ciclo hidrolo_gicoOUTRO

7/23/2019 ciclo hidrolo_gicoOUTRO

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Ciclo Hidrolgico eBalano HdricoProf. Hemerson Pinheiro


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Aulas anteriores

! Hidrologia a cincia que estuda a gua sobre a Terra; suaquantidade, distribuio, circulao, caractersticas qumicase fsicas, e sua relao com o meio ambiente e com os seresvivos. (Ven Te Chow)

!

Com relao ao uso da gua: Abastecimento Navegao Irrigao Diluio de poluentes Manuteno dos ecossistemas

Pesca Turismo Recreao Gerao de energia eltrica


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Aulas anteriores

!

Hidrologia a cincia que estuda a gua sobre a Terra; suaquantidade, distribuio, circulao, caractersticas qumicase fsicas, e sua relao com o meio ambiente e com os seresvivos. (Ven Te Chow)

!

Com relao ao manejo da gua: Controle de cheias Proteo contra enchentes Drenagem urbana

Proteo/restaurao de recursos biolgicos Eroso e assoreamento Tratamento de esgotos Gesto de guas


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O Ciclo Hidrolgico

Fenmeno global de circulao dagua entre a superfcie terrestre e a

atmosfera, impulsionadofundamentalmente pela energia solar,associada gravidade e rotao da

Terra.


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Ciclo Hidrolgico Global

! Energia do sol que atua sobre o sistema terrestre: 36%de toda a energia que chega a terra utilizada para aevaporao da terra e do mar;

!

A gua evaporada para a atmosfera fica em mdia dezdias na atmosfera;

! O fluxo sobre a superfcie terrestre positivo, ou seja aprecipitao maior que a evapotranspirao,resultando nas vazes dos rios;

! Nos oceanos o fluxo negativo, j que ocorre maiorevaporao sobre superfcies lquidas do queprecipitao


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Ciclo Hidrolgico


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Ciclo Hidrolgico


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Ciclo Hidrolgico Formasistmica


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Balano Hdrico Global

oceano

361

9962

32437

37

Superfcieterrestre

Unidades : 10^12 m3/ano

Atmosfera


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Ciclo Hidrolgico

A gua ocorre na superfcie da Terra acumulada em trsreservatrios principais. Ela pode estar concentrada :

! na atmosfera, em nuvens, como vapor, cristais de gelo

ou gotas de gua;

! nos continentes, em rios, lagos, geleiras, subsolo ebiosfera;

!

nos oceanos.


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Reservas Globais


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Processos Hidrolgicos Terrestres


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Processos Verticais

! Precipitao

! Interceptao

!

Evapotranspirao

!

evaporao

!

Infiltrao

!

Percolao

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Interceptao

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Escoamento sub-superficial

Escoamento superficial

Escoamento subterrneo

!"#$%&'()$"*


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Sub-superficial

Superficial

Subterrneo

Tipos de escoamento bacia


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Chuva, infiltrao,escoamento superficial


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Chuva, infiltrao,escoamento superficial,escoamento subterrneo

Camada saturada


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Escoamentosub-superficial


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Camada saturada

Depois da chuva: Escoamento sub-superficial eescoamento subterrneo


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Estiagem: apenas escoamento subterrneo

Camada saturada


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Camada saturada


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Camada saturada


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Estiagem muito longa = rio secoRios intermitentes

Camada saturada


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Representao grfica da vazo ao longodo tempo

Hidrograma:


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Superficial

eascen

o

recesso

pico

Escoamento subterrneo

Sub-superficial

,$-&%./$ 0$ 120-$3-%&%


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Exemplo: Hidrograma Rio Paraguai em Porto Estrela (1974-1975)

Perodo chuvoso Perodo chuvoso

Hidrograma


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Curva de Recesso:

Hidrograma


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Balano HdricoEquao Fundamental


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Balano Hdrico

! Um dos recursos mais importantes da Terra a gua. Elaocorre em trs estados da matria: na forma slida,como o gelo; na forma lquida, como a gua; na formagasosa, como o vapor


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Exemplos da Importncia da gua

!

A gua um elemento construtivo na fotossntese das plantas e um constituinte dos organismos.

!

A gua um solvente para os nutrientes do solo.

!

A gua de necessidade vital: o ar seco extrai de 1 a 2 kg degua diariamente do corpo humano.

!

A gua um condutor de energia (utilizada na gerao deenergia, causadora de danos por enchentes).

!

A gua um meio de transporte (guas residurias, canais de

drenagem, navegao).!

A gua o mais importante regularizador de energia no balanoenergtico da Terra; sem a evaporao, a vida na Terra na suaforma atual seria impossvel.


