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HIDROLOGIAHIDROLOGIA CICLO HIDROLÓGICOCICLO HIDROLÓGICO Autor: José Antônio Colvara de Oliveira Revisor : Car los Henr ique Pere ira Assunção Gald ino IN IC IAR 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&cd… 1/32 introdução Introdução Em um planeta de 510 milhões de km2 de superfície, segundo a Agência Nacional de Águas (ANA) (2019) os 370 milhões de km2 são de água, que revelam bem o signi�cado desse líquido para todos que aqui habitam. O conhecimento sobre a maneira como se relacionam as precipitações pluviométricas e as bacias hidrológicas é fundamental para se ter condições de operar sobre a realidade e, com base nisso, estabelecer procedimentos para o futuro. As parcelas de chuva que alimentam os aquíferos e que, a seu tempo, passam a contribuir para a formação das bacias se revelam como um dos temas mais interessantes na ciência hidrológica. Por outro lado, as medidas dessas variáveis criam um campo de estudo extremamente diversi�cado. Sendo assim, o conjunto de conhecimentos abordado ao longo desta unidade proporciona ao pro�ssional trabalhar com os dados passados e presentes, no sentido de lançar um olhar para os fatos que podem vir a ocorrer ao longo de um período hidrológico. 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&cd… 2/32 Conceitua-se ciclo hidrológico como sendo o percurso realizado pela água para se deslocar entre a atmosfera e a superfície terrestre. Alguns detalhes devem ser destacados desse caminho realizado, por exemplo, nem sempre a região de onde evapora a água é a mesma que a receberá de volta. O regime de ventos, por sua vez in�uenciados pela temperatura, é a principal causa desse deslocamento. O ciclo hidrológico pode ser visualizado na �gura a seguir, onde está representado o percurso em uma determinada região do comportamento da água em suas diversas formas. Partes do CicloPartes do Ciclo HidrológicoHidrológico 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&cd… 3/32 Dinâmica do Ciclo Hidrológico Movido, principalmente, pela energia solar, o ciclo hidrológico se processa por meio de trocas de matéria. A evaporação da água líquida tem sua maior parcela na superfície dos oceanos. No entanto, devemos considerar também a evapotranspiração da água do solo, que se dá por meio das plantas, pois esse vapor de água, formando nuvens, pode retornar à superfície terrestre na forma de precipitação. A água precipitada pode escoar sobre a superfície, contribuindo para a alimentação de rios e lagos. A parte in�ltrada, além de alimentar os aquíferos subterrâneos, também se desloca lateralmente, criando o �uxo subterrâneo. Observe que a parcela de água que sobe de uma determinada região, por meio da evaporação, irá se precipitar necessariamente na mesma zona geográ�ca de onde evaporou. In�uenciados pelo regime de ventos e também pelas diferenças de pressão entre as regiões, ocorrem os deslocamentos de nuvens. Esses deslocamentos, em algumas regiões, são chamados de rios Figura 1.1 - O ciclo hidrológico Fonte: Artisticco LLC / 123RF. 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&cd… 4/32 voadores. Ocorrem, no Brasil, por meio da atração que a Floresta Amazônica exerce sobre a evaporação das águas do oceano Atlântico. Esse deslocamento, com chuvas e evaporações sobre e na �oresta, continua até atingir a Cordilheira dos Andes, quando se desloca então para o sul, para as regiões Central, Sudeste e Sul. Disponibilidade de Água Considera-se como disponibilidade de água su�ciente, conforme a Organização das Nações Unidas (ONU) (2019), o acesso a menos de mil metros de distância, a uma fonte que forneça 20 litros por pessoa, por dia. E essa mesma organização registra que isso não ocorre para um bilhão de pessoas no planeta. Isso aponta para uma disponibilidade insu�ciente, não pelo volume geral, mas, principalmente, pela regionalização desse fornecimento. A razão dessa ocorrência é discutida nos meios cientí�cos, sendo foco de vários conceitos matizes. Um exemplo pode ser dado por Collischonn (2013), quando discorre sobre a in�uência maior ou menor das �orestas nos períodos de chuva. reflita Re�ita A água percorre o planeta nas suas mais variadas formas. Para se ter uma ideia desse percurso, re�ita em como as diferentes formas da água acompanham a vida na terra e de que maneira elas surgem e se transformam. 