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DISCIPLINA – RECURSOS HÍDRICOS SUPERFICIAIS PROFª LÍVIA CASTELLO BRANCO •O Ciclo hidrológico O Ciclo hidrológico o é o principal unificador fundamental de tudo o que se refere a água no Planeta. Todos os dias, os raios solares destilam grande quantidade de água que retorna à superfície sob forma de chuva. O volume de chuva que recai sob o solo é proporcionalmente maior do que sobre os oceanos fornecendo um suprimento contínuo de água doce. O ciclo hidrológico responde por aproximadamente metade da energia solar absorvida pela superfície terreste. Esse ciclo compõe-se de precipitação, evaporação, transpiração, infiltração, percolação e drenagem. A velocidade de deslocamento e transformação de cada um dos componentes desse ciclo variou nas diferentes eras geológicas. Além disso, a distribuição da água no planeta Terra não é homogênea. Embora o ciclo hidrológico seja único para todo o planeta, o volume de cada um de seus componentes varia nas diferentes regiões do planeta e por bacia hidrográfica (Pielou, 1998). Fluxos subterrâneos de água também variam, dependendo do tipo e velocidade da recarga, o que interfere na descarga dos rios. Processos físicos - 1 • Evaporação: passagem da água do estado líquido para o estado de vapor • Condensação: resfriamento do vapor e passagem para o estado líquido • Precipitação: quando a condensação é tão grande que o ar não consegue mais comportar vapor • Infiltração: percurso da água, após a precipitação, pelos poros contidos no solo • Transpiração: processo em que as plantas captam continuamente a água do solo tornando-a disponível para a evaporação • Evapotranspiração: provém da transpiração e respiração de todos os seres vivos, assim como da própria evaporação da água em oceanos, rios, lagos etc. Processos físicos - 2 Processos físicos - 3 • Escoamento: ultrapassada a capacidade de infiltração do solo, a água começa a se movimentar na superfície do terreno, da parte mais alta para a mais baixa – O escoamento resulta da ação da força da gravidade • Capacidade de campo: capacidade de infiltração de água no solo A água que chegou a um ponto mais abaixo das raízes pode continuar seu movimento descendente até chegar a um lugar onde não há mais poros vazios. Essa região onde todos os poros estão saturados de água é chamada de lençol freático, sendo a água subterrânea de mais fácil acesso. Capacidade de infiltração de água no solo Mas a água pode continuar descendo até encontrar uma rocha, penetrar por suas fendas e ir parar em locais de acesso difícil e dispendioso embaixo das rochas impermeáveis. Esses são os chamados lençóis cativos ou aquíferos confinados. Muitas vezes, devido à conformação topográfica ou a rachaduras nas rochas, os lençóis freáticos e até mesmo os cativos afloram na superfície e formam os chamados olhos d’água, minas ou fontes. Alguns riachos são formados por essas minas. Parte da água subterrânea pode aflorar no mar. Considerações O Ciclo hidrológico é implusionado pela energia da radiação solar, pela ação dos ventos, pela interação dos oceanos com a atmosfera e pela evaporação a partir das massas de águas continentais e oceânicas. As reservas de águas superficiais estão distribuídas de forma desigual na Terra e as águas subterrâneas são potencial importante de suprimento explorado em determinadas regiões. O ciclo global da água, depende de fontes naturais de energia e tem por outro lado considerável influência no balanço de energia da atmosfera e na superfície do continente. A circulação na atmosfera e na hidrosfera tem efeito relevante no ciclo global da água, e as correntes marinhas modificam sobremaneira a temperatura da superfície do oceano, produzindo alterações em evaporação