Introdução à Hidrologia

8/19/2019 Introdução à Hidrologia

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Elementos de Hidrologia Aplicada 1. Introdução Prof. Antenor Rodrigues Barbosa Júnior

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1. INTRODUÇÃOHIDROLOGIA, ENGENHARIA DE RECURSOS HÍDRICOS E APLICAÇÕES

A Hidrologia é uma ciência interdisciplinar que se desenvolveu significativamente aolongo do tempo em face do aumento do uso da água, dos crescentes problemas decorrentes daação antrópica nas bacias hidrográficas e dos impactos produzidos sobre o meio ambiente.

O U. S. Federal Council for Science and Technology, citado por Vilella & Mattos (1975),dá uma definição da Hidrologia como ciência que é amplamente aceita. Por esta definição, aHidrologia é a ciência que trata da água na Terra, estudando a sua ocorrência, circulação e

distribuição, as suas propriedades físicas e químicas e as suas reações com o meio ambiente,incluindo suas relações com a vida.

A ciência da Hidrologia, ou ciência hidrológica, é bastante abrangente e pode sersubdividida em diferentes áreas de conhecimento associadas, a saber: Hidrometeorologia, que estuda a água na atmosfera; Limnologia, voltada para o estudo dos lagos e reservatórios; Potamologia, que estuda os rios; Glaciologia, que é o ramo de estudo da água superficial, particularmente quando esta se

apresenta sob a forma de gelo; Hidrogeologia, que é especificamente voltada para o estudo das águas na crosta terrestre,

com ocorrência subterrânea.Considerado o alcance da definição apresentada para a ciência hidrológica, bem como a

abrangência das subáreas do conhecimento acima enunciadas, pode-se prever com relativafacilidade a variedade de profissionais que potencialmente podem atuar nos diversos campos daHidrologia. De fato, atuando nas mais diversas atividades relacionadas à Hidrologia encontram-se, freqüentemente, engenheiros, agrônomos, geólogos, geógrafos, biólogos, químicos,matemáticos e estatísticos, entre outros.

Um pouco mais específica é a utilização da Hidrologia na engenharia de recursoshídricos, às vezes também denominada engenharia hidrológica. Neste caso, conforme Tucci(1993), a Hidrologia pode ser entendida como a área do conhecimento que estuda o

comportamento físico da ocorrência e o aproveitamento da água na bacia hidrográfica,quantificando os recursos hídricos no tempo e no espaço e avaliando o impacto da modificação

da bacia hidrográfica sobre o comportamento dos processos hidrológicos. Dessa visão, surgeuma nova subdivisão da Hidrologia, representada pelas especializações nas seguintes subáreas daengenharia de recursos hídricos:

Hidrometeorologia (já definida anteriormente); Geomorfologia de bacias hidrográficas: estuda as características do relevo da bacia

hidrográfica para melhor interpretar os seus efeitos sobre o escoamento; Escoamento superficial: estuda o movimento da água sobre a superfície do terreno da bacia

hidrográfica; Interceptação: avalia a interceptação da água de chuva pela cobertura vegetal e outros

obstáculos na bacia hidrográfica rural ou urbana; Infiltração e escoamento em meio não-saturado: cuida da observação e previsão da

infiltração da água no solo e do escoamento no meio não-saturado;


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Escoamento em meio saturado: abrange o estudo do comportamento do fluxo em aqüíferos; Evaporação e evapotranspiração: estuda e avalia as perdas de água por evaporação de

superfícies livres, como lagos e reservatórios, e pela transpiração das árvores e outrosvegetais;

Escoamento em rios e canais: envolve a análise do escoamento em rios e canais,

normalmente tratados como escoamento unidimensionais; Fluxo dinâmico em reservatórios, lagos e estuários: estuda o escoamento turbulento em

meios de características multidimensionais; Produção e transporte de sedimentos: ocupa-se da quantificação da erosão do solo e do

transporte do sedimento na superfície da bacia e nos rios, decorrentes de condições naturais edo uso do solo na bacia hidrográfica;

Qualidade da água e meio ambiente: nesta área, faz-se a quantificação de parâmetros físicos,químicos e biológicos da água, visando a interação dos diversos usos e a avaliação dosimpactos sobre o meio ambiente aquático.

