Hidrologia__aula_1

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Escola Superior de Exatas
Engenharia Civil
Hidrologia
Hidrologia: Ciclo Hidrológico
Prof. Me. Renan Amanajás
 Manaus
2019
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1. Apresentação da disciplina e formas de avaliação
Componente curricular: Hidrologia;
Curso: Engenharia Civil;
Carga horária: 33 h.
Objetivo: proporcionar o desenvolvimento de competências teóricas para o entendimento dos fenômenos hidrometeorológicos e de suas aplicações à Engenharia.
Ementa: Introdução à Hidrologia. Ciclo Hidrológico. Bacias Hidrográficas. Precipitação. Infiltração. Evapotranspiração. Escoamento Superficial. Medição de Vazão. Vazões de Enchentes. Hidrograma Unitário. Método racional. Hidrologia estatística. Propagação de cheias. Curva de Permanência. Regularização de vazões.
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1. Apresentação da disciplina e formas de avaliação
Conceito máximo: 10 pts;
Formas de avaliação: 
Assiduidade e pontualidade;
Participação nas discussões em sala;
Avaliações escritas (dissertativas e objetivas) – Parcial e final;
Atividades dirigidas;
Seminários;
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2. Introdução à Hidrologia: aspectos gerais
A Hidrologia pode ser entendida como a ciência que estuda a água, como a própria origem da palavra indica (do grego): hidrologia = hydor (“água”) + logos (“ciência” ou “estudo”).
“Hidrologia é a ciência que trata da água na Terra, sua ocorrência, circulação e distribuição, suas propriedades físicas e químicas e sua reação com o meio ambiente, incluindo sua relação com as formas vivas.”
(Definição do U.S. Federal Council of Service and Technology (Chow, 1959).
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2. Introdução à Hidrologia: aspectos gerais
Hidrologia: “definição ampla e multidisciplinar”;
Hidrometeorologia: trata da água na atmosfera;
Limnologia: estuda os lagos e reservatórios;
Potamologia: estuda os rios;
Oceanografia: estuda os oceanos;
Hidrogeologia: estudas as águas subterrâneas;
Glaciologia: trata da ocorrência de neve/gelo na natureza.
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2. Introdução à Hidrologia: aspectos gerais
Problemática:
Afeta, tais como:
Industriais; 
 Agricultura;
 Pecuária; 
 Pesca e Aquicultura; 
Distribuição vegetal; 
Clima;
DISTRIBUIÇÃO X CONSUMO
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2. Introdução à Hidrologia: aspectos históricos
Egito antigo e Mesopotâmia: irrigação e drenagem;
Grécia antiga: início dos estudos tendo a hidrologia como ciência, por volta de 500 a.C;
Leonardo da Vinci e Perrault: primeiros estudos que relacionaram a relação vazão-precipitação;
Século XIX: início das medições sistemáticas;
Década de 1950: modelos estatísticos de predição hidrológica;
Emprego de modelo computacional: Avaliação 
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2. Introdução à Hidrologia: campos de aplicação
Recursos hídricos: planejamento, projeto, construção e operação de meios para o domínio das águas;
Áreas de interesse: Aquicultura, Pesca, Economia, Engenharias Sanitária, Hidráulica, Agrimensura, Ambiental, Cartográfica, Florestais, Elétrica, Agronômica, Químico, Biólogos, Geologia, Cientistas Sociais.
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2. Introdução à Hidrologia: campos de ação
Usufruto público: Lei n.º 9433/97 – Política Nacional dos Recursos Hídricos (diretrizes, Art. 3º);
Gestão;
Adequação a diversidade;
Planejamento do uso dos recursos hídricos;
Gestão articulada com o uso do solo;
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2. Introdução à Hidrologia: campos de ação
Gerenciamento de bacias;
Inventário energético;
Navegação;
Irrigação;
Geração de energia;
Drenagem;
Abastecimento de água;
Controle de cheias, de poluição, erosão;
Aquicultura e pesca;
Previsão hidrológica;
Reservatórios e barragens.
