03/10/2014

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Disciplina: HIDROLOGIA

Curso: ENGENHARIA CIVIL

Faculdade - UNIFACS

Prof. Sérgio Henrique Ferreira Martins

Engenheiro de Alimentos

Engenheiro de Segurança do Trabalho

MBA em Gerenciamento de Projetos

Mestrado Engenharia Civil e Ambiental (Aluno Especial)

Mestrado em Modelagem em Ciências da Terra e do Ambiente (Aluno Especial)

Hidrologia: (Hydor = água; Logos = estudo)

Ciência que estuda a água na Terra:

- Ocorrência, distribuição e circulação

- Propriedades físicas e químicas

- Efeitos sobre o meio ambiente e os seres vivos

Introdução

Aplicação: Projetos com recursos hídricos

- Uso de água: Abastecimento humano - Controle: Erosão

Dessedentação animal Drenagem subterrânea

Captação para irrigação Drenagem superficial

Piscicultura Diques

Aproveitamento hidrelétrico Bueiros

Retificação para navegação “Piscinões”

Hidrologia: quantificação Hidráulica: dimensionamento

Grécia antiga (séc. IV a.C.) - Platão, Aristóteles e Tales de Mileto:

- Ideia predominante: surgência ou ressurgência

Fontes e mananciais abastecidos por reservatórios subterrâneos

inesgotáveis

- Aristóteles:

Evaporação e condensação atmosférica relacionados à precipitação

Chuva contribui (pouco) para vazão dos rios (enxurrada + infiltração)

Maior parte: Condensação da umidade atmosférica em cavernas

subterrâneas; Analogia com cavernas calcárias do litoral do Mediterrâneo

Histórico:

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Roma (época de Cristo)

- Marcus Vitruvius Pollio (engenheiro e arquiteto romano da época de

Cristo)

Chuva que cai nas montanhas infiltra, ressurge no sopé das elevações e

forma rios

Itália (Séc. XVI)

Da Vinci (1542-1519) explicou a salinidade dos mares

Infiltração de águas continentais

Dissolução e carreamento de sais para os oceanos

França (Séc. XVI)

Bernard Palissy - Teoria da Infiltração

águas infiltradas formam fontes e nascentes

origem das águas = precipitações

França e Inglaterra (Séc. XVII)

- Pierre Perrault (1608-1680) e Edmé Mariotte (1620-1684)

- Edmond Halley (1656-1742)

Confirmação da teoria da infiltração – demonstração

quantitativa

Hidrologia conceitualmente científica

Ciclo hidrológico

CICLO HIDROLÓGICO

É o fenômeno global de circulação fechada da água entre a superfície terrestre e a atmosfera, impulsionado fundamentalmente pela energia solar

associada à gravidade e à rotação terrestre.

EVAPORAÇÃO

PRECIPITAÇÃO

ESCOAMENTO SUPERFICIAL

ESCOAMENTO SUBTERRÂNEO

EVAPOTRANSPIRAÇÃO

RECARGA DOS AQUÍFEROS

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Movimentação de água no perfil do solo.

a) circulação da água, do oceano, através da atmosfera, para o

continente, retorno, após a detenção em vários pontos, para o

oceano, através de escoamentos superficiais ou subterrâneos e,

em parte pela própria atmosfera; e

b) curtos-circuitos que excluem segmentos diversos do ciclo

completo, como por exemplo a movimentação da água do solo e da

superfície terrestre para a atmosfera, sem passar pelo oceano.

Resumo do ciclo hidrológico:

Razão entre vazão e precipitação: (Q/ppt) Tempo de Concentração (Tc)

Tempo necessário para que toda a área da bacia contribua para o

escoamento superficial na seção de saída. Os fatores que

influenciam o Tc de uma dada bacia são:

Forma da bacia.

Declividade média da bacia.

Tipo de cobertura vegetal.

Comprimento e declividade do curso principal e afluentes.

Distância horizontal entre o ponto mais afastado bacia e sua saída.

Condições do solo em que a bacia se encontra no inicio da chuva.

