Hidrologia
Histórico e Introdução
Conceitos
• Hidrologia - ciência que se relaciona com a água. • Como se relaciona com a ocorrência primaria na
Terra, é considerada uma ciência natural.• " Hidrologia é a ciência que trata da água na
Terra, sua ocorrência, circulação e distribuição, suas propriedades físicas e químicas, e sua reação com o meio ambiente, incluindo sua relação com as formas vivas.”(Federal Council for Sciences and Technology)
Ciência interdisciplinar.
• É disciplina consideravelmente ampla, atuando profissionais de diferentes formações: computação, geografia, geologia, matemáticos, estatísticos, químicos, físicos e biólogos.
• Diante disso, quais as áreas em que a Hidrologia foi subdividida?
Algumas das áreas em que a Hidrologia foi subdivida:
• Meteorologia e Hidrometeorologia - estudo da água atmosférica
• Oceanografia - estudo dos oceanos• Hidrografia - estudo das águas superficiais• Potamologia - estudo dos rios• Limnologia - estudo dos lagos e reservatórios• Criologia ou Glaciologia - estudo do gelo e da
neve• Hidrogeologia - estudo da água subterrânea.
Papel da hidrologia na gestão das águas
• No passado – ocupação na bacia hidrográfica com pouco planejamento, sem maior preocupação com o meio ambiente.
• Hoje, o planejamento da ocupação da BH é uma
necessidade numa sociedade com usos crescentes da água e que tende a ocupar espaços com riscos de inundação.
• Entender as características climatológicas e hidrológicas LOCAIS (fases do ciclo hidrológico) para tentar administrar e minorar as condições adversas existentes
• ENTENDER o passado para• PREVER o futuro
EXEMPLOS DE FALTA DE CONHECIMENTO DE HIDROLOGIA NA SOCIEDADE MODERNA (Ward
& Elliot, 1995):• Construções nas planícies aluviais de rios• Projetos de irrigação sem disponibilidade hídrica
suficiente• Reservatórios superdimensionados• Problemas de drenagem urbana (ex: São Paulo)• Construção de reservatórios pouco profundos em
regiões com altas taxas de evaporação• Problemas de salinização do solo em regiões
áridas e semi-áridas
Por quê?
• Hidrologia trata processos que ocorrem em sistemas moldados pela natureza.
• Esses processos ocorrem num meio que o homem não projetou, mas ao qual deve se adaptar, procurando conviver com o comportamento desse meio ambiente.
Histórico• O homem, desde a sua origem, convive com as condições
naturais do planeta.• Filósofos gregos, tentaram explicar erroneamente o ciclo
hidrológico, mas somente 100 a.C., Marcus Vitruvious Pollio apresentou conceitos próximos do entendimento atual do ciclo hidrológico.
• Admitia-se que o mar alimentava os rios através do subsolo.
• Mesmo não conhecendo a origem da água e o funcionamento dos fenômenos naturais, as civilizações antigas puderam explorar os recursos hídricos através de projetos de irrigação como no Egito e Mesopotâmia, aquedutos para abastecimento da água romanos.
Histórico
• Somente a partir do século XV, o ciclo hidrológico passou a ser melhor compreendido, com Leonardo da Vinci e Bernard Palissy.
• No século XIX inicia-se as medições sistemáticas de precipitações e vazões e o desenvolvimento teórico e experimental da hidráulica.
• Nos EUA a coleta sistemática de precipitação iniciou em 1819 e a de vazões em 1888.
• No Brasil os postos mais antigos de precipitação são do século XIX, enquanto que a coleta de dados de níveis e vazão iniciou no começo do século XX.
Histórico
• Até a década de 50, apesar da grande quantidade de dados coletados diariamente, os métodos utilizados na Hidrologia, praticamente limitava-se à indicadores estatísticos dos processos envolvidos.
• Com o advento do computador, aprimoramento de técnicas numéricas e estatísticas, houve desenvolvimento acelerado de algumas subáreas da hidrologia.
Histórico• Quanto a Hidrologia Experimental, foram criados
bacias representativas e experimentais visando ao entendimento e quantificação de processos físicos que ocorrem na bacia, como reflorestamento e desmatamento, erosão do solo e escoamento superficial. Com base no registro das variáveis hidrológicas envolvidas é possível entender melhor os fenômenos e procurar representá-los matematicamente.
• O desenvolvimento na hidrologia moderna está ligado ao uso d água ao controle da ação da mesma sobre a população e ao impacto sobre a bacia e o globo terrestre.
