Introduzindo Hidrologia
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Introduzindo Hidrologia


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água também apresenta uma tensão superficial 
relativamente alta. Esta tensão superficial é responsável pela organização da chuva na 
forma de gotas e pela ascensão capilar da água nos solos. 
Os recursos de água têm determinado o destino de muitas civilizações ao longo da 
história. Povos entraram em conflito e guerras foram iniciadas em torno de 
problemas relacionados ao acesso à água. O crescimento da população mundial ao 
longo do último século tornou criticamente necessária a racionalização do uso da 
água. 
No Brasil a geração de energia elétrica é apenas um dos usos da água, mas sua 
importância é muito grande, chegando a influenciar fortemente as estimativas do 
valor associado á água. 
A hidrosfera 
O termo hidrosfera refere-se a toda a água do mundo, que é estimada em 
aproximadamente 1,4 quilômetros cúbicos. Cerca de 97 % da água do mundo está 
nos oceanos. Dos 3% restantes, a metade (1,5% do total) está armazenada na forma 
de geleiras ou bancadas de gelo nas calotas polares. A água doce de rios, lagos e 
aqüíferos (reservatórios de água no subsolo) corresponde a menos de 1% do total. 
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Em valores totais a água doce existente na Terra e a água que atinge a superfície dos 
continentes na forma de chuva é suficiente para atender todas as necessidades 
humanas. Entretanto, grandes problemas surgem com a grande variabilidade 
temporal e espacial da disponibilidade de água. A América do Sul é, de longe, o 
continente com a maior disponibilidade de água, porém a precipitação que atinge 
nosso continente é altamente variável, apresentando na Amazônia altíssimas taxas de 
precipitação enquanto o deserto de Atacama é conhecido como o lugar mais seco do 
mundo. 
No Brasil a disponibilidade de água é grande, porém existem regiões em que há 
crescentes conflitos em função da quantidade de água, como na região semi-árida do 
Nordeste. Mesmo no Rio Grande do Sul, onde a disponibilidade de água pode ser 
considerada alta, ocorrem anos secos em que a vazão de alguns rios não é suficiente 
para atender as demandas para abastecimento da população e para irrigação. 
 
Tabela 1. 2: A água na Terra (Gleick, 2000). 
 Percentual água do planeta (%) Percentual da água doce (%) 
Oceanos/água salgada 97 
Gelo permanente 1,7 69 
Água subterrânea 0,76 30 
Lagos 0,007 0,26 
Umidade do solo 0,001 0,05 
Água atmosférica 0,001 0,04 
Banhados 0,0008 0,03 
Rios 0,0002 0,006 
Biota 0,0001 0,003 
O ciclo hidrológico 
O ciclo hidrológico é o conceito central da hidrologia. O ciclo hidrológico está 
ilustrado na Figura 1. 1. A energia do sol resulta no aquecimento do ar, do solo e da 
água superficial e resulta na evaporação da água e no movimento das massas de ar. O 
vapor de ar é transportado pelo ar e pode condensar no ar formando nuvens. Em 
circunstâncias específicas o vapor do ar condensado nas nuvens pode voltar à 
superfície da Terra na forma de precipitação. A evaporação dos oceanos é a maior 
fonte de vapor para a atmosfera e para a posterior precipitação, mas a evaporação de 
Os processos do ciclo 
hidrológico são: 
precipitação; infiltração; 
escoamento; 
evapotranspiração e 
condensação. 
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água dos solos, dos rios e lagos e a transpiração da vegetação também contribuem. A 
precipitação que atinge a superfície pode infiltrar no solo ou escoar por sobre o solo 
até atingir um curso d\u2019água. A água que infiltra umedece o solo, alimenta os 
aqüíferos e cria o fluxo de água subterrânea. 
O ciclo hidrológico é fechado se considerado em escala global. Em escala regional 
podem existir alguns sub-ciclos. Por exemplo, a água precipitada que está escoando 
em um rio pode evaporar, condensar e novamente precipitar antes de retornar ao 
oceano. 
A água também sofre alterações de qualidade ao longo das diferentes fases do ciclo 
hidrológico. A água salgada do mar é transformada em água doce pelo processo de 
evaporação. A água doce que infiltra no solo dissolve os sais aí encontrados e a água 
que escoa pelos rios carrega estes sais para os oceanos, bem como um grande número 
de outras substâncias dissolvidas e em suspensão. 
 
