01_-_Hidrologia_Geral
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HIDROLOGIA GERAL 
 
NOTAS DE AULA 
 
 
 
 
Prof. Paulo Renato Barbosa 
 
Universidade Federal do Rio de Janeiro 
Escola Politécnica 
Departamento de Recursos Hídricos e Meio Ambiente 
 
1-2 
HIDROLOGIA 
 
BIBLIOGRAFIA: 
1. Hidrologia (Ciência e Aplicação). Ed. ABRH/USP. Organizador: Carlos Eduardo Morecci Tucci. 
2. Hidrologia Aplicada \u2013 Ed. McGraw Hill \u2013 Swami M. Villela & Arthur Mattos 
3. Hidrologia Básica \u2013 Ed. Edgard Blücher Ltda. - Nelson de Souza Pinto. 
 
INTRODUÇÃO 
 
O MEIO AMBIENTE E OS RECURSOS NATURAIS 
 
A água é um mineral líquido formado por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio (H2O). Devido à 
sua capacidade de solubilização de gases e de erosão dos continentes, a água não se encontra pura na 
natureza, e sim como uma dissolução aquosa de sais e matéria orgânica. 
 
\u201cO ser humano é constituído de aproximadamente 63% de água e necessita de aproximadamente 2 litros 
de água por dia para sobreviver\u201d. 
 
O APARECIMENTO DA \u201cURBE\u201d 
 
Os primeiros grupos humanos sobre a Terra eram nômades e viviam da coleta. Como desenvolvimento 
das tecnologias de caça, vestuário e abrigo, o número de indivíduos que atingia a idade adulta aumentava 
e assim, a população. O modo de vida nômade não mais atendia às necessidades do grupo e foi necessário 
estabelecer agrupamentos em áreas que fornecessem condições de vida, água abundante e terras férteis, 
para agricultura e pecuária. 
 
 
1-3 
 
UM POUCO DE HISTÓRIA 
 
Apesar de não possuírem o conhecimento teórico dos fenômenos hidráulicos, os povos antigos realizaram 
notáveis obras de engenharia. 
 
\u2022 4000 AC \u23af Barragens no Rio Nilo; 
\u2022 3000 AC \u23af Canais de Irrigação na Mesopotâmia; 
\u2022 2000 AC \u23af Aquedutos e Canais (Roma, Grécia, China); Defesas contra enchentes. 
 
 
 
 
 
 
 
A CRONOLOGIA DO DESENVOLVIMENTO DA TEORIA HIDROLÓGICA. 
 
Século XV; 
\u2022 Leonardo da Vinci \u23af explicou a salinidade dos mares pela ação das águas continentais que ao se 
infiltrarem e escoarem carregavam os sais para os mares; 
 
Século XVII; 
\u2022 Abade Perrault \u23af mediu durante três anos a precipitação na bacia do Rio Sena. Medindo o 
escoamento superficial e conhecendo a área de drenagem, demonstrou que a precipitação era suficiente 
para suprir a vazão do rio; 
 
\u2022 Mariotte \u23af mediu a velocidade da vazão do rio e com as medidas da seção transversal do rio 
conseguiu medir a descarga do rio; 
 
\u2022 Halley \u23af mediu a taxa de evaporação do mar Mediterrâneo e demonstrou que a quantidade evaporada 
seria suficiente para garantir a vazão dos rios que desembocavam na região 
 
 
1-4 
Século XVIII; 
 
\u2022 Bernoulli \u23af piezômetro 
\u2022 Pitot \u23af tubo de Pitot 
\u2022 Chézy \u23af fórmula ( iRCV H= ) 
 
Século XIX; 
 
\u2022 Hidrologia Experimental; A experiência da Califórnia. 
 
Século XX; 
 
\u2022 1a metade: Hidrologia Experimental Teórica (EUA); foram construídos canais, barragens, sistema de 
irrigação e proteção contra enchentes. 
\u2022 2a metade: Hidrologia Estocástica; o acesso mais fácil aos computadores digitais permitiam o 
desenvolvimento de vários métodos estatísticos de manipulação de dados temporais. 
 
 
 
 
 
\u201cSe tens de lidar com água, consulta primeiro a experiência e, depois a razão\u201d. 
Leonardo da Vinci 
 
 
 
1-5 
O AQUECIMENTO DESIGUAL DA SUPERFÍCIE DA TERRA 
 
 
 
 O SOL A TERRA 
 
Ao transladar ao redor do Sol com órbita elíptica a Terra se aproxima (periélio) e se afasta (afélio) do Sol. 
Sua trajetória de translação atravessa o plano de translação do Sol (eclíptica), formado por seu 
deslocamento no espaço em direção a estrela Vega, da constelação da Lira. 
 
