AULA 02

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S a n e a m e n t o e 
D re n a ge m U r b a n a
A u l a 0 2
Itajaí - 02/03/2020
P a u t a A u l a 2 : 
H i d r o l o g i a
• Objetivos:
• Conceituar os elementos básicos sobre 
hidrologia;
• Quantificar os principais componentes 
do ciclo hidrológico.
• O que é a Hidrologia?
Hidrologia
• O que é a Hidrologia?
Hidrologia é a ciência dedicada
ao estudo das águas.
Estuda a 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.
Hidrologia
• As principais abordagens deste estudo são:
- Sua ocorrência e circulação na Terra 
- Suas propriedades 
- Sua interação com a vida e o meio ambiente
• Considerações gerais da Hidrologia 
- É uma “ciência da Terra”. 
- De forma bem simplificada pode-se dizer que a hidrologia tenta 
responder à pergunta: 
O que acontece com a água da chuva?
Hidrologia
1. Escolha de fontes de abastecimento de água para uso doméstico ou
industrial;
2. Projeto de construção de obras hidráulicas:
a. Fixação das dimensões hidráulicas de obras de arte, tais como: pontes,
bueiros etc.;
b. Projeto de Barragens: localização e escolha do tipo de barragem, de
fundação e de extravasor; dimensionamento;
c. Estabelecimento de método de construção;
Hidrologia - Aplicação
3. Drenagem:
a. Estudo das características do lençol freático;
b. Exame das condições de alimentação e de escoamento natural do lençol:
precipitação, bacia de contribuição e nível d’ água nos cursos ‘d água;
4. Irrigação:
a. Problema de escolha do manancial;
b. Estudo de evaporação e infiltração;
5. Regularização de cursos d’ água e controle de inundações:
a. Estudo das variações de vazão; previsão de vazões máximas;
b. b. Exame das oscilações de nível e das áreas de inundação;
Hidrologia - Aplicação
6. Controle de Poluição:
a. Análise da capacidade de recebimento de corpos receptores dos
efluentes de sistemas de esgotos: vazão mínima de cursos d’ água,
capacidade de reaeração e velocidade de escoamento;
7. Controle da Erosão:
a. Análise de intensidade e frequência das precipitações máximas,
determinação de coeficiente de escoamento superficial;
b. b. Estudo da ação erosiva das águas e da proteção por meio de vegetação
e outros recursos;
8. Navegação:
a. Observação de dados e estudos sobre construções e manutenção de canais
navegáveis;
Hidrologia - Aplicação
9. Aproveitamento Hidrelétrico: 
a. Previsão das vazões máximas, mínimas e médias dos cursos d’ água para 
o estudo econômico e o dimensionamento das instalações; 
b. b. Verificação da necessidade de reservatório de acumulação; 
determinação dos elementos necessários ao projeto e construção do 
mesmo: bacias hidrográficas, volumes armazenáveis, perdas por 
evaporação e infiltração; 
10. Operação de sistemas hidráulicos complexos; 
11. Recreação e preservação do meio ambiente; 
12. Preservação e desenvolvimento da vida aquática.
Hidrologia - Aplicação
Considerações gerais da Hidrologia 
• A água na Terra, que constitui a hidrosfera, está distribuída em 3
reservatórios principais:
– oceanos
– continentes
– atmosfera
• Entre estes reservatórios existe uma circulação contínua:
– Ciclo de Água ou Ciclo Hidrólogico
• Esta circulação contínua é responsável pela renovação da água no planeta.
Hidrologia
Importância da água e sua quantidade mundial 
• A água é um dos recursos mais importantes da terra.
• A água ocorre em três (3) estados da matéria: 
– sólida (gelo) 
– líquida (água natural) 
– gasosa (vapor)
Hidrologia
Importância da água e sua quantidade mundial 
A água é:
• um elemento essencial da fotossíntese das plantas – é um dos
constituintes dos organismos.
• um solvente para os nutrientes do solo.
• uma necessidade, vital no corpo humano (o ar seco extrai de 1 á 2 kg de
água, diariamente no corpo humano)
• um condutor.
• um meio de transporte (águas residuais, canais de drenagem e
navegação;
• o mais importante regularizador da energia no balanço energético da
terra.