e precipitação. Ao longo da história da humanidade, os ciclos hidrológicos e a distribuição quantitativa do armazenamento de água superficial e subterrânea foram se alterando. As interferências humanas no ciclo hidrológico são: construção de reservatórios para diversos fins; • construção de canais e transposição de águas entre bacias hidrográficas; • uso excessivo de águas subterrâneas e depleção de aqüíferos; • desmatamento que interfere na recarga de aqüíferos; • aumento da erosão e assoreamento de rios, lagos, áreas alagadas e as nascentes; • remoção de áreas alagadas, o que interfere nos sistemas de regulação de drenagem; • aumento do transporte de água para abastecimento público. ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS. CARACTERIZAÇÃO E IMPORTÂNCIA DOS ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS, AMBIENTES LÊNTICOS E LÓTICOS. Ecossistemas Aquáticos : Lagos - Aqui enquadram-se todos os ecossistemas de águas paradas, ou lênticos (de lenis, calmo); além de lagos, lagoas, temos também as represas. Rios - Além dos rios, teríamos ainda riachos e mananciais; são chamados também de lóticos (de lotus, lavado). Mares - Os mares são as regiões com a maior variedade de vida do planeta; Oceanos - cobrem 70% da superfície terrestre; Mangue - Na verdade, o correto chamar-se de manguezal e não mangue, pois a denominação vem da grande quantidade desta planta, ou seja, o mangue. Trata-se de um ecossistema pantanoso. Paredões rochosos e praias - Ambos ecossistemas são fortemente influenciados pela água do mar, seja através das marés, ou da pressão exercida pela água. Brejos e - Qualquer área que fique coberta por água doce, pelo menos em alguma época do ano é considerado um alagado; uma das espécies vegetais mais comuns neste tipo de ecossistema é a Taboa. Pantânos Ecossistemas Aquáticos Dulcícolas: lênticos = (águas paradas) : lagos, etc lôticos =(águas correntes) : rios, riachos Marinhos : oceano aberto, águas costeiras, estuários e baías Ecossistemas Aquáticos – Águas Doces Ambientes Lóticos (córregos e rios) - ecossistemas com água em rápido movimento: vazão (fluxo), turgidez e temperatura tem efeito direto e indireto sobre a flora e fauna. Alto curso • escoamento rápido sobre rochas ou troncos (superfície irregular), alta turbulência baixa temperatura, sombra (nível alto de O2), remoção de pequenas partículas (leito com cascalhos e rochas) • dominância de algas, musgos (perifíton) e invertebrados Baixo curso • curso sinuoso e lento, leito coberto com silte, plantas aquáticas enraizadas e fitoplâncton (plantas flutuantes, algas) • Exposição direta ao sol (alta temperatura, baixo O2 dissolvido), água "turva“ (material particulado em suspensão): espécies tolerantes, que se alimentam no leito do rio e invertebrados escavadores • Cadeia alimentar depende de detritos (matéria orgânica proveniente de áreas rio acima ou das margens) Ecossistemas Aquáticos – Águas Doces Ambientes lênticos – ecossistemas com água em movimento lento (lagos e reservatórios): vazão muito mais lenta, fundo coberto por silte, argila ou matéria orgânica. Zona litoral: próxima às margens, plantas aquáticas enraizadas Zona eufótica (água aberta, fótica ou limnética): água quente, penetração de luz, domínio do fitoplâncton, cadeia alimentar baseada no fitoplâncton (+ entrada adicional por detritos) Zona profunda (abaixo da zona eufótica): água fria, espécies dependem de oxigênio e alimentos produzidos nas zonas superiores. • Mudanças físicas sazonais: seqüência de "blooms" (floração) no fitoplâncton (espécie de alga altamente produtiva e abundante durante um certo período, seguida por outras espécies): poluição (nutrientes)pode potencializar o processo • Mudanças menos pronunciadas no zooplâncton (animais