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NOÇÕES DE HIDROLOGIA

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE

ARACAJU - MARÇO 2011

Antenor de Oliveira Aguiar Netto

Se não gerenciar a água, não vai conseguir governar o país.(Provérbio chinês)

CICLO HIDROLÓGICO

O comportamento natural da água quanto à suaocorrência, transformações de estado e relações com avida humana é bem caracterizado por meio do ciclohidrológico. O ciclo hidrológico pode ser consideradocomo composto de duas fases principais: umaatmosférica e outra terrestre .atmosférica e outra terrestre .

� Armazenamento temporário de água;

� transporte;

� mudança de estado

CICLO HIDROLÓGICO

CICLO HIDROLÓGICO

Bacias hidrográficas são áreas definidas e fechadastopograficamente cuja principal entrada de água é aprecipitação pluvial, e a saída é o volume de águaescoado superficialmente, considerando-se comoperdas intermediárias os volumes de águaevapotranspirados e os perdidos por percolaçãoevapotranspirados e os perdidos por percolaçãoprofunda.

CICLO HIDROLÓGICO

Modelo de sistema hidrológico simples

PRECIPITAÇÃO PLUVIALA precipitação é entendida em hidrologia como oconjunto de águas originadas do vapor d’águaatmosférico que atinge a superfície terrestre. Oconceito engloba a chuva, a neblina, a saraiva, oorvalho, a geada e a neve. A chuva ou precipitaçãopluvial é o tipo mais importante para a Hidrologia porsua capacidade para produzir escoamento superficialsua capacidade para produzir escoamento superficial(contribuindo para a vazão dos rios), por ser de fácilmedida e por ser a forma mais comum nas condiçõesbrasileiras.

� Frontais ou ciclônicas;

� Orográficas;

� Convectivas

PRECIPITAÇÃO PLUVIAL

Mecanismos de formação da

precipitação pluvial no nordeste brasileiro


Pluviômetro


Para calcular a precipitação média numa superfíciequalquer, faz-se necessário utilizar as observaçõesdentro dessa superfície e nas suas vizinhanças. Aceita-se a precipitação média como sendo uma lâmina deágua de altura uniforme sobre toda a área considerada,associada a um período de tempo dado .associada a um período de tempo dado .

� Método da média aritmética;

� Método de Thiessen;

� Método das isoietas


Normal de Precipitação Anual da

Sub-bacia Hidrográfica do Riacho Jacaré

INFILTRAÇÃO

A infiltração é o nome dado ao processo pelo quala água penetra no solo, através de sua superfície.A infiltração determina o balanço de água na zonadas raízes e, por isso, o conhecimento doprocesso e suas relações com as propriedades dosolo é de fundamental importância para o eficientesolo é de fundamental importância para o eficientemanejo do solo e da água.

� Capacidade de infiltração;

� Velocidade de infiltração;

� Infiltração acumulada.

INFILTRAÇÃO

Cilindro Infiltrômetro no Perímetro Irrigado Califó rnia

INFILTRAÇÃO

Muitos modelos matemáticos têm sidodesenvolvidos para descrever o fluxo de água nossolos particularmente, a infiltração vertical.Existem os modelos baseados em relações geraispara fluxos em meio porosos, que são aquelesderivados das equações de Darcy e Richards .derivados das equações de Darcy e Richards .Equações empíricas são baseadas no ajustematemático de dados experimentais deinfiltrações à funções explícitas dependentes dotempo. Na irrigação é bastante utilizado o modelopotencial de Kostiakov.

VI = aTn

INFILTRAÇÃO

Curvas típicas de velocidade de infiltração e infiltração acumulada de um Neossolo flúvico no

perímetro irrigado Jabiberi-Se

A evaporação é a passagem da água do estado líquidopara o gasoso, necessitando de 2450 kJ/kg à 20 ºC. Nahidrologia inclui dois processos distintos: aevaporação do solo, barragens, canais, entre outros e atranspiração por meio dos estômatos dos vegetais .

EVAPOTRANSPIRAÇÃO

transpiração por meio dos estômatos dos vegetais .

Fisicamente a evaporação é um processo difusivo,parte turbulento e parte molecular. O processoturbulento é o mecanismo dominante na atmosfera,exceto na subcamada laminar, na proximidade dasuperfície onde é predominantemente molecular . A

EVAPOTRANSPIRAÇÃO

superfície onde é predominantemente molecular . Achave do processo de evaporação é o movimento dovapor de água adjacente à superfície do líquido para aatmosfera.

