Hidrologia – Ciclo HidrológicoEAMB032ECIV052

Cleuda FreireVladimir Caramori

Maceió, fevereiro de 2012

Hidrologia é a ciência que estuda a água sobre a Terra; sua quantidade, distribuição, circulação, características químicas e físicas, e sua relação com o meio ambiente e com os seres vivos.

Ven Te Chow

Introdução e Ciclo Hidrológico

• De forma bem simplificada pode-se dizer que a hidrologia tenta responder à pergunta:

O que acontece com a água da chuva?

• É uma “ciência da Terra”.

O que é Hidrologia?

Fenômeno global de circulação fechada da água entre a superfície terrestre e a atmosfera, impulsionado pela energia solar associada à gravidade e à rotação terrestre.

O que é ciclo hidrológico?

Evaporação Transpiração Condensação Precipitação Interceptação Escoamento Superficial Infiltração Percolação Escoamento subterrâneo

Fases do ciclo hidrológico

Fases do ciclo hidrológico :

• Escoamento sub-superficial

• Escoamento superficial

• Escoamento subterrâneo

Tipos de escoamento:

• Sub-superficial ??

• Superficial

• Subterrâneo

Tipos de escoamento bacia

Chuva, interceptação, infiltração

Início da chuva

• Chuva, interceptação (re-precipitação), infiltração, escoamento superficial

Durante a chuva

Chuva, interceptação (re-precipitação), infiltração, escoamento superficial, escoamento subterrâneo

Camada saturada

Após algum tempo do início da chuva

Chuva, interceptação (re-precipitação), infiltração, escoamento superficial, escoamento sub-superficial, escoamento subterrâneo

Após algum tempo do início da chuva

Camada saturada

Escoamento sub-superficial e escoamento subterrâneo

Depois da chuva

Evapo(transpi)ração: durante todo o tempo, conforme disponibilidade

apenas escoamento subterrâneo

Camada saturada

Estiagem

apenas escoamento subterrâneo

Camada saturada

Estiagem

Camada saturada

apenas escoamento subterrâneo

Estiagem

Estiagem muito longaMatriz porosa de baixa capacidade de armazenamento

Camada saturada

Por que os rios são intermitentes?

O ciclo hidrológico: análise global e regional

Ciclo global: ciclo fechado recirculação de toda a água oceanos: mais evaporação do que precipitação continentes: mais precipitação do que

evaporação Ciclo regional

ciclo aberto parte da água retorna parte da água é trazida de fora pela atmosfera balanço hídrico

Balanço hídrico x conta corrente

No banco: Variação no Saldo = entradas – retiradas Entradas: transferências, depósitos, etc. Retiradas: saques, pagamentos, transferências, etc.

No balanço hídrico (em bacia hidrográfica)

Entradas: Precipitação, transposições, etc. Saídas: evapo(transpiração), escoamentos, derivações, etc.

∆S/∆t = entradas - saídas

Balanço Hídrico Regional

Simplificado

• dS/dt = P – E – Q

• NO LONGO PRAZO dS pode ser considerado zero, ou seja, a variação do armazenamento na bacia é nula

• P = Q + E

Equação do Balanço Hídrico:

• Entrada:• Precipitação (P)

• Saídas: • Escoamento (Q)• Evapotranspiração (E)

Atenção: Não estamos considerando o armazenamento!!!!

P = Q + E

Balanço anual da Bacia Hidrográfica:

Unidades de medida em hidrologia

Área da bacia → km² ou ha (104 m2)

Precipitação → mm

Intensidade de precipitação → mm/h

Evapotranspiração → mm

Infiltração → mm/h

Vazão → m³/s

Representação Gráfica de Variáveis Hidrológicas

Hidrograma

Pluviograma

Hidrograma+Pluviograma

Região Área Chuva Vazão Evapo Chuva Vazão Evapo Vazão Vazãotransp. transp. % %

km2 m3/s m3/s m3/s mm mm mm Chuva BrasilAmazonas - Total 6112000 493491 202000 291491 2546 1042 1504 41Amazonas- Brasil 3884191 277000 128900 139640 2249 1047 1134 47 72Tocantins 757000 42387 11300 31087 1766 471 1295 27 6Atlântico Norte 242000 16388 6000 10388 2136 782 1354 37 3Atlântico Nordeste 787000 27981 3130 24851 1121 125 996 11 2São Francisco 634000 19829 3040 16789 986 151 835 15 2Atlântico Leste (1) 242000 7784 670 7114 1014 87 927 9 0Atlântico Leste (2) 303000 11791 3710 8081 1227 386 841 31 2Paraná 877000 39935 11200 28735 1436 403 1033 28 6Paraguai 368000 16326 1340 14986 1399 115 1284 8 1Uruguai 178000 9589 4040 5549 1699 716 983 42 2Atlântico - Sul 224000 10519 4570 5949 1481 643 838 43 3Brasil - Amazonas Total 10724000 696020 251000 445020 2047 738 1309 36Brasil - Amazonas Parcial 8496191 479529 177900 293169 1780 660 1088 37 100(1) Do Japaratuba (SE) ao Pardo (BA)(1) Do Jequitinhonha (MG/BA) ao Paraíba do Sul ( SP/MG/RJ)

Balanço hídrico de regiões hidrográficas BRASIL(segundo definição da ANA – Agencia Nacional da Água)

Fonte: PNRH, 2007

Fonte: PNRH, 2007

Distribuição irregular no tempo e no Distribuição irregular no tempo e no espaçoespaço

Fonte: PNRH, 2007

Distribuição irregular no Distribuição irregular no tempotempo e no espaço e no espaço

Posto 935005 - Maceió

0

50

100

150

200

250

300

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Mês

Pre

cip

itaçã

o (

mm

) Média: 1363 mm/ano

Distribuição irregular no Distribuição irregular no tempotempo e no espaço e no espaço

Fevereiro/2009

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

Dia

Pre

cip

itaç

ão (

mm

) Ptot = 96,4 mmPmáx = 45,2 mmPméd @ 50 mmDias de chuva = 7

Bacia Experimental de Santana do Ipanema – Projeto BEER/UFAL

Gênese do hidrograma de saídaGênese do hidrograma de saída

Teste rápido Grupos de 5 O primeiro grupo a entregar, COMPLETAMENTE CERTO, terá 0,5

ponto na nota da prova O entendimento faz parte do problema

Você foi chamado para fazer um anteprojeto de uma barragem que irá abastecer uma cidade de 100.000 habitantes e uma área irrigada de 5.000 ha. Na fase atual, você ficou encarregado de verificar, através de um balanço hídrico anual, se o local escolhido para a barragem tem condições de atender à demanda, quando esta for construída. Para este estudo, você dispõe das seguintes informações: área da bacia (Ab) = 300 km2; precipitação média anual (Pm) = 1300 mm/ano; evapotranspiração total (EVT) para a situação com a barragem pronta

= 1000 mm/ano; demanda da cidade = 150 L/(hab xdia); demanda da área irrigada = 9000 m3/(ha x ano);

Parte dos slides desta aula foram preparados por (ou adaptados de) Walter Collischonn (IPH/UFRGS), disponíveis em http://galileu.iph.ufrgs.br/collischonn/apostila_hidrologia/apostila.html