Ciência Hidrológica
• A Hidrologia é uma ciência que se consolidou apenas na segunda metade do século XX, através do desenvolvimento de programas de observação e quantificação sistemática dos diferentes processos que ocorrem no ciclo hidrológico.
Subáreas da Hidrologia como Ciência
Com a necessidade crescente da utilização e preservação da BH, subáreas mais especializadas foram surgindo:•Hidrometeorologia – trata da água na atmosfera;•Geomorfologia – trata da analise quantitativa das características do relevo de BH e sua associação com o escoamento;•Escoamento superficial – trata do escoamento sobre a superfície da bacia;•Interceptação vegetal – é a subárea do conhecimento que avalia a interceptação de precipitação pela cobertura vegetal na BH;
Subáreas da Hidrologia como Ciência
• Infiltração e escoamento em meio não-saturado – trata da observação e previsão da infiltração no solo e do escoamento no solo não-saturado;
• Escoamento em meio saturado- envolve o estudo do comportamento do fluxo em aqüíferos, camada de subsolo saturada;
• Escoamento em rios e canais – analise de escoamento em rios, canais e reservatórios;
• Evaporação e evapotranspiração – avaliação da perda de água por evaporação nas superfícies livres como reservatórios e lagos, e evapotranspiração de culturas e da vegetação natural;
Subáreas da Hidrologia como Ciência
• Produção e transporte de sedimentos – quantificação da erosão do solo e do transporte de sedimentos, na superfície da bacia e nos rios, devido as condições naturais e do uso do solo;
• Qualidade da água e meio ambiente – quantificação de parâmetros físicos, químicos e biológicos da água e sua interação com os seus usos na avaliação do meio ambiente aquático.
Hidrologia Aplicada
• Esta está voltada para os diferentes problemas que envolvem a utilização dos recursos hídricos, preservação do meio ambiente e ocupação da bacia.
• A utilização dos recursos hídricos envolve os aspectos de disponibilidade hídrica, regularização de vazão, planejamento, operação e gerenciamento dos recursos hídricos.
• Os projetos que necessitam da participação dos hidrólogos são: aproveitamento hidrelétrico, abastecimento de água, irrigação e regularização para navegação.
Hidrologia Aplicada • Quanto a preservação do meio ambiente,
problemas que envolvem a participação dos hidrólogos são: modificação do uso do solo, regularização para controle da qualidade da água, impactos das obras hidráulicas (sobre meio ambiente aquático e terrestre).
• A ocupação da bacia pela população gera 2 preocupações distintas:– O impacto do meio sobre a população através das
enchentes;– O impacto do homem sobre a bacia.
Hidrologia Aplicada
Algumas das principais áreas do desenvolvimento da Hidrologia Aplicada são:•Planejamento e gerenciamento da BH;•Drenagem urbana – enchentes, produção de sedimentos e qualidade da água são problemas encontrados nas bacias;•Energia – energia hidrelétrica representa 92% de toda energia produzida no país. Depende da disponibilidade de água, da sua regularização através de obras hidráulicas e o impacto dessas obras sobre o meio ambiente;
Hidrologia Aplicada
• Uso do solo rural – expansão das fronteiras agrícolas gera impacto através da produção de sedimentos e nutrientes nas bacias rurais, resultando em perda de solo fértil e conseqüente assoreamento dos rios;
• Qualidade da água – o meio ambiente aquático sofre com a falta de tratamento dos despejos domésticos e industriais e de cargas de pesticidas de uso agrícola;
Hidrologia Aplicada • Abastecimento de água – irregularidade da
distribuição apresenta limitações nas regiões áridas e semi-aridas, bem como a redução na qualidade da água gera limitações quanto a disponibilidade de água para abastecimento;
• Irrigação – regiões áridas e semiaridas dependem da disponibilidade hídrica, enquanto culturas de arroz, no sul do país, utilizam quantidade significativas de água;
• Navegação – os aspectos hidrológicos principais para navegação são: disponibilidade hídrica para calado, previsão de níveis e planejamento e operação de obras hidráulicas para navegação.
Importância da água
• recurso natural indispensável para a sobrevivência do Planeta
• fundamental para os ecossistemas da natureza.
• importante para as formações hídricas atmosféricas, influenciando o clima das regiões.
• Fator limitante para o desenvolvimento de muitos países.
A importância da água para os seres vivosÁgua: constituinte inorgânico mais abundante na matéria viva e é um
grande regulador do ambiente.
