CICLO
HIDROLGICO
BALANO HDRICO
PHD 5013 HIDROLOGIA DETERMINSTICA
O que HIDROLOGIA ?
CONCEITO
uma cincia da Terra.
Estuda :
a gua no planeta;
sua ocorrncia;
circulao e distribuio;
suas propriedades fsicas e qumicas;
e sua relao com os seres vivos.
O Ciclo Hidrolgico
Importncia da Hidrologia Dimensionamento de obras hidrulicas;
Aproveitamento de recursos Hdricos :
aproveitamentos hidreltricos
abastecimento urbano
irrigao
navegao
lazer
Controle de poluio
Qualidade ambiental
Controle e previso de secas
Controle e previso de inundaes
Importncia da Hidrologia
Cincia que trata da gua na Terra, sua ocorrncia,
circulao e distribuio, suas propriedades fsicas e
qumicas, e sua reao com o meio ambiente,
incluindo sua relao com as formas vivas.
(Chow,1959). Fonte: Tucci
Cincia natural que trata dos fenmenos relativos
gua em todos os seus estados, de sua distribuio e
ocorrncia na atmosfera, na superfcie terrestre e no
solo, e da relao desses fenmenos com as
atividades antrpicas.
Relacionada c/ Meteorologia, Climatologia, Geografia
Fsica, Geologia, Oceanografia, Mec. Solos/Fluidos...
Perguntas Tpicas
[1] Qual a vazo mxima provvel em um local proposto
para uma barragem ?
[2] Qual a disponibilidade de gua de um rio e como ela
poder variar entre estaes e de um ano a outro ?
[3] Qual a relao entre a quantidade de gua superficial
e a gua subterrnea em certa regio?
[4] Qual o volume de um reservatrio necessrio para
garantir uma determinada vazo a jusante, e para limitar as
inundaes a jusante a um nvel pr-estabelecido ?
Mtodos de Estudo
Para responder perguntas a Hidrologia se utiliza de:
Informaes hidrolgicas (dados obtidos por medies
pontuais)
Anlises especializadas
Conceitos e conhecimentos cientficos
Sries histricas observao continua e sistemtica de
fenmenos hidrolgicos para aplicao dos Mtodos:
a) Hidrologia Estocstica-processa dados estatsticos coletados
a partir de observao (Intensidade.Durao.Frequencia-Chuvas)
Variveis estocsticas funo probabilstica
b) Hidrologia Paramtrica-desenvolvimento e anlise das .
relaes entre parmetros fsicos (precipitao x vazo de rios)
Obteno de Hidrogramas
Aplicao das Variveis Hidrolgicas Um projeto deve utilizar no seu dimensionamento, o valor
de uma grandeza hidrolgica associada probabilidade
de que essa grandeza seja igualada ou excedida para:
Construo de obras hidrulicas,
Planejamento e gerenciamento da Bacia Hidrogrfica,
Dimensionar disponibilidades x demandas,
Atuar na Proteo e conservao dos recursos hdricos
Controlar eventos crticos: inundaes e secas.
Aplicao das Variaveis Hidrolgicas Dimensionar disponibilidades x demandas,
A agricultura essencial para o ser humano e um dos
setores que mais consome gua em todo o mundo. Pela ONU, 70% da gua potvel disponvel no mundo usada
p/ irrigao (usos industriais 20% e o uso domstico 10%) .
ONU:- 70% da gua potvel disponvel no mundo usada
p/ irrigao (usos industriais 20% e o uso domstico 10%) .
Aplicao das Variaveis Hidrolgicas Atuar na Proteo e conservao dos recursos hdricos
Assoreamento
Aplicao das Variaveis Hidrolgicas Controle de eventos crticos: inundaes e secas
Abastecimento de gua potvel:
Importncia da gua
Substncia mais
abundante na Terra
Constituinte principal dos
seres vivos
Fora de conformao do
relevo da Terra
Condiciona a vida
humana e o progresso da
civilizao
Ciclo Hidrolgico
Fenmeno global de circulao da gua entre a
superfcie terrestre e a atmosfera impulsionado por:
fundamentalmente, energia solar (evaporao),
associada gravidade (precipitao) e
rotao da Terra.
Causas da larga escala de circulao atmosfrica:
- aquecimento diferencial entre a linha do equador
e os plos e
- rotao do planeta (efeito Coriolis).
75 % da superfcie coberta por gua, mas ...
