Hidrologia - Aula 2

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2ª. Aula - Hidrologia 
 
http://www.academia.edu/4236005/Apostila_de_Hidrologia 
http://www.lce.esalq.usp.br/aulas/lce306/Aula8.pdf 
 
 
Precipitação: 
O vapor de água contido na atmosfera constitui um reservatório potencial 
de água que, ao condensar-se, possibilita a ocorrência das precipitações. A 
origem das precipitações está ligada ao crescimento das gotículas nas 
nuvens, que ocorre quando forem reunidas certas condições. 
“Efetivamente, muitas vezes existem nuvens que não produzem 
chuvas, o que evidencia a necessidade destes processos que desencadeiem a 
produção de chuvas.” 
Para as gotículas de água precipitarem é necessário que tenham um volume 
tal que seu peso seja superior às forças que as mantêm em suspensão, 
adquirindo, então, uma velocidade de queda superior às componentes 
verticais ascendentes dos movimentos atmosféricos. 
A nuvem é um aerosol constituído por uma mistura de ar, vapor de água e 
de gotículas em estado líquido ou sólido, cujos diâmetros variam de 0,01 a 
0,03 mm, espaçadas, em média, um milímetro entre si. O ar que envolve as 
gotículas das nuvens se acha num estado próximo ao da saturação e, por 
vezes, supersaturado. Esse aerosol fica estável, em suspensão, pelo efeito 
da turbulência no meio atmosférico e/ou devido à existência de corrente de 
ar ascendentes que contrabalançam a força da gravidade. 
As precipitações podem ser: 
Orográfica: Resulta quando uma massa de ar quente e úmida movendo-se 
ao longo de uma região é forçada a ascender, devido a uma obstrução, 
como uma cadeia de montanhas. Chamadas Nuvens de Serra. Normal nas 
encostas voltadas para o mar. 
Convectiva: Resulta como uma massa de ar instável rapidamente se eleva 
na atmosfera a partir de uma área que se aqueceu. Comum no verão 
brasileiro (Floresta Amazônica e centro-oeste). Típica chuva de verão, com 
grande intensidade e pouca duração. 
Frontal: Resultante do confronto entre duas grandes massas de ar, uma 
quente e a outra fria. Se a massa fria é que avança, o resultado é uma frente 
fria; se a quente que avança, uma frente quente se desenvolve. Chuva de 
menor intensidade, com pingos menores e de longa duração. 
 
 
 
 
 
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Interceptação: 
É a parte da precipitação retida acima da superfície do solo (Blake, 1975) 
devido principalmente à presença de vegetação. 
Caindo sobre uma superfície coberta com vegetação, parte da chuva fica 
retida nas folhas. Quando as folhas não são mais capazes de armazenar 
água, continuando a chuva, ocorre o drenagem para o solo. 
 
A interceptação depende de um modo geral: 
 
Intensidade da chuva → Maior intensidade menor intercepção (Blake, 
1975). 
Área vegetada ou urbanizada (Av) → Maior a área Av maior o volume da 
interceçção. 
Característica da vegetação, dos prédios ou dos obstáculos (residências, 
edificações, etc) → Maior o tamanho das folhas, maior a capacidade de 
armazenamento; 
O volume interceptado retorna para a atmosfera por evaporação, após a 
ocorrência da chuva. 
A intercepção é eventual, isto é, ocorre quando há chuva e vegetação para 
interceptá-la. 
A descrição do ciclo da água no sistema de interceptação é dada a seguir: 
 
1 - Uma parte da chuva é retida pela vegetação; 
2 - A água interceptada evapora após a chuva; 
3 - Outra parte é drenada através das folhas e pelo tronco quando a 
capacidade de armazenamento é superada. 
Este processo interfere no balanço hídrico da bacia hidrográfica, 
funcionado como um reservatório que armazena uma parcela da 
precipitação para consumo. 
A interceptação influencia na vazão ao longo do ano, retarda e atenua o 
pico de cheias e favorece a infiltração da água no solo. 
O processo depende de fatores climáticos (intensidade da chuva) e físicos 
da bacia (áreas vegetadas). 
A medida da interceptação é feita de maneira indireta, pela diferença entre 
a precipitação total e a parcela da chuva drenada através das folhas e pelo 
tronco (balanço hídrico). 
Para medir a intercepção utilizam-se pluviômetros localizados em pontos 
específicos nas áreas vegetadas: 
P = pluviômetro na altura da copa (precipitação total); 
Pf = pluviômetro abaixo da copa (precipitação pelas folhas) 
Pt = pluviômetro colado ao tronco (precipitação pelo tronco) 
Balanço do sistema: Si = P – (Pf + Pt) 
Drenagem = Pf + Pt 
 
 
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Evaporação: 
A evaporação é um processo físico de mudança de fase, passando do estado 
líquido para o estado gasoso. A evaporação de água na atmosfera ocorre de 
oceanos, lagos, rios, do solo e da vegetação úmida (evaporação do orvalho 
ou da água interceptada das chuvas). 
Evaporação da água das superfícies de água livre, vegetação úmida ou do 
solo. 
Para que ocorra evaporação da água há a necessidade de energia. Essa 
energia é chamada de calor latente de vaporização (λE), que em média 
corresponde a: λE = 2,45 MJ/kg (a 20oC) 
*( MJ/kg densidade de energia por massa) 
 
 
Evapotranspiração: 
A evapotranspiração é a forma pela qual a água da superfície terrestre passa 
para a atmosfera no estado de vapor, tendo papel importantíssimo no Ciclo 
Hidrológico em termos globais. Esse processo envolve a evaporação da 
água de superfícies de água livre (rios, lagos, represas, oceano, etc), dos 
solos e da vegetação úmida (que foi interceptada durante uma chuva) e a 
transpiração dos vegetais. 
Como é praticamente impossível se distinguir o vapor d´água proveniente 
da evaporação da água no solo e da transpiração das plantas, a 
evapotranspiração é definida como sendo o processo simultâneo de 
transferência de água para a atmosfera por evaporação da água do solo e da 
vegetação úmida e por transpiração das plantas. 
 