Figura 1. 1: O ciclo hidrológico. 
A energia que 
movimenta o ciclo 
hidrológico é 
fornecida pelo sol. 
D E S I G N C U S T O M I Z A T I O N 
 
Bacia hidrográfica e 
balanço hídrico 
ciclo hidrológico é normalmente estudado com maior interesse na fase 
terrestre, onde o elemento fundamental da análise é a bacia hidrográfica. A 
bacia hidrográfica é a área de captação natural dos fluxos de água 
originados a partir da precipitação, que faz convergir os escoamentos para 
um único ponto de saída, seu exutório. A definição de uma bacia hidrográfica requer 
a definição de um curso d\u2019água, de um ponto ou seção de referência ao longo deste 
curso d\u2019água e de informações sobre o relevo da região. 
Uma bacia hidrográfica pode ser dividida em sub-bacias e cada uma das sub-bacias 
pode ser considerada uma bacia hidrográfica. 
A bacia hidrográfica pode ser considerada como um sistema físico sujeito a entradas 
de água (eventos de precipitação) que gera saídas de água (escoamento e 
evapotranspiração). A bacia hidrográfica transforma uma entrada concentrada no 
tempo (precipitação) em uma saída relativamente distribuída na tempo (escoamento). 
As características fundamentais de uma bacia que dependem do relevo são: 
\u2022 Área 
\u2022 Comprimento da drenagem principal 
\u2022 Declividade 
A área é um dado fundamental para definir a potencialidade hídrica de uma bacia, 
uma vez que a bacia é a região de captação da água da chuva. Assim, a área da bacia 
multiplicada pela lâmina precipitada ao longo de um intervalo de tempo define o 
volume de água recebido ao longo deste intervalo de tempo. A área de uma bacia 
hidrográfica pode ser estimada a partir da delimitação dos divisores da bacia em um 
mapa topográfico. 
Capítulo 
2 
O 
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 8
Um exemplo de bacia delimitada é apresentado na Figura 2. 1. A bacia delimitada 
corresponde à bacia do Arroio Quilombo, próximo a Lomba Grande e Novo 
Hamburgo, até a seção que corresponde a ponte da estrada vicinal indicada no mapa. 
O divisor de águas apresentado como uma linha pontilhada separa as regiões do 
mapa em que a água da chuva vai escoar até a seção da ponte das regiões em que a 
água da chuva não vai escoar até esta seção. O divisor de águas passa, em geral, pelas 
regiões mais elevadas do entorno do Arroio Quilombo e de seus afluentes, mas não 
necessariamente inclui os pontos mais elevados do terreno. O divisor de águas 
intercepta a rede de drenagem em apenas um ponto, que corresponde ao exutório da 
bacia (no exemplo é a seção da ponte). 
 
Figura 2. 1: Exemplo de uma bacia hidrográfica delimitada sobre um mapa topográfico. 
A área da bacia pode ser medida através de um instrumento denominado planímetro 
ou utilizando representações digitais da bacia em CAD ou em Sistemas de 
Informação Geográfica. 
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O comprimento da drenagem principal é uma característica fundamental da bacia 
hidrográfica porque está relacionado ao tempo de viagem da água ao longo de todo o 
sistema. O tempo de viagem da gota de água da chuva que atinge a região mais 
remota da bacia até o momento em que atinge o exutório é chamado de tempo de 
concentração da bacia. 
A declividade média da bacia e do curso d\u2019água 
principal também são características que afetam 
diretamente o tempo de viagem da água ao longo 
do sistema. O tempo de concentração de uma bacia 
diminui com o aumento da declividade. 
A equação de Kirpich, apresentada abaixo, pode ser utilizada para estimativa do 
tempo de concentração de pequenas bacias: 
385,03
57 \u239f\u239f\u23a0
\u239e
\u239c\u239c\u239d
\u239b
\u2206\u22c5= h
Ltc 
onde tc é o tempo de concentração em minutos; L é o comprimento do curso d\u2019água 
principal