07 HIDRO Evaporacao

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Evaporação, transpiração, evapotranspiração
ƒ Evaporação (E), fenômeno físico: 
transferência para a atmosfera da água 
evaporada em superfícies (depressões, 
lagos, rios, oceanos), em solos expostos e 
interceptada pelas plantas / construções.
ƒ Transpiração (T), fenômeno fisiológico: 
transferência para a atmosfera da água 
evaporada pela transpiração das plantas, 
as quais retiram água do solo pelo sistema 
radicular. Depende da profundidade das 
raizes, tipo de vegetação, abertura dos 
estômatos.
ƒ Evapotranspiração (ET): transferência 
para a atmosfera da água evaporada pela 
transpiração das plantas juntamente com a 
água evaporada em solos expostos e 
interceptada pelas plantas. Abrange cerca 
de 70% da precipitação da Terra.
ƒ umidade relativa do ar
ƒ velocidade do vento
ƒ temperatura do ar
ƒ radiação solar
ƒ pressão barométrica
ƒ natureza e umidade de solo
ƒ natureza e idade da vegetação / folhas
ƒ área do reservatório ou lago
ƒ salinidade da água
ƒ entorno: efeito oásis
Fatores intervenientes
Umidade relativa do ar
Umidade relativa do ar (UR), expressa em porcentagem, é a razão entre a 
pressão de vapor de água do ar (e) pela pressão de saturação de vapor de água 
do ar (es), ou seja, a umidade relativa do ar expressa o conteúdo de vapor de 
água do ar em relação ao conteúdo de vapor que o ar teria se estivesse 
saturado. 
UR 0% = ar isento de vapor de água.
UR 100% = ar saturado de vapor de água.
Para haver evaporação da água: UR < 100%. Menor UR (ar mais seco), maior 
transferência de vapor de água para a atmosfera.
Maior temperatura do ar, maior pressão de saturação de vapor de água do ar (es), menor 
UR, maior transferência de vapor de água para a atmosfera.
100
se
eUR(%) ⋅=
Vento renova o ar em contato com superfícies livres, afastando 
massas de ar com umidade relativa alta.
Vento forte e turbulento transfere vapor de água rapidamente para 
alta atmosfera. Diminui a umidade relativa do ar próximo às 
superfícies livres, aumenta a velocidade (taxa) de evaporação.
Velocidade do vento
vento fraco vento forte
Medição e grandezas
GRANDEZAS: Evaporação (E) e Evapotranpiração (ET)
altura h (mm, cm, m): espessura de água E / ET em determinado intervalo de tempo. 
intensidade i (mm/dia, mês, ano): altura de água E / ET por unidade de tempo.
vazão Q (m3/s): volume da água E / ET por unidade de tempo.
Evaporação (E)
Evapotranspiração (ET)
ƒ Aço/ferro galvanizado cor alumínio
ƒ Altura plataforma madeira: 15 cm
ƒ Forma: circular
ƒ Diâmetro: 121,5 cm
ƒ Profundidade: 25,4 cm
ƒ Nível de água: 5,0 e 7,5 cm
ƒ Água do reservatório mais fria que 
a água do Tanque Classe A 
ƒ Fator Ft relaciona evaporação do 
reservatório c/ Tanque Classe A
ƒ Fator Ft: entre 0,6 e 0,8
Tanque Classe A
tFEE ⋅= tanqueioreservatór
Reservatório de Ilha Solteira
UHE Assuã, Rio Nilo, Egito
• Deserto do Saara
• Área do reservatório: 5 250 km2
• Evaporação: 15% da vazão regularizada
Entorno: efeito oasis
UHE Sobradinho, Rio São Francisco, Brasil
• Semi-árido da Bahia
• Área do reservatório: 4 214 km2
• Evaporação: 9,7% da vazão regularizada (200 m3/s)
Calcule a vazão efluente média anual (m3/s) e a redução da vazão 
afluente média anual (%) de um reservatório, dados: a vazão afluente 
média anual 34 m3/s, área inundada média anual 5000 ha, evaporação 
anual do Tanque Classe “A” 1500 mm, fator do tanque Classe “A” 0,7.