flutuantes) herbívoro: resposta em função da quantidade de fitoplâncton, controle da sua abundância (coloração verde). Ecossistemas Aquáticos – Águas Doces RIOS E CÓRREGOS Caracterizados por águas correntes ( sistemas lóticos) e contínuo transporte de materiais e organismos até a sua foz. ÁREAS ALAGADAS ( WETLANDS) regiões inundadas ou saturadas por água advindaa de fontes superficiais (rios e lagos) e /ou subterrâneas. LAGOS E RESERVATÓRIOS Caracterizados por águas de reduzida velocidade ( sistemas lenticos) e contínuo transporte de materiais e organismos até a sua foz. São sinonimos?. Fatores: Tempo/ Processos físicos/químicos e biológicos Fatores Abióticos em Ecossistemas Aquáticos Propriedades da água • elevada constante dielétrica, calor específico, tensão superficial, pH e absorção de radiação (temperatura) Gases dissolvidos • oxigênio (O2) - temperatura, agitação, natureza e abundância de organismos • gás carbônico (CO2) - altamente solúvel à dissolvido (0,2 cm²/L), carbonatos/ bicarbonatos • fotossíntese, pH • Metano (CH4) - decomposição anaeróbica (pântanos) • Hidrogênio sulforado (H2S) - água estagnada, esgoto Sais Minerais • água doce: até 0,5gr/L àbicarbonato de cálcio (60-85%), sulfatos • água do mar: 35g/L à cloreto de sódio (77%), sulfatos, carbonatos • P e N: concentração variável, depende do ambiente físico (geologia, solos) e da ação humana na bacia hidrográfica. Ecossistemas à oligotrófico: profundo, O2 alto, produtividade baixa à eutrófico: pouco profundo, produtividade alta, pouco O2 à distrófico: rico em ácidos úmidos, ácido e escuro ÁGUAS EUTRÓFICAS E OLIGOTRÓFICAS A água com uma elevada concentração de nutrientes se denomina eutrófica, e aquela com baixa concentração de nutrientes, oligotrófica. Estes termos são úteis quando se descrevem ecossistemas de lagoas. TABELA 1 Distribuição do suprimento renovável de água por região do planeta Região Média anual Drenagem (km3)a Porcentagem da drenagem global Porcentagem da população global (%) Percentagem estável África Ásia Europa América do Norte América do Sul Oceania União Soviética Total mundial 4.225 9.865 2.129 5.960 10.380 1.965 4.350 38.874 11 26 5 15 27 5 11 100 11 58 10 8 6 1 6 100 45 30 43 40 38 25 30 36 TABELA 1 Distribuição do suprimento renovável de água por região do planeta Fonte: Unesco 2003,apud Tundisi, (2006). Países com mais água m³/hab Países com menos água m³/hab 1º Guiana Francesa 812.121 Kuwait 10 2º Islândia 609.319 Faixa de Gaza 52 3º Suriname 292.566 Emirados Arabes Unidos 58 4º Congo 275.679 Ilhas Bahamas 66 25º Brasil 48.314 RECURSOS HÍDRICOS NOS RIOS - Volume por Continente (km3) Os dados fornecidos pelas agências internacionais que tratam dos recursos hídricos indicam: . 70% dos dejetos industriais nos países em desenvolvimento são despejados diretamente nos corpos d’água, sem qualquer tipo de tratamento. Estima-se que 2 milhões de toneladas de dejetos humanos são despejados diariamente nos rios, na forma de esgoto bruto; cerca de 1/5 da humanidade vive em locais nos quais o uso a água excede os níveis mínimos Usos da água De acordo com dados da Organização das Nações Unidas para a alimentação e a Agricultura (FAO) e da Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura (Unesco), há evidências de que atualmente cerca de 54% da água doce acessível contida em rios, lagos e aquíferos já esteja sendo utilizada pela sociedade. Em termos globais, 70% dessa água destina-se à irrigação das lavouras, 22% é usada pela indústria e 8% destina-se aos diversos usos domésticos. Ciclo hidrológico: a ocorrência da água na natureza características das águas naturais, elementos. Industrial 22 41 24 4 8 34 Agrícola 70 51 58 90 86 52 Consumo de água no mundo Mundo Am. NC Am. Sul África Ásia Europa