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&cd… 5/32 Outro fator de notada in�uência na disponibilidade de água é a urbanização, a qual atua de forma acentuada no hidrograma da região, ampliando os picos e reduzindo os tempos de resposta dele. praticar Vamos Praticar Considerando as diferentes regiões do planeta, podemos observar que algumas são mais áridas do que outras. Temos regiões de densas �orestas e outras de extensos desertos. Isso indica a maior ou menor incidência de precipitação em cada uma delas. Sobre a razão de menor ocorrência de chuvas em regiões desérticas, analise as a�rmativas a seguir. i. São in�uenciadas diretamente pela temperatura. ii. O regime de ventos interfere de maneira signi�cativa. iii. A inexistência de vegetação implica em menos evapotranspiração. É correto o que se a�rma em: a) I, apenas. b) II, apenas. c) III, apenas. d) I e II, apenas. e) I, II e III. 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&cd… 6/32 A bacia hidrográ�ca é o conjunto de rios e outros córregos que, aliados ao escoamento super�cial, conduzem a água para um mesmo desaguadouro, também chamado de exutório. Esse conceito aponta para uma ideia de região geográ�ca, a qual é constituída de superfícies vertentes que organizam uma rede de drenagem para um ponto de saída, que pode ser o mar, uma lagoa ou até mesmo um novo rio, maior. No entanto, nesse último caso, temos uma sub-bacia compondo uma bacia maior. Então, temos em uma bacia hidrográ�ca entradas e saídas de água. Entre os primeiros, está a precipitação e, quanto às saídas, podemos citar o escoamento e a evapotranspiração. Características Físicas A delimitação da bacia é de�nida por meio do divisor de águas, o qual vem a ser também um divisor de bacias. Trata-se de uma linha através da qual a precipitação toma um ou outro lado, o que equivale dizer que pode ir para uma bacia ou outra, conforme a região onde ocorre. Bacia Hidrográ�caBacia Hidrográ�ca 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&cd… 7/32 Os rios classi�cam-se, quanto à sua constância de escoamento, nos três tipos a seguir: a. Perenes: de escoamento contínuo, durante todo o ano, mesmo quando da ocorrência de grandes secas. b. Intermitentes: seu funcionamento é normal durante as estações de chuvas e, quando na estiagem, têm seu leito completamente seco. c. Efêmeros: conduzem água somente durante a ocorrência das chuvas, ocasião em que o deslocamento se dá apenas de maneira super�cial. Dentro das características físicas, uma que melhor de�ne os limites da bacia são as curvas de nível, as quais apontam os vales e os picos, e, através desse último e sua continuidade, os limites da bacia hidrográ�ca, conforme se pôde veri�car na Figura 1.2. Outras características físicas das bacias e que in�uenciam de maneira signi�cativa em seu comportamento são o comprimento e o per�l longitudinal Figura 1.2 - Curvas de nível e a delimitação de bacias Fonte: pgmart/ 123RF. 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&cd… 8/32 do seu rio principal, sua declividade e a área ao longo da qual elas se desenvolvem. Quanto ao rio principal, devemos atentar para o fato de que seu per�l longitudinal irá descrever, em resumo, a tendência de declividade de praticamente toda a bacia, in�uenciando, dessa maneira, nas vazões e na condução das águas de chuva até seu escoadouro. A declividade da bacia, que em grande parte está ligada ao per�l de seu rio principal, está relacionada às taxas de escoamento da água sobre a sua superfície, bem como à maneira como isso in�uencia no carreamento de seu solo para as regiões mais baixas. Quanto à área, é importante registrar que, durante uma precipitação, a altura da chuva, multiplicada pela área da bacia, estabelece o volume precipitado