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Ciclo hidrológico
O movimento contínuo da água da terra para a atmosfera e de volta para a terra;
O sol fornece a energia para o ciclo da água, também conhecido como ciclo hidrológico;
O ciclo da água ocorre em quatro esferas sobrepostas (água, ar, biosfera, litosfera)
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Ciclo hidrológico - Hidrosfera
A água se move da terra para a atmosfera através dos processos de evaporação e transpiração. 
Evaporação é a transformação da água da sua forma líquida para a sua forma gasosa, como resultado do contato com o calor ou o ar.
 Transpiração é o processo no qual as plantas liberam água através de suas folhas.
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O ar quente e úmido (contendo vapor de água) aumenta e, à medida que esfria, a condensação ocorre para formar nuvens.
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A energia eólica pode mover nuvens sobre superfícies terrestres onde… A este processo chamamos de advecção;
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Ciclo hidrológico – Atmosfera e Litosfera
O ar retém a umidade até cair. 
Precipitação é a umidade da atmosfera que é devolvida à terra na forma de neve ou chuva.
A superfície terrestre é a interface de comunicação entre a a água precipitada e o escoamento para os demais compartimentos que acumulam o recurso hídrico;
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Interceptação
Stemflow (setas vermelhas) - Precipitação flui para baixo hastes e galhos para o solo 
Vazão (amarela) Taxa na qual a precipitação flui através dos galhos
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Escoamento (Runoff) e infiltração 
A água da chuva flui, seja sobre o solo (corra) em rios e de volta para o oceano, ou… 
para baixo através do solo e rochas, onde é devolvido aos oceanos através do fluxo de água subterrânea. A este processo dá-se o nome de infiltração.
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Normalmente, o ciclo da água está em equilíbrio, e a quantidade de precipitação que cai lentamente encharca o solo e chega aos rios. No entanto, se a chuva cair por um longo período de tempo ou se o solo já estiver encharcado ou saturado com água, a chance de inundação é aumentada.
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O ciclo hidrológico é um bom exemplo de um sistema fechado: a quantidade total de água é a mesma, praticamente sem adição de água ou perdida do ciclo. A água apenas se move de um tipo de armazenamento para outro. A água que evapora dos oceanos é compensada pela água que é devolvida pela precipitação e pelo escoamento superficial.
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Impactos por atividades humanas
Embora este seja um sistema fechado, há um equilíbrio natural mantido entre a troca de água dentro do sistema;
As atividades humanas têm o potencial de levar a mudanças nesse equilíbrio que gerarão impactos;
Por exemplo, como a Terra se aquece devido ao aquecimento global, a taxa de troca no ciclo (entre terra e mar e atmosfera) deverá aumentar.
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Alguns aspectos do ciclo hidrológico podem ser utilizados por seres humanos para um benefício econômico direto;
Exemplo: geração de eletricidade (usinas hidrelétricas e reservatórios). Estes são efetivamente grandes lagos artificiais que perturbam a dinâmica hidrológica dos rios.
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Outros impactos de atividades humanas
Pavimentação, compactação de solos e alteração da natureza da vegetação (incluindo o desmatamento);
A mineração de água subterrânea para uso na agricultura e na indústria;
Grandes quantidades de vapor d'água liberadas na atmosfera pela atividade industrial;
Grandes mudanças na vegetação por incêndios florestais, extração de madeira, liberação para a agricultura
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Essas atividades humanas podem aumentar as chances de:
Inundação 
Aumentos na erosão do solo 
Um efeito de resfriamento no noroeste da Europa (mudanças climáticas);
 Possíveis níveis mais altos de precipitação no Ártico, mas menos nos trópicos
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Ciclo Hidrológico - Biosfera
Grande e pequeno ciclo da água
Inclui toda a vida vegetal e animal que são consumidores de água (grande ciclo da água) – processos biológicos
Inclui todos os processos físicos e hidrogeológicos (pequeno ciclo da água) 
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5. Bibliografia básica
GARCEZ, L. N. Hidrologia. São Paulo: Ed. Edgard Blücher, 1974. 
PINTO, N. L. S. et al. Hidrologia aplicada. São Paulo: Edgar Blücher, 1998. 
PINTO, N. L. S. Hidrologia básica. São Paulo: Editora Edgard Blucher. 1980. 
VILELA, S.M. Hidrologia aplicada. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil. 1985. 
	
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