#Aula 03-BALANÇO HIDRICO-PRATICA

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UNIVERSIDADE ZAMBEZE
FACULDADE DE ENGENHARIA AGRONÓMICA & FLORESTAL
Departamento De Engenharia Agronómica
HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS
EXERCÍCIOS PRÁTICOS: BALANÇO HÍDRICO
Aula 3, 2019-PRÁTICA
Hélio Armazia, Eng. M. Sc
Nome: Hélio Do Rosário Luís Armazia
Ocupação: Docente Universitário
Categoria Assistente Estagiário
Instituição
/Órgão:
Universidade Zambeze/Faculdade de Engenharia
Agronómica e Florestal-Zambézia/Mocuba
Formação:
Graduação: Engenharia Rural-UEM
Pós-Graduação:
Gestão De Solos E Água-
UEM
Contactos:
Celular: +258 847085388
e-mail: helio.armaz@gmail.com
Hélio Armazia, Eng. M. Sc
BALANÇO HÍDRICO
Objectivo da aula:
• Determinar obalançohídrico deumadeterminada região (bacia hidrográfica)
tendocomobase osseusinputseoutputs
BALANÇO HÍDRICO
▪ Conversão de unidades
Volume
▪ 𝒎𝒎 para 𝒎𝒎𝟑
𝟏𝒎𝒎 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟏𝒎
𝟏𝒎𝟑 = 𝟏𝟎𝟗𝒎𝒎𝟑
BALANÇO HÍDRICO
Exemplo: 
Dados:
𝟑𝟔𝟔𝒎𝒎
𝟐𝟑𝟔𝒎𝒎
𝟏𝟖𝟖𝒎𝒎
Resolução:
𝟑𝟔𝟔 ∗ 𝟐𝟑𝟔 ∗ 𝟏𝟖𝟖 = 𝟏𝟔𝟐𝟑𝟖𝟔𝟖𝟖𝒎𝒎𝟑
BALANÇO HÍDRICO
▪ De 𝒎𝒎𝟑 para 𝒎𝟑
1º método
𝟏𝟔𝟐𝟑𝟖𝟔𝟖𝟖𝒎𝒎𝟑
𝟏𝟎𝟗
= 𝟎. 𝟎𝟏𝟔𝟐𝟑𝟖𝟔𝟖𝟖𝒎𝟑
2º método
𝟑𝟔𝟔
𝟏𝟎𝟑
∗
𝟐𝟑𝟔
𝟏𝟎𝟑
∗
𝟏𝟖𝟖
𝟏𝟎𝟑
= 𝟎. 𝟎𝟏𝟔𝟐𝟑𝟖𝟔𝟖𝟖𝒎𝟑
BALANÇO HÍDRICO
▪ Conversões com base integrada
𝟏𝒉𝒂 = 𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎𝒎𝟐
