01 Hidrologia Aplicada (Disciplina e Conceitos)

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Centro de Ciências Exatas e Tecnologia
Disciplina: Hidrologia Aplicada
Professor: Emerson C. Rodrigues
HIDROLOGIA APLICADA
(DISCIPLINA E CONCEITOS)
PLANEJAMENTO DA DISCIPLINA
• Disciplina (requisitos básicos);
• Frequência;
• Avaliações (datas e método);
• Atividade complementar;
• Materiais úteis;
• Ementa e Referências;
DISCIPLINA
EMENTA:
Ciclo hidrológico e bacia hidrográfica; Precipitação;
Escoamento superficial; Infiltração; Intercepção,
evaporação e evapotranspiração; Controle e Previsão de
enchentes; Regularização de Vazões; Águas Subterrâneas.
OBJETIVO:
Identificar as propriedades e fenômenos da distribuição da
água na atmosfera, na superfície da terra e no sub-solo,
para aplicação em soluções de problemas relacionados com
a utilização dos recursos hídricos..
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
UNIDADE I – CICLO HIDROLÓGICO E BACIA
HIDROLÓGICA:
1.1 Ciclo hidrológico;
1.2 Bacias hidrográficas;
1.3 Características físicas de uma bacia hidrográfica.
UNIDADE II – PRECIPITAÇÃO:
2.1 Introdução;
2.2 Mecanismos de formação e tipos de precipitações;
2.3 Pluviometria;
2.4 Análise de dados de precipitação;
2.5 Precipitação média numa área.
UNIDADE III – ESCOAMENTO SUPERFICIAL:
3.1 Fatores que influenciam o escoamento superficial;
3.2 Grandezas que caracterizam o escoamento superficial;
3.3 O hidrograma;
3.4 Separação do escoamento superficial;
3.5 Precipitação efetiva;
3.6 Método racional.
UNIDADE IV – INFILTRAÇÃO:
4.1 Introdução;
4.2 Fases da infiltração;
4.3 Grandezas características;
4.4 Método de medição da capacidade de infiltração;
4.5 Permeabilidade do solo;
4.6 Intercepção;
4.7 Escoamento da água em solos saturados.
UNIDADE V – INTERCEPTAÇÃO, EVAPORAÇÃO E
EVAPOTRANSPIRAÇÃO:
5.1 Introdução;
5.2 Interceptação vegetal;
5.3 Armazenamento nas depressões;
5.4 Variáveis hidrológicas que interferem na evaporação;
5.5 Fatores intervenientes;
5.6 Determinação da evaporação;
5.7 Evaporação potencial;
5.8 Medidas de transpiração;
5.9 Evapotranspiração potencial e real;
5.10 Estimativa da evapotranspiração.
UNIDADE VI – CONTROLE E PREVISÃO DE
ENCHENTES:
6.1 Introdução;
6.2 Causas, impactos e controles quantitativos;
6.3 Avaliação dos prejuízos das enchentes.
UNIDADE VII – REGULARIZAÇÃO DE VAZÕES:
7.1 Noções sobre regularização das funções;
7.2 Conceitos e finalidades do diagrama de massa;
7.3 Conceitos de volumes atuais dos reservatórios;
7.4 Regularização máxima.
UNIDADE VIII – ÁGUAS SUBTERRÂNEAS:
8.1 Generalidade;
8.2 Modos de ocorrência;
8.3 Classificação dos Aquíferos;
8.4 Coeficiente de transmissividade e de armazenamento;
BIBLIOGRAFIA
BIBLIOGRAFIA BÁSICA:
GARCEZ, L. N. e ALVAREZ, G. A. Hidrologia. São Paulo: Blücher
Ltda., 1988.
PINTO, N. L. de S.; HOLTZ, A. C. T.; MARTINS, J. A. e GOMIDE, 
F. L. S. Hidrologia básica. Rio de Janeiro: Edgar Blücher, 2000.
SILVA, D. D. da; PRUSKI, F. F. (org.). Gestão de Recursos 
Hídricos –Aspectos Legais, Econômicos, Administrativos e 
Sociais. Brasília, 2000.
VILLELA, S. M., MATOOS, A. Hidrologia Aplicada. São Paulo: 
McGraw-Hill, 1979.
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR:
CHOW, V. MAIDMENT, D. R. e MAYS, L. W. Applied Hydrology. 
Singapore: McGraw-Hill, 1988.
LINSLEY, R. K e FRANZINI, J.B. Engenharia de Recursos 
Hídricos. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil e Ed. da Universidade 
de São Paulo.
RAMOS. F. et al. Engenharia Hidrológica. Rio de Janeiro: 
ABRH/Ed. Da UFRJ, (Coleção ABRH de Recursos Hídricos, 1989.
TUCCI, C. E. M; PORTO, R. L. e BARROS, M. T. Drenagem 
Urbana. Porto Alegre: Editora da Universidade/ABHR, 1995.
TUCCI, C E M. (org.) Hidrologia: Ciência e Aplicação. Porto 
Alegre. Ed. Da Universidade/Edusp/ABHR, 1993.
ÁGUA
• O planeta Terra é formado por ¾ de água (doce e salgada) e
apenas ¼ de terra (continentes e terras), assim distribuída:
• O Brasil possui 13,7% da água doce do planeta e 80% das águas
brasileiras estão nos rios da Amazônia.
• A água é indispensável para a sobrevivência humana. Sua
crescente utilização tem conduzido não só à redução de
disponibilidade como também à degradação da qualidade.
