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Hidrologia

Histórico e Introdução

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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)

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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?

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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.

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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

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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

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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;

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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;

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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.

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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.

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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.

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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;

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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;

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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.

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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.

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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%.

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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

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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.

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Distribuição de água no Brasil

O Brasil detém 12% de toda a água doce superficial do Planeta

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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.

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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.

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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.

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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

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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

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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

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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.

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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.

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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.

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O Ciclo Hidrológico

Representação do Ciclo Hidrológico

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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.

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Ciclo Hidrológico

• Ler pag. 35 do livro Hidrologia ciência e aplicação – Tucci.