Plano Aula Hidro 03 Ciclo hidrológico

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HIDROLOGIA
O CICLO HIDROLÓGICO
O ciclo hidrológico é o fenômeno global de circulação fechada da água entre a superfície terrestre e a atmosfera, impulsionado fundamentalmente pela radiação solar associada a gravidade e a rotação terrestre.
O ciclo hidrológico constitui basicamente em um processo contínuo de transporte de massas d’água do oceano para a atmosfera e desta, através de precipitações, escoamento (superficial e subterrâneo) novamente ao oceano. O ciclo hidrológico tem, nos fenômenos de evaporação e precipitação, os seus principais elementos responsáveis pela contínua circulação de água no globo.
O fluxo sobre a superfície terrestre é positivo (precipitação menos evaporação), resultando nas vazões dos rios em direção aos oceanos. O fluxo vertical dos oceanos é negativo, com maior evaporação que precipitação. O volume evaporado adicional se desloca para os continentes através do sistema de circulação da atmosfera e precipita, fechando o ciclo.
DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA NO PLANETA
	LOCAL
	QUANTIDADE (m3)
	PERCENTUAL (%)
	Oceanos
	1.350 x 1015
	97,57
	Geleiras
	25 x 1015
	1,81
	Águas subterrâneas
	8,4 x 1015
	0,61
	Rios e Lagos
	0,2 x 1015
	0,014
	Biosfera
	0,0006 x 1015
	0,000043
	Atmosfera
	0,013 x 1015
	0,00094
	TOTAL
	1,384 x 1018
	100
EFEITOS ANTRÓPICOS
As alterações produzidas pelo homem sobre o ecossistema pode alterar o ciclo hidrológico a nível global e local.
No nível global
Emissão de gases: aumento do efeito estufa.
A potencial modificação climática é resultante do aquecimento adicional da atmosfera devido ao aumento da emissão de gases produzido pelas atividades humana e animal da Terra, além dos processos naturais já existentes. Os principais gases que contribuem para este processo são: o dióxido de carbono CO2, metano CH4, óxido de nitrogênio e CFC (clorofluor-carbono). O CO2 é produzido pela queima de combustíveis fósseis e produção de biomassa.
A modificação climática é definida como alterações da variabilidade climática devido as atividades humanas, enquanto que a variabilidade climática, é a terminologia utilizada para as variações do clima em função dos condicionantes naturais do globo terrestre e sua interações.
Quanto ao efeito sobre o clima, as modificações no clima podem ocorrer devido a variabilidade natural ou antropogênica interna ou externa ao sistema climático. A variabilidade natural é expressa pela radiação solar ou atividades vulcânicas, enquanto que as ações antropogênicas são principalmente devido a emissão de gases do efeito estufa.
No nível local: 
A construção de obras hidráulicas produzem alterações sobre rios, lagos e oceanos; o desmatamento age sobre o comportamento da bacia hidrográfica; a urbanização produz alterações localizadas nos processos do ciclo hidrológico terrestre.
A alteração da superfície da bacia hidrográfica tem impactos significativos sobre o escoamento, caracterizado quanto ao efeito que provoca no comportamento das enchentes, nas vazões mínimas e na vazão média, além das condições ambientais locais e a jusante.
As alterações sobre o uso e manejo do solo na bacia podem ser classificadas quanto ao: tipo de mudança, tipo de uso da superfície e a forma de desmatamento.
O desmatamento tende a aumentar a vazão média em função da diminuição da evapotranspiração, com aumento das vazões máximas e diminuição das mínimas. O reflorestamento tende a recuperar as condições atuais existente na superfície e a impermeabilização que está associada a urbanização, além de retirar a superfície altera a capacidade de infiltração da bacia.
No âmbito dos recursos hídricos, o impacto decorrente da alteração do uso do solo reflete-se em todos os componentes do ciclo hidrológico, como no escoamento superficial, na recarga dos aqüíferos, na qualidade da água e no transporte de sedimentos. Neste contexto, o planejamento dos recursos hídricos deve fazer parte de um amplo processo de planejamento ambiental, no qual somente com a organização das forças que interagem na bacia hidrográfica haverá expectativas de garantia da unidade da região. 
b.1) Desmatamento
O desmatamento é um termo geral para diferentes mudanças de cobertura. Os principais elementos do desmatamento são: o tipo de cobertura na qual a floresta é substituída e o procedimento utilizado para o desmatamento.
b.1.1) Uso da superfície:
- Extração seletiva de madeira
- Plantio de subsistência
- Culturas permanentes
- Culturas anuais
O uso do solo para plantio anual, após o desmatamento, depende muito do preparo do solo e dos cuidados com o escoamento gerado. Atualmente, as práticas geralmente recomendadas para plantio são:
Conservacionista
Plantio direto
b.2) Urbanização
Segundo Tucci, à medida que a cidade se urbaniza ocorrem, em geral, os seguintes impactos:
aumento das vazões médias de cheia (em até 7 vezes), devido ao aumento da capacidade de escoamento através de condutos e canais e impermeabilização das superfícies;
aumento da produção de sedimentos devido a desproteção das superfícies e a produção de resíduos sólidos;
deterioração da qualidade da água superficial e subterrânea, devido à lavagem das ruas, ao transporte de material sólido, às ligações clandestinas de esgoto cloacal e pluvial, e a contaminação direta de aqüíferos;
pela forma desorganizada como a infra-estrutura urbana é implantada, como: a) pontes e taludes de estradas que obstruem o escoamento; b) redução de seção do escoamento com aterros; c) deposição e obstrução de rios, canais e condutos, com lixos e sedimentos; d) projeto e execução inadequados de obras de drenagem.