A transpiração é um processo difusivo e pode seranalisado em termos de resistência à difusão etransporte turbulento de vapor no ar atmosférico.Transpiração é uma especializada situação daevaporação na qual a vaporização da água ocorre

EVAPOTRANSPIRAÇÃO

evaporação na qual a vaporização da água ocorredentro da folha. O caminho para a difusão do vapor daágua é mais complexo, pois vai do local de vaporizaçãodentro da folha, através do estômato, da camada limiteda folha e do dossel até a atmosfera.

� A evapotranspiração de referência (ETo)

� A evapotranspiração real (ETr)

EVAPOTRANSPIRAÇÃO

� A evapotranspiração real (ETr)

A evapotranspiração de referência (ETo) deve serconsiderada como a perda de água de uma culturahipotética com os seguintes parâmetros fixados: altura(12 cm), resistência do dossel (69 s/m) e albedo (0,23).Esta evapotranspiração assemelha -se com a de uma

EVAPOTRANSPIRAÇÃO

Esta evapotranspiração assemelha -se com a de umasuperfície revestida de grama verde de altura uniforme,em crescimento ativo, completamente sombreado ochão e sem restrição hídrica.

A evapotranspiração real é aquela que ocorre numasuperfície vegetada, independente de sua área, de seuporte e das condições de umidade do solo. Portanto,evapotranspiração real é a que ocorre em quaisquercircunstâncias, sem imposição de qualquer condição

EVAPOTRANSPIRAÇÃO

circunstâncias, sem imposição de qualquer condiçãode contorno. Logo, evapotranspiração real podeassumir tanto o valor potencial como o de oásis, ououtro qualquer.

� Métodos de estimativa: ETo

EVAPOTRANSPIRAÇÃO

Estação agrometeorológica automática

ETo = evapotranspiração de referência, mm/dia Penman-Monteithδδδδ = inclinação da curva pressão vapor versus

temperatura do ar, kPa.oC-1γγγγ* = constante psicrométrica modificada, kPa/oC

( ) ( ) ( )ETo Rn GT

U e ea d=+

− ++ +

−δ

δ γ λγ

δ γ* *

1 900

275 2

γγγγ* = constante psicrométrica modificada, kPa/oCRn = radiação líquida na superfície da cultura,

MJ/m2.diaG = fluxo de calor no solo, MJ/m2.dia

ETo = evapotranspiração de referência, mm/dia Penman-Monteithλλλλ = calor latente de vaporização, Mj/kgγγγγ = constante psicrométrica, kPa/oC

( ) ( ) ( )ETo Rn GT

U e ea d=+

− ++ +

−δ

δ γ λγ

δ γ* *

1 900

275 2

γγγγ = constante psicrométrica, kPa/oC900 = kgK/kJ T = temperatura média do ar, CU2 = velocidade do vento medida a dois metros de altura, m/s (ea - ed) = défice de pressão de vapor, kPa

2

3

4

5

6

7

Eto (Itabaiana)

Eto (Ribeira)

Eto (Jacarecica)

0

1

2

Evapotranspiração de referência para os municípios de Itabaiana e nos Perímetros irrigados Porção da Ribeira e Jacarecica-SE

Cultivo Irrigado

Vegetação rala

Foz Rio São Francisco

Imagens de satelite obtidas para bacia hidrográfica do rio Jacaré para 1999 (A) e 2006 (B).

Mata atlântica

Mapas de Evapotranspiração real (mm.dia-1) obtidas para bacia hidrográfica do rio Jacaré para 1999 (A), e 2006 (B).

ESCOAMENTO SUPERFICIAL

O escoamento superficial é a fase do ciclo hidrológicoque trata do conjunto das águas que, por efeito dagravidade, se desloca na superfície da terra. Possuigrande importância para a Engenharia, pois a maioriados estudos hidrológicos está ligada ao aproveitamentoda água superficial e à proteção contra os fenômenosda água superficial e à proteção contra os fenômenosprovocados pelo seu deslocamento.

� Vazão;

� Nível d’água;


Sub-bacia hidrográfica do rio Poxim


Medição de vazão através do molinete hidráulico


vAQ ×=

banv +=


Medição de vazão através do molinete hidráulico, no riacho Timbó (Sub-bacia hidrográfica do Poxim)


Medição de vazão através do molinete hidráulico, no riacho Timbó (Sub-bacia hidrográfica do rio Poxim)


Régua liminimétrica no rio Japaratuba CPRM/SRH


Estações fluviométricas no Estado de Sergipe

MONITORAMENTO AMBIENTAL

Estação flupluviométrica no rio Siriri-SE


Estação flupluviométrica no rio Poxim-Açu-SE


Estação flupluviométrica no rio Siriri-SE


Coleta de dados na Estação flupluviométrica em Sergipe


Programa Computacional Global Water


Coleta de dados na Estação flupluviométrica em Sergipe

http://sites.ufs.br/antigos/grupos/acqua/

Antenor Aguiar

e-mail: [email protected]

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