Fluxos e Reservas Globais de gua
O equilbrio mdio anual, em volume, entre a
precipitao e a evapotranspirao,
apresenta o valor: P = E = 423 x 10 m/ano
Oceanos - 97,57%
Geleiras - 1,81%
guas Subterrneas - 0,61%
Rios e Lagos - 0,014%
Atmosfera - 0,00094%
Biosfera - 0,000043%
Fluxos e
Reservas
Globais de gua
10^15 m3% do Total
Oceanos 1350 97,57
Geleiras 25 1,81
gua Subterrnea 8,4 0,61
Rios e Lagos 0,2 0,014
Atmosfera 0,013 0,00094
TOTAL 1383,6 100
10 ^ 6 Km
o maior manancial dgua
doce subterrnea
transfronteirio do mundo,
c/ volume estimado de 46
mil km ou 50 quatrilhes
de litros de gua pura,
numa rea de 1,2 milho
km, pelo Brasil, Paraguai,
Uruguai e Argentina.
Sua maior parte est em
territrio brasileiro (2/3-
Gois, Mato Grosso do
Sul, Minas Gerais, So
Paulo, Paran, StCatarina
e Rio Grande do Sul ).
O Aqfero Guarani
So aguas filtradas e purificadas
natural/e, (excelente qualidade),
dispensando tratamentos prvios; no
ocupam espao em superfcie e sofrem
menor influncia das variaes
climticas.
No Brasil, elas j so utilizadas com
maior intensidade do que nos pases
vizinhos p/ abastecimento pblico,
turismo termal e irrigao, etc..
O Aqfero
Guarani
Especialistas temem que sua explorao cause danos em
funo do crescimento dos pontos de poluio.
Grupos de trabalho dos 4 pases, c/apoio da OEA e BIRD,
estudam formas de garantir a preservao do aqfero.
Produo Hdrica de Superfcie Mundial
Disponibilidade de gua no Mundo
( 1.350.000 m3/s)
OCDE
27.9%
sia
35.0%
Amrica
Latina
29.8%
frica
7.4%
Organizao para a Cooperao e Desenvolvimento Econmico, com
sede em Paris , um organismo composto por 34 membros
GRANDES BACIAS HIDROGRFICAS BRASILEIRAS
Bacia do Rio Amazonas
Bacia do Tocantins
Araguaia
Bacia do Atlntico Sul e
Sudeste
Bacia do Rio Uruguai
Bacias Paran e Paraguai
Bacia Atlntico Leste
Bacia do Rio S. Francisco
Bacia do Atlntico Norte e
Nordeste
Balano Hdrico das Regies Hidrogrficas
Brasileiras Regio rea Chuva Vazo Evapo Chuva Vazo Evapo Vazo
transp. transp. %
km2 m3/s m3/s m3/s mm mm mm Chuva
Amazonas - Total 6112000 493491 202000 291491 2546 1042 1504 41
Amazonas- Brasil 3884191 277000 128900 139640 2249 1047 1134 47
Tocantins 757000 42387 11300 31087 1766 471 1295 27
Atlntico Norte 242000 16388 6000 10388 2136 782 1354 37
Atlntico Nordeste 787000 27981 3130 24851 1121 125 996 11
So Francisco 634000 19829 3040 16789 986 151 835 15
Atlntico Leste (1) 242000 7784 670 7114 1014 87 927 9
Atlntico Leste (2) 303000 11791 3710 8081 1227 386 841 31
Paran 877000 39935 11200 28735 1436 403 1033 28
Paraguai 368000 16326 1340 14986 1399 115 1284 8
Uruguai 178000 9589 4040 5549 1699 716 983 42
Atlntico - Sul 224000 10519 4570 5949 1481 643 838 43
Brasil - Amazonas Total 10724000 696020 251000 445020 2047 738 1309 36
Brasil - Amazonas Parcial 8496191 479529 177900 293169 1780 660 1088 37
(1) Do Japaratuba (SE) ao Pardo (BA)
(1) Do Jequitinhonha (MG/BA) ao Paraba do Sul ( SP/MG/RJ)
Balano hdrico das grandes bacias hidrogrficas
brasileiras. Bacia hidrogrfica
N Denominao
rea1.000 km
Pmm/ano
Qm/s
ql/s/km
Emm/ano
Escoamentosuperficial %
1 Amazonas total 6.112 2.460 209.000 34,2 1.381 44
2 Tocantins 757 1.660 11.800 15,6 1.168 30
3A Atlntico Sul Norte 76 2.950 3.660 48,2 1.430 52
3B Atlntico Sul Nordeste 953 1.328 5.390 5,7 1.150 13
4 So Francisco 634 916 2.850 4,5 774 15
5A Atlntico Leste 1 242 895 680 2,8 806 10
5B Atlntico Leste 2 303 1.229 3.670 12,1 847 31
6A Paran 877 1.385 11.000 12,5 989 29
6B Paraguai 368 1.370 1.290 3,5 1.259 8
7 Uruguai 178 1.567 4.150 23,3 831 47
8 Atlntico Sudeste 224 1.394 4.300 19,2 788 43
Brasil com Amazonas 10.724 1.954 257.790 24,0 1.195 39
Brasil 8.512 168.790 19,8
Amazonas Cabeceiras 2.212 89.000 40,2
Amazonas Brasileiro 3.900 120.000 30,8
P= ; Q = ; q = ; E .Fonte: Mapa Disponibilidade Hdrica no Brasil - MME/DNAEE/CGRH 1994.Observaes: Atlntico Norte: do rio Oiapoque bacia do rio Araguari.