sobre aquela bacia. Declividade A declividade pode ser calculada, conforme Collischonn (2013), pela Equação 1.1. (eq. 1.1) Em que: S = declividade (m/m); Z100 = altitude do início da rede de drenagem (m); Z0 = altitude do exutório (m); L = comprimento do rio principal (m). Recomenda-se, no entanto, que as medidas sejam feitas um pouco antes tanto do nascedouro quanto do escoadouro do rio, e computada a extensão do rio entre esses dois pontos, com a �nalidade de evitar maiores distorções. Forma S = −Z100 Z0 L 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&cd… 9/32 Bacias de formato mais alongado têm tendências maiores a enchentes do que bacias de formato mais próximo do circular, uma vez considerando que ambas têm a mesma conformação geológica, de declividade etc. Coe�iciente de Compacidade (Kc) Esse coe�ciente de�ne outras características físicas da bacia, sendo utilizado para estimar a propensão a enchentes. Também denominado índice de Gravelius, relaciona o perímetro da bacia com o comprimento da circunferência de um círculo com área igual à da bacia. (eq. 1.2) Onde: Kc = índice de compacidade; P = perímetro da bacia (km); A = área da bacia (km2). A propensão maior ou menor pode ser determinada pela interpretação dos valores de Kc (BACK, 2014), conforme a tabela a seguir: Tabela 1.1 - Valores de Kc quanto à propensão a grandes enchentes Fonte: Back (2014). Fator de Forma (Kf) Kc = 0, 282 P A√ Valores de Kc Interpretação 1,00 a 1,25 Alta 1,25 a 1,50 Média > 1,50 Isenta 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&c… 10/32 Esse índice se constitui em outro método de medir, segundo Villela e Mattos (1975), a tendência para enchentes de uma bacia. Também chamado de índice de conformação, esse número relaciona a largura média ( ) e o comprimento em linha reta (Lx) de seu principal curso- d’água. A largura média pode ser calculada pela relação entre a área da bacia e seu comprimento axial (Equação 1.3). O comprimento do rio principal é medido da nascente à foz do rio principal, sem levar em consideração os meandros. (eq. 1.3) (eq. 1.4) Em que: Kf = fator de forma; = largura média da bacia (km); Lx = comprimento axial da bacia (km); A = área da bacia (km2). Bacias de mesma área podem ter tendências diferentes a enchentes, o que, segundo esse índice, seria maior naquela de fator de forma maior. Em uma bacia longa e estreita, os tributários chegam até o rio principal em vários pontos ao longo de sua trajetória, o que não se veri�ca nas bacias de forma tendente a circular. In�uência no Escoamento A maior ou menor velocidade com que a água deixa a bacia hidrográ�ca é dada pelo sistema de drenagem dos diversos rios que contribuem naquela região geográ�ca. L ¯ ¯¯̄ =L ¯ ¯¯̄ A Lx Kf = =L ¯ ¯¯̄ Lx A ( )Lx 2 L¯ ¯¯̄ 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&c… 11/32 Por essa razão, o estudo do sistema de drenagem de uma bacia se reveste de uma importância signi�cativa, uma vez que, aplicadas as equações e conceitos que veremos a seguir, podemos, muitas vezes, prever ou mesmo evitar ocorrências indesejadas, como enchentes, invasão de águas e até catástrofes maiores. Ordem dos Cursos de Água O ordenamento dos cursos de água é uma das características mais utilizadas para individualização da bacia hidrográ�ca. Essa ordem especi�ca a maneira pela qual se rami�ca a estrutura formada pelos rios e seus contribuintes. A ordem envolve todos os canais, sejam os perenes, os intermitentes ou os efêmeros. A Figura 1.3, que mostra o ordenamento de Horton-Strahler, descrito por Collischonn (2013), exempli�ca essa classi�cação, por ordem de contribuição, partindo dos pequenos canais sem tributários. Dessa maneira, um rio de ordem n + 1 é formado por dois rios de ordem n. Figura 1.3 - Ordem dos cursos de água Fonte: Elaborada pelo autor. 