HIDROLOGIA NA AGRONOMIA

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ESTADO DE MATOGROSSO
SECRETARIA DE ESTADO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA
	UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATOGROSSO		
CAMPUS DE NOVA XAVANTINA
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS, BIOLÓGICAS E SOCIAIS APLICADAS
CURSO DE AGRONOMIA
HIDROLOGIA NA AGRONOMIA
 
 TAYSSA FLORES
Trabalho apresentado à disciplina de Hidráulica do curso de Agronomia da Universidade do Estado de Mato Grosso - Campus de Nova Xavantina, como requisito parcial para a obtenção da aprovação da disciplina de Hidráulica, com a orientação da Profª. Drª. Alessandra Conceição de Oliveira.
NOVA XAVANTINA – MT
 JUNHO - 2016
ESTADO DE MATOGROSSO
SECRETARIA DE ESTADO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATOGROSSO
CAMPUS DE NOVA XAVANTINA
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS, BIOLÓGICAS E SOCIAIS APLICADAS
CURSO DE AGRONOMIA
HIDROLOGIA NA AGRONOMIA
Trabalho apresentado à disciplina de Hidráulica do curso de Agronomia da Universidade do Estado de Mato Grosso - Campus de Nova Xavantina, como requisito parcial para a obtenção da aprovação da disciplina de Hidráulica, com a orientação da Profª. Drª. Alessandra Conceição de Oliveira.
 
 
 
 NOVA XAVANTINA - MT
 JUNHO- 2016
LISTA DE FIGURAS
Figura 01. Os percentuais de água doce de cada uma das fontes do planeta...........................11
Figura 02. Ciclo Hidrológico...................................................................................................12
1. INTRODUÇÃO
 A água doce é um recurso natural, indispensável à vida, ao bem estar e ao desenvolvimento econômico, que cada vez, mas tem se tornado, escasso na natureza, devido a fatores como o crescimento populacional, aumento da demanda ou pela redução de oferta, poluição dos mananciais e pelo uso indiscriminado. Na atualidade, o uso racional dos recursos hídricos trata-se de um dos maiores desafios para o desenvolvimento de um país, principalmente quando ocasiona conflitos de aumento de demanda, ou seja, entre usos e usuários da água, a qual passa a ser escassa e vista como um bem econômico sendo atribuído o justo valor (SETTI, 2001).
A hidrologia pode ser definida como a ciência que estuda as águas da terra, desde sua ocorrência, circulação e distribuição, propriedades químicas e físicas e sua relação com o meio ambiente, até a sua relação com a vida. No século 19, deu-se inicio aos estudos sobre medições de precipitações e vazões, porém, somente depois de 1950 os estudos hidrológicos apresentam avanços significativos (UFRJ, 2016).
No entanto, a hidrologia possui muitos aspectos em comum com a geologia, meteorologia, geografia, ecologia, agronomia e engenharia ambiental, por isso pode ser compreendida tanto como ciência quanto ramo de engenheira, utilizando como base os conhecimentos de física, hidráulica e estatística. Outras ciências como a meteorologia, a climatologia, a oceanografia e a glaciologia, também tratam de estudar o comportamento da água em diferentes fases, mas apenas a hidrologia estuda os processos do ciclo hidrológico da água em contato com os continentes, por essa razão se difere das demais (UFAL, 2016). 
De acordo com Silva & Mello (2016), a hidrologia pode ser dividida em: hidrometeorologia (estudo da água na atmosfera), hidrogeologia (estudos das águas subterrâneas) e hidrologia de superfície (estudo das águas superficiais) dividindo-se em: liminologia (estudo d’ água em lagos e reservatórios), e potamologia (estudo da água em arroios e rios).