Hidrologia
Distribuição da água no Planeta:
- ¼ do Planeta = terra
- ¾ do Planeta= água
- Água salgada: 97,3%
- Água doce: 2,7%
Hidrologia
Tabela da estimativa da quantidade de água mundial
Hidrologia
Local Volume (Km³) Percentual do Total (%)
Oceanos 1.370.000 97,61
Calotas polares e geleiras 29.000 2,08
Água subterrânea 4.000 0,29
Água doce de lagos 125 0,009
Água salgada de lagos 104 0,008
Água misturada no solo 67 0,005
Vapor d’água na atmosfera 14 0,0009
Rios 12 0,00009
Quantidade de água potável disponível para uso na superfície terrestre
Hidrologia
Fonte Porcentagem do volume (%)
Capa de gelo polar, icebergs, geleiras 77,23
Água subterrânea (até 800m de 
profundidade)
9,86
Água subterrânea (800 a 4.000m) 12,35
Umidade do solo 0,17
Lagos (água potável) 0,35
Rios 0,003
Minerais hidratados 0,001
Plantas, animais, seres humanos 0,003
Atmosfera 0,04
Conceitos Básicos e Fundamentos
• A utilização econômica fez com que a água passasse a ser reconhecida
como um recurso hídrico (tem valor econômico!), semelhante aos
recursos minerais quando utilizados economicamente.
• Um atributo notável da água é ser bem de múltiplos usos, destinando-se
aos mais diversos fins, como:
Hidrologia
Usos da água: 
•Abastecimento 
•Navegação 
•Irrigação 
•Diluição de poluentes 
•Manutenção dos ecossistemas 
•Pesca 
•Turismo 
•Recreação 
•Geração de energia elétrica
Hidrologia
Abastecimento de água
•Estima-se em 200 litros por
habitante por dia o consumo de água
no Brasil.
•Até chegar às residências, boa parte
da água é perdida em vazamentos
dos sistemas de distribuição.
•A água dos vazamentos infiltra e fica
armazenada no solo ou no subsolo.
Eventualmente retorna aos rios.
Hidrologia
Abastecimento de água
•Aproximadamente 80% da
água que chega a uma
residência retorna como
esgoto cloacal.
•Cidades como Barcelona
estão importando água para
abastecimento usando navios.
Hidrologia
Irrigação:
•maior uso mundial (70%) 
•melhor produtividade 
•menos riscos climáticos
Dificuldades:
•usar água em regiões secas 
•conflitos com outros usos
Hidrologia
Métodos:
•inundação (arroz) 
•aspersão (pivôs centrais) 
•gotejamento
Estimativa de consumo de água para diferentes produtos
- Volume mínimo de água de irrigação necessário para produzir 1 kg de
alimento
Hidrologia
Alimento Litros de água
Batata 500
Trigo 900
Soja 1.650
Arroz 1.900
Aves 3.500
Carne bovina 15.000
Uso Industrial
•Refrigeração 
•Vapor (caldeiras) 
•Processos 
•Produto 
•Limpeza
Hidrologia
Estimativa de consumo de água para diferentes produtos
- Volume de água necessário para produzir 1 kg ou 1 litro de produto
industrializado
Agregação de valor: 1 tonelada de água utilizada na indústria gera um
rendimento 70 vezes maior do que na agricultura.
Hidrologia
Produto Litros de água
Gasolina 10
Aço 95
Papel 540
Lançamento e tratamento de esgotos
Hidrologia
Pesca
• subsistência
• artesanal
• comunidades nativa
Hidrologia
Pesca Esportiva
• turismo
• recreação
• serviço
Hidrologia
Navegação
• maior capacidade de carga
• menor custo para determinadas
cargas ($ por Kg relativamente
baixo), tais como minério, grãos
e madeira.
Hidrologia
Navegação
Hidrologia
Recreação
Hidrologia
Geração de Energia
• transformação de energia
potencial (energia da água) em
energia mecânica (movimento
das turbinas).
• as turbinas em movimento
estão conectadas a um gerador,
que é responsável pela
transformação da energia
mecânica em energia elétrica.
Hidrologia
Geração de Energia
• Brasil: 3° lugas em
capacidade instalada e
4° lugar em geração.
• 2° país com maior
dependência da
energia hidrelétrica.
Hidrologia
Usos consuntivos e não consuntivos 
Uso consuntivo 
• Abastecimento urbano 
• Abastecimento industrial 
• Irrigação 
• Dessedentação animal 
Uso não consuntivo 
• Geração de energia elétrica 
• Navegação 
• Recreação 
Hidrologia
Manejo ambiental 
• Coleta, remoção e transformaçãode 
poluentes 
• Manejo de qualidade ambiental
• Proteção/restauração de recursos 
biológico
• É o processo natural de evaporação, condensação, precipitação, detenção
e escoamento superficial, infiltração, percolação da água no solo e nos
aquíferos, escoamentos fluviais e interações entre esses componentes.
Ciclo Hidrológico
• Tem início com a evaporação da água dos oceanos. O vapor resultante é
transportado pelo movimento das massas de ar. Sob determinadas
condições, o vapor é condensado, formando as nuvens que por sua vez
podem resultar em precipitação. Esta precipitação que ocorre sobre a
terra pode ser dispersa de várias formas. A maior parte fica retida
temporariamente no solo próximo onde caiu, que por sua vez, retorna à
atmosfera através da evaporação e transpiração das plantas. Uma parte
da água que sobra escoa sobre a superfície do solo ou para os rios,
enquanto que a outra parte penetra profundamente no solo,
abastecendo o lençol d’ água subterrâneo.