Questão 1
t
VQ = tQV ⋅=
hAV ⋅=
Q - vazão (m3/s)
V - volume (m3)
t - tempo (s = 3,15360 10-7 ano)
ano = 365 x 24 x 3 600 s = 3,15360 107 s
A - área (m2 = 1,0 10-4 ha)
ha = 10 000 m2 = 1,0 104 m2
h - altura (mm = 10-3 m)
E - evaporação anual (mm = 10-3 m)
VE - volume evaporado (m3)
Ft - fator do tanqueEAVE ⋅=
Vazões médias são utilizadas em dimensionamento de 
sistemas de abastecimento de águas e de usinas hidrelétricas.
ta Q)
3m(aV ⋅=
 
(s)71015360,3
)3(m71025,5) - 3 (m710 22,107 eQ ⋅
⋅⋅=
ano (s)
EVaV
t(s)
)3(meV/s)3 (meQ
−==
Qa - vazão aflulente
Qe - vazão eflulente
QE - vazão evaporada
Va - volume afluente
Ve - volume efluente 
VE - volume evaporado
A - área
E - evaporação anual
(s)710 x15360,3 /s) 3 (m34 aV ⋅= 3m710 22,107 aV ⋅=
 E A)3m(VE ⋅= (m)7,0500,1)2(m710 0,5 EV ⋅⋅⋅= 3 m710 x 25,5 EV =
ano (s)
EVaV/s)3 (meQ
−= /s3 m34,32 eQ =
eQaQ/s)
3 (mEQ −= )/s3m( 34,32)/s3m( 00,34 EQ −= /s
3 m66,1 EQ =
Questão 1
100
)/s3m( 00,34
)/s3m( 66,1
 a Q.dRe ⋅= %9,4 a Q.dRe =100 (%)a Q.dRe
a
E
Q
Q ⋅=
ano (s)
E A 
t(s)
)3(mEV/s)3 (mEQ
⋅==
(s)10 15360,3
) (m10 25,5/s)(mQ 7
37
3
E ⋅
⋅=
/s)3(m66,1/s)3 (m00,34 eQ −=
Qa - vazão aflulente
Qe - vazão eflulente
QE - vazão evaporada
VE - volume evaporado
A - área
E - evaporação anual
Questão 1
/sm66,1/s)(mQ 33E =
/sm 32,34 Q 3e =EQaQ/s)3 (meQ −=
 E A)3m(VE ⋅= (m)7,0500,1)2(m710 0,5 EV ⋅⋅⋅= 3 m710 x 25,5 EV =
100
)/s3m( 00,34
)/s3m( 66,1
 a Q.dRe ⋅= %9,4 a Q.dRe =100 (%)a Q.dRe
a
E
Q
Q ⋅=
• Extensão: 320 km 
• Área: 4 214 km2 (NA máximo normal)
• Volume total: 34,1x 109 m3
• Volume útil: 28,6 x 109 m3
• Vazão regularizada: 2 060 m3/s
• Vazão evaporada: 200 m3/s
• Nível máximo maximorum: 393,50 m
• Nível máximo normal: 392,50 m
• Nível mínimo normal: 380,50 m
• Altura queda nominal: 27,2 m
• Potência nominal: 178 MW
Calcule a perda de potência (MW) da UHE Sobradinho devida à
evaporação do lago, dados: vazão evaporada: 200 m3/s; H: 27,2 m; e: 0,9.
 MW489,02,2720081,91000P =⋅⋅⋅⋅=
Questão 2
200 m3/s
Sobradinho
27% da potência nominal
eHQP ⋅⋅⋅γ=
P = Potência (W)
γ = peso esp. água (N/m3): 1000 kg/m3 x 9,81 m/s2
Q = vazão turbinada (m3/s)
H = altura da queda (m)
e = eficiência (coeficiente): 0,75 < e < 0,90
Evapotranspiração (ET) do sistema solo-planta-atmosfera
TEET +=
Transferência simultânea de água para 
a atmosfera pela evaporação da água 
contida no solo exposto (E) mais a 
transpiração das plantas (T).
Evapotranspiração
• Cuba enterrada com solo e vegetação: isolada e aberta na parte superior.
• Determinação da altura acumulada (mm) durante certo período de tempo da 
precipitação (P), drenagem (Q) e variação do armazenamento subterrâneo 
(∆S). Evapotranspiração (ET) conforme expressão:
ET = P – Q +/- ∆S
Evapotranspiração: lisímetro
Evapotranspiração: lisímetro
Numa bacia hidrográfica, na escala de ano: período de um ou mais anos, a variação 
do armazenamento subterrâneo (∆S) tende a zero.
Portanto, na escala de ano: a altura acumulada da água precipitada (ΣP) é igual a altura acumulada 
da vazão no exutório (ΣQ) mais a altura acumulada da água evapotranspirada (ΣET).