O Estado de Mato Grosso vem desenvolvendo ações conjuntas com a sociedade, relacionadas ao uso sustentável dos recursos hídricos e seu gerenciamento, para conter os impactos produzidos pela rápida evolução do agronegócio, crescimento da população e ampliação das atividades industriais e prestação de serviços. A agropecuária é a atividade que, mas consome água cerca de 70%, este fato pode ser relacionado ao ritmo intenso de desmatamento da região de nascentes, gerando novas fronteiras agrícolas de modo a expandir as áreas com monoculturas, intercaladas com a pecuária extensiva contribuindo diretamente para problemas como: degradação de bacias ou sub-bacias hidrográficas; o assoreamento dos leitos; redução da oferta de água em qualidade e quantidade; enriquecimento das águas subterrâneas com nutrientes minerais, contaminação com produtos químicos e das águas subterrâneas; aumento de conflito no uso da água para irrigação entre outros (SILVINO, 2009).
2. HISTÓRICO DA HIDROLOGIA
Alguns fatos marcantes da hidrologia na humanidade são citados abaixo (UFPB, 2016):
Diversos autores citam registros de que no Egito Antigo, na época dos faraós, existiram obras de irrigação e drenagem. Também na Mesopotâmia, na região conhecida como Crescente Fértil, entre os rios Tigres e Eufrates, a água já era usada para irrigação.
Os filósofos gregos são considerados os primeiros a estudar a hidrologia como ciência. Por exemplo, Anaxágoras, que viveu entre 500 e 428 a. C, tinha conhecimento de que as chuvas eram importantes na manutenção do equilíbrio híbrido na Terra.
Mas apenas na época de Leonardo da Vinci é que o ciclo hidrológico veio a ser mais bem compreendido. Um fato relevante foi realizado por Perrault, no século 17, que analisou a relação precipitação-vazão, comparando a precipitação com dados de vazão. 
No século 19 dá-se o início de mediações sistemáticas de vazão e precipitação;
Até a década de 30, prevalece o empirismo, procurando descrever os fenômenos naturais, enquanto até a década de 50 é predominante o uso de indicadores estatísticos dos processos envolvidos;
Com o advento do computador em conjunto com o aprimoramento de técnicas estatísticas e numéricas, deu-se um grande avanço na hidrologia. Foram 
Desenvolvidos modelos precipitação-vazão e avanços na hidrologia estocástica. O escoamento subterrâneo, a liminologia e a modelação matemática de processos constituem outros desenvolvimentos importantes.
Abaixo são citados quatro pesquisadores que iniciaram os estudos experimentais da hidrologia (IPEF, 2016):
JONH & DANIEL BERNOULLI (	pai e filho) desenvolveram a relação:
v = , ou seja
a velocidade de fluxo de um líquido é igual a raiz quadrada da carga hidráulica, equação básica na Hidráulica;
HENRI PITOT: realizou uma série de experimentos para avaliar a medição da velocidade de escoamento da água em diferentes partes da secção transversal de um rio. Inventou também o tubo de Pitot, até hoje muito utilização para a medição da velocidade de fluídos;
VENTURI: desenvolveu métodos da medição da velocidade do escoamento através de dispositivo (calhas de Venturi);
CHEZY: verificou que a velocidade de um rio varia com a declividade do canal e desenvolveu uma fórmula para relacionar a declividade com a velocidade, até hoje muito usada;
 Perante os fundamentos da ciência hidrológica destacam-se os seguintes trabalhos (IPEF, 2016):
JHON DALTON: além de experimentos sobre a infiltração com lisímetros , vazão e origem de nascentes , era muito interessado no processo de evaporação, e acabou descobrindo a lei das pressões parciais, que leva o nome:
E = c (es - ed)
Onde: E= evaporação
c= constante 
es = pressão de saturação de vapor
ed= pressão atual de vapor
HENRY DARCY: após inúmeros e cansativos experimentos, descobriu a lei do fluxo da água subterrânea – a Lei de Darcy:
Qs = k(θ).i.A
onde: Q= fluxo de água subterrânea
k (θ) = condutividadehidráulica
i= gradiente hidráulico
A= área de seção transversal por onde flui a água 
Grandes hidrólogos desenvolveram análises racionais, ao invés de empíricas, para a solução de problemas hidrológicos dentre os mesmos destacam-se:
SHERMAN: hidrógrafa unitária.
HORTON: teoria da infiltração.