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&c… 12/32 praticar Vamos Praticar Assinale a alternativa que indica a área mínima, em , para que uma bacia possa ser considerada como de alta probabilidade a enchentes. O seu perímetro é de 280 km e o índice de compacidade é 1,25. a) 3990. b) 4132. c) 4843 d) 5125 e) 6438 km2 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&c… 13/32 Juntamente com a evaporação, a precipitação é o fator climático mais importante no ciclo hidrológico. Por isso, sua distribuição e os modos como ocorrem se revestem de grande importância para o engenheiro. A maneira como ocorre, sua intensidade e mesmo a região em que acontecem são aspectos que sofrem interferência de variáveis como temperatura, umidade e regimes de vento. Da atmosfera, por meio de sua condensação, a água pode vir a atingir a terra nas formas de granizo, neve ou neblina, sendo a chuva a que mais ocorre em terras brasileiras. O estudo da participação da chuva na operacionalização de variáveis como o abastecimento de água, a irrigação e o controle de inundações se revelam de grande importância para a Hidrologia. Tipos de Chuva A formação das precipitações deve-se basicamente, mas não unicamente, à umidade atmosférica. No entanto, para que ocorra a precipitação, outros fatores são imprescindíveis, tais como o resfriamento do ar e o movimento PrecipitaçãoPrecipitação 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&c… 14/32 vertical das camadas desse mesmo ar, como também o crescimento das gotas na atmosfera. Ciclônicas São causadas por movimento de ar de regiões de alta pressão para regiões de baixa pressão. Podem ser do tipo frontal, que ocorre por ascensão do ar quente sobre o ar frio, pertencentes a massas de ar de características diferentes, e do tipo não frontal, que ocorre por qualquer baixa de pressão, provocando a elevação do ar. São precipitações de longa duração e têm centenas de quilômetros de extensão (COLLISCHONN, 2013), com movimentação relativamente lenta. O estudo de seu comportamento é importante no dimensionamento e manejo de grandes bacias hidrográ�cas. Orográ�icas Curvas orográ�cas ocorrem quando a corrente de ar quente e úmido, oriundo normalmente do mar, encontra uma barreira a seu deslocamento horizontal, tal como uma montanha. Esse fato resulta em um deslocamento do ar para cima, onde a umidade se condensa, surgindo então nuvens, as quais se localizam geralmente nos picos de serra, região onde as chuvas ocorrem com frequência. Como a chuva frontal, também se estendem por grandes áreas, ocorrendo com intensidade de baixa a moderada, comduração longa. Também in�uenciam no dimensionamento e manejo de grandes bacias hidrográ�cas. Sua ocorrência no Brasil se dá, notadamente, ao longo da Serra do Mar, no litoral de Rio de Janeiro até Rio Grande do Sul. Convectivas As regiões tropicais são o local típico das precipitações convectivas. Surgem camadas de ar com densidades diferentes provocadas pela desigualdade no 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&c… 15/32 aquecimento da superfície do solo. As camadas assim aquecidas mantêm temporariamente um equilíbrio instável, o qual, quando provocado por ventos ou superaquecimento, é quebrado, gerando ascensão brusca e violenta de ar menos denso, que vai se localizar em grandes altitudes. Surgem, então, as precipitações, que se dão de maneira forte e de duração curta, focadas em áreas pequenas. Por esses motivos, seu estudo interessa apenas a pequenas bacias e é importante para dimensionamento de obras hidráulicas, como as galerias pluviais. Medida das Precipitações A medida da precipitação pluviométrica, basicamente, dá-se em função da altura de água caída sobre uma determinada área. Os instrumentos que realizam essa medida se chamam pluviômetros, quando apenas coletam a chuva, ou pluviógrafos, quando, além de coletarem, registram, de alguma maneira, a quantidade precipitada. Figura 1.4 - Tipos de precipitações Fonte: Collischonn (2013, p. 54). 