográficas
 VILLELA, S. M., MATTOS, A.. Hidrologia Aplicada. São Paulo :
McGraw Hill, 1975.
 GARCEZ, L. N., ALVAREZ, G. A.. Hidrologia. São Paulo : Edgard
Blücher, 1988.

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