THEIS: hidráulica de poços.
GUMBEL: análise de frequência.
3. APLICAÇÃO DA HIDROLOGIA
No entanto as aplicações da hidrologia vão desde projetos de obras hidráulicas até atividades associadas às questões ambientais, tais como:
Fornecimento de subsídios técnicos para escolha adequada de fontes de abastecimento de água para uso doméstico e industrial, por meio de parâmetros associados à qualidade e quantidade de água disponível; 
Projeto e construção de obras hidráulicas (projetos de drenagem e barragens) e fixação de dimensões de obras de arte como pontes, bueiros, e galerias pluviais, por meio da geração de informações com base na aplicação de modelos chuva-vazão às bacias de contribuição;
Estudo das características químicas, biológicas e comportamentais, como condições de alimentação, escoamento natural e oscilação temporal da profundidade do lençol freático;
Auxiliar nos projetos de irrigação na escolha do manancial e estudos de evaporação e infiltração de água no solo;
Regularização de cursos d’ água e controle de inundações por meio de estudos de variação de vazão, previsão de vazões máximas e áreas de inundação;
Controle de poluição, por meio da análise da capacidade de recebimento de corpos receptores dos efluentes de sistemas de esgotos, gerando informações sobre vazões mínimas de cursos d’ água, capacidade de reaeração e velocidade de escoamento;
Estudos de erosão, fornecendo subsídios para estimativas de perdas de solo como, intensidade de precipitação, escoamento em bacias hidrográficas e proteção por meio da implantação de vegetação e dimensionamento de canais divergentes, bacias de contenção em estradas e terraços de infiltração e escoamento;
Obtenção de dados e estudos sobre construção e manutenção de canais para navegação;
Aproveitamento hidrelétrico por meio da geração de informações sobre vazões máximas, médias e mínimas de cursos d’água visando às avaliações técnico-financeiras do projeto;
 Verificação da necessidade de reservatórios de acumulação e determinação dos elementos necessários à execução do projeto, como informações de bacias de contribuição, volumes armazenáveis e perdas por evaporação e infiltração;
Recuperação e preservação do meio ambiente bem como preservação e desenvolvimento da vida aquática;
Planejamento e gerenciamento de bacias de hidrográficas, fornecendo informações sobre os principais parâmetros hidrológicos.
Contudo pode-se observar que a hidrologia é uma ciência de aplicação essencial para projetos de obras civis e também para estudos ambientais, por meio do monitoramento do ciclo hidrológico dos ecossistemas de interesse.
4. APLICAÇÃO DA HIDROLOGIA NA ENGENHARIA
A construção de obras hidráulicas se torna necessária, levando em conta que o recurso natural da água nem sempre se encontra no local oportuno e no momento oportuno. O objetivo das obras hidráulicas é aproximar o recurso dos usuários, ou seja, em casos de seca e escassez em determinadas regiões do país, são relevantes às construções de barragens, canais, aquedutos, redes de distribuição de água e sistemas de irrigação, de forma que a água possa ser levada até os locais que sofrem pela falta da mesma. Exceto nos locais que sofrem com inundações, as obras hidráulicas devem proteger a população dos efeitos devastadores das ondas cheias, através da delimitação da planície de inundação, criando obras de defesa e drenagem, tanto urbana quanto rural (TASSI; COLLISCHONN, 2016).
O engenheiro em geral é responsável por fornecer informações precisas de (níveis, velocidade, sedimentos, entre outros), introduzindo o conceito de probabilidade e risco de ocorrência de eventos, os sistemas de irrigação tem na hidrologia o seu elemento básico, devem ser projetados visando reduzir os processos de erosão nos solos agrícolas, dessa forma contribuindo para a recuperação de terras, promover estudos direcionados a poluição dos cursos d’ água por defensivos agrícolas (TASSI; COLLISCHONN, 2016).