Este plano forma com um plano imaginário passando pelo Equador da Terra um ângulo ora mais, ora 
menos 23o 27\u2019, conforme a posição da Terra em seu próprio movimento de translação. 
 
São assim definidos quatro pontos notáveis em sua órbita de translação. Esses pontos são dois solstícios 
e dois equinócios, pontos que definem o início e o fim das estações do ano. 
 
 
 
1-6 
\u2666 Equinócio de outono no hemisfério sul. A linha que separa a zona iluminada da escura passa 
exatamente pelos pólos. O dia e a noite duram 12 horas em toda a Terra. Ocorre a 21 de março. 
\u2666 Solstício de inverno no hemisfério sul (21 de junho). Neste caso, onde é inverno, temos a noite mais 
longa do ano. 
\u2666 Equinócio de primavera no hemisfério sul, ocorre em 23 de setembro. 
\u2666 Solstício de verão no hemisfério sul (21 de dezembro). Neste caso, temos a noite mais curta do ano. 
 
Em seu movimento de rotação ao redor de seu eixo (reta imaginária que atravessa os pólos), no sentido de 
oeste para leste, a Terra oferece sempre apenas um hemisfério à radiação eletromagnética do Sol. 
 
A forma "quasi" esférica da Terra, a inclinação do seu eixo de rotação em relação eclíptica e a órbita 
descrita pelo seu movimento de translação ao redor do Sol, são os principais responsáveis pelas 
diferenças de temperatura entre o equador e os pólos, pela existência das quatro estações do ano e 
conseqüentemente pela existência de variados climas na superfície do globo terrestre. 
 
 
 
 
 
\u2666 Afélio \u2013 ponto de máximo afastamento da órbita da Terra em seu movimento de translação ao redor 
do Sol. 
\u2666 Periélio \u2013 ponto de menor afastamento da órbita da Terra em seu movimento de translação ao redor do 
Sol. 
 
 
Além dessas variações ao longo do ano na recepção de radiação eletromagnética do Sol, devido à 
distância e ponto de incidência, a radiação solar atravessa a atmosfera e pode encontrar, ao chegar na 
superfície, oceano ou solo. No solo, a topografia do planeta está longe de ser homogênea e os tipos de 
solo da superfície são muito diferentes. 
 
Enfim, toda essa variedade faz com que a capacidade de retenção e reflexão de radiação, dos diferentes 
pontos da superfície do planeta seja extremamente variável. Essa variabilidade leva à temperaturas 
também extremamente variáveis. 
 
 
 
1-7 
ALGUNS TIPOS DE SUPERFÍCIE DA TERRA 
 
OCEANOS FLORESTAS 
DESERTOS SAVANAS 
TUNDRA MONTANHAS 
 
 
Essas diferentes temperaturas, que variam ao longo do dia, provocam diferentes pressões e daí, resulta o 
vento. É o vento, que aliado à evaporação provocada pela temperatura, que faz circular o vapor d\u2019água 
pela atmosfera. 
 
 
1-8 
A UMIDADE 
 
Evaporação \u2013 É quando moléculas de vapor de água vão para o ar aumentando a umidade do ar. O 
aumento da temperatura aumenta a entropia e, conseqüentemente, o número de choques entre as 
partículas. Assim, as moléculas trocam mais quantidade de movimento e, eventualmente, uma molécula 
supera a película formada pela tensão superficial e é lançada na atmosfera. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Atmos \u2013 vapor. 
Sfera \u2013 esfera. 
 
 
 
 
CAMADAS DA ATMOSFERA 
 
A atmosfera é constituída de cinco camadas: troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera e exosfera. 
O ar se torna mais rarefeito quanto mais a gente sobe, e é por isso que os alpinistas normalmente levam 
oxigênio com eles quando escalam altas montanhas. A troposfera é a única camada em que os seres vivos 
podem respirar normalmente. 
Troposfera - As condições climáticas acontecem na camada inferior da atmosfera, chamada troposfera. 
Essa camada se estende até 20 km do solo, no equador, e a aproximadamente 10 km nos pólos. 
Estratosfera - A estratosfera chega a 50 km do solo. A temperatura vai de 60ºC negativos na base ao 
ponto de congelamento na parte de cima. A estratosfera contém ozônio, um gás que absorve os 
prejudiciais raios ultravioletas do Sol. Hoje, a poluição está ocasionando "buracos" na camada de ozônio. 
Mesosfera - O topo da mesosfera fica a 80 km do solo. É muito fria, com temperaturas abaixo de 100ºC 
negativos. A parte inferior