Doméstico 8 8 14 6 6 18 TABELA 1 Ciclo hidrológico: a ocorrência da água na natureza, características das águas naturais, elementos. Região Irrigação Indústria Doméstico/ municipal África 127,7 7,3 10,2 Ásia 1.388,8 147,0 98,0 Austrália – Oceania 5,7 0,3 10,7 Europa 141,1 250,4 63,7 Américas do Norte e Central 248,1 235,5 54,8 América do Sul 62,7 24,4 19,1 Total mundial Percentagem do total mundial 2.024,1 68,3 684,9 23,1 256,5 8,6 TABELA 2 Usos múltiplos da água por região do planeta (km3) – 1995 Fonte: Raven et al., 1998,apud Tundisi, (2006). consumo recomendado • 80 litros/hab/dia... – Madagascar: 5,4 litros/ hab/dia – E.U.A.: 5123 litros/ hab/dia – Brasil 674 litros/ hab/dia Disponibilidade da água no Brasil • O Brasil é um país privilegiado no que diz respeito à quantidade de água. • Porém, sua distribuição não é uniforme em todo o território nacional. • Cerca de 47% dos recursos hídricos do planeta estão na América do Sul; • Grande parte concentrada no Rio Amazonas, o maior rio do mundo em extensão e volume d’água, que corta seis países: Brasil, Peru, Equador, Colômbia, Venezuela e Bolívia. Floresta amazônica O Brasil possui cerca de 13 % da água doce disponível no mundo 73% está na bacia Amazônica 27% no resto do país Atendem 95% da população Atendem 5 % da população GESTÃO DAS ÁGUAS - HISTÓRICO • FIM DO SÉCULO IX – PREOCUPAÇÃO COM OS RECURSOS HIDRICOS RESTRINGIA-SE SOMENTE: • ATENDIMENTO ÀS PRIMEIRA NECESSIDADES • NAVEGAÇÃO. • AGRICULTURA DE FORMA LIMITADA. DESENVOLVIMENTO INDUSTRIAL NA SEGUNDA METADE DO SÉCULO XIX • DEMANDA CRESCENTE DE ÁGUA. • ATIVIDADES PRODUTIVAS (MINERAÇÃO, INDUSTRIA, AGRICULTURA IRRIGÁVEL) • FINAL DO SÉCULO XIX – MÁQUINAS ELÉTRICAS. - FORÇA HIDRÁULICA - HIDROELETRICIDADE – ORIGINANDO UM NOVO GRANDE USUÁRIO DE ÁGUA. RESULTANTE DESSE QUADRO: • ESCASSEZ. • POLUIÇÃO DOS RECURSOS HIDRICOS. • CONFLITOS ENTRE USUÁRIOS DE ÁGUA. • INTERVENÇÕES ESTRUTURAIS MAIS ROBUSTAS: • - OBRAS DE RESERVAÇÃO • - CAPTAÇÃO. • - PURIFICAÇÃO. • - DISTRIBUIÇÃO. • NOVAS TECNOLOGIAS PARA AUMENTAR A OFERTA DE ÁGUA. GESTÃO DE RECURSOS HIDRICOS • AINDA INSUFICIENTE, TORNOU-SE NECESSÁRIO: • GERENCIAR ESSA OFERTA. • RACIONALIZAR O CONSUMO. • SOLUÇÃO: • PLANEJAR E APROVEITAR OS RECURSOS HIDRICOS DE FORMA GLOBAL, A PARTIR DO QUE SE CONVENCIONOU CHAMAR SISTEMA DE GESTÃO DE RECURSOS HIDRICOS (SGRHI). GESTÃO DE RECURSOS HIDRICOS• OS SGRHI’S EVOLUIRAM DE FORMAS DIFERENTES NO MUNDO, DE ACORDO COM AS CONDIÇÕES HIDROLÓGICAS DE CADA PAÍS. • EVOLUÇÃO DA POLITICA DE GESTÃO DE ÁGUA: • 1ª FASE – DE ACORDO COM AS NECESSIDADES (INUNDAÇÕES, SECAS, NAVEGABILIDADE, ENERGIA ELÉTRICA, ABAST. DOMÉSTICO). GESTÃO DE RECURSOS HIDRICOS • 2ª FASE – MAIS RIGOR DEVIDO AO AUMENTO DE DEMANDA, DA POLUIÇÃO DAS ÁGUAS. • AS NECESSIDADES AGRÍCOLAS E INDUSTRIAIS CRESCERAM. • 3ª FASE – INTENSIFICA-SE O PROCESSO DA FASE ANTERIOR, RESSALTANDO-SE: - QUALIDADE DA ÁGUA. - NECESSIDADE DE PLANEJAMENTO GLOBAL. - COORDENAÇÃO DO APROVEITAMENTO DOS RH. GESTÃO DE RECURSOS HIDRICOS • PERSPECTIVA GLOBAL – SE TRADUZ NA CONSIDERAÇÃO DA BACIA HIDROGRÁFICA COMO: - UNIDADE ESPACIAL DE GESTÃO. • - IMPLANTAÇÃO DE UMA ESTRUTURA POLITICO- INSTITUCIONAL. • OBJETIVO: OTIMIZAÇÃO EM QUANTIDADE E QUALIDADE DO USO DA ÁGUA. MODELOS DE GERENCIAMENTO DE RECURSOS HIDRICOS – VÁRIOS MODELOS AGRUPADOS EM DUAS GRANDES FORMAS: • PRIMEIRO MODELO – MODELO DE MERCADO DE ÁGUA. • QUANDO HÁ ESCASSEZ DE ÁGUA – MERCADO LIVRE COM PEQUENA PRESENÇA DO ESTADO. • SEGUNDO MODELO – MODELO DE GESTÃO NEGOCIADA. • GESTÃO REALIZADA PELO ESTADO, COMPARTILHADA COM USUÁRIOS DE RECURSOS HIDRICOS E A SOCIEDADE CIVIL ORGANIZADA. • GESTÃO MODERNA – NO ÂMBITO DA BACIA HIDROGRÁFICA, COM INTRODUÇÃO DE INSTRUMENTOS ECONOMICOS E REGULATÓRIOS.
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