A água e seus usos

Prévia do material em texto

PRINCÍPIOS DE 
CLIMATOLOGIA 
HIDROLOGIA
Vanessa de Souza Machado
Introdução à hidrologia
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
  Identi� car a importância da água e seus distintos usos.
  Relacionar os conceitos básicos de hidrologia.
  Caracterizar os estudos hidrológicos.
Introdução
A água é um dos recursos mais preciosos do mundo. Sem ela, não haveria 
vida na Terra. Sendo assim, você precisa entender alguns importantes 
conceitos associados a esse tema, sendo eles a caracterização, a ocorrência, 
a distribuição e a movimentação da água no planeta em que vivemos.
Neste texto, você vai estudar esses conceitos e a importância do co-
nhecimento diante da ocorrência de água em determinados locais, sua 
circulação, leis e fenômenos que ocorrem entre a água e o meio ambiente.
A água e seus usos
Como você viu na introdução deste texto, a água é um dos recursos mais pre-
ciosos do mundo e, sem ela, não haveria vida na Terra. Embora a quantidade 
total de água na Terra seja fi xa e não possa ser aumentada, podemos dizer 
que não corremos risco de fi car sem ela, mas é preciso fi car atentos, pois há 
escassez em alguns lugares do mundo, em função das diversas potencialidades 
de uso. Essa escassez ocorre por motivos de quantidade e de qualidade.
As demandas de uso da água para as mais diversas finalidades, a partir 
do século XX, passaram a ter um aumento significativo em relação a sua 
disponibilidade. Foi reconhecido, também nesse período, o fato lamentável de 
que 47% da área do globo é composta por bacias hidrográficas compartilhadas 
U N I D A D E 1 
por mais de um país. Essa constatação justifica vários conflitos internacionais, 
que têm como tema principal a água. A luta pela posse de territórios com 
nascentes de grandes rios e cursos d’água é um dos temores do século XXI, 
por ser o motivo de estar provocando algumas guerras, como no Oriente 
Médio, por exemplo.
A água é um mineral presente em toda a natureza nos estados sólido, líquido 
e gasoso. Além de ser essencial para a sobrevivência de homens e animais, a 
água pode exercer a função de diluir, receber e transportar efluentes.
A abundância desse recurso pode ser notada pelo fato de a água cobrir 
cerca de três quartos da superfície do planeta. Embora, a quantidade total de 
água na Terra seja enorme, boa parte dela não está prontamente disponível 
para o uso humano, pois apenas uma pequena porcentagem é de água doce. 
Tipos de uso da água
Agora que você já leu sobre a importância da água, vamos apresentar os tipos 
de uso desse recurso, que são classifi cados em dois grandes grupos: 
  Usos consuntivos: aqueles usos em que há perda entre o que é retirado 
do corpo hídrico e o que retorna a ele, como o caso dos abastecimentos 
doméstico e industrial, a limpeza pública e a irrigação.
  Usos não consuntivos: aqueles em que não há necessidade da retirada 
de água de seu local de origem, por exemplo, para geração de energia, 
transporte e navegação, lazer e piscicultura.
É importante ressaltar que a produção agrícola é responsável pelo uso 
de 69% da água doce disponível mundialmente para abastecimento. O setor 
industrial, em segundo lugar, é responsável pelo uso de 21% dela, e o uso 
doméstico fica por último, com 10%.
Dos 2,5% de água doce do planeta, cerca de 15% estão no Brasil. A Or-
ganização das Nações Unidas (ONU) classifica a disponibilidade hídrica, 
como (SABESP, [2017b]):
  Abundante: disponibilidade hídrica de mais de 20.000 metros cúbicos 
(m³) por habitante por ano.
  Correta: disponibilidade hídrica entre 2.500 m³ e 20.000 m³ por ha-
bitante por ano.
  Pobre: disponibilidade hídrica entre 1.500 m³ e 2.500 m³ por habitante 
por ano.
Princípios de climatologia e hidrologia14
  Crítica: disponibilidade hídrica menor que 1.500 m³ por habitante 
por ano.
A disponibilidade, assim como a distribuição hídricas pelo planeta são 
influenciadas fortemente pelo clima, sendo assim, elas podem flutuar entre 
as estações e entre os anos seguidos.
  20% da população mundial habita regiões semiáridas. 
  44% da precipitação são acessíveis por reservatórios e barragens. 
  A precipitação média anual do planeta é de 900 mm, sendo que 1 mm de chuva 
equivale a 1 litro de precipitação que se acumula em 1 m2.
  1/3 da precipitação mundial se encontra na América do Sul e no Caribe. 
  Países do norte da África apresentam 100 mm anuais de precipitação, apresentando 
a maior taxa de evaporação e a menor de precipitação registrada.