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&c… 16/32 O pluviômetro mais conhecido se chama Ville de Paris, e consiste numa proveta que recolhe a precipitação que atinge sua embocadura, a qual possui uma circunferência de área 400 cm2. Esse tipo de medidor requer que sejam realizadas coletas, diariamente, sempre na mesma hora. A coleta consiste em simplesmente retirar a proveta de seu interior, realizar a leitura visual e anotar em uma caderneta. Como se pode depreender, trata-se de uma atividade muito sujeita a erros, uma vez que, na maioria das instalações, a leitura é feita por pessoas leigas e, muitas vezes, não su�cientemente preparadas para a tarefa. O pluviógrafo consiste em um sistema coletor que registra a quantidade de chuva medida. Isso pode se dar por meio da escrita sobre um papel especial que gira sobre um tambor, ou por meio de cubas basculantes, ou mesmo por transmissão do sinal para uma estação remota. Radares meteorológicos e satélites também realizam medidas de precipitações, tendo uma precisão menor do que a medida pontual do pluviômetro, mas, em compensação, atingindo uma região muito maior. Na medida das precipitações, três grandezas surgem como o padrão para con�gurar uma chuva: intensidade, duração e frequência. Intensidade: estabelece a relação entre a altura medida e o tempo durante o qual isto ocorreu, ou seja, sua unidade é dada em mm/h ou mm/min. Duração: tempo decorrido desde o início até o �m da precipitação, sendo medido em horas ou minutos. Frequência: número de vezes que aquele volume de chuva ocorreu ao longo de um determinado período de tempo. Para a engenharia, mostra a probabilidade de que um determinado evento pluviométrico ocorra. Esse número vem a gerar o tempo de retorno, T, medido em anos. Quanto maior o tempo de retorno, mais intensa a precipitação. Por exemplo, no dimensionamento da barragem das Três Gargantas, na China, o tempo de retorno utilizado para o cálculo estrutural foi de 10 mil anos. 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&c… 17/32 Pluviograma O pluviograma é o registro das medidas de alturas de chuva, ao longo de um certo tempo, que podemos observar na Figura 1.5: Trata-se de um pluviograma originado de um pluviógrafo com sifão. Nesse instrumento, à medida que a chuva ingressa pelo bocal, vai se acumulando em um tubo, o qual possui uma boia, que, por sua vez, aciona um braço com uma pena com tinta. Essa pena está apoiada em um papel milimetrado, sobre um tambor que gira lentamente. À medida que a chuva aumenta dentro do cilindro, a boia faz com que a pena vá traçando uma linha ascendente sobre o papel, que, por deslocar-se horizontalmente junto com o tambor, recebe uma linha diagonal, que é tão mais inclinada quanto mais intensa for a chuva. O traço vertical, descendente, aponta o momento em que ocorre a sifonagem, ou seja, o instante em que o cilindro com a boia esvazia-se para começar uma nova fase ascendente. A Figura 1.5 - Pluviograma Fonte: Elaborada pelo autor. 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&c… 18/32 porção da linha que se desloca horizontalmente mostra que, dali em diante, não houve precipitação. Ano Hidrológico Existe uma tendência de a distribuição de chuvas retornar à média, quando se levantam dados de dezenas de anos, conforme pode ser observado na Figura 1.6: Considerando uma média anual de chuva de 135 mm, nota-se que, a partir de novembro até março, temos um período de precipitação acima da média. E, no período abril-outubro, as precipitações �cam abaixo desse valor. Chamam- se semestre úmido e semestre seco, respectivamente, os períodos assim delimitados. Figura 1.6 - Variabilidade anual de chuvas Fonte: Elaborada pelo autor. 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&c… 19/32 As diferentes regiões brasileiras apresentam distintas con�gurações em relação à época de ocorrência de chuvas. A sequência da variabilidade sazonal das precipitações é que vem a ser o ano hidrológico, o qual não inicia necessariamente no início do ano-calendário. Chuva Média: Thiessen e Isoietas O pluviômetro capta a chuva em uma área de 400 cm2, e a associação de vários aparelhos distribuídos espacialmente por uma região geográ�ca pode nos dar uma ideia mais abrangente daquela chuva. De forma que, multiplicando a altura de chuva dos pluviômetros pela área abrangida, temos a lâmina de chuva regionalizada. Entre os métodos para