A seguir são apresentados os principais impactos da urbanização sobre o escoamento pluvial na bacia urbana, segundo Tucci:
b.2.1) Impacto do desenvolvimento urbano no ciclo hidrológico:
O desenvolvimento urbano altera a cobertura vegetal provocando vários efeitos que alteram os componentes do ciclo hidrológico natural, conforme pode ser observado na figura 2.8. Com a urbanização, a cobertura da bacia é em grande parte impermeabilizada com edificações e pavimentos e são introduzidos condutos para escoamento pluvial, gerando as seguintes alterações:
redução da infiltração no solo;
o volume que deixa de infiltrar fica na superfície, aumentando o escoamento superficial. Além disso, como foram construídos condutos pluviais para o escoamento superficial, tornado-o mais rápido, ocorre redução do tempo de deslocamento. Desta forma as vazões máximas também aumentam por isso, antecipando seus picos no tempo (figura 2.9);
Com a redução da infiltração, o aqüífero tende a diminuir o nível do lençol freático por falta de alimentação (principalmente quando a área urbana é muito extensa), reduzindo o escoamento subterrâneo. As redes de abastecimento, pluvial e cloacal possuem vazamentos que podem alimentar o aqüífero, tendo efeito inverso do mencionado;
Devido a substituição da cobertura natural ocorre uma redução da evapotranspiração, já que a superfície urbana não retém água como a cobertura vegetal e não permite a evapotranspiração das folhagens e do solo;
Figura 2.8 – Características do balanço hídrico numa bacia urbana.
 Fonte: Tucci
Figura 2.9 – Características das alterações de uma área rural para urbana.
 Fonte: Tucci.
b.2.1) Impacto sobre o ecossistema hídrico:
Alguns dos principais impactos ambientais produzidos pela urbanização são destacados a seguir:
- Aumento da temperatura: as superfícies impermeáveis absorvem parte da energia solar aumentando a temperatura ambiente produzindo ilhas de calor na parte central dos centros urbanos, onde predomina concreto e o asfalto. O aumento da absorção de radiação solar por parte da superfície aumenta a emissão da radiação térmica de volta para o ambiente, gerando calor. O aumento de temperatura também cria condiçõesde movimento de ar ascendente que pode redundar em aumento de precipitação. Silveira (1997) apud Tucci (6) mostra que a parte central de Porto Alegre apresenta maior índice pluviométrico que a sua periferia, atribuindo essa tendência a urbanização.
- Aumento de sedimentos e material sólido: durante o desenvolvimento urbano o aumento dos sedimentos produzidos pela bacia hidrográfica é significativa, devido as construções, limpeza de terrenos para novos loteamentos, construções de ruas, avenidas e rodovias, entre outras causas. As principais conseqüências ambientais da produção de sedimentos são:
a)assoreamento das seções da drenagem, com redução da capacidade de escoamento de condutos, rios e lagos urbanos;
b)transporte de poluente agregado ao sedimento, que contamina as águas pluviais. A medida em que a bacia é urbanizada e a densificação é consolidada, a produção de sedimentos pode reduzir, mas outro problema aparece, que é a produção de lixo, que obstrui a drenagem e cria condições ambientais ainda piores A qualidade da água do pluvial não é melhor do que a do efluente de um tratamento secundário de um esgoto cloacal. A quantidade de material suspenso na drenagem pluvial é superior a encontrada no esgoto cloacal in natura. Esse volume é mais significativo no início das enchentes. A qualidade da água da rede pluvial depende de vários fatores: Da limpeza urbana e sua freqüência, da intensidade da precipitação e sua distribuição temporal e espacial, da época do ano e do tipo de uso da área urbana. Os principais indicadores da qualidade da água são os parâmetros que caracterizam a poluição orgânica e a quantidade de metais.
- Contaminação de aqüíferos: A principais condições de contaminação dos aqüíferos urbanos são devido ao seguinte:
a)aterro sanitários contaminam as águas subterrâneas pelo processo natural de precipitação e infiltração. Deve-se evitar que sejam construídos aterros sanitários em áreas de recarga, e deve-se escolher as áreas com baixa permeabilidade. 
b)grande parte das cidades brasileiras utilizam fossas sépticas como destino final do esgoto. Esse conjunto tende a contaminar a parte superior do aqüífero, podendo comprometer o abastecimento de água quando existe comunicação entre diferentes camadas dos aqüíferos através de percolação e de perfuração inadequada dos poços artesianos;
c) a rede de condutos pluviais pode contaminar o solo através de vazamentos ou por entupimento de trechos da rede, que ocasionam rompimento da canalização.
2.1.4 Escala dos processos hidrológicos
Os diferentes processos que atuam sobre o meio natural envolvem diferentes escalas relacionadas com o tempo e o espaço. Estas duas escalas estão de alguma forma integradas. Na figura 2.10. pode-se observar as escalas e os principais processos relacionados com o meio ambiente natural e antrópico.
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