Assim, considerada a amplitude das aplicações da Hidrologia na engenharia de recursos

hídricos, pode-se dizer que este ramo da ciência está voltado para a solução dos problemas queabrangem a utilização dos recursos hídricos e a ocupação da bacia hidrográfica, bem como a preservação do meio ambiente.

Na utilização dos recursos hídricos são relevantes os aspectos relacionados àdisponibilidade hídrica, à necessidade de regularização de vazão, etc., dentro de um contexto querequer ações de planejamento, operação e gerenciamento dos recursos hídricos.

Já os problemas decorrentes da ocupação da bacia pelo homem são vistos sob doisângulos: de um lado, em decorrência da urbanização, analisa-se o impacto do meio sobre a

população (enchentes, por exemplo); de outro, analisa-se o impacto sobre o meio ambiente provocado pelo uso do solo pelo homem. Neste último caso, as ações devem ser planejadas de

modo a compatibilizar o desenvolvimento com a preservação do meio ambiente, isto é,assegurando-se a preservação da biodiversidade e os ecossistemas naturais, dentro do modernoconceito de sustentabilidade.

A título de ilustração, enumeram-se, a seguir, um conjunto de exemplos de campos deatuação na engenharia e problemas correlacionados, conforme expostos por Vilella & Mattos(1975), onde a Hidrologia tem influência direta tanto nos projetos, quanto no planejamento douso dos recursos hídricos.

i) Abastecimento de água:- escolha das fontes para uso doméstico ou industrial.

ii) Projeto e construção de obras hidráulicas:

- fixação das dimensões hidráulicas de obras de arte: pontes, bueiros, etc.;- barragens: localização e escolha do tipo de barragem, da fundação e do extravasor edimensionamento da barragem;

- estabelecimento do método construtivo.

iii) Drenagem:- estudo das características do lençol freático;- exame das condições de alimentação e de escoamento natural do lençol:

precipitações, bacia de contribuição e nível d’água de rios e ribeirões.

iv) Irrigação:- problema da escolha do manancial;- estudo de evaporação e infiltração.

v) Regularização de cursos d’água e controle de inundações: - estudo das variações de vazão;


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- previsão de vazões máximas;- exame das oscilações de nível e das áreas de inundação.

vi) Controle da poluição:- análise da capacidade de autodepuração dos corpos d’água receptores de efluentes de

sistemas de esgotos: vazões mínimas dos cursos d’água; capacidade de reaeração e

velocidade do escoamento.vii) Controle de erosão:

- análise da intensidade e frequência das precipitações máximas;- determinação do coeficiente de escoamento superficial;- estudo da ação erosiva das águas e da proteção por meio de vegetação e outros

recursos.

viii) Navegação:- obtenção de dados e estudos sobre construção e manutenção de canais navegáveis.

ix) Geração de energia (aproveitamento hidrelétrico):- previsão das vazões máximas, mínimas e médias dos cursos d’água para o estudo

econômico e o dimensionamento das instalações de aproveitamento;- verificação da necessidade de reservatório de acumulação;- determinação dos elementos necessários ao projeto e construção do reservatório de

acumulação: bacias hidrográficas, volumes armazenáveis, perdas por evaporação einfiltração.

x) Operação de sistemas hidráulicos complexos.

xi) Recreação e preservação do meio ambiente.

xii) Preservação e desenvolvimento da vida aquática.

1.1. O CICLO HIDROLÓGICO Na natureza, a água se encontra em permanente movimento, em um ciclo interior às três

unidades principais que compõem o nosso planeta, que são a atmosfera (camada gasosa quecircunda a Terra), a hidrosfera (constituída pelas águas oceânicas e continentais) e a litosfera (oucrosta terrestre, camada sólida mais externa constituída por rochas e solos). A dinâmica dastransformações e a circulação nas referidas unidades formam um grande, complexo e intrínsecociclo chamado ciclo hidrológico.