𝟏𝒌𝒎𝟐 = 𝟏𝟎𝟎𝒉𝒂
Exemplo:
▪ Conversão da Precipitação para 𝒎𝟑
Dados:
Á𝒓𝒆𝒂 = 𝟓𝟎𝟎𝟎𝟎𝒉𝒂
𝑷𝒓𝒆𝒄𝒊𝒑𝒊𝒕𝒂çã𝒐 = 𝟔𝟎𝟎𝒎𝒎
BALANÇO HÍDRICO
Resolução:
𝟏𝒌𝒎𝟐 ↔ 𝟏𝟎𝟎𝒉𝒂
𝑿 ↔ 𝟓𝟎𝟎𝟎𝟎𝒉𝒂
𝑿 = 𝟓𝟎𝟎𝒌𝒎𝟐
𝑷𝒓𝒆𝒄𝒊𝒑𝒊𝒕𝒂çã𝒐𝒎𝟑 =
𝑷𝒓𝒎𝒎
𝟏𝟎𝟑
∗ 𝑨𝒓𝒆𝒂𝒌𝒎𝟐 ∗ 𝟏𝟎
𝟔
𝑷𝒓𝒆𝒄𝒊𝒑𝒊𝒕𝒂çã𝒐𝒎𝟑 = 𝟑 ∗ 𝟏𝟎
𝟖
BALANÇO HÍDRICO
▪ Conversões de componentes hidrológicas
Exemplo a seguir:
Parâmetros Valor Conversão
𝚫𝐭 𝟐𝟖𝐝𝐢𝐚𝐬
Área 𝟓𝟎𝟎𝟎𝟎𝐡𝐚
𝟓𝟎𝟎𝟎𝟎
𝟏𝟎𝟎
= 𝟓𝟎𝟎𝐤𝐦𝟐
Evaporação
𝟔𝟎𝟎𝐦𝐦 𝟔𝟎𝟎
𝟏𝟎𝟑
∗ 𝟓𝟎𝟎 ∗𝟏𝟎𝟔 = 𝟑∗𝟏𝟎𝟖𝐦𝟑
𝟑𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎
𝐦𝟑
𝐝𝐢𝐚
𝟑 ∗𝟏𝟎𝟖
𝟓𝟎𝟎 ∗𝟏𝟎𝟔
∗ 𝟏𝟎𝟑 ∗
𝟏
𝟐𝟖
= 𝟐𝟏.𝟒𝟑
𝐦𝐦
𝐝𝐢𝐚
Caudal 𝟏𝟓
𝐦𝟑
𝐬
𝟏𝟓 ∗𝟑𝟔𝟓 ∗𝟐𝟒 ∗𝟔𝟎 ∗𝟔𝟎 = 𝟒𝟕𝟑𝟎𝟒𝟎𝟎𝟎𝟎
𝐦𝟑
𝐚𝐧𝐨
𝟏𝟓 ∗𝟐𝟖 ∗𝟐𝟒 ∗𝟔𝟎 ∗𝟔𝟎 = 𝟑𝟔𝟐𝟖𝟖𝟎𝟎𝟎
𝐦𝟑
𝐝𝐢𝐚
Alt.𝐇𝟐𝐎𝐝𝐢𝐚𝐈𝐧𝐢𝐜𝐢𝐚𝐥 𝟐𝟗𝐦 𝟐𝟗−𝟐𝟐 ∗𝟓𝟎𝟎 ∗𝟏𝟎𝟔 = 𝟑𝟓𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝐦𝟑
Alt.𝐇𝟐𝐎𝐝𝐢𝐚𝐅𝐢𝐧𝐚𝐥 𝟐𝟐𝐦
BALANÇO HÍDRICO
▪ Determinação do balanço hídrico
Exercícios:
▪ Referências:
• Hipólito, J.R e Vaz, A.C, 2011. Hidrologia e Recusos
Hídricos. IST press, Lisboa.
1. Numa albufeira com uma área de 𝟏𝟎 𝒌𝒎𝟐 registaram-se durante um
período de 𝟓 𝒅𝒊𝒂𝒔 os seguintes valores:
▪ caudal afluente = 𝟏𝟓
𝒎𝟑
𝒔
;
▪ caudal efluente = 𝟑
𝒎𝟑
𝒔
;
▪ nível da água no 𝟏º 𝒅𝒊𝒂 = 𝟐𝟓, 𝟎 𝒎;
▪ nível da água no 𝟔º 𝒅𝒊𝒂 = 𝟐𝟓, 𝟒 𝒎;
▪ precipitação = 𝟎𝒎𝒎.
a. Calcule o volume da água evaporada na albufeira durante os
𝟓 𝒅𝒊𝒂𝒔.
b. Calcule a altura média diária de evaporação da albufeira nesse
período.
