1
1IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
HIDRHIDRÁÁULICA APLICADA IIULICA APLICADA II
PARTE IPARTE I
HIDROLOGIAHIDROLOGIA
2IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
SUMSUMÁÁRIORIO
HIDROLOGIAHIDROLOGIA
1.1. GENERALIDADESGENERALIDADES
2.2. CICLO HIDROLCICLO HIDROLÓÓGICOGICO
3.3. BACIA HIDROGRBACIA HIDROGRÁÁFICAFICA
4.4. PRECIPITAPRECIPITAÇÇÃOÃO
5.5. INTERCEPINTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃO
6.6. ESCOAMENTO DE SUPERFESCOAMENTO DE SUPERFÍÍCIECIE
2
3IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
5. INTERCEP5. INTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃOHIDROLOGIAHIDROLOGIA
IntercepIntercepççãoão
Quantidade de precipitação que é retida pelas copas de árvores (folhas, ramos e troncos), pela manta morta vegetal, pelos telhados, estradas, etc. e retorna àatmosfera por evaporação, sendo assim impedida de atingir o solo.
J = C+LR = P-J = P-(C+L)C = P-(T+S)L = (T+S)-R
- Nas zonas urbanizadas ter em conta a parcela da precipitação que fica retida nos telhados, nas estradas, etc.
4IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
5. INTERCEP5. INTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃOHIDROLOGIAHIDROLOGIA
IntercepIntercepççãoão
J=J=CC++LL
C C –– IntercepIntercepçção pelas copasão pelas copas
L L –– IntercepIntercepçção pela manta mortaão pela manta morta
J J –– IntercepIntercepçção totalão total
3
5IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
5. INTERCEP5. INTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃOHIDROLOGIAHIDROLOGIA
IntercepIntercepççãoão
R=R=PP--J=J=PP--((CC++LL)) R R –– PrecipitaPrecipitaçção eficazão eficaz
P P –– PrecipitaPrecipitaççãoão
L L –– IntercepIntercepçção pela manta mortaão pela manta morta
C C –– IntercepIntercepçção pelas copasão pelas copas
6IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
5. INTERCEP5. INTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃOHIDROLOGIAHIDROLOGIA
IntercepIntercepççãoão
R=PR=P--J=PJ=P--(C+L)(C+L)
L L –– IntercepIntercepçção pela manta mortaão pela manta morta
R R –– PrecipitaPrecipitaçção eficazão eficaz
P P –– PrecipitaPrecipitaççãoão
C C –– IntercepIntercepçção pelas copasão pelas copas
4
7IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
5. INTERCEP5. INTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃOHIDROLOGIAHIDROLOGIA
IntercepIntercepççãoão
Capacidade de retenCapacidade de retençção ão - volume total de água retida nas cavidades da bacia e nas camadas subterrâneas; corresponde pois à água não escoada nem perdida (Rt,Rt’).
-- PrecipitaPrecipitaçção eficazão eficaz
R = P – (C+L) - Rt + Rt’
Q
Área=S
Q
t
( )
SV
S
dttQR
t
==∫0
8IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
5. INTERCEP5. INTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃOHIDROLOGIAHIDROLOGIA
IntercepIntercepççãoão
C=PC=P--(T+S)(T+S)
S S –– Escoamento pelos troncosEscoamento pelos troncos
C C –– IntercepIntercepçção pelas copasão pelas copas
P P –– PrecipitaPrecipitaççãoão
T T –– PenetraPenetraççãoão
C C –– IntercepIntercepçção pelas copasão pelas copas
5
9IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
5. INTERCEP5. INTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃOHIDROLOGIAHIDROLOGIA
IntercepIntercepççãoão
L=(T+S)L=(T+S)--RR
S S –– Escoamento pelos troncosEscoamento pelos troncos
LL–– IntercepIntercepçção pela manta mortaão pela manta morta
T T –– PenetraPenetraççãoãoL L –– IntercepIntercepçção pela manta mortaão pela manta morta
10IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
5. INTERCEP5. INTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃOHIDROLOGIAHIDROLOGIA
EvaporaEvaporaççãoão
EvaporaEvaporaççãoão - designa o conjunto de fenómenos de carácter puramente físico que transformam a água líquida em vapor de água.
6
11IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
5. INTERCEP5. INTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃOHIDROLOGIAHIDROLOGIA
EvaporaEvaporaççãoão
Ocorre quando algumas moléculas de líquido aquecidas atingem uma energia cinética
suficiente para vencer a tensão superficial e assim se libertarem da superfície do líquido.
Para haver evaporação é necessário:- Energia;
- Diferença de tensão de vapor entre a camada vizinha da superfície da água e a atmosfera;
- Vento.
12IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
A energia provém da radiação solar, do calor transportado pela atmosfera, ou da chegada
de água quente (esgotos urbanos, águas de refrigeração das centrais eléctricas ou processos químicos, etc.).
A tensão do vapor é influenciada pela temperatura do ar, pela pressão atmosférica e pela
humidade.
O vento desloca a camada de ar saturado para zonas não saturadas, para que a evaporação
continue.