Evapotranspiração: balanço hídrico
ΣP = ΣQ + ΣET
ΣET = ΣP - ΣQ
ΣET - evapotranspiração acumulada (h)
ΣP - precipitação acumulada (h)
ΣQ - vazão acumulada (h)
h - altura (mm, cm, m)
Questão 3
Determine a altura acumulada da água evapotranspirada (mm) na Bacia do Rio 
Passo Fundo durante certo ano, a porcentagem de água evapotranspirada na bacia 
e o coeficiente “C” de escoamento superficial (deflúvio) da bacia, dados: altura 
acumulada da precipitação durante o ano 1 941 mm, a altura acumulada da vazão 
no exutório durante o ano 803 mm.
 m803 m941 1ΣET(mm) −= mm138 1ΣET =
ΣQΣPΣET −=
100
ΣP
ΣQ C (%) ⋅= 100 mm941 1
 mm803 C (%) ⋅= %37,41C =
100
ΣP
ΣT ET (%) ⋅= 100
 mm941 1
 mm138 1 ET (%) ⋅= %63,58 (%)ET =
ΣET - evapotranspiração acumulada (mm)
ΣP - precipitação acumulada (mm)
ΣQ - vazão acumulada (mm)
C - coeficiente de deflúvio
Questão 4
Para determinada bacia num certo ano, determine a altura acumulada da vazão no 
exutório (mm) e a área da bacia (km2), dados: altura acumulada
da precipitação 
durante o ano 2 640 mm, altura acumulada da água evapotranspirada durante o 
ano 1 780 mm, vazão média anual no exutório 120 m3/s.
 mm780 1 mm640 2ΣQ (mm) −= mm860ΣQ =
h
VA =
Q
VA Σ=
tQV ⋅= )s(ano)s/m(Q)m(V 33 ⋅= )360024365(120V ⋅⋅⋅=
)km( Q
)km( V)km( A
3
2
Σ= 6
99
2
10860
1010784,3)km( A −
−
⋅
⋅⋅=
232 km 104,4km 400 4 A ⋅==
ΣET - evapotranspiração acumulada (altura)
ΣP - precipitação acumulada (altura)
ΣQ - vazão acumulada (altura)
Q - vazão média anual (m3/s)
V - volume (m3)
A - área da bacia (km2)
t
VQ =ΣQΣPΣET −= hAV ⋅=
39 m 10784,3V ⋅=
Questão 5
Para determinada bacia num certo ano, determine a altura acumulada da vazão no 
exutório (mm), a altura acumulada da precipitação (mm) e a altura acumulada da 
água evapotranspirada (mm), dados: vazão média anual no exutório 45,34 m3/s, 
área da bacia 2 320 km2,coeficiente“C”de escoamento superficial (deflúvio) 55,3 %.
A
Vh =
tQV ⋅= )s(ano)s/m(Q)m(V 33 ⋅= )360024365(34,45V ⋅⋅⋅=
)mm( A
)mm( V)mm( Q 2
3
=Σ
6
69
100,2320
10 101,43)mm( Q ⋅
⋅⋅=Σ mm37,616ΣQ (mm) =
3 m91043,1V ⋅=
t
VQ =
 A
 VQh =Σ=
100
ΣP
ΣQ C (%) ⋅=
100
C (%)
ΣQ ΣP ⋅= 100
3,55
mm 37,616 ΣP ⋅= 100
3,55
mm 37,616 ΣP ⋅= mm 59,1114 ΣP =
ΣQΣPΣET −=
ΣET - evapotranspiração acumulada (altura)
ΣP - precipitação acumulada (altura)
ΣQ - vazão acumulada (altura)
Q - vazão média anual (m3/s)
V - volume (m3)
A - área da bacia (km2)
C - coeficiente de deflúvio
ΣQΣPΣET −= mm22,498ΣET = mm37,616 mm59,1114ΣET −=
Durante 3 dias evaporou uma altura de 9,0 mm da água numa represa 
com 1 350 km2 de área inundada. Calcule a vazão média evaporada 
(m3/s) na represa durante esse período de tempo. 
mm/dia3
dias3
mm9
t
h
i 
 
 ===
t
v
Q = hAv ⋅=
t
hA
Q
⋅= iAQ ⋅=
/sm 46,87
 
 /s)Q(m 33 =⋅⋅⋅=
−
40086
103
103501
3
6
t
h
i =
s400 86 dia
m310mm
2m6102km
=
−=
=
1 350 km2
h = 9,0 mm em 3 dias
Questão 6