homogeneizar esses cálculos, veremos o método de Thiessen e o método das isoietas. Método das Isoietas Esse método parte de um mapa de isoietas, que são curvas de regiões com igual precipitação. Na Figura 1.7, a área entre as isoietas 50 e 60 recebeu 55 mm de chuva. saiba mais Saiba mais A água e sua obtenção, de maneira saudável, em torno de todo o planeta, é um dos temas mais debatidos nos meios cientí�cos. Sendo assim, acesse o site da Organização das Nações Unidas, que apresenta estudos com base no dados nos últimos anos, nas mais diversas regiões: ACESSAR 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&c… 20/32 https://nacoesunidas.org/acao/agua/ Método de Thiessen Ideal para terrenos não muito acidentados, esse método leva em consideração as alturas de chuvas apontadas pelos diversos pluviômetros localizados dentro e mesmo fora, desde que próximo do limite, da área da bacia hidrográ�ca. Esses valores são ponderados em função de suas áreas de abrangência. As áreas são obtidas seguindo o seguinte roteiro: 1. Unem-se, por linhas retas, os pontos correspondentes aos pluviômetros. 2. Traçam-se perpendiculares ao centro dessas linhas (mediatrizes). 3. Mede-se a área formada pelos diversos polígonos formados. A precipitação média da bacia será dada por: Figura 1.7 - Mapa de isoietas. A área entre as isoietas 50 e 60 recebeu 55 mm de chuva Fonte: FEPAGRO (2019). Pm 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&c… 21/32 (eq. 3.1) Em que, = precipitaçãomédia (mm); = precipitação no pluviômetro i (mm); = área abrangida pelo pluviômetro i ( ). Por exemplo, na região da Figura 1.8, temos os quatro pluviômetros ali representados. Os pluviômetros e , apesar de estarem fora da bacia, podem nos fornecer informações importantes sobre as chuvas daquela região e terão seus dados proporcionalmente aproveitados. Traçados os alinhamentos conforme roteiro da Figura 1.8, �cam discretizadas as áreas assinaladas pelas quatro cores mostradas. O valor dessas áreas é calculado uma única vez para essa região. Todas as chuvas que ocorrerão depois têm seus dados coletados dos quatro pluviômetros, mas a área não se altera. =Pm ∑ n 1 PiAi ∑ n 1i Ai Pm Pi Ai km2 P2 P4 Figura 1.8 - Método de Thiessen Fonte: Elaborada pelo autor. 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&c… 22/32 Digamos que as áreas , , e sejam, respectivamente, 56 , 64 , 82 e 39 . E que desejamos calcular a precipitação média nessa bacia, em uma ocasião em que os pluviômetros apresentaram as seguintes leituras: = 105 mm, = 45 mm, = 92 mm e = 87 mm. Conforme a Equação 1.5, temos uma precipitação média nessa bacia de: (eq 1.5) praticar Vamos Praticar Uma determinada bacia hidrográ�ca, na qual estão instalados cinco pluviômetros, apresenta o quadro de precipitações por área a seguir. Assinale a alternativa que apresenta a precipitação média da bacia (em mm). A1 A2 A3 A4 km2 km2 km2 km2 P1 P2 P3 P4 = = 81, 7 mmPm 105×56 + 45×64 + 92×82 + 87×39 56+64+82+39 Pluviômetro Precipitação (mm) Área (km ) P 125 80 P 98 102 P 103 48 p 85 92 p 128 78 2 1 2 3 4 5 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&c… 23/32 a) 84. b) 96. c) 107. d) 123. e) 148. 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&c… 24/32 Quando o engenheiro inicia o dimensionamento de estruturas hidráulicas, como pontes, bueiros, canais ou vertedores, o primeiro dado concreto de que necessita é relativo aos esforços que atuarão sobre tal construção. Esse dado concentra-se, principalmente, nas piores chuvas que ocorrerão naquela região e que, por consequência, atuarão sobre a estrutura. Sendo assim, esse estudo denomina-se chuvas intensas e consiste em prever uma determinada precipitação sobre uma determinada área, considerando as chances de ocorrerem em um período de tempo. Estamos falando, então, de intensidade, duração e frequência de uma precipitação, o que é conhecido pela sigla IDF. Chuvas IntensasChuvas Intensas 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&c… 25/32 Quando se dispõe de dados hidrológicos de uma região, a compilação de dezenas de anos