Parâmetros Valor Conversão
𝚫𝐓 𝟓 𝐝𝐢𝐚𝐬
Área 𝟏𝟎 𝐤𝐦𝟐 𝟏𝟎 ∗ 𝟏𝟎𝟔 = 𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 𝐦𝟐
Caudal afluente 𝟏𝟓
𝐦𝟑
𝐬
𝟏𝟓 ∗ 𝟓 ∗ 𝟐𝟒 ∗ 𝟔𝟎 ∗ 𝟔𝟎 = 𝟔𝟒𝟖𝟎𝟎𝟎𝟎
𝐦𝟑
𝐝𝐢𝐚
Caudal efluente 𝟑
𝐦𝟑
𝐬
𝟑 ∗ 𝟓 ∗ 𝟐𝟒 ∗ 𝟔𝟎 ∗ 𝟔𝟎 = 𝟏𝟐𝟗𝟔𝟎𝟎𝟎
𝐦𝟑
𝐝𝐢𝐚
Nível da água no 1º dia 𝟐𝟓. 𝟎 𝐦 𝟐𝟓 ∗ 𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 = 𝟐𝟓𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 𝐦𝟑
Nível da água no 6º dia 𝟐𝟓. 𝟒 𝐦 𝟐𝟓. 𝟒 ∗ 𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 = 𝟐𝟓𝟒𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 𝐦𝟑
Precipitação 𝟎𝐦𝐦
𝚫𝐂𝐚𝐮𝐝𝐚𝐥 𝟔𝟒𝟖𝟎𝟎𝟎𝟎 − 𝟏𝟐𝟗𝟔𝟎𝟎𝟎 = 𝟓𝟏𝟖𝟒𝟎𝟎𝟎
𝐦𝟑
𝐝𝐢𝐚
𝚫𝐒 𝟐𝟓𝟒𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 − 𝟐𝟓𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 = 𝟒𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 𝐦
𝟑
a) Volume da água evaporada na albufeira durante 𝟓 𝒅𝒊𝒂𝒔.
Cálculo:
𝑰 − 𝑶 ∗ 𝜟𝑻 = 𝜟𝑺
𝑷 + 𝑸𝟏 + 𝑮𝟏 − 𝑸𝟐 + 𝑮𝟐 + 𝑬 + 𝑻 = 𝜟𝑺
𝑸𝟏 − 𝑸𝟐 + 𝑬 = 𝜟𝑺
𝑬 = 𝑸𝟏 − 𝑸𝟐 − 𝜟𝑺
𝑬 = 𝜟𝑪𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍 − 𝜟𝑺
𝑬 = 𝟏𝟏𝟖𝟒𝟎𝟎𝟎
𝒎𝟑
𝟓𝒅𝒊𝒂𝒔
b) Altura média diária de evaporação da albufeira nesse período
Cálculo:
𝑬 𝒎𝟑
𝟓𝒅𝒊𝒂𝒔
= 𝟏𝟏𝟖𝟒𝟎𝟎𝟎
𝑬𝒎𝒎
𝒅𝒊𝒂
=
𝟏𝟏𝟖𝟒𝟎𝟎𝟎
𝟏𝟎𝟔
∗ 𝟏𝟎𝟑 ∗
𝟏
𝟓
= 𝟐𝟑, 𝟔𝟖
𝑬 𝒎𝒎
𝟓𝒅𝒊𝒂𝒔
= 𝟐𝟑, 𝟔𝟖 ∗ 𝟓𝒅𝒊𝒂𝒔 = 𝟏𝟏𝟖, 𝟒
c) PROVA:
Cálculo:
𝑬𝒎𝒎
𝒅𝒊𝒂
= 𝟐𝟑. 𝟔𝟖
𝑬𝒎𝟑
𝒅𝒊𝒂
=
𝟐𝟑. 𝟔𝟖
𝟏𝟎𝟑
∗ 𝟏𝟎 ∗ 𝟏𝟎𝟔 = 𝟐𝟑𝟔𝟖𝟎𝟎
𝑬 𝒎𝟑
𝟓𝒅𝒊𝒂𝒔
= 𝟐𝟑𝟔𝟖𝟎𝟎 ∗ 𝟓𝒅𝒊𝒂𝒔 = 𝟏𝟏𝟖𝟒𝟎𝟎𝟎
2. Considere um lago com uma saída natural. A área do lago é de
𝟐𝟔𝟎 𝒌𝒎𝟐, e a da bacia hidrográfica, de 𝟐𝟖𝟎𝟎 𝒌𝒎𝟐 (incluindo a
área do lago). Durante um ano hidrológico verificou-se que a
precipitação na região foi de 𝟔𝟎𝟎𝒎𝒎, e a evaporação no lago, de
𝟖𝟎𝟎𝒎𝒎, não se tendo verificado uma variação sensível do nível do
lago. O caudal médio na saída do lago ao longo do ano foi de
𝟒, 𝟓
𝒎𝟑
𝒔
.
a. Calcule o caudal drenado da bacia para o lago.
b. Calcule a evapotranspiração na bacia hidrográfica.