Para além destas características, haverá que ter em conta o calor armazenado pela
própria massa de água que varia do Verão para o Inverno.
5. INTERCEP5. INTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃOHIDROLOGIAHIDROLOGIA
EvaporaEvaporaççãoão
7
13IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
5. INTERCEP5. INTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃOHIDROLOGIAHIDROLOGIA
EvaporaEvaporaççãoão
ESTADO DA ESTADO DA ATMOSFERAATMOSFERA
ESTADO DA ESTADO DA SUPERFSUPERFÍÍCIECIE
EVAPORANTEEVAPORANTE
- Estado higrométrico do ar
- Temperatura
- Insolação
- Velocidade e turbu. do vento
- Pressão atmosférica
- Toalhas de água:extensão e
profundidade
- Solo: água na camada superfi.
- Vegetação: transpiração
Factores que condicionam a evaporaFactores que condicionam a evaporaççãoão
14IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
5. INTERCEP5. INTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃOHIDROLOGIAHIDROLOGIA
EvaporaEvaporaççãoão
Região Evaporação média anual em mm
1 - Regiões tropicais 1500 a 30002 - Lago Tchad ( H - 4 a 5 m) 22603 - França 660 a 7004 - Sul da França e Espanha 1000 a 15005 - Itália 12006 - Noroeste da Alemanha e Polónia 450 a 7007 - Lagos da Suécia meridional 6008 - Lago de Ercé 8359 - Lagos Michigan e Huron 64310 - Lago de Genebra 65011 - Mar Morto 240012 - Lagos de montanha dos Alpes 20013 - Lagos da Russia 40014 - Lagos da Ásia média 1500 a 1600
Região Evaporação média anual em mm
1 - Regiões tropicais 1500 a 30002 - Lago Tchad ( H - 4 a 5 m) 22603 - França 660 a 7004 - Sul da França e Espanha 1000 a 15005 - Itália 12006 - Noroeste da Alemanha e Polónia 450 a 7007 - Lagos da Suécia meridional 6008 - Lago de Ercé 8359 - Lagos Michigan e Huron 64310 - Lago de Genebra 65011 - Mar Morto 240012 - Lagos de montanha dos Alpes 20013 - Lagos da Russia 40014 - Lagos da Ásia média 1500 a 1600
ORDEM DE GRANDEZA DA EVAPORAORDEM DE GRANDEZA DA EVAPORAÇÇÃO MÃO MÉÉDIA ANUAL EM DIA ANUAL EM
GRANDES LAGOS OU ALBUFEIRASGRANDES LAGOS OU ALBUFEIRAS
8
15IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
5. INTERCEP5. INTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃOHIDROLOGIAHIDROLOGIA
EvaporaEvaporaççãoão
Mês Evaporação mensal - mm
Novembro 23Dezembro 12Janeiro 15Fevereiro 20Março 41Abril 54Maio 78Junho 95Julho 125Agosto 114Setembro 77Outubro 46
Mês Evaporação mensal - mm
Novembro 23Dezembro 12Janeiro 15Fevereiro 20Março 41Abril 54Maio 78Junho 95Julho 125Agosto 114Setembro 77Outubro 46
Evaporação mensal - mm
020406080
100120140
No
vem
bro
Dez
emb
ro
Jan
eiro
Fev
erei
ro
Mar
ço
Abr
il
Mai
o
Jun
ho
Julh
o
Ago
sto
Set
emb
ro
Ou
tub
ro
Evaporação mensal - mm
020406080
100120140
No
vem
bro
Dez
emb
ro
Jan
eiro
Fev
erei
ro
Mar
ço
Abr
il
Mai
o
Jun
ho
Julh
o
Ago
sto
Set
emb
ro
Ou
tub
ro
EVAPORAEVAPORAÇÇÃO MÃO MÉÉDIA MENSAL NA ALBUFEIRA DO ALTO LINDOSODIA MENSAL NA ALBUFEIRA DO ALTO LINDOSO
16IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
5. INTERCEP5. INTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃOHIDROLOGIAHIDROLOGIA
TranspiraTranspiraççãoão
Transpiração - é a evaporação da água absorvida pelas plantas e por elas eliminada nos diferentes processos biológicos.
Evapotranspiração - é o fenómeno complexo resultante da transpiração das plantas e da evaporação do meio circundante (superfície do terreno água de valas, rios, pequenos lagos, etc.).
Evapotranspiração potencial - é o valor da evapotranspiração que ocorreria se não houvesse deficiência de alimentação de água para o referido processo.
9
17IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
5. INTERCEP5. INTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃOHIDROLOGIAHIDROLOGIA
TranspiraTranspiraççãoão
18IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
5. INTERCEP5. INTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃOHIDROLOGIAHIDROLOGIA
EvaporaEvaporaççãoão
A evaporação abrange uma grande parte da água retirada duma bacia hidrográfica, pelo que é importante a sua consideração sob o ponto de vista do balanço hidrológico, podendo, nas regiões de fraca pluviosidade, o seu valor anual atingir 90% da precipitação ocorrida durante o mesmo período de tempo.