desses valores permite que se construa o que se chama de curvas IDF ou, também, as equações IDF, para determinado local. As equações possuem a forma geral: (eq. 4.1) Em que, I = intensidade da chuva (mm/hora); TR = tempo de retorno (anos); t = duração da precipitação (min); a, b, c, d = parâmetros característicos de cada local. Na Tabela 1.2, a seguir, temos os parâmetros a, b, c, e d, para várias localidades brasileiras, agrupados por Collischonn (2013): reflita Re�ita Sobre a variabilidade sazonal da chuva, você já pensou como o ano hidrológico varia ao longo de todo nosso vasto território? Consulte sites como ANA e Scielo e re�ita como temos resultados diferentes em toda nossa região brasileira. I = a⋅TRb (t+c)d 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&c… 26/32 Tabela 1.2 - Parâmetros a, b, c e d para diversas localidades no Brasil Fonte: Collischonn (2013). 1 Pluviômetro localizado no 8o Distrito de Meteorologia. A equação IDF também é representada pelo que se denomina curvas IDF, conforme apresentado na Figura 1.9: 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&c… 27/32 As curvas são construídas para cada pluviômetro, com base em dados registrados ao longo de anos. Figura 1.9 - Curvas IDF Fonte: 8º DMET-Porto Alegre-RS. 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&c… 28/32 indicações Material Complementar LIVRO A guerra da água Harald Welzer Editora: Geração ISBN: XXX-XX-XXX-XXXX-X Comentário: a obra traz uma visão abrangente sobre como a água pode, num futuro não muito distante, levar as civilizações a procedimentos acima do razoável para sua obtenção. As regiões afetadas negativamente pelas mudanças climáticas em curso são abordadas pelo autor, lançando um olhar para o futuro com base numa sólida base de dados práticos do presente. 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&c… 29/32 FILME Quando tudo está perdido Ano: 2014 Comentário: um homem navegando num veleiro, sozinho no oceano, sofre um acidente e �ca à deriva num bote salva-vidas. Importante observar como resolve o problema de abastecimento de água, utilizando para isso os conceitos vistos nesta unidade sobre evaporação e condensação. Para saber mais sobre o �lme, assista ao trailer : TRA ILER 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&c… 30/32 conclusão Conclusão A existência humana é inteiramente dependente da água, por isso, estudos como o que �zemos nesta unidade sobre o ciclo hidrológico e sua dinâmica revestem-se de tão grande importância. Além disso, também é importante que se atente à distribuição da água no globo, formando as diversas bacias hidrográ�cas e à maneira como elas formam a rede que conduz esse líquido de uma região para a outra. Sendo assim, estudamos o modo como se dá a precipitação e aprendemos métodos de quanti�car o volume da chuva sobre uma determinada região. E, por �m, como parte das atribuições de um engenheiro, tomamos conhecimento do dimensionamento das chuvas intensas e seu impacto sobre as estruturas de condução de água. referências Referências Bibliográ�cas 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&c… 31/32 AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS. Quantidade de água . Disponível em https://www.ana.gov.br/panorama-das-aguas/quantidade-da-agua . Acesso em: 20 nov. 2019. BACK, A. J. Bacias hidrográ�cas : classi�cação e caracterização física. Florianópolis: Epagri, 2014. COLLISCHONN, W. Hidrologia para engenharia e ciências ambientais . Porto Alegre: ABRH, 2013. FEDERAÇÃO ESTADUAL DE PESQUISA AGROPECUÁRIA DO RIO GRANDE DO SUL. Disponível em: fepagro.rs.gov.br. Acesso em: 3 nov. 2019. ORGANIZAÇÃO DAS NAÇÕES UNIDAS. A ONU e a água . Disponível em: https://nacoesunidas.org/acao/agua/ . Acesso em: 2 nov. 2019. VILLELA, S. M.; MATTOS, A. Hidrologia aplicada . São Paulo: McGraw-Hill, 1975. 02/05/2024, 17:03 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=LjwJgRrLPWJfDmFx1l%2f82g%3d%3d&l=UhDLasl3plWi%2bNfvu%2f%2fwVw%3d%3d&c… 32/32 https://www.ana.gov.br/panorama-das-aguas/quantidade-da-agua https://nacoesunidas.org/acao/agua/