5. INSTITUIÇÃO DA GESTÃO DE RECURSOS HÍDRICOS
		
No Estado de Mato Grosso, os corpos d’ água de acordo com sua localização, estão sob domínios distintos, tanto da União quanto do Estado. Portanto confere uma legislação restrita e específica referente ás políticas de gerenciamento dos recursos hídricos do estado conforme previsto na Lei 9.433/1997 (SILVINO, 2009).
De acordo com a Ana (2016), a Lei das Águas, a Política Nacional de Recursos Hídricos possui seis fundamentos. A água é considerada um bem de domínio público e um recurso natural limitado, dotado de valor econômico. O instrumento legal prevê, ainda que a gestão dos recursos hídricos deva proporcionar os usos múltiplos das águas, de forma descentralizada e participativa, contando com a participação do poder publico, dos usuários e das comunidades. A lei prevê também que em situações de escassez o uso prioritário da água se destina ao consumo humano e para a dessedentação de animais. Outro regulamento é o de que a bacia hidrográfica é a unidade de atuação do Singreh (Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos) e de implementação da política Nacional dos Recursos Hídricos. 
Mato Grosso é considerado um estado produtor e exportador de água, devido à riqueza em recursos hídricos e a configuração de sua rede hídrica, visto que os rios que partem de seu território atingem outros estados e países tais como Bolívia e Paraguai e com raras exceções, os rios que drenam seu território não recebem contribuição das regiões de entorno. Contudo esta condição obriga o estado ao efetivo gerenciamento dos recursos hídricos (SILVINO, 2009).
6. IMPORTÂNCIA DA ÀGUA
De acordo com a Organização Mundial das Nações Unidas (ONU), nos últimos 50 anos o consumo mundial de água doce dobrou, atualmente corresponde à metade de todos os recursos hídricos acessíveis. A exploração dos recursos hídricos tem sido a chave para o desenvolvimento de muitos países ao longo dos anos, sobretudo sua aplicação vem sendo destinada na agricultura, abastecimento humano e animal, geração d energia, indústria e transporte. Porém as grandes demandas de tal recurso por estes setores tem resultado na degradação das fontes naturais, das quais o mundo depende. Por está razão o ciclo da água tem sido alterado ou interrompido em regiões muito artificiais, como as mega cidades (STUDART, 2016).
Diversos autores tais como, (SOFFIAT, 1992; GRUN, 1996; CARVALHO, 2004; LOUREIRO, 2004; GUIMARÃES, 2004, 2006) retrataram a crise degrada na visão de mundo centrada em que os recursos naturais jamais serão extintos. No modo de desenvolvimento escolhido pela sociedade e suas relações atuais com o ambiente (JACOB, 1999, 2005).
Figura 02. Os percentuais de água doce de cada uma das fontes do planeta.
Fonte: (SILVA & MELO, 2016).
A gestão da água é uma necessidade, e entra em um consenso geral. Hoje a hidrologia ressurge como uma ferramenta indispensável para esta finalidade, justamente por ser a ciência que trata dos processos naturais que dão base aos projetos de suprimento de água. Portanto somente a hidrologia pode determinar como e quanto o ciclo hidrológico pode ser modificado pelas atividades humanas (STUDART, 2016).
Principais exemplos de falta de conhecimentos da Hidrologia referentes à sociedade moderna (STUDART, 2016):
Construções nas planícies aluviais de rios;
Reservatórios superdimensionados;
Problemas de drenagem urbana;
Perfuração de poços secos em regiões cristalinas;
Construção e reservatórios pouco profundos em regiões com altas taxas de evaporação;
Problemas de salinização de solos em projetos de irrigação em regiões áridas e semi- áridas. 
7. O CICLO HIDROLÓGICO
Segundo Lima (1986), o ciclo hidrológico representa o movimento da água no meio físico.A água pode estar no estado gasoso, líquido ou sólido, dentro do ciclo hidrológico, podendo distribuir-se tanto na superfície e superfície da Terra como na atmosfera. Sem ganhos ou perdas de massa no sistema, á água está em constante circulação, passando de um meio a outro e de um estado físico a outro, sempre mantendo o equilíbrio. 