Água virtual, segundo a Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo 
(SABESP, [2017a]), é a quantidade de água gasta para produzir um bem, produto ou 
serviço. Ela está embutida no produto, não apenas nos sentidos visível e físico, mas 
também no sentido “virtual”, por isso o nome. Considerando a água necessária aos 
processos produtivos, ela é, portanto, uma medida indireta dos recursos hídricos 
consumidos por um bem.
Hidrologia
A hidrologia é o estudo científi co das águas: seus processos, interações com o 
ambiente, transporte e ciclo. A hidrologia examina as propriedades da água, 
sua ocorrência, distribuição e movimento no planeta. 
15Introdução à hidrologia
A hidrologia é uma ciência interdisciplinar que tem tido evolução signifi-
cativa em razão dos problemas crescentes, resultados da ocupação das bacias, 
do incremento significativo da utilização de água e do impacto resultante 
sobre o meio ambiente. Os profissionais de diversas áreas, como engenheiros, 
agrônomos, geólogos, matemáticos, estatísticos, geógrafos, biólogos, gestores 
ambientais, entre outros atuam nas diferentes subáreas dessa ciência. 
Como é uma disciplina que abrange uma grande parte do conhecimento 
humano, a hidrologia foi subdividida em algumas subáreas:
  Hidrometeorologia: a parte da ciência que trata da água na atmosfera.
  Limnologia: refere-se ao estudo dos lagos e reservatórios.
  Potamologia: trata do estudo dos arroios e rios. 
  Glaciologia: a área da ciência relacionada à neve e ao gelo na natureza. 
  Hidrogeologia: o campo científico que trata das águas subterrâneas. 
A hidrologia evoluiu de uma ciência preponderantemente descritiva e 
qualitativa, para uma área do conhecimento em que os métodos quantitati-
vos têm sido explorados, aprimorando os resultados e explorando melhor as 
informações existentes. 
No âmbito da utilização da hidrologia em recursos hídricos, ela é entendida 
como a área que estuda o comportamento físico da ocorrência e o aproveita-
mento da água na bacia hidrográfica, quantificando os recursos hídricos no 
tempo e no espaço, além de avaliar o impacto da modificação da bacia hidro-
gráfica sobre o comportamento dos processos hidrológicos. A quantificação 
da disponibilidade hídrica serve de base para o planejamento e o projeto dos 
recursos hídricos. Alguns exemplos são: abastecimento de água, navegação, 
produção de energia hidrelétrica, controle de enchentes e impacto ambiental. 
A hidrologia é uma ciência de extrema importância para o entendimento da formação 
de rios, lagos e oceanos existentes na superfície terrestre. Os profissionais de hidrologia 
atuam também na prospecção de poços de água e aquíferos.
Em um tempo em que os recursos hídricos, principalmente de água doce, estão 
ficando cada vez mais raros, a hidrologia torna-se uma ciência de grande importância 
para o ser humano.
Princípios de climatologia e hidrologia16
Estudos hidrológicos
A hidrologia científi ca pertence ao contexto do desenvolvimento clássico do 
conhecimento científi co, já a hidrologia aplicada estuda os diferentes fatores 
relevantes ao provimento de água para a saúde e para a produção de comida 
no mundo. 
Hidrologia científica
A hidrologia científi ca se consolidou apenas na segunda parte do século XX, 
por meio do desenvolvimento de programas de observação e quantifi cação 
sistemática dos diferentes processos que ocorrem no ciclo hidrológico. A sub-
divisão, já apresentada, foi expandida,surgindo subáreas mais especializadas, 
como resultado da necessidade crescente da utilização e da preservação da 
bacia hidrográfi ca. Algumas das subáreas que tratam da análise dos proces-
sos físicos que ocorrem na bacia são: hidrometeorologia, geomorfologia, 
escoamento superfi cial, interceptação vegetal, infi ltração, qualidade da água 
e meio ambiente.
A hidrologia como ciência está voltada para a representação dos processos 
físicos que ocorrem na bacia hidrográfica. Em diferentes partes do mundo, 
foram equipadas bacias representativas e experimentais, que permitem ob-
servar em detalhes o comportamento dos diferentes processos. Com base no 
registro das variáveis hidrológicas envolvidas, é possível entender melhor os 
fenômenos e procurar representa-los matematicamente. 
A caracterização dos processos hidrológicos tem sido desenvolvida para 
a microescala (10-8 a 10-2m), ao passo que para a mesoescala (102 a 104m) e 
macroescala (105 a 107m) existem muitas dificuldades, principalmente na 
transferência da teoria usada de uma escala para outra. 