Atlntico Nordeste: da bacia do rio Capim (PA) at bacia do rio Coruripe (AL). Atlntico Leste 1: da bacia do rio Japaratuba (SE) at a bacia do rio Pardo (BA).Atlntico Leste 2: da bacia do rio Jequetinhonha at a bacia do rio Paraba do Sul.Atlntico Sudeste: da bacia do ribeiro Grande (SP) at ao rio Jaguaro (RS).
Bacias dos rios Paraguai, Paran e Uruguai: partes das bacias no territrio brasileiro.
ET
DP
Ro
DLo
SAIDAS
escoamento
escoamento
escoamento
escoamento
armazenado
(exutrio)
DS
P
Q
EVT- evapotranspirao
Lenol
Fretico
em t =0
Lenol
Fretico
em t =1
Substrato
Impermevel
Infiltrao
Limite
da
Bacia
Balano Hdrico de uma Bacia
Zona
Saturada
Zona
Aerada
SEQP DP = Precipitao
Q = Vazo
E = Evapotranspirao
DS = Armazenamento Subterrneo
onde :
P = Precipitao
Q = Vazo
E = Evapotranspirao
DS = Armazenamento Subterrneo
SEQP D
Balano Hdrico de uma Bacia
Comportamento Vazo x Chuva
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
1950 1955 1960 1965 1970
Vazo mm
Precipitao mm
Declarao Universal da gua 1.A gua faz parte do patrimnio do planeta. Cada ...
cidado plenamente responsvel por ela.
2. A gua a seiva do planeta. A condio essencial
de vida de todo ser vegetal, animal ou humano.
3. Os recursos naturais de transformao da gua em
gua potvel so lentos, frgeis e muito limitados.
4. O equilbrio e o futuro do planeta dependem da
preservao da gua e dos seus ciclos (depende, da
preservao dos mares e oceanos por onde os ciclos
comeam, bem como as nascentes dos rios).
Declarao Universal da gua 5. Proteger a gua uma obrigao moral do homem para
as geraes presentes e futuras.
6. A gua no uma doao gratuita da natureza, ela tem
um valor econmico (pode escassear em qq regio).
7. A gua no deve ser desperdiada, ou poluda.
8. A utilizao da gua implica no respeito lei.
9. A gesto da gua impe um equilbrio entre sua
proteo e necessidades econmica/sanitria/social.
10. O planejamento da gesto da gua deve levar em conta
a solidariedade pois sua distribuio desigual sobre a
Terra.
De uma maneira geral, o ciclo hidrolgico pode ser dividido em trs setores distintos. O sistema hidrometeorolsistema hidrometeorolgicogicoestrelacionado com a poro area do ciclo, envolvendo o processo de evaporao, evapotranspirao e precipitao. O sistema hidrogrsistema hidrogrficoficocobre os aspectos superficiais do ciclo, envolvendo os diversos cursos de guas que se direcionam aos oceanos. O sistema hidrogeolsistema hidrogeolgicogico, por sua vez, estrelacionado poro subterrnea do ciclo, envolvendo processos de infiltrao, alm de fluxos horizontais e verticais subsuperficiaisFigura
Ciclo hidrolgico e seus trs setores:
O sistema hidrometeorolgico est relacionado com
a poro area do ciclo, envolvendo o processo de
evaporao, evapotranspirao e precipitao.
O sistema hidrogrfico cobre os aspectos
superficiais do ciclo, envolvendo os diversos cursos
de guas que se direcionam aos oceanos.
O sistema hidrogeolgico, est relacionado poro
subterrnea do ciclo, envolvendo processos de
infiltrao, alm de fluxos horizontais e verticais
subsuperficiais e subterraneos.
FIM
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