Os oceanos constituem a principal fonte de água; a energia radiante provoca a evaporação da água para a atmosfera; os ventos a distribuem sobre a superfície do globo e a precipitação a traz de volta a Terra (com um movimento de água atmosférica dos oceanos para os continentes), onde ela pode ser temporariamente armazenada em solos, lagos e banquisas (Figura 01). A perda ocorre por evaporação e transpiração a partir do solo ou como fluxo líquido através de canais, rios e aquíferos subterrâneos, conduzindo a água de volta para o mar. Os principais pools de água ocorrem nos oceanos (97,3% do total para a biosfera), no gelo das calotas polares e glaciais (2,06%), como água subterrânea (0,67%) e em rios e lagos (0,01%) (BERNER & BERNER, 1987).
 Figura 01. Ciclo Hidrológico
Fonte: (EBAH, 2016).
A água pode ser encontrada na atmosfera sob a forma de vapor ou de partículas líquidas, ou com gelo ou neve. Quando as gotículas de água, formadas por condensação, atinguem determinada dimensão, precipitam-se em forma de chuva. Se na sua queda atravessam zonas de temperatura abaixo de zero, pode haver formação de partículas de gelo, dando origem ao granizo. No caso de a condensação ocorrer sob temperaturas abaixo do ponto de congelamento, haverá a formação de neve (PINTO et al., 1976).
Quando a condensação se verifica diretamente sobre uma superfície sólida, ocorrem os fenômenos de orvalho ou geada, conforme se dê a condensação em temperaturas superiores ou inferiores a zero grau centrifugado. Entretanto, parte da precipitação não chega atingir o solo, devido à evaporação durante a própria queda ou porque fica retida pela vegetação. A essa ultima perda (com relação ao volume que atinge o solo) recebe o nome de interceptação (PINTO et al., 1976).
O volume que atinge o solo, parte se infiltra nele, parte escoa sobre a superfície e parte se evapora, quer diretamente, quer através das plantas, no fenômeno conhecido por transpiração. A penetração da água no solo desencadeia um processo denominado de infiltração. Quando a intensidade da precipitação excede a capacidade de infiltração do solo, a água se escoa superficialmente. Inicialmente são preenchidas as depressões do terreno e em seguida inicia-se o escoamento propriamente dito, procurando, naturalmente, a água os canais naturais, que vão se concentrando nos vales principais, formando os cursos dos rios, para finalmente dirigirem-se aos grandes volumes de água constituídos pelos mares, lagos e oceanos. Nesse processo pode ocorrer infiltração ou evaporação, conforme as características do terreno e da umidade ambiente da zona atravessada. A água retida nas depressões ou como umidade superficial do solo pode ainda evapora-se ou infiltrar-se (PINTO et al., 1976).
Em estado líquido, pela energia recebida do Sol ou de outras fontes, a água pode retornar ao estão gasoso, fenômeno que se denomina de evaporação. O equilíbrio do ciclo hidrológico é mantido pela evaporação. As plantas retiram umidade do solo, para viver, utilizam-na em seu crescimento e a eliminam na atmosfera sob a forma de vapor. A esse processo dar-se o nome de transpiração. Em muitos estudos, a evaporação do solo e das plantas é considerada em conjunto sob a denominação de evapotranspiração (PINTO et al., 1976).
A água se infiltra no solo movimenta-se através dos vazios existentes, por percolação e, eventualmente, atinge uma zona totalmente saturada, formando o lençol subterrâneo. O lençol poderá interceptar uma vertente, retornando a água à superfície, alimentando rios ou mesmo os próprios oceanos, ou poderá se formar entre camadas impermeáveis em lençóis artesianos. A “história” de cada gotícula de água pode variar consideravelmente, de acordo com as condições particulares com que se defronte em seu movimento. O ciclo hidrológico em seu conjunto se processa através da energia solar sua continua circulação que mantém o balanço entre o volume de água na Terra e a umidade atmosférica (PINTO et al., 1976).