O ciclo hidrológico refere-se à troca contínua de água na hidrosfera, entre a atmosfera e aágua do solo, águas superficiais, subterrâneas e das plantas. Ele representa o caminho percorrido

pela água nos seus três estados físicos (sólido, líquido e gasoso), conforme ilustra a Figura 1.1.

Por conveniência e para facilitar a apresentação, introduz-se a consideração de que ociclo hidrológico tem origem na evaporação da água dos oceanos, lagos e rios e das superfíciesúmidas expostas à atmosfera. Dependendo das condições climáticas e da combinação de outrosfatores físicos, o vapor d’água se concentra nas camadas mais altas, formando as nuvens que semodelam e se movimentam em função do deslocamento das massas de ar (vento). Sobdeterminadas condições físicas, surgem gotículas de água que, por efeito da ação da força dagravidade, se precipitam das nuvens. Essa precipitação pode ocorrer segundo variadas formas,incluindo-se a chuva, a neve, o granizo, o nevoeiro, o orvalho e a geada. Pela sua importância emagnitude frente às outras ocorrências, somente a precipitação na forma de chuva seráconsiderada aqui. Assim, as águas de chuva que caem em um dado local se distribuirão como

segue:i) Uma porção, conhecida como interceptação, é retida pelas construções, pelas copas das

árvores, arbustos e outras plantas e obstáculos, de onde, eventualmente, evapora. O excesso,


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isto é, o que supera a capacidade de interceptação, soma-se à parcela da chuva que atingediretamente o solo;

ii) Parte da água de chuva que atinge o solo retorna à atmosfera na forma de evaporação.

Outras parcelas infiltram-se no terreno ou escoam-se superficialmente.

iii) Da parcela da água de infiltração, parte vai ocupar a zona das raízes e é utilizada pelas plantas para, finalmente, retornar à atmosfera pelo processo conhecido como transpiração;

iv) A água de infiltração que percola (escoa através dos espaços intergranulares) para ascamadas mais profundas do solo vai constituir a água ou escoamento subterrâneo.

v) Além da interceptação, evaporação e infiltração, o restante da água precipitada formará,inicialmente, poças ou pequenos armazenamentos nas depressões do terreno. Novaevaporação ocorrerá destes armazenamentos;

vi) Após ser excedida a capacidade de armazenamento nas depressões do terreno, a água passa aescoar superficialmente e, sob a ação da gravidade, termina por se juntar aos cursos d’água

naturais. Relativamente ao total precipitado, esta parcela da precipitação que se escoa pelasuperfície do terreno é chamada precipitação efetiva ou precipitação excedente. Sob o ponto

de vista do escoamento superficial, é também conhecida como escoamento superficial direto ou runoff . Alguma evaporação também ocorre desse escoamento superficial.

vii) Para ocorrer o runoff , a água deve se acumular antes de seguir o seu percurso. Essa camadaacumulada constitui um tipo de armazenagem, conforme acima mencionado, conhecidocomo detenção, retenção ou armazenamento superficial , e também está sujeita à evaporação.

viii) O destino final de todos os cursos d’água naturais são os lagos, mares e oceanos que, com

mais intensidade, estão sujeitos à evaporação.

ix) A evaporação de todas as fontes acima, juntamente com a transpiração, leva a umidade(vapor d’água) de volta à atmosfera e resulta na formação das nuvens. Em condições

favoráveis terá origem nova precipitação, e o ciclo descrito pelos passos (i) a (ix) se repete.

Figura 1.1 – O ciclo hidrológico


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Os fatores que impulsionam o ciclo hidrológico são a energia térmica solar (f onte deenergia de todo o processo), a ação dos ventos (que transportam o vapor d’água) e a força dagravidade (principal força atuante). Importa, ainda, destacar que o ciclo hidrológico só pode servisto como fechado em nível global, o que significa que o total evapotranspirado (soma daságuas de evaporação e transpiração) em uma região não necessariamente corresponderá ao total

precipitado num dado intervalo de tempo.É importante esclarecer que, como resultado da ocorrência das chuvas, as águas

infiltradas, que constituem os armazenamentos nos reservatórios subterrâneos e que fluemcontínua e lentamente sob a ação da gravidade, terminam por aflorar por pontos de descargasubterrânea, tais como fontes de encosta, ou vão abastecer os corpos d’água superficiais (rios,

lagos, lagunas, reservatórios), constituindo o que se denomina descarga ou escoamento de base.É exatamente devido a esse escoamento de base, ou básico, que se garante a perenização dosrios.