Ciclo Hidrológico
Ciclo Hidrológico
• As principais variáveis hidrológicas consideradas no ciclo hidrológico são:
• E: evaporação (mm/d);
• q: umidade específica do ar em gramas de vapor d’ água por quilo de ar,
ou g/kg;
• P: precipitação (mm);
• i: intensidade de chuva (mm/h);
• Q: deflúvio superficial ou vazão (m³/s);
• f: taxa de infiltração (mm/h);
• ET: evapotranspiração (mm/d).
Ciclo Hidrológico
• Em determinadas circunstâncias, a natureza parece trabalhar com os
excessos. Ora provoca chuvas torrenciais que ultrapassam a capacidade de
suporte dos cursos d’ água, acarretando em inundações, ora parece que
todo o ciclo hidrológico parou completamente, acarretando em secas.
Esses extremos de enchente e seca são os que mais interessam para os
engenheiros, pois muitos dos projetos de Engenharia Hidráulica são feitos
com a finalidade de proteção contra estes mesmos extremos, e quando
não previsto podem acarretar em danos.
Ciclo Hidrológico
• Além dos diversos usos apresentados, a água recebe, dilui e transporta
esgotos domésticos, efluentes industriais e resíduos das atividades rurais
e urbanas. No entanto, e com muita frequência, verifica-se a concentração
de populações humanas, de indústrias, de atividades agrícolas e
socioeconômicas fazendo uso excessivo da capacidade hídrica das bacias,
de regiões hidrográficas e dos aquíferos subterrâneos.
• Sob essas condições, a água passa a ser escassa, o que leva à geração de
conflitos entre seus diversos tipos de usos e usuários.
• Em 2030 as reservas de água doce da Terra podem cair em até 40%.
• Atualmente, há aproximadamente 748 milhões pessoas no mundo que
não têm acesso a água potável.
Escassez de Água
• Regiões semiáridas: baixas disponibilidades hídricas e das irregularidades
climáticas.
• Regiões úmidas: contaminação, tornando a água indisponível para os
alguns usos.
Escassez de Água
• Outro aspecto fundamental da água é o desequilíbrio provocado pelos 
eventos hidrológicos extremos, como as secas e as inundações.
Secas:
• causam pobreza, desnutrição e 
êxodo para as grandes cidades.
Eventos Extremos
Enchentes:
• causam prejuízos econômicos e sociais incalculáveis; 
• riscos à saúde e à qualidade de vida dos habitantes das áreas assolada
Eventos Extremos
A água que é encontrada na natureza não é própria para consumo.
Mesmo quando cai em forma de chuva, ainda contém impurezas. E
quando toca o solo, absorve substâncias impuras alterando ainda mais
sua qualidade.
Para ser considerada água própria para consumo é necessário que se
atenda alguns requisitos de potabilidade. Se tiver alguma substância que
altera seu padrão, é classificada como poluída. Os componentes que
indicam poluição orgânica são: compostos nitrogenados, oxigênio
consumido e cloretos.
Poluição
• Principal causa da incidência de
enfermidades, em especial nas
populações de baixa renda não
atendidas pelos sistemas de
abastecimento de água potável e de
coleta e disposição de esgotos
sanitários.
• As doenças de veiculação hídrica
causam o maior número de internações
hospitalares e nomeiam grande parte
dos índices de mortalidade infantil.
Poluição
• Na maioria das vezes
consegue-se assimilar os
despejos, regenerando-se
através de processos físicos,
químicos e biológicos, mas a
capacidade assimilativa dos
corpos de águas pode ser
excedida.
• Poluição também afeta
animais que vivem nas
profundezas do oceano.
Poluição
LEI FEDERAL 9.433, DE 8 DE JANEIRO DE 1997 
Institui a Política Nacional de Recursos Hídricos, cria o Sistema Nacional de 
Gerenciamento de Recursos Hídricos. 
POLÍTICA NACIONAL DE RECURSOS HÍDRICOS 
SISTEMA NACIONAL DE GERENCIAMENTO DE 
RECURSOS HÍDRICOS
FUNDAMENTOS 
Art. 1º A Política Nacional de Recursos Hídricos baseia-se nos seguintes
fundamentos:
I - a água é um bem de domínio público;
Legislação
II - a água é um recurso natural limitado, dotado de valor econômico;
III - em situações de escassez, o uso prioritário dos recursos hídricos é o
consumo humano e a dessedentação de animais;
IV - a gestão dos recursos hídricos deve sempre proporcionar o uso
múltiplo das águas;
V - a bacia hidrográfica é a unidade territorial para implementação da
Política Nacional de Recursos Hídricos e atuação do Sistema Nacional de
Gerenciamento de Recursos Hídricos.
Legislação
O B RI GA D O!