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I - O = ΔS

I = (entradas) incluindo todo o escoamento superficial por meio de canais e sobre a superfície do solo, o escoamento subterrâneo, ou seja, a entrada de água através dos limites subterrâneos do volume de controle, devido ao movimento lateral da água do subsolo, e a precipitação sobre a superfície do solo;

O = saídas de água do volume de controle, devido ao escoamento superficial, ao escoamento subterrâneo, à evaporação e à transpiração das plantas; e

ΔS = variação no armazenamento nas várias formas de retenção, no volume de controle.

Equação Hidrológica Dados Hidrometeorológicos

Estações Climatológicas

Estações Pluviométricas

Estações Fluviométricas

Radar meteorológico

Sensoriamento Remoto

Estações Climatológicas

Actinógrafo

Heliógrafo

Geotermômetro ou termógrafo de solo

Termômetro de máxima e mínima e termógrafos

Psicrômetro

Higrômetro

Barômetro

Anemômetro de canecas

Anemógrafo Universal

Pluviômetro, Pluviógrafo

Evaporímetro

Anemômetro de Piche

Evapotranspirômetro

Estações Pluviométricas

Precipitações diárias (pluviômetros)

Intensidade das chuvas (pluviógrafo)

Área de Drenagem (ha) Número Mínimo de Estações Pluviométricas

1

12-40 2

40-80 3

80-200 1 a cada 40 ha

200-1000 1 a cada 100 ha

1000-2000 1 a cada 250 ha

>2000 1 a cada 750 ha

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Estações Fluviométricas

Níveis d´água réguas limnimétricas limnígrafos

Radar Meteorológico

Tempo de residência: tempo que uma molécula de água leva para

completar um ciclo em determinada fase do ciclo hidrológico

Q = Vol / t t = Vol/Q (tempo de residência)

Atmosfera:

Água na Terra distribuída por toda a superfície: 25 mm ou 25 L/m2

Precipitação média na Terra: 860 mm/ano ou 2,36 mm/dia

Aquíferos: t = milhares de anos

Aquíferos: t = milhares de anos

- Maior tempo para acúmulo de sais

Ex.: Piracicaba - Aquífero Passa Dois c/ água salobra em alguns

locais

Volumes de água movimentados no globo terrestre (km3/ano)

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Definição: BH é a área a montante de um dado ponto ou seção, que faz

com que a água precipitada e não evaporada passe, obrigatoriamente, por

uma seção de controle em um balanço anual.

Bacia hidrográfica

Balanço volumétrico:

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Exercícios

1) (Questão 19 Prova de Hidrologia Concurso CPRM 2002 - Certo ou Errado)

a) (item 2) o ciclo hidrológico é o fenômeno global de circulação fechada de água entre a superfície terrestre e a atmosfera, impulsionada exclusivamente pela energia solar.

b) (item 5) Os principais componentes associados ao ciclo hidrológico são a precipitação (P), a infiltração (I), a evapotranspiração (ET) e o escoamento superficial (ES). A equação do balanço hídrico para uma bacia hidrológica qualquer pode ser expressa por P + I = ET + ES.

2) Como se pode explicar o fato de que uma região que não houve aumento populacional, os recursos hídricos se tornaram escassos; mesmo havendo a renovação de água por meio do Ciclo Hidrológico.

3) Qual a função da Engenharia com relação aos extremos do Ciclo Hidrológico.

4) Explique o Ciclo Hidrológico, enfatizando cada um de seus componentes.

5) Discuta a renovação da água pelo Ciclo Hidrológico e a velocidade de degradação ambiental.

REFERÊNCIAS

Básicas

TUCCI, Carlos E. M. (org). Hidrologia – Ciência e Aplicação. Porto Alegre: EdUFRGS , 1993

PINTO, Nelson L. S. Hidrologia Básica”. São Paulo: Edgard Blücher , 1976

GARCEZ, Lucas Nogueira; ALVAREZ , Guilermo Acosta. Hidrologia. São Paulo: Edgar Blucher.

Complementares

TUCCI, Carlos E. M. Modelos Hidrológicos. Porto Alegre: EdUFRGS / ABRH, 1998.

RIGUETTO, Antonio Marozzi. Hidrologia e Recursos Hídricos. Editora da EESC/USP, 1998.

BRAGA,; TUCCI, Carlos E. M. Clima e Recursos Hídricos no Brasil, Ed. ABRH. •