Fatores meteorológicos/climáticos, relevantes para as ocorrências descritas: 
Saldo de radiação (Rn) 
Temperatura do ar (Tar) 
Umidade do ar (UR ou ∆e) 
Velocidade do vento (U) 
 
 
Transpiração: 
A transpiração é um processo biofísico pelo qual a água que passou pela 
planta, fazendo parte de seu metabolismo, é transferida para a atmosfera 
preferencialmente pelos estômatos, obedecendo uma série de resistências 
desde o solo, passando pelos vasos condutores (xilema), mesófilo, 
estômatos e finalmente indo para a atmosfera. 
 
 
 
 
 
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Índice Pluviométrico: 
É uma medida em milímetros (mm), resultado do somatório da quantidade 
da precipitação da água (chuva, neve, granizo) num determinado local 
durante um dado período de tempo. O instrumento utilizado para este fim 
recebe o nome de pluviômetro. 
O que o índice pluviométrico revela sobre uma região ou de uma cidade? 
O índice pluviométrico em ‘mm’ significa que se houvesse um 
reservatório-caixa com a área da superfície aberta de 1m² com a tampa 
aberta, recebendo a chuva que caiu sobre aquela região, pelo período de 
uma ano, haveria um acúmulo equivalente ao índice. Lembrando que a 
chuva eleva o nível desse reservatório em sua medida vertical, como um 
copo medidor utilizado para receitas culinárias. 
Não é descontado desse valor a evaporação, decorrente de outros fatores 
climáticos. O reservatório, exposto ao clima, está a todo momento sofrendo 
evaporação, seja do vento ou do sol, por exemplo, e isso pode causar 
variações nas medições. 
Por exemplo, o índice pluviométrico do semiárido nordestino não é um 
índice baixo, muito pelo contrário. Mas a evaporação na região nordeste é 
altíssima, principalmente porque os raios solares incidem muito 
perpendiculares ao solo na região. 
Enquanto os índices pluviométricos do Nordeste brasileiro semiárido são 
de até 800mm (ou seja, 80 cm de profundidade de água em nosso 
reservatório de superfície de 1m², durante o ano todo), a evaporação na 
região é de 2000mm (2m de profundidade). Ou seja, toda a água do 
reservatório secaria e, caso houvesse mais água até a marca de 1200mm, 
ela também secaria. Portanto, há uma espécie de déficit,um balanço 
hídrico negativo. Isso confere à região a classificação semiárida. 
É interessante, no entanto, estabelecer algumas comparações entre alguns 
índices pluviométricos. De maneira bastante sintética, podemos dizer que, 
se há precipitação pluviométrica, existem meios técnicos disponíveis de 
evitar que essa água se perca, que não volte aos céus. E então, o índice 
pluviométrico será mais elevado. 
 
 
Infiltração: 
A infiltração é o nome dado ao processo pelo qual a água atravessa a 
superfície do solo. É um processo de grande importância prática, pois afeta 
diretamente o escoamento superficial, que é o componente do ciclo 
hidrológico responsável pelos processos de erosão e inundações. Após a 
passagem da água pela superfície do solo, ou seja, cessada a infiltração, a 
camada superior atinge um “alto” teor de umidade, enquanto que as 
camadas inferiores apresentam-se ainda com “baixos” teores de umidade. 
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Há então, uma tendência de um movimento descendente da água 
provocando um molhamento das camadas inferiores, dando origem ao 
fenômeno que recebe o nome de redistribuição. 
Distribuída da seguinte maneira: 
 
Zona de saturação: 
Corresponde a uma camada de cerca de 1,5 cm e, como sugere o nome, é 
uma zona em que o solo está saturado, isto é, com um teor de umidade 
igual ao teor de umidade de saturação. 
Zona de transição: 
É uma zona com espessura em torno de 5 cm, cujo teor de umidade 
decresce rapidamente com a profundidade. 
Zona de transmissão: 
É a região do perfil através da qual a água é transmitida. Esta zona é 
caracterizada por uma pequena variação da umidade em relação ao espaço 
e ao tempo. 
Zona de umedecimento: 
É uma região caracterizada por uma grande redução no teor de umidade 
com o aumento da profundidade. 
Frente de umedecimento: 
Compreende uma pequena região na qual existe um grande gradiente 
hidráulico, havendo uma variação bastante abrupta da umidade. A frente de 
umedecimento representa o limite visível da movimentação de água no 
solo. 
 
 
 
 
 
Armazenamento no Solo 
 
 
Escoamento Superficial – Fluxo Subterrâneo