Hidrologia e recursos hídricos - Aula 1

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Prof José Francisco Vilela Rosa 
HIDROLOGIA 
E 
 RECURSOS HÍDRICOS 
Aula 1 
Ciclo hidrológico; 
Bacias hidrográficas; 
Hidro meteorologia; 
Escoamento superficial; 
Componentes de um sistema de recursos 
hídricos; 
Controle de enchentes; e 
Aspectos econômicos no aproveitamento de 
recursos hídricos. 
HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS 
É a ciência que estuda a água na natureza, e 
sua distribuição. 
Abrange as suas propriedades, fenômenos e 
distribuição da água na atmosfera, na 
superfície da Terra e no subsolo. 
O que é Hidrologia? 
O que é Hidrologia? 
Hidrologia é uma área do conhecimento que estuda o 
comportamento físico da ocorrência e o aproveitamento da 
água na bacia hidrográfica, quantificando os recursos 
hídricos no tempo e no espaço e avaliando o impacto da 
modificação da bacia hidrográfica sobre o comportamento 
dos processos hidrológicos. (Tucci, 1993) 
É a ciência que trata da água na Terra, estudando a sua 
ocorrência, circulação e distribuição, as suas propriedades 
físicas e químicas e suas reações com o meio ambiente, 
incluindo suas relações com a vida. 
(U. S. Federal Council for Science and Techonology – 1975) 
A ciência hidrológica pode ser subdividida em 
diferentes áreas de conhecimento: 
Hidrometeorologia: estudo da água na atmosfera; 
Limnologia: estudo voltado para os lagos e 
reservatórios; 
Potamologia: estudo voltado para os rios; 
Glaciologia: ramo de estudo da água superficial, 
particularmente quando esta se apresenta sob a forma 
de gelo. 
Hidrogeologia: estudo das águas subterrâneas na 
crosta terrestre. 
 
Considerações: 
 
Diversas áreas do conhecimento utilizam dessa 
ciência. 
Diversos profissionais podem atuar em Hidrologia. 
(Engenheiros, Geógrafos, Geólogos, Biólogos, 
Agrônomos, Químicos, Matemáticos e Estatísticos 
e etc.) 
Diante disso surge uma subdivisão denominada de 
Engenharia de Recursos Hídricos. 
Subáreas da Engenharia de Recursos Hídricos 
Hidro meteorologia: (já definida anteriormente); 
Geomorfologia de bacias hidrográficas: estuda as características 
do relevo da bacia hidrográfica para melhor interpretar os seus 
efeitos sobre o escoamento; 
Escoamento Superficial: estuda o movimento da água sobre a 
superfície do terreno da bacia hidrográfica; 
Interceptação: avalia a interceptação da água de chuva pela 
cobertura vegetal e outros obstáculos na bacia hidrográfica rural 
ou urbana; 
Infiltração e escoamento em meio não-saturado: cuida da 
observação e previsão da infiltração da água no solo e do 
escoamento no meio não-saturado; 
 
Escoamento em meio saturado: envolve o estudo do 
comportamento do fluxo em aquíferos; 
Evaporação e evapotranspiração: estuda e avalia as perdas 
de água por evaporação de superfícies livres, como lagos e 
reservatórios, e pela transpiração das árvores e outros 
vegetais; 
Escoamento em rios e canais: envolve a análise do 
escoamento em rios e canais, normalmente tratados como 
escoamento unidimensionais; 
 
Subáreas da Engenharia de Recursos Hídricos 
Subáreas da Engenharia de Recursos Hídricos 
Fluxo dinâmico em reservatórios, lagos e estuários (descarga 
de rio no mar): estuda o escoamento turbulento em meios de 
características multidimensionais; 
Produção e transporte de sedimentos: envolve a quantificação 
da erosão do solo e do transporte do sedimento na superfície 
da bacia e nos rios, decorrentes de condições naturais e do 
uso do solo na bacia hidrográfica; 
Qualidade da água e meio ambiente: nesta área, faz-se a 
quantificação de parâmetros físicos, químicos e biológicos da 
água, visando a interação dos diversos usos e a avaliação dos 
impactos sobre o meio ambiente aquático. 
 
EXEMPLOS DE CAMPOS DE ATUAÇÃO NA ENGENHARIA 
1) Abastecimento de água: 
 - escolha das fontes para uso doméstico ou industrial. 
 
2) Projeto e construção de obras hidráulicas: 
- Estudo das dimensões hidráulicas de obras: pontes, bueiros, etc.; 
- barragens: localização e escolha do tipo de barragem, da 
fundação e do extravasor (tubulação que serve para escoar um casual 
excesso de água em caixas de água, reservatórios de água, etc.) e 
dimensionamento da barragem; 
- estabelecimento de métodos construtivos. 
 
3) Drenagem: 
- estudo das características do lençol freático; 
- exame das condições de alimentação e de escoamento natural do 
lençol: precipitações, bacia de contribuição e nível d’água dos 
cursos d’água. 
4) Irrigação: 
- problema da escolha do manancial (mina de água, nascente, fonte). 
- estudo de evaporação e infiltração. 
5) Regularização de cursos d’água e controle de inundações: 
- estudo das variações de vazão; 
- previsão de vazões máximas; 
- exame das oscilações de nível e das áreas de inundação. 
6) Controle da poluição: 
- análise da capacidade de autodepuração dos corpos d’água 
receptores de efluentes de sistemas de esgotos: vazões 
mínimas dos cursos d’água; capacidade de reaeração e 
velocidade do escoamento. 
EXEMPLOS DE CAMPOS DE ATUAÇÃO NA ENGENHARIA 
7) Controle de erosão: 
- análise da intensidade e frequência das precipitações 
máximas; 
- determinação do coeficiente de escoamento superficial; 
- estudo da ação erosiva das águas e da proteção por meio de 
vegetação e outros recursos. 
 