As prioridades científicas em hidrologia, sem ordem hierárquica, são: 
  Componentes químicos e biológicos do ciclo hidrológico: envolvem 
o melhor conhecimento dos processos geoquímicos; 
  Escala dos processos dinâmicos: a dificuldade de transferência entre 
processos que ocorrem em diferentes escalas; 
  Interação entre superfície e atmosfera: interação entre as variáveis 
climáticas e as superfícies; 
  Conhecimento ao nível global do armazenamento e fluxos de água 
e energia;
  Efeitos hidrológicos devido às atividades humanas.
17Introdução à hidrologia
Hidrologia aplicada
A hidrologia aplicada está direcionada aos diferentes problemas que en-
volvem a utilização dos recursos hídricos, preservação do meio ambiente e 
ocupação da bacia. A utilização dos recursos hídricos envolvem os aspectos 
de disponibilidade hídrica, regularização de vazão, planejamento, operação 
e gerenciamento dos recursos hídricos. 
Quanto a preservação do meio ambiente, modificações do uso do solo, 
regularização para controle de qualidade da água, impacto das obras hidráulicas 
sobre o meio ambiente aquático e terrestre, são exemplos de problemas que 
envolvem aspectos multidisciplinares dentro da hidrologia. 
A ocupação da bacia pela população gera duas preocupações distintas. 
A primeira refere-se ao impacto do meio sobre a população por meio das 
enchentes; e a segunda, ao impacto do homem sobre a bacia, mencionado na 
preservação do meio ambiente. 
No Brasil, algumas das principais áreas do desenvolvimento da hidrologia 
aplicada encontram-se nos seguintes aspectos:
  Planejamento e gerenciamento da bacia hidrográfica: o desenvolvi-
mento das principais bacias quanto ao planejamento e controle do uso 
dos recursos naturais requer uma ação pública e privada coordenada. 
  Drenagem urbana: atualmente 75% da população do Brasil ocupa 
o espaço urbano. Enchentes, produção de sedimentos e qualidade da 
água são problemas sérios encontrados em grande parte das cidades 
brasileiras. 
  Energia: a produção de energia hidrelétrica representa 92% de toda 
a energia produzida no país. O potencial hidrelétrico ainda existente 
é significativo, mas essa energia depende da disponibilidade de água, 
da sua regularização por obras hidráulicas e seu impacto sobre o meio 
ambiente. 
  Uso do solo rural: a expansão das fronteiras agrícolas e o intenso uso 
agrícola têm gerado impactos significativos na produção de sedimentos 
e nutrientes nas bacias rurais, resultando em perda de solo fértil e 
assoreamento dos rios. 
  Qualidade da água: o meio ambiente aquático (oceanos, rios, lagos, 
reservatórios e aquíferos) sofre com a falta de tratamento dos despejos 
domésticos e industriais e de cargas de pesticidas de uso agrícola. 
  Abastecimento de água: a disponibilidade de água, que apesar de 
farta em grande parte do país, apresenta limitações nas regiões áridas e 
Princípios de climatologia e hidrologia18
semiáridas do nordeste brasileiro. A redução da qualidade da água dos 
rios e as grandes concentrações urbanas têm apresentado limitações 
quanto à disponibilidade de água para o abastecimento. 
  Irrigação: a produção agrícola nas regiões áridas e semiáridas depende 
essencialmente da disponibilidade de água. No Sul, culturas como o 
arroz utilizam quantidades significativas de água. O aumento da pro-
dutividade passa pelo aumento da irrigação em grande parte do país. 
  Navegação: a navegação interior é ainda pequena, mas com grande 
potencial de transporte. Ela pode ter um peso significativo no desenvolvi-
mento nacional. Os principais aspectos hidrológicos são: disponibilidade 
hídrica para calado, previsão de níveis e planejamento e operação de 
obras hidráulicas para navegação. 
A Lei nº 9.433 de 8 de janeiro de 1997 (BRASIL, 1997), instituiu a Política Nacional de 
Recursos Hídricos e também criou o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos 
Hídricos. Em seu art. 1º são apresentados os fundamentos dessa política: a água é 
um bem de domínio público; a água é um recurso natural limitado, dotado de valor 
econômico; em situações de escassez, o uso prioritário dos recursos hídricos é o 
consumo humano e a dessedentação de animais; a gestão dos recursos hídricos 
deve sempre proporcionar o uso múltiplo das águas; a bacia hidrográfica é a unidade 
territorial para implementação da Política Nacional de Recursos Hídricos e atuação 
do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos; a gestão dos recursos 
hídricos deve ser descentralizada e contar com a participação do Poder Público, dos 
usuários e das comunidades.