Ainda, de todo exposto pode-se concluir que quanto maiores a retenção na coberturavegetal, o armazenamento superficial e a infiltração das águas de chuva, menores serão os

volumes excedentes disponíveis para o escoamento superficial. Assim, em consequência,especialmente em caso de chuvas intensas, menores serão as chances de incidência de enchentese inundações. Portanto, tudo dependerá da quantidade de chuva, da capacidade de retençãosuperficial, das taxas de infiltração características do solo e da ocorrência de chuvas antecedentes(teor de umidade pré-existente no solo).

Complementarmente, quanto maior a oportunidade das águas de chuva se infiltrar, maiorserá a recarga dos reservatórios subterrâneos, aspecto significativo que fortalecerá a capacidadede abastecimento dos corpos de água durante os períodos de estiagem.

O conceito do ciclo hidrológico e a influência relativa de cada um dos seus componentestêm-se mostrado importante também no desenvolvimento de estratégias de gerenciamento da

qualidade da água, pois os contaminantes podem ser introduzidos nos corpos d’água a partir dasvárias fases do ciclo, quando surgem, carreados pela água, diluídos ou concentrados.

Todos estes conceitos serão novamente abordados ao longo do curso. Certamente, uma boa compreensão do ciclo hidrológico facilitará a assimilação dos modelos e formulaçõesempregados na hidrologia e que são desenvolvidos nos capítulos seguintes.

1.2. AVALIAÇÃO QUANTITATIVA DAS COMPONENTES DO CICLOHIDROLÓGICO: A EQUAÇÃO DO BALANÇO HÍDRICO

Os projetos em recursos hídricos são, essencialmente, exercícios que envolvem aquantificação das fases ou componentes do ciclo hidrológico visando, principalmente, conhecer arelação demanda-disponibilidade de água. Nestes projetos consideram-se como fontes desuprimento, fundamentalmente, as águas superficiais e subterrâneas.

As técnicas de medir e avaliar dados quantitativos em recursos hídricos constituem oselementos básicos da Hidrologia, que serão tratados ao longo deste curso. No presente capítulo, éfornecido um resumo dos processos fundamentais que contribuem para a formação dosescoamentos superficial e subterrâneo. Para o engenheiro, um bom entendimento desses

processos facilitará a análise e o planejamento tanto para o uso adequado quanto para o controlee a preservação dos recursos hídricos.

Em termos quantitativos, o ciclo hidrológico pode ser representado por uma equação queexpressa o princípio da conservação da massa, conhecida como equação da continuidade.


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A equação do balanço hídrico, dependendo dos propósitos para o qual é escrita, podeadmitir a subdivisão, a consolidação, ou a eliminação de um ou outro termo. Em geral, a equaçãodo balanço hídrico é empregada para:

a) um determinado intervalo de tempo, que pode ser alguns minutos ou horas, ou um longo período, como um ano;

b) uma área de drenagem natural (bacia hidrográfica) ou artificialmente limitada, ou um corpod’água, como um lago ou reservatório, ou ainda um lençol subterrâneo;

c) a fase vapor (atmosfera) acima da superfície terrestre.

São comuns três aplicações da equação do balanço hídrico:

1) equação do balanço hídrico para bacias hidrográficas de grandes áreas de drenagem;

2) equação do balanço hídrico para corpos d’água, como rios, lagos e reservatórios;

3) equação do balanço hídrico para o escoamento superficial direto (runoff ).

Nos primeiros dois casos, são consideradas as quantidades acima e abaixo da superfícieda terra. Em sua forma geral, a equação pode ser escrita para um determinado volume de

controle, num dado intervalo de tempo, como:

controledevol.dointeriornoacumuladaquantidadedavariação

controledevol.dosaiqueQuantidadecontroledevol.noentraqueQuantidade

ou

SGR TEGR P outoutinin , (1)

em que P = precipitação, R = escoamento superficial, G = escoamento subterrâneo, E =evaporação, T = transpiração e S = armazenamento; os índices “in” e “out” referem-se àsquantidades que entram e saem, respectivamente, do volume de controle. A equação pode ser

escrita para as componentes com a dimensão de volume [L3], vazão [L3T-1] ou comprimento [L].Para isso, no segundo caso, as quantidades são escritas na forma de taxas (dividindo-se pelaescala de tempo), enquanto que, no terceiro caso, as quantidades (volumes) devem ser divididas

pela área de referência.