10
19IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
5. INTERCEP5. INTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃOHIDROLOGIAHIDROLOGIA
-- Coeficiente de escoamentoCoeficiente de escoamento
PR
C =
Outras noOutras noççõesões
20IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
5. INTERCEP5. INTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃOHIDROLOGIAHIDROLOGIA
-- DeficitDeficit de escoamentode escoamento
RPD −=
Outras noOutras noççõesões
11
21IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
5. INTERCEP5. INTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃOHIDROLOGIAHIDROLOGIA
-- DeficitDeficit de escoamentode escoamento
Outras noOutras noççõesões
-- Deficit de escoamento Deficit de escoamento -- aproximadamente constante quando considerado o seu aproximadamente constante quando considerado o seu valor em longos pervalor em longos perííodos.odos.
Bacia Hidrográfica C (%) D (mm)Ruhr 47 450Ems. 38 455Halen 35 455Main 28 470Prezel 27 425Havel 22 450Rhône 56 490Rhin 50 475
Danúbio 48 455Meuse 45 495
Weser e Aller 37 455Elba 27 445
Vístula 26 460Oder 25 455
Bacia Hidrográfica C (%) D (mm)Ruhr 47 450Ems. 38 455Halen 35 455Main 28 470Prezel 27 425Havel 22 450Rhône 56 490Rhin 50 475
Danúbio 48 455Meuse 45 495
Weser e Aller 37 455Elba 27 445
Vístula 26 460Oder 25 455
22IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
5. INTERCEP5. INTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃOHIDROLOGIAHIDROLOGIA
-- DeficitDeficit de escoamentode escoamento
Outras noOutras noççõesões
FFóórmulas para determinar o deficit de escoamentormulas para determinar o deficit de escoamento
TD 30210+=Latitude: 30Latitude: 30ººN a 60N a 60ººNN
P = 800 mm P = 800 mm ±± 20%20%
D [mm] T [ D [mm] T [ ººC ]C ]
TD 33255+=USA USA -- Bacias AtlânticoBacias Atlântico
P ~ 1000 mm P ~ 1000 mm
D [mm] T [ D [mm] T [ ººC ]C ]
12
23IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
5. INTERCEP5. INTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃOHIDROLOGIAHIDROLOGIA
-- DeficitDeficit de escoamentode escoamento
Outras noOutras noççõesões
FFóórmulas para determinar o deficit de escoamentormulas para determinar o deficit de escoamento
( )23
2
05.0253009.0
TT
P
PD
+++
=
D é f i c i t d e e s c o a m e n t oF ó r m u l a d e T U R C
0
5 0 0
1 0 0 0
1 5 0 0
0 5 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0
P r e c i p i t a ç õ e s a n u a i s h [ m m ]
Déf
icit
de e
scoa
men
to [
mm
]
D é f i c i t d e e s c o a m e n t oF ó r m u l a d e T U R C
0
5 0 0
1 0 0 0
1 5 0 0
0 5 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0
P r e c i p i t a ç õ e s a n u a i s h [ m m ]
Déf
icit
de e
scoa
men
to [
mm
]
24IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
5. INTERCEP5. INTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃOHIDROLOGIAHIDROLOGIA
MediMediççãoão
Intercepção - medição da precipitação P, da penetração T, do escoamento nos troncos S, e observação da variação do teor da humidade da manta morta vegetal.
J=P-(T+S-L)
Evaporação – medição através de evaporímetros ou atmómetros e por tinas evaporimétricas
13
25IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
5. INTERCEP5. INTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃOHIDROLOGIAHIDROLOGIA
MediMediççãoão
Evapotranspiração – lisímetros ou evapotranspirómetros.
- Por medição de drenagem Evapotranspiração = Precipitação + Irrigação - Drenagem
- Por medição do Peso Evapotranspiração = Precipitação + Irrigação - Drenagem ± Variação de água armazenada.
26IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
5. INTERCEP5. INTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃOHIDROLOGIAHIDROLOGIA
Influência da intercepção:
- No conjunto do ciclo hidrológico - pouco significativa.
- Na conservação do solo - considerada importante. Contribui para a redução da acção erosiva durante as chuvadas intensas de grande duração.
Influência da evaporação
A maior parte das perdas que se verificam numa bacia, encontram-se entre a água que se evapora a partir do solo, quer directamente, quer através da transpiração das plantas.
14
27IPB - L. E.Civil - Hidráulica Aplicada II José L. S. Pinho - Univ. Minho
5. INTERCEP5. INTERCEPÇÇÃO, EVAPORAÃO, EVAPORAÇÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÇÃOÃOHIDROLOGIAHIDROLOGIA
Intercepção, evaporação e evapotranspiração São afectadas por factores
meteorológicos e pela vegetação. A chuva interceptada é muito mais facilmente evaporada do que a água transpirada pela vegetação. As florestas interceptam e transpiram mais do que as culturas arvenses, havendo ainda diferenças entre diversas espécies arbóreas.
Quando a água escasseia em muitas regiões
- Actuação sobre a respectiva vegetação;
- Remoção de vegetação, substituição de umas espécies por outras, etc.
Top Related