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CICLO HIDROLÓGICO A água que hoje bebemos é a mesma que existe há 5 bilhões de anos. Ela apenas passa por constantes modificações em um grande ciclo chamado CICLO HIDROLÓGICO, onde seu volume total existente na Terra permanece sempre igual. 2 3 Definição: Fenômeno global de circulação da água entre a superfície terrestre e a atmosfera, impulsionado fundamentalmente pela energia solar, associada à gravidade e à rotação da Terra. 4 1 - Troposfera >> -Fenômenos meteorológicos -Localização da umidade atmosférica (90%) - Imediatamente acima do solo 2 - Estratosfera >> - Camada de ozônio (reguladora da radiação solar) 5 SUPERFÍCIE ATMOSFERA ATMOSFERA SUPERFÍCIE Fluxo de água >> qualquer estado físico (ex. chuva e neve) Fluxo de água >> forma de vapor (evaporação + transpiração) Fechamento do Ciclo Hidrológico em nível global 1 – Evaporação 2 – Precipitação 3 – Interceptação 4 – Preenchimento de depressões 5 – Evapotranspiração (E + T) 6 – Infiltração 7 – Escoamento superficial 8 – Escoamento subterrâneo 6 7 8 9 PRECIPITAÇÃO Vapor de água na atmosfera sofre condições meteorológicas; Microgotícolas de água suspensas no ar (vapor); NUVEM = microgotículas + partícula de poeira e gelo precipitação >> chuva, granizo, orvalho, neblina, neve ou geada. 10 Acúmulo de água Parte evapora e parte infiltra 11 Evapotranspiração = E + T Relação solo-água-planta Vegetal >> absorção da água pelas raízes 12 INFILTRAÇÃO Solo poroso e não saturado Tensões capilares nos poros e gravidade Solo úmido subsídio ao vegetal 13 Solo saturado, Gravidade (cotas mais baixas) e atrito superficial Pequenos filetes, micro-relevo do solo Micro-rede de drenagem = erosão das partículas e topografia Rios, lagos e riachos Vegetação >> favorece infiltração e reduz energia cinética de impacto da gota no solo, minimizando a erosão 14 Infiltração por percolação formando o lençol subterrâneo, podendo: interceptar uma nascente retornando a superfície abastecimento público através de poços. 1 – Desuniformidade com que a energia solar atinge os diversos locais 2 – Diferente comportamento térmico dos continentes em relação aos oceanos 3 – Quantidade de vapor de água 4 – Gás carbônico e ozônio na atmosfera (temperatura terrestre) 5 – Variabilidade espacial de solos e coberturas vegetais 6 – Movimentos terrestres (rotação e translação) 15 16 17 E X C E S S O E S C A S S E Z O ciclo hidrológico é normalmente estudado com maior interesse na fase terrestre, onde o elemento fundamental é a BACIA HIDROGRÁFICA. 18 Meio x população População x meio Modificações Antrópicas no Ciclo Hidrológico Maior demanda hídrica Lançamento de Esgoto Retirada da Cobertura Vegetal Impermeabilização do solo Aumento do Escoamento Superficial Riscos maiores de enchentes Alterações nos cursos dos rios - Aterramento - Canalização dos rios, córregos e riachos Ocupação desordenada dos cursos d’água Retirada da Cobertura Vegetal Solo exposto, Maior exposição aos intemperismos - Chuva, - Erosão, - Maior carreamento de sedimentos → assoreamento dos rios Diminuição da Recarga dos aquíferos; Diminuição dos índices pluviométricos. Retirada da Cobertura Vegetal Solo exposto, Maior exposição aos intemperismos - Chuva, - Erosão. Retirada da Cobertura Vegetal Maior carreamento de sedimentos → assoreamento dos rios Situação da Urbanização Percentual que escoa Antes 10 % Depois 45 % Esgoto 15% Escoamento Superficial Escoamento Superficial 25 ENTRADA SAÍDA ARMAZENAMENTO O balanço hídrico nada mais é do que o cômputo das entradas e saídas de água de um sistema. Na escala macro, o “balanço hídrico” é o próprio “ciclo hidrológico”, cujo resultado nos fornecerá a água disponível no sistema (no solo, rios, lagos, vegetação úmida e oceanos), ou seja na biosfera. Em uma escala intermediária, representada por uma micro-bacia hidrográfica, o balanço hídrico resulta na vazão de água desse sistema. Na escala local, no caso de uma cultura, Prec. ET o balanço hídrico tem por objetivo estabelecer a variação de armazenamento e, conseqüentemente, a disponibilidade de água no solo. 29 E - S = dV E = entrada (ESTÍMULO) S = saída (RESPOSTA) dV = variação armazenamento Representação matemática de qualquer transformação dentro do ciclo hidrológico. 30 VISÃO SISTEMÁTICA DO CICLO HIDROLÓGICO: - Sistema ( terra, reservatório, coluna de solo...) - Referência de tempo (ano, mês, dia, hora...) - Variáveis ( altura de precipitação, vazão...) EXEMPLOS SISTEMA 1 – Tanque Classe A P - E = dh Evaporação e evapotranspiração mm/dia Unidades iguais 31 EXEMPLOS SISTEMA 2 – Coluna de solo P - Evt - D = dw evapotranspiração m3/dia, m³ Unidades iguais Irrigação, umidade do solo, salinidade D 32 EXEMPLOS SISTEMA 3 – Reservatório de barragem P + Qe – E - Qs – I = dw m3/seg, m3 unidades iguais Longo tempo - infiltração pode ser desprezada P = precipitação Qe = vazão de entrada E = evaporação Qs = vazão de saída I = infiltração De forma simplificada para uma Bacia Hidrográfica temos: P – EVT – Q = R P – total anual precipitado sobre a bacia, expressa em mm; EVT – perda anual de água por evapotranspiração, expressa em mm; Q – altura média anual da lâmina d´água que, uniformemente distribuída sobre a bacia hidrográfica, representa o volume total escoado superficialmente na bacia. Pode ser expressa em mm, m3/s ou l/s; R – variação de todos os armazenamentos, superficiais e subterrâneos. É expresso em m3 ou em mm. P – EVT = Q Quando o período de observação é de longa duração (um ou mais anos), pode-se considerar que R é nulo ou desprezível face aos valores de P e Q.
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