A Lei nº 9.984 de 17 de julho de 2000 (BRASIL, 2000), dispõe sobre a criação da Agência 
Nacional de Águas (ANA), entidade federal de implementação da Política Nacional 
de Recursos Hídricos e de coordenação do Sistema Nacional de Gerenciamento de 
Recursos Hídricos. Nessa lei, no art. 4º, a atuação da ANA obedecerá aos fundamentos, 
objetivos, diretrizes e instrumentos da Política Nacional de Recursos Hídricos e será 
desenvolvida em articulação com órgãos e entidades públicas e privadas integrantes 
do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos. 
A hidrologia é uma ciência que se baseia na observação dos processos 
envolvidos no meio físico natural. Para analisar a sazonalidade da ocorrência 
de precipitações, em um determinado local, utilizam-se observações realizadas 
no passado, uma vez que os fenômenos provocados pelos processos hidrológi-
cos na bacia hidrográfica são os eventos meteorológicos, cuja previsão é em 
19Introdução à hidrologia
médio e longo prazos, o conhecimento atual ainda não dispõe de explicações 
suficientes.
O ser humano, desde sua origem, convive com as condições naturais do 
planeta, tanto em seu uso como na sua sobrevivência. Mesmo não conhecendo 
a origem da água e o funcionamento dos fenômenos naturais, as civilizações 
antigas exploraram os recursos hídricos por meio de projetos de irrigação, 
como os do Egito e Mesopotâmia, aquedutos para abastecimento de água 
romanos e irrigação e controle de inundação pelos chineses. 
O desenvolvimento na hidrologia moderna está ligado ao uso da água, ao seu controle 
de ação sobre a população e ao impacto sobre a bacia e o globo terrestre. 
Nos links a seguir (ABREU; CUNHA, 2016; BENINI; MENDIONDO, 2015), você encontrará 
artigos sobre o tema.
Qualidade da água e índice trófico em rio de ecossistema tropical sob impacto 
ambiental. Disponível em: <https://goo.gl/6dHs3E>
Urbanização e Impactos no ciclo hidrológico na bacia do Mineirinho. Disponível 
em: <https://goo.gl/VQ49Mf>
Princípios de climatologia e hidrologia20
ABREU, C. H. M.; CUNHA, A. C. Qualidade da água e índice trófico em rio de ecossistema 
tropical sob impacto ambiental. Revista de Engenharia Sanitária Ambiental, Rio de Janeiro, 
out. 2016. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/esa/2016nahead/1809-4457- esa-
-S1413_41522016144803.pdf>. Acesso em: 24 dez.2016.
BENINI, R. M.; MENDIONDO, E. M. Urbanização e impactos no ciclo hidrológico na 
bacia do Mineirinho. Floresta e Ambiente, São Paulo, v. 22, n. 2, p. 211-222, 2015. Dis-
ponível em: <http://www.scielo.br/pdf/floram/v22n2/2179-8087- floram-22-2-211.
pdf>. Acesso em: 24 dez. 2016. 
BRASIL. Lei nº 9.433, de 8 de janeiro de 1997. Institui a Política Nacional de Recursos 
Hídricos e cria o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos. Brasília, 
DF, 1997. Disponível em: <https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/L9433.htm>. 
Acesso em: 24 dez. 2016.
BRASIL. Lei nº 9.984, de 17 de julho de 2000. Dispõe sobre a criação da Agência Nacional 
de Águas – ANA. Brasília, DF, 2000. Disponível em: <https://www.planalto.gov.br/ 
ccivil_03/leis/ L9984.htm#art30>. Acesso em: 24 dez. 2016.
SABESP. Água virtual. São Paulo, [2017a]. Disponível em: <http://site.sabesp.com.br/
site/interna/ Default.aspx?secaoId=105>. Acesso em: 01 fev. 2017.
SABESP. Uso racional da água. São Paulo, [2017b]. Disponível em: <http://site.sabesp.
com.br/site/interna/ Default.aspx?secaoId=137>. Acesso em: 01 fev. 2017.
Leituras recomendadas
BRASIL. Princípios de hidrologia ambiental: curso de aperfeiçoamento em gestão de 
recursos hídricos. Brasília, DF: Ministério da Ciência e Tecnologia, [2003]. Disponí-
vel em: <http://capacitacao.ana.gov.br/Lists/Editais_Anexos/ Attachments/23/03.
PHidrologiaAmb-GRH-220909.pdf>. Acesso em: 24 dez. 2016.
PAZ, A. R. da. Hidrologia aplicada. Caxias do Sul: Universidade Estadual do Rio Grande 
do Sul, 2004. Disponível em: <http://www.ct.ufpb.br/~adrianorpaz/artigos/ apos-
tila_HIDROLOGIA_APLICADA_UERGS.pdf>. Acesso em: 24 dez. 2016.
ROSA, A. H.; FRACETO, L. F.; MOSCHINI-CARLOS, V. (Org.). Meio ambiente e sustentabi-
lidade. Porto Alegre: Bookman, 2012.
23Introdução à hidrologia