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CCCC aaaappppíííí ttttuuuu llll oooo 11 HHHHiiiiddddrrrroooollllooooggggiiiiaaaa AAAAppppllll iiiiccccaaaaddddaaaa 1. DEFINIÇÃO1. DEFINIÇÃO A palavra HIDROLOGIA é originada das palavras gregas HYDOR, que significa “água” e LOGOS, que significa “ciência”. Em seu sentido mais amplo hidrologia está relacionada com toda a água da Terra, sua ocorrência, distribuição e circulação, suas propriedades físicas e químicas, seu efeito sobre o meio ambiente e sobre todas as formas da vida. É difícil pensar numa ciência que não esteja incluída nesta definição – como por exemplo a botânica, ao estudar o transporte de água através dos vegetais ou a medicina, ao estudar a água no corpo humano. Tudo estaria incluído nesta definição mais ampla da hidrologia. Na prática, entretanto, a hidrologia está relacionada a estudos da precipitação e escoamento superficial, ou seja, ela está sendo associada a planejamento e gerenciamento de projetos de recursos hídricos , tais como: abastecimento d’água, controle de cheias, etc. 2. 2. RELAÇÃO DA HIDROLOGIA COM OUTRAS CIÊNCIASRELAÇÃO DA HIDROLOGIA COM OUTRAS CIÊNCIAS Muitos ramos da hidrologia são também disciplinas. Meteorologia e Hidrometeorologia – estudo da água atmosférica. Oceanografia – estudo dos oceanos. Hidrografia – estudo das águas superficiais. Potamologia – estudo dos rios. Limnologia – estudo dos lagos e reservatórios. Criologia – estudo das águas subterrâneas. Hidrogeologia – estudo das águas subterrâneas. Entretanto, poucos problemas hidrológicos podem ficar limitados a apenas um desses ramos. Freqüentemente, devido a grande inter-relações do fenômeno, a solução do problema só pode ser dada através de uma discussão interdisciplinar com profissionais de um ou mais desses ramos. Muitas outras ciências podem ainda ser utilizadas na hidrologia, tais como física, química, geologia, geografia, mecânica dos fluidos, estatística, economia, computação, etc. 2Cap. 1 Hidrologia Aplicada 3.3. APLICAÇÕES DA HIDROLOGIA À ENGENHARIAAPLICAÇÕES DA HIDROLOGIA À ENGENHARIA A hidrologia não é uma ciência pura, uma vez que o objeto de estudo é usualmente dirigido para aplicações práticas, sendo assim, o termo “Hidrologia Aplicada” é freqüentemente utilizado. 3.1. APLICAÇÕES DA HIDROLOGIA Escolha de fontes de abastecimento de água para uso doméstico e industrial Projeto e construção de obras hidráulicas Exemplo: * Barragens (localização, tipo de barragem, vertedor, dimensionamento) * Bueiros (dimensionamento) Drenagem Irrigação Regularização de cursos d’ água e controle de inundações Controle de poluição (Ex.: análise de capacidade de recebimento de dejetos por cursos d’ água). Controle da erosão Navegação (Exemplo: construção e manutenção de canais navegáveis) Recreação e preservação do meio ambiente 4. DISPONIBILIDADES HÍDRICAS MUNDIAIS4. DISPONIBILIDADES HÍDRICAS MUNDIAIS Segundo Lvovich (Raudikivi, 1979), a ordem de grandeza e a distribuição das disponibilidades hídricas no mundo são os seguintes: Tabela 1.1 – Distribuição das disponibilidades hídricas no mundo Fonte Superfície (106 Km2) Volume (106 Km2) % do Volume Total Oceanos 360 1.370.323 93,93 Águas Subterrâneas - 64.000 4,39 Galeria e Neve Perpétua 16 24.000 1,65 Lagos - 230 0,016 Umidade do Solo - 75 0,005 Água na Atmosfera 510 14 0,001 Rios 1,2 0,0001 1.458.643 100 3Cap. 1 Hidrologia Aplicada Deste total, apenas 88.320,2 x 103 Km3, ou seja, cerca de 6% é de água potável e apenas 0,0161% é facilmente disponível em rios e lagos. Figura 1.1 – Água potável disponível em lagos e rios 5. CICLO HIDROLÓGICO5. CICLO HIDROLÓGICO A água diferencia-se dos demais recursos naturais pela notável propriedade de renovar-se continuamente, graças ao “CICLO HIDROLÓGICO”. Embora o movimento cíclico da água não tenha princípio nem fim, costuma-se iniciar seu estudo descritivo pela evaporação da água dos oceanos, seguida de sua precipitação sobre a superfície que, coletada pelos cursos d’ água, retorna ao local de partida. A descrição acima simplifica sobremaneira o processo que realmente ocorre, uma vez que não estão computadas as eventuais interrupções que podem ocorrer em vários estágios (Ex. precipitação sobre o oceano) e a íntima dependência das intensidade e freqüência do ciclo hidrológico com a geografia e o clima local. 4Cap. 1 Hidrologia Aplicada Figura 1.2 – Ciclo Hidrológico. (Fonte: Hoff and Rodgers, 1991) Destacamos alguns tópicos: 1) O sol constitui-se na fonte de energia para a realização do ciclo. O calor por ele liberado atua sobre a superfície dos oceanos, rios e lagos estimulando a conversão da água do estado líquido para gasoso. 2) A ascensão do vapor d’ água conduz à formação de nuvens, que podem se deslocar, sob a ação do vento, para regiões continentais. 3) Sob condições favoráveis a água condensada nas nuvens precipita (sob forma de nuve, granizo ou chuva)(1) podendo ser dispersada de várias formas: n Retenção temporária ao solo próximo de onde caiu; n Escoamento sobre a superfície do solo ou através do solo para os rios; n Penetração no solo profundo. (1) Quando a precipitação se dá sob forma de neve ou granizo, a retenção no solo é mais demorada, até que ali se processe a fusão. 5Cap. 1 Hidrologia Aplicada 4) Atingindo os veios d’ água, a água prossegue seu caminho de volta ao oceano, completando o ciclo. 5) As depressões superficiais porventura existentes retém a água precipitada temporariamente. Essa água poderá retornar para compor fases seguintes do ciclo pela evaporação e transpiração da plantas. 6) Os escoamentos superficial e subterrâneo decorrem da ação da gravidade, podendo parte desta água ser evaporada ou infiltrada antes de atingir o curso d’ água. 7) Atingindo os veios d’ água, a água prossegue seu caminho de volta ao oceano, completando o ciclo. 8) A evaporação acompanha o ciclo hidrológico em quase todas as suas fases, seja durante a precipitação, seja durante o escoamento superficial. Dotado de certa aleatoriedade temporal e espacial, o ciclo hidrológico configura processos bem mais complexos que os acima descritos. Uma vez que as etapas precedentes à precipitação estão dentro do escopo da Meteorologia, compete ao hidrólogo conhecer principalmente as fases do ciclo que se processam sobre a superfície terrestre, quais sejam, precipitação, evaporação e transpiração, escoamento superficial e escoamento subterrâneo.
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