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Volumes de gua na Terra


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gua potvel como porcentagemde seu total


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Produo Hdrica de SuperfcieMundial


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Balano Hdrico das RegiesHidrogrficas Brasileiras


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Balano Hdrico Regional

Simplificado


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Balano Hdrico de uma Bacia

E F d l d B l


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Equao Fundamental do BalanoHdrico

!V =Qe"Q

s

Em que: !V a variao de armazenamento hdrico

Qe a afluncia hdrica Qse a efluncia hdrica


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guas Superficiais e Subterrneas!V = P " (E+T+G +Q)

Em que:

!V a variao do armazenamento

P a precipitao

E a evaporao

T a evapotranspirao

G o fluxo subterrneo da bacia

Q o escoamento superficial


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guas Superficiais

!V = P " (E+T+I+Q)

Em que:

!V a variao do armazenamento

P a precipitao

E a evaporao

T a evapotranspirao

I a infiltrao

Q o escoamento superficial


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guas Superficiais

!V = P " (E+T+I+Q)

Q = P !E!T!I

!V = 0


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!

A altura de chuva equivale altura da lmina dgua queseria obtida se o volume de gua de uma chuva fossedistribudo por uma lmina uniforme sobre uma baciahidrogrfica.

!

Se, em um perodo de um ano, houve uma chuva acumulade P mm, sobre uma bacia hidrogrfica com A Km2de rea,ento o volume precipitado em um ano foi de:

! Volume(m3) = P(mm) * 10-3(m/mm) * A(Km2) * 106(m2/Km2)

!

A vazo equivalente a este volume seria dada por:! Vazo = Volume / 1 ano

P(m3/ s)=

P(mm)*10!3(m /mm)*A(Km

2)*10

6(m

2/Km

2)

365*24*3600s


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Exemplo prtico

1.

Uma barragem ir abastecer uma cidade de 100.000habitantes e uma rea irrigada de 5.000ha. Verificar,atravs de um balano hdrico anual, se o local escolhidopara a barragem tem condies de atender demanda,quando esta for construda.

Dados disponveis:

rea da bacia = 300km2; precipitao mdia anual = 1.300mm/ano; evapotranspirao total para situao com a barragem pronta= 1.000mm/ano; demanda da cidade = 150l/(hab. x dia); demanda da rea irrigada=9.000m3/(ha x ano).


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Soluo


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Soluo


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Exerccio 01

Um vale possui 12.140 ha de terra irrigvel. Estima-seque esta rea ser utilizada para o plantio de trsculturas, conforme mostra a Tabela abaixo. Determinar ovolume de gua necessrio para a irrigao, sabendo-se

que dispe-se de 200 mm de precipitao mdia anual

Cultura rea (ha) Lmina dgua (mm)

1 2.430 240

2 6.070 5403 3.640 390


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Exerccio 02

Numa regio existem isoietas de precipitao mdiaque indicam que a precipitao anual de 1600 mm.Num posto com dados verificou-se que a evaporaoreal de 1100 mm. Nesta regio deseja-se irrigar uma

rea com 3000 ha, com demanda de cerca de 8.000m3/(ano.ha). Considerando a disponibilidade hdrica deuma bacia de 35 km2, possvel atender a demanda?


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Exerccios

1. Qual seria a vazo de sada de uma baciacompletamente impermevel, com rea de 60km2, sobuma chuva constante taxa de 10 mm.hora-1?

2.

A regio da bacia hidrogrfica do rio Taquari recebeprecipitaes mdias anuais de 1600 mm. Em Muum(RS) h um local em que so medidas as vazes desterio e uma anlise de uma srie de dados dirios aolongo de 30 anos revela que a vazo mdia do rio de340 m3.s-1. Considerando que a rea da bacia nestelocal de 15.000 Km2, qual a evapotranspiraomdia anual nesta bacia? Qual o coeficiente deescoamento de longo prazo?


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Exerccios

3.

Uma bacia de 100 km2recebe 1300 mm de chuvaanualmente. Qual o volume de chuva (em m3) que atinge abacia por ano?

4. Uma bacia de 1100 km2recebe anualmente 1750 mm de

chuva, e a vazo mdia corresponde a 18 m3/s. Calcule aevapotranspirao total desta bacia (em mm/ano).

5. A regio da bacia hidrogrfica do rio Uruguai recebeprecipitaes mdias anuais de 1700 mm. Estudos anterioresmostram que o coeficiente de escoamento de longo prazo de 0,42 nesta regio. Qual a vazo mdia esperada em umpequeno afluente do rio Uruguai numa seo em que a reada bacia de 230 km2.


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Exerccios

6. Considera-se para o dimensionamento de estruturas deabastecimento de gua que um habitante de umacidade consome cerca de 200 litros de gua por dia.Qual a rea de captao de gua da chuva necessria

para abastecer uma casa de 4 pessoas em uma cidadecom precipitaes anuais de 1400 mm, como PortoAlegre? Considere que a rea de captao sejacompletamente impermevel.

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