8. DISPONIBILIDADE DOS RECURSOS HIDRICOS NO MUNDO
O Brasil possui em seu território 13% da água doce disponível no planeta, porém a distribuição é desigual, pois grande parte aproximadamente 81% se concentra na Amazônia, onde o índice populacional é menor representando 5% da população brasileira, consecutivamente a demanda em relação a essa população é reduzida, se comparada a outros estados da união. Apenas 2,7% dos recursos hídricos estão disponíveis nas regiões hidrográficas banhadas pelo Oceano Atlântico, no qual concentra 45,5% da população do país (ANA, 2016).
 Nas ultimas décadas, houve um aumento significativo da área irrigada no Brasil, crescendo sempre taxas superiores às do crescimento da área plantada total. Lembrando que em regiões déficit hídrico a irrigação assume papel de extrema relevância no desenvolvidos dos campos de produção. Embora aumente o consumo da água, os investimentos no setor representam um aumento substancial da produtividade e do valor da produção, diminuindo a pressão pela incorporação de novas áreas de cultivo (ANA, 2016).
Atualmente, na maioria dos países, continentes e regiões, a água consumida na agricultura é de cerca de 70% da disponibilidade total. Ações conjuntas de monitoramento para o controle da qualidade da água têm sido realizadas na América do Sul, o sistema de cooperação internacional efetiva vem se desenvolvendo na bacia do Prata (compartilhada por Chile, Paraguai, Uruguai, Argentina e Brasil), estudos conjuntos de modo a avaliar os impactos ocasionados pelos usos do solo na contaminação e degradação dos recursos hídricos e realização de programas de capacitação conjunta de gestores de recursos hídricos são algumas das atividades desenvolvidas que vem estabelecendo políticas publicas de longo para a gestão dessas bacias (TUNDISI, 2008).
A cooperação internacional tem atuado intensamente para resolução de problemas comuns de disponibilidade, demanda e escassez, outros exemplos relevantes são (TUNDISI, 2008):
Programas de cooperação internacional nos dez países que compartilham a bacia do Nilo, os quais com uma população de aproximadamente 230 milhões de habitantes têm necessidades crescentes quanto aos usos e à demanda e grandes problemas de saneamento (crescimento populacional de 3,9% ao ano).
Cooperação internacional para o gerenciamento do mar Cáspio compartilhado por cinco países. Um dos principais problemas é a exploração de petróleo e o potencial de contaminação nessa região, além da produção pesqueira que é importante economicamente. 
Cooperação internacional no rio Danúbio, cuja bacia hidrográfica é compartilhada por 10 países (principais entraves: navegação e transporte, usos da água, controle da poluição e projetos de proteção ambiental da bacia do Rio Danúbio e seus trezentos tributários). 
A gestão compartilhada dos recursos hídricos da União Européia obteve um avanço considerável, com a utilização de diretrizes que possuem os seguintes objetivos (JANSKY, 2002):
Disponibilidade de água de melhor qualidade para abastecimento humano.
Água menos poluída como parte das heranças locais e regionais e parte das ações ambientais rumo à sustentabilidade.
Disponibilidade de água de melhor qualidade em rios e lagos para utilização pública em recreação (banhos e natação).
 
De acordo com Paz (2000), alguns países enfrentaram problemas com a falta de água atualmente (Kuwait, Israel, Jordânia, Arábia Saudita, Líbia, Iraque, Bélgica, Argélia, Cabo Verde, Etiópia, Iraque, Hungria, México, Estados Unidos, França, Espanha e outros).
9. CONSIDERAÇÕES FINAIS
A Hidrologia possui um sentido amplo, mas não abrange áreas de estudo como oceanografia e hidrologiamédica. A qualidade da agricultura depende muito das condições climáticas, contudo é essencial para cada agrônomo perceber bem o papel da água nas funções fisiológicas das plantas e a função das plantas no ciclo hidrológico. Portanto somente através de conhecimento técnico o profissional terá embasamento para tomadas de decisões relacionadas à gestão dos recursos hídricos e fatores de produção, ou seja, das atividades que serão desenvolvidas e das oportunidades para promovê-las contribuindo assim para um desenvolvimento rural sustentável. 
10. REFERÊNCIAS
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