1.2.1. EQUAÇÃO DO BALANÇO HÍDRICO PARA GRANDES BACIAS

Em bacia de grande área de drenagem, a equação do balanço é usada na avaliaçãoquantitativa dos recursos hídricos para a concretização de projetos que envolvem determinadosusos e para os propósitos de avaliação das demandas e/ou disponibilidades hídricas. Nesse caso,

o balanço hídrico é normalmente realizado para um longo intervalo de tempo (como num cicloanual) e os valores das componentes envolvidas geralmente referem-se a um ano médio. Emtermos médios e para um longo intervalo de tempo, as variações positivas e negativas doarmazenamento tendem a se balancear, isto é, a variação média do armazenamento S pode serdesprezada. Ainda no caso de grandes bacias, as trocas de água subterrânea com as baciasvizinhas (“fugas”) são ignoradas, isto é, G in – Gout = 0. Além disso, o único input na bacia é a

precipitação (não pode haver escoamento superficial através da linha de contorno da bacia: R in =0). Assim, com todas essas considerações, a Eq. (1) reduz-se a:

outR TEP , [L3, L3T-1, ou L] (2)

ououtR ETP (3)


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onde, na Eq. (3), ET representa a evapotranspiração (soma dos processos de evaporação etranspiração) e R out é o volume (Vols), vazão (Q) ou altura de lâmina d’água (hs) correspondentena seção de saída da bacia.

1.2.2 EQUAÇÃO DO BALANÇO HÍDRICO PARA CORPOS D’ÁGUA EM CURTOS

INTERVALOS DE TEMPO

No caso de reservatórios, lagos, rios e armazenamentos subterrâneos a equação do balanço hídrico é usada para prever as conseqüências das condições hidrológicas atuais sobreuma estrutura: a equação mostra-se importante nas análises que envolvem a operação diária daestrutura.

O curto intervalo de tempo empregado na análise exige que o termo de variação doarmazenamento, S, seja necessariamente considerado. Contudo, em curtos intervalos de tempoo termo de evaporação geralmente é muito pequeno e pode ser desprezado. Se não ocorrer umachuva no período de análise, a equação pode ser representada, em termos de taxas volumétricas,

como:

t

SQQ outin

(4)

onde Qin e Qout são as vazões de entrada e saída, respectivamente (representam todos os termos“in” e “out”), e S/t = variação do armazenamento no intervalo t.

EXEMPLO 1.1 Num dado instante, o armazenamento num trecho de rio é de 68.200m3. Naquele instante,

a vazão de entrada no trecho é de 10,6m3/s e a vazão de saída é de 15,9 m3/s. Transcorridas duashoras, as vazões de entrada e saída são, respectivamente, 17,0m3/s e 19,1 m3/s. Determine:

a) A variação do armazenamento na calha do rio durante nessas 2 horas; b) O volume armazenado ao final das duas horas.Sugestão: Admitir variação linear das vazões de entrada e saída no trecho.

Soluçãoa) Em termos de volumes, a equação do balanço hídrico (Eq. 4) se escreve:

StQtQ outin . O volume de entra é 3

in m36099360022

610017tQ .

, ,

, que é

numericamente igual à área sob a linha de variação da vazão de entrada no trecho (área dotrapézio), conforme representado na Figura 1.2.

Figura 1.2 – Comportamento das vazões de entrada e saída em um trecho de rio


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De maneira análoga, o volume de saída é dado pela área sob a linha de variação da vazão de

saída do trecho: 3

out m000126360022

915019tQ .

, ,

. Assim, da Eq. (4), a variação

do armazenamento em 2 horas será: 3m640.26S000.126360.99S .

b) Como 02hinicialfinal SSSSS , então3

h20h2final m560.41S640.26200.68SSSS .