8) Navegação: 
- obtenção de dados e estudos sobre construção e manutenção de 
canais navegáveis. 
 
EXEMPLOS DE CAMPOS DE ATUAÇÃO NA ENGENHARIA 
9) Geração de energia (aproveitamento hidrelétrico): 
- previsão das vazões máximas, mínimas e médias dos cursos 
d’água para o estudo econômico e o dimensionamento das 
instalações de aproveitamento; 
- verificação da necessidade de reservatório de acumulação; 
- determinação dos elementos necessários ao projeto e 
construção do reservatório de acumulação: bacias hidrográficas, 
volumes armazenáveis, perdas por evaporação e infiltração. 
10) Operação de sistemas hidráulicos. 
11) Recreação e preservação do meio ambiente. 
12) Preservação e desenvolvimento da vida aquática. 
 
EXEMPLOS DE CAMPOS DE ATUAÇÃO NA ENGENHARIA 
O que é o ciclo hidrológico? 
O ciclo hidrológico ou ciclo da água são os movimentos 
verticais e horizontais da água em forma de vapor, 
líquida ou sólida na superfície, sob a superfície, 
atmosfera e oceanos da Terra. 
CICLO HIDROLÓGICO 
CICLO HIDROLÓGICO 
CICLO HIDROLÓGICO 
CICLO HIDROLÓGICO 
O ciclo hidrológico 
http://www.meted.ucar.edu/hydro/basic/HydrologicCycle_bp/media/flash/hydro_cycle.swf 
A água é uma substância predominante na Terra, sendo 
encontrada na atmosfera, na forma de vapor; na superfície, sob a 
forma de oceanos, mares, lagos e rios; e nas calotas polares, na 
forma de gelo. 
Portanto, ela pode existir nos três estados, ou seja, líquido, sólido 
e gasoso (vapor d’água). 
Por isso, ela é classificada como um recurso renovável e, além 
disso, o seu volume é quantificado como sendo, praticamente, 
constante e suficiente para suprir todas e quaisquer necessidades 
que venham a ocorrer. 
A existência da água nos estados líquido, gasoso e sólido 
acontece em razão de alguns elementos climáticos (radiação 
solar, temperatura e vento) que a fazem passar por uma constate 
mudança de estado, realizando um ciclo denominado Ciclo 
Hidrológico. 
CONSIDERAÇÕES 
Processos de transporte no ciclo hidrológico 
• Evaporação (superfície para a atmosfera) 
 
• Precipitação (atmosfera para a superfície) 
 
• Evapotranspiração (subsuperfície para a atmosfera) 
 
• Escoamento superficial (superfície p/ os rios e oceanos) 
 
• Infiltração (superfície p/ subsuperfície) 
 
• Escoamento subsuperficial (subsuperficie p/ rios e oceanos) 
 
• Percolação (subsuperfície para os aquíferos) 
 
• Derretimento(montanhas para os rios e oceano) 
CICLO HIDROLÓGICO 
Água armazenada no oceano 
• Os oceanos armazenam mais de 97% da água da Terra, sendo 
tudo isso água salgada, restando apenas 3% de água doce! 
 
• A água doce é, 
portanto, a água 
dos rios e da 
maioria dos 
lagos. 
Armazenagem de neve e gelo 
• As calotas polares e geleiras são responsáveis por pouco mais 
de 2% da água da Terra. 
 
• A neve das 
montanhas é uma 
fonte importante de 
água, 
principalmente nas 
regiões áridas e 
semi-áridas e em 
algumas áreas a neve 
é uma parte 
importante da 
precipitação anual. 
Água da superfície 
• A armazenagem e a distribuição da água da superfície 
ocorre nos lagos, lagoas, rios e continentes e é 
responsável por menos de 0,01% da água da Terra. 
 
• O Lago Baikal, na Russia, contém, aproximadamente 
20% da água doce disponível da superfície da Terra, 
sendo equivalente a 5x os grandes lagos na fronteira 
entre os EUA e o Canadá em volume de água. 
 
• O Rio Amazonas possui cerca de 15% da água doce 
disponível do planeta. 
Lençol d’água ou lençol freático 
• O lençol freático ocorre no aquífero, esta região é capaz 
de transmitir e armazenar água para extração. 
 
• Menos de 1% de toda a água disponível da Terra é 
armazenada como lençol d’água ou como umidade do 
solo. 
 
• Os lençóis freático que dão origem às nascentes 
 
• Quando uma quantidade suficiente de água á retirada da 
armazenagem, o nível do lençol freático é reduzido e 
durante um período de estiagem ou seca a água de uma 
corrente diminui e as fontes desaparecem. 
RESUMINDO 
Distribuição espacial da água no planeta 
Local 
% do total da 
Água da Terra? 
Superfície 0.01% 
Oceanos 97% 
Água subterrânea < 1% 
Gelo e neve 2%