• O aumento da demanda é consequência direta do crescimento
populacional, do desenvolvimento industrial e do aumento de
outras atividades humanas. Grande parte das formas de utilização
da água resulta em resíduos, que por sua vez podem causar
poluição.
RELEVÂNCIA DA DISCIPLINA
GENERALIDADES
HIDROLOGIA:
A. Mayer define Hidrologia como sendo a “ciência natural que trata
dos fenômenos relativos à água em todos os seus estados, de sua
distribuição e ocorrência na atmosfera, na superfície terrestre e no
solo, e da relação desses fenômenos com a vida e com as atividades
do homem”.
• Como ciência Hidrologia pode ser considerada como um capítulo
da Física da Terra, e portanto, intimamente relacionada à
Meteorologia, Climatologia, Geografia Física, Geologia,
Oceanografia, etc.; no estudo da relação dos fenômenos
hidrológicos com a vida e as atividades do homem, a Hidrologia
se relaciona com a Agronomia, Mecânica dos Solos, Hidráulica,
Ecologia, etc.
A HIDROLOGIA NA ENGENHARIA
O engenheiro deve responder a questões como:
• Qual é a vazão máxima que se pode esperar num vertedor de
barragem ou num bueiro de rodovia ou no sistema pluvial de uma
cidade?
• Qual é o volume de água necessário para garantir o fornecimento
para irrigação durante uma seca?
• Quais serão os efeitos dos reservatórios e diques de controle sobre
as ondas de cheia de um rio?
• Qual a possibilidade de abastecer uma população com água
subterrânea?
• O engenheiro também é responsável pelo fornecimento de
informações (níveis, velocidade, sedimentos, etc.) para
obras de melhoramento das condições de navegabilidade
de um rio, dragagem de trechos, fechamento de braços e
projeto de espigões.
• Na construção de portos fluviais, diques de proteção e
aterros, os estudos estatísticos de variação de níveis
podem atribuir períodos de recorrência a esses valores,
introduzindo o conceito de probabilidade e risco de
ocorrência de eventos.
• A irrigação, a proteção contra erosão de solos agrícolas, a
recuperação de terras, o estudo da poluição dos cursos de
água por defensivos agrícolas, tem na hidrologia o seu
elemento básico.
CICLO HIDROLÓGICO
• O comportamento natural da água quanto à sua ocorrência,
transformações de estado e relações com a vida humana é bem
caracterizado por meio do conceito de ciclo hidrológico.
• O ciclo hidrológico pode ser considerado como composto de duas
fases principais: uma atmosférica e outra terrestre. Cada uma
delas incluem:
a) armazenamento temporário de água;
b) transporte;
c) mudança de estado.
APLICAÇÕES À ENGENHARIA HIDRÁULICA
• Com fins didáticos, apresenta-se o ciclo hidrológico como
compreendendo quatro etapas principais:
a) Precipitações atmosféricas (chuva, granizo, neve, orvalho);
b) Escoamentos subterrâneos (infiltração, águas subterrâneas);
c) Escoamentos superficiais (torrentes, rios e lagos);
d) Evaporação (na superfície das águas e no solo) e transpiração dos
vegetais e animais.
MÉTODOS DE ESTUDO
• Na maior parte do seu âmbito, a Hidrologia interfere os seus
princípios a partir de séries históricas, isto é, de conhecimentos
que resultam da observação sistemática dos fenômenos
hidrológicos no decorrer do tempo.
• Muitos dos dados hidrológicos, como, por exemplo, a ocorrência
das precipitações atmosféricas e as vazões de enchentes, são
elementos de natureza histórica porque cada um deles constitui
um evento que não pode ser repetido na prática sob o controle de
um experimentador.
• Os dados experimentais podem ser verificadose comparados por
meio da repetição de experimentos, já os dados históricos, ao
contrário, não podem ser confirmados por repetição do fenômeno.
• Atualmente os métodos de estudo em Hidrologia distinguem-se de
acordo com os processos analíticos utilizados e classificam-se em:
HIDROLOGIA ESTOCÁSTICA:
Se processam os dados estatísticos coletados a partir da observação
das variáveis hidrológicas, com base nas propriedades estocásticas
dessas variáveis (entende-se por variável estocástica aquela cujo
valor é determinado por uma função probabilística qualquer).
HIDROLOGIA PARAMÉTRICA:
Compreende o desenvolvimento e análises das relações entre os
parâmetros físicos intervenientes nos eventos hidráulicos e a
utilização dessas relações para gerar ou sintetizar eventos
hidráulicos.
APLICAÇÕES DA HIDROLOGIA
• Escolha de fontes de abastecimento de água para uso doméstico
ou industrial;
• Projeto e construção de obras hidráulicas;
• Drenagem;
• Irrigação;
• Regularização dos cursos d'água e controle de inundações;
• Controle da poluição e preservação ambiental;
• Controle da erosão;
• Navegação;
• Aproveitamento hidrelétrico;
• Operação de sistemas hidráulicos complexos;
• Recreação;
• Preservação e desenvolvimento da vida aquática;
• Estudos integrados de bacias hidrográficas para múltiplos
propósitos.
REFERÊNCIAS
GARCEZ, L. N. e ALVAREZ, G. A. Hidrologia. São Paulo: 
Blücher Ltda., 1988.
PINTO, N. L. de S.; HOLTZ, A. C. T.; MARTINS, J. A. e 
GOMIDE, F. L. S. Hidrologia básica. Rio de Janeiro: Edgar 
Blücher, 2000.