1.2.3 EQUAÇÃO DO BALANÇO HÍDRICO PARA O ESCOAMENTO SUPERFICIALDIRETO DURANTE UMA CHUVA INTENSA

Para determinar o runoff devido a uma chuva intensa deve-se considerar a equação do balanço hídrico acima da superfície do solo. A equação, escrita para um curto intervalo detempo, em termos de alturas médias, é da forma:

0SIR EIntP D (5)

onde P = altura da lâmina d’água precipitada; Int = interceptação; E = evaporação; R =

escoamento superficial direto ou runoff ; I = infiltração e SD = armazenamento nas depressões doterreno.

Durante a chuva, em curtos intervalos de tempo pode-se desprezar a evaporação. E, senão se exige uma determinação exata, a interceptação e o armazenamento nas depressões doterreno também podem ser ignorados, o que permite reescrever a Eq. (5) na forma reduzida:

IPR . (6)

1.2.4 FONTES DE ERRO NAS COMPONENTES DO BALANÇO HÍDRICO

A quantificação das componentes do ciclo hidrológico que entram no cálculo do balançohídrico sempre envolve erros de medida e de interpretação. As únicas componentesextensivamente observadas por meio de redes de monitoramento (estações) são a precipitação e avazão. A evaporação raramente é mensurada e os dados de infiltração costuma ser limitados a

bacias experimentais. As variações de armazenamento são normalmente obtidas a partir deobservações do nível d’água e da umidade do solo. Além disso, é comum o uso de fórmulasempíricas para o cálculo da evaporação, da infiltração e do armazenamento. A duração do tempode análise também é importante: os erros na média diminuem com o aumento do tempoconsiderado.

A Tabela 1.1 traz algumas estimativas de erros associados às determinações mensais eanuais das diferentes componentes do ciclo hidrológico, baseadas em metodologias comumenteadotadas.

Em decorrência dos erros de medida e de estimativa das componentes do ciclohidrológico, a equação do balanço hídrico não é equilibrada e poderia conter um termo deincerteza ou resíduo. Quando uma componente é estimada de uma fórmula empírica, o erro de

previsão da fórmula é adicionado ao termo de resíduo da equação do balanço hídrico.


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Tabela 1.1 – Erros nas componentes do ciclo hidrológico obtidas segundo metodologias usuais, conforme RamS. Gupta (1989)

Componente Tipo ou fonte de erroErro Percentual

Estimativa

Mensal

Estimativa

Anual1. Precipitação

equipamento de observação 2% 2%

altura de colocação do medidor 5% 5%

média na área 15% 10%

densidade de medidores 20% 13%

2. Vazãomolinete hidrométrico 5% 5%

curva-chave 30% 20%

alteração da seção fluviométrica 5% 5%regionalização de vazão --- 70%

3. Evaporação balanço de energia --- 10%

tanque classe A 10% 10%

tanque para o coeficiente do lago 50% 15%

média na área 15% 15%

BIBLIOGRAFIA

GUPTA, R.S. (1989). Hydrology and Hydraulic Systems. Prentice Hall, Englewood Cliffs, NewJersey.

PONTIUS, F.W. (technical editor) (199?). Source Water Quality Management , by Robert H.Reinert and John A. Hroncich. In: Water Quality and Treatment – A Handbook ofCommunity Water Suplies, 4th edition, American Water Works Association, Chapter 4.

RAMOS, F, OCCHIPINTI, A.G., VILLA NOVA, N.A., REICHARDT, K. & CLEARY, R.(1989). Engenharia Hidrológica. Coleção ABRH de Recursos Hídricos. Vol. 2. ABRH /Editora da UFRJ. Rio de Janeiro (RJ).

SEMADS – SECRETÁRIA DE ESTADO DE MEIO AMBIENTE E DESENVOLVIMENTO

SUSTENTÁVEL – ESTADO DO RIO DE JANEIRO (2001). Enchentes no Estado do Riode Janeiro: Uma Abordagem Geral . Projeto PLANÁGUA SEMADS / GTZ de cooperaçãotécnica Brasil-Alemanha – Vol. 8.