É um elemento essencial a vida animal e vegetal
Fonte: aguafontedevida.wordpress.com/
Recém nascidos → 90% da massa do corpoAnimais aquáticos→ como as medusas chegam a 99%.
Importância da água em nossa vida:
Perdemos por dia em condições normais:
Urina - 1,2 litro Transpiração - 0,6 litro Evacuação - 0,1 a 0,3 litros Respiração (durante a expiração) - 0,4 litro
TOTAL (aproximadamente) - 2,5 litros
Quanta água precisa repor por dia: Bebendo água - 1,5 litros. Ingerindo alimentos - 1,0 litro
fonte: http://www.brasilescola.com/geografia/agua.htm
Distribuição de água no planeta
A Terra, Planeta Água, tem 75% da sua superfície coberta por água
Apenas 0,6% pode ser utilizada mais facilmente para abastecimento publico. Desta pequena fração, apenas 1,5% apresenta-se na forma superficial, de
extração mais fácil.
Distribuição de água no Brasil
O Brasil detém 12% de toda a água doce superficial do Planeta
Distribuição de água no Brasil
• A situação brasileira não é de tranqüilidade, embora seja considerado um país privilegiado em recursos hídricos.
• conflitos de qualidade, quantidade e déficit de oferta já são realidade.
• Outra questão refere-se ao desperdício de água estimado em 40% por uso predatório e irracional.
Distribuição de água no Brasil
• Ao se considerar em lugar de disponibilidade absoluta de recursos hídricos renováveis, àquela relativa à população deles dependentes, o Brasil deixa de ser o primeiro e passa ao vigésimo terceiro no mundo.
Água consumida no Mundo
A expansão da agricultura irrigada se tornará uma questão preocupante devido ao elevado consumo e as restrições de disponibilidade de água.Estima-se índices de consumo de água mais elevados para América do Sul, África e Austrália, até 2020. Avaliações de projetos de irrigação no mundo inteiro indicam que mais da metade da água derivada para irrigação perde-se antes de alcançar a zona radicular dos cultivos.
Usos Múltiplos da Água
Em função de suas qualidades e quantidades, a água propicia vários tipos de uso, isto é, múltiplos usos. O uso dos recursos hídricos por cada setor pode ser classificado como:
Não-Consuntivos
Usos Consuntivos
Usos Múltiplos da Água
Usos Consuntivos – diminui as disponibilidades; quando há perdas entre o que foi retirado e o que retorna ao sistema natural. Abastecimento humano e industrialIrrigaçãoDessedentação de animais
Usos Múltiplos da Água
Não-Consuntivos – praticamente não há diminuição da disponibilidades, ou seja, não há perdas; desempenhados na própria coleção de água.Preservação da flora e faunaRecreação e lazerGeração de energiaNavegação Diluição e afastamento de despejos
Exercícios
1) (Questão 01 Prova de Hidrologia Concurso ANA 2002) Em uma bacia hidrográfica, o uso não-consuntivo da água é realizado por:
a) navegação fluvial, irrigação, pesca; b) recreação, dessentação dos animais, geração de
energia; c) abastecimento urbano, irrigação, recreação; d) navegação fluvial, geração de energia, pesca; e) abastecimento industrial, controle de cheia,
preservação.
Ciclo Hidrológico
A água ocorre em vários lugares e em várias fases, na superfície, dentro e sobre a Terra.
Circula continuamente entre o meio físico e os seres vivos em constante movimento.
A transformação de uma fase em outra e o movimento de um a outro local constitui o Ciclo Hidrológico.
Ciclo Hidrológico
Ciclo Hidrológico é um fenômeno global de circulação fechada da água entre a superfície terrestre e a atmosfera, impulsionado pela energia solar, mais precisamente, a diferença entre a radiação emitida pelo sol e a refletida pela atmosfera terrestre. E pela força da gravidade.
O Ciclo Hidrológico
Representação do Ciclo Hidrológico
Ciclo Hidrológico pode-se resumir o ciclo Hidrológico da seguinte maneira:
Circulação da água, do oceano, através da atmosfera, para o continente, retorno após detenção em vários pontos, para o oceano, através de escoamentos superficiais ou subterrâneos e, em parte pela própria atmosfera.Curtos-circuitos que excluem seguimentos diversos do ciclo completo, por exemplo: a movimentação da água do solo e da superfície terrestre para a atmosfera sem passar pelo oceano.
Ciclo Hidrológico
• Ler pag. 35 do livro Hidrologia ciência e aplicação – Tucci.
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