Parâmetros Valor Conversão
Área do lago 𝟐𝟔𝟎 𝒌𝒎𝟐 𝟐𝟔𝟎 ∗ 𝟏𝟎𝟔 = 𝟐𝟔𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝒎𝟐
Precipitação 𝟔𝟎𝟎
𝒎𝒎
𝒂𝒏𝒐
𝟔𝟎𝟎
𝟏𝟎𝟎𝟎
= 𝟎. 𝟔 ∗ 𝟐𝟔𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 = 𝟏𝟓𝟔𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎
𝒎𝟑
𝒂𝒏𝒐
Evaporação (lago) 𝟖𝟎𝟎
𝒎𝒎
𝒂𝒏𝒐
𝟖𝟎𝟎
𝟏𝟎𝟎𝟎
= 𝟎. 𝟖 = 𝟎. 𝟖 ∗ 𝟐𝟔𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 = 𝟐𝟎𝟖𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎
𝒎𝟑
𝒂𝒏𝒐
𝜟𝒕 𝟏 𝒂𝒏𝒐 𝟑𝟔𝟓 𝒅𝒊𝒂𝒔
Caudal efluente (lago) 𝟒. 𝟓
𝒎𝟑
𝒔
𝟒. 𝟓 ∗ 𝟑𝟔𝟓 ∗ 𝟐𝟒 ∗ 𝟔𝟎 ∗ 𝟔𝟎 = 𝟏𝟒𝟏𝟗𝟏𝟐𝟎𝟎𝟎
𝒎𝟑
𝒂𝒏𝒐
a) Caudal drenado da bacia para o lago
Cálculo:
𝑰 − 𝑶 ∗ 𝜟𝑻 = 𝜟𝑺
𝑷 + 𝑸𝟏 + 𝑮𝟏 − 𝑸𝟐 + 𝑮𝟐 + 𝑬 + 𝑻 = 𝜟𝑺
𝑷 + 𝑸𝟏 − 𝑸𝟐 + 𝑬 = 𝟎
𝑷 − 𝑸𝟐 − 𝑬 = 𝑸𝟏
𝟏𝟓𝟔𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 − 𝟐𝟎𝟖𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 + 𝟏𝟒𝟏𝟗𝟏𝟐𝟎𝟎𝟎 = 𝑸𝟏
𝟐𝟎𝟖𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 + 𝟏𝟒𝟏𝟗𝟏𝟐𝟎𝟎𝟎 − 𝟏𝟓𝟔𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 = 𝑸𝟏
𝟏𝟗𝟑𝟗𝟏𝟐𝟎𝟎𝟎 = 𝑸𝟏
𝑸𝟏 = 𝟏𝟗𝟑𝟗𝟏𝟐𝟎𝟎𝟎
𝒎𝟑
𝒂𝒏𝒐
Parâmetros Valor Conversão
Área da bacia 𝟐𝟖𝟎𝟎 𝐤𝐦𝟐 𝟐𝟖𝟎𝟎 − 𝟐𝟔𝟎 = 𝟐𝟓𝟒𝟎 ∗ 𝟏𝟎𝟔 = 𝟐𝟓𝟒𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝐦𝟐
Precipitação 𝟔𝟎𝟎
𝐦𝐦
𝐚𝐧𝐨
𝟔𝟎𝟎
𝟏𝟎𝟎𝟎
= 𝟎. 𝟔 ∗ 𝟐𝟓𝟒𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 =
𝐦𝟑
𝐚𝐧𝐨
Caudal efluente (Bacia) 𝟏𝟗𝟑𝟗𝟏𝟐𝟎𝟎𝟎
𝐦𝟑
𝐚𝐧𝐨
b) Evapotranspiração na bacia drenante
Cálculo:
𝑰 − 𝑶 ∗ 𝜟𝑻 = 𝜟𝑺
𝑷 + 𝑸𝟏 + 𝑮𝟏 − 𝑸𝟐 + 𝑮𝟐 + 𝑬 + 𝑻 = 𝜟𝑺
𝑷 − 𝑸𝟐 = 𝑬
𝟏𝟓𝟐𝟒𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 − 𝟏𝟗𝟑𝟗𝟏𝟐𝟎𝟎𝟎 = 𝑬
𝑬 = 𝟏𝟑𝟑𝟎𝟎𝟖𝟖𝟎𝟎𝟎
𝒎𝟑
𝒂𝒏𝒐