TUCCI, C.E.M., org. (1993). Hidrologia. Ciência e Aplicação. Ed. da Universidade - UFRGS /Ed. da Universidade de São Paulo – EDUSP / Associação Brasileira de Recursos Hídricos – ABRH.

VILLELA, S.M. & MATTOS, A. (1975). Hidrologia Aplicada. Ed. McGraw-Hill.


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EXERCÍCIOS

1.1) Estima-se que 60% da precipitação anual numa bacia hidrográfica de 24,67km 2 sejamevapotranspirados. Se a vazão média anual na desembocadura do rio principal é de 70,8/s, quala precipitação anual na bacia?

1.2) Num trecho de rio, a vazão de entrada num dado instante é de 9,91m3/s e a vazão de saída éde 8,07m3/s. Decorridos 90min, as vazões de entrada e saída no trecho são de 7,08m3/s e5,66m3/s, respectivamente. Calcular a variação do armazenamento em 90min.

1.3) As perdas por evaporação de um reservatório são de 185 mil metros cúbicos de água por dia.Se o reservatório tem superfície de área constante de 2,02km2 e se a diferença entre as vazões desaída e entrada do reservatório é de 1,41m3/s, qual a variação do nível d’água do reservatório emum dia?

1.4) No problema anterior, se, devido a uma chuva, 76mm de água são admitidos no reservatórioem um dia, qual a variação na profundidade do reservatório?

1.5) O reservatório da figura foi construído emuma região onde a precipitação anual média é de610mm e a evaporação normal anual é de1.524mm. A área média da superfície de água noreservatório é de 12km2 e a área da baciahidrográfica é de 242km2. Como informaçãoadicional tem-se que apenas 20% do total

precipitado escoam-se superficialmente. Isto posto, pede-se: a) calcular a vazão média de saídado reservatório, em m3/s; b) quantificar oaumento ou redução da vazão, em conseqüênciada construção do reservatório.

1.6) O sistema de abastecimento de água de uma cidade deve utilizar como manancial um cursod’água natural cuja área de drenagem, relativa à seção de captação, é igual a 100km 2. A

precipitação média anual na região é de 1.200mm e as perdas por evapotranspiração sãoestimadas em 800mm. Sabendo-se que o consumo médio previsto é de 50.000m 3/dia, verifiquese esse manancial tem capacidade para abastecer a cidade.

1.7) A evaporação anual de um lago com superfície (área do espelho d’água) de 15km2 é de1500mm. Determinar a variação do nível do lago durante um ano se, nesse período, a

precipitação foi de 950mm e a contribuição dos tributários foi de 10m3/s. Sabe-se, também, quenaquele ano foi retirada do lago uma descarga média de 5m 3/s para a irrigação de culturas e amanutenção da vazão ecológica, além de uma captação de 165x106m3 para refrigeração de umaunidade industrial. (Desprezar a variação da área do espelho d’água).

1.8) O total anual precipitado em uma bacia hidrográfica de 1.010km2 de área de drenagem é de1.725mm, em média. Sabendo-se que a evapotranspiração média anual é de 600mm, qual avazão média anual, em m3/s, na foz do curso d’água principal desta bacia? E qual o deflúvioanual, em mm?

1.9) Uma barragem é construída na parte média da bacia hidrográfica da questão anterior,

formando um espelho d’água de aproximadamente 60km

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. Sabendo-se que a área de drenagemrelativa à seção da barragem é de 600km2 e que a evaporação média direta no lago é de 5mm/dia,qual a redução percentual esperada da vazão na foz do curso d’água principal?


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1.10) Numa bacia hidrográfica de área A= 360 km2 o total anual precipitado é 1.420mm e avazão média anual na seção exutória é de 11,35m3/s.a) Com base nas informações disponíveis e fazendo claramente as considerações que julgarnecessárias, estimar a evapotranspiração anual na bacia.

b) Se for construído um reservatório no curso d’água principal da bacia e se este inundar 10% da

área total da bacia, qual será a variação percentual da vazão média na seção exutória, sabendo-seque a evaporação da